王蕾

（河南恒禹水利工程有限公司，河南 信陽 464000）

0 引言

隨著中國經(jīng)濟飛速發(fā)展，灌區(qū)供水和水資源高效利用問題日益顯現(xiàn)，給灌區(qū)的管理帶來了新的挑戰(zhàn)。研究人員和灌區(qū)工作者進行了大量深入細致的工作，取得了很多的研究成果。張穎等以南京市江寧區(qū)為例，探討了中型灌區(qū)續(xù)建配套措施的實施以及該措施對節(jié)水改造的效果。蘇慶文對位于東營市的麻灣灌區(qū)的信息管理系統(tǒng)進行研究，對其設(shè)計目標，基本架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)問題進行了深入的探討和分析。史立紅等針對黃河調(diào)水調(diào)沙引起的山東境內(nèi)灌區(qū)引水條件變化，提出了小開河引黃灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的一系列措施，并在實踐中取得了良好的效果。以石山口灌區(qū)為例，參考其他灌區(qū)管理所取得的先進經(jīng)驗，分析不同來水情況下灌區(qū)的需水量，繼而從幾個方面討論灌區(qū)構(gòu)建科學節(jié)水及現(xiàn)代化節(jié)水管理體系的相關(guān)措施，總結(jié)該灌區(qū)提供水資源利用管理經(jīng)驗，并為其他灌區(qū)水資源管理提供有效的參考。

石山口灌區(qū)是位于河南省信陽市羅山縣境內(nèi)的大型灌區(qū)，其規(guī)模在省內(nèi)名列前茅。灌區(qū)地處東經(jīng)114°22′02″～114°42′25″、北緯31°54′59″～32°15′50″之間，涵蓋范圍土地面積421 km2。灌區(qū)主要水源為石山口水庫，輔以區(qū)間徑流和灌區(qū)內(nèi)小型水庫及溝塘堰壩蓄水、過境水及地下水。根據(jù)1973-2019年灌溉水量統(tǒng)計資料，灌區(qū)多年平均取用水量為5 634萬m3，灌溉效益顯著。受水資源總量限制及灌溉設(shè)施條件等因素影響，灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水短缺問題依然突出，渠系建設(shè)、作物結(jié)構(gòu)、運行和管理等，對整個灌區(qū)的節(jié)水潛力和成效等方面具有直接作用。隨著灌溉技術(shù)水平的發(fā)展，作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要平臺，灌區(qū)節(jié)水正向集約化和信息化發(fā)展。結(jié)合灌區(qū)建設(shè)發(fā)展實際，科學分析灌區(qū)的水資源供需狀況，把節(jié)水放在優(yōu)先位置，大力推進農(nóng)業(yè)節(jié)水，是落實水資源節(jié)約集約利用要求的重要組成部分，對于灌區(qū)節(jié)水增效和水資源優(yōu)化配置具有非常重要的實際意義和參考價值。

1 水資源狀況分析

位于大別山西北麓的淺山丘陵區(qū)的石山口灌區(qū)域內(nèi)四季變換顯著，降水量相對河南省其他地區(qū)較多，整個灌區(qū)的多年平均降水量達到了1 086 mm以上。降水一般發(fā)生在汛期四個月期間。多年平均水面蒸發(fā)量為792.10 mm。區(qū)域多年平均氣溫15.10 ℃，平均無霜期227 d，多年平均日照時數(shù)2 120 h，水文氣象條件對作物生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為有利。

灌區(qū)地處淮河水系竹竿河支流小潢河流域，該流域多年平均地表水資源量為7.83 億m3。地下水資源量為3.03 億m3，水資源可利用總量達到了4.69 億m3，水資源總量為9.49 億m3。灌區(qū)內(nèi)有石山口水庫、小龍山水庫及多處攔河樞紐等調(diào)蓄工程，是灌區(qū)進行水量調(diào)節(jié)灌溉重要水源。石山口水庫多年平均入庫徑流量1.33億m3，水資源可利用模數(shù)超過了22萬m3/km2。根據(jù)灌區(qū)運行多年情況統(tǒng)計分析，石山口水庫在75%頻率來水年份可向灌區(qū)供水1.58億m3，灌區(qū)內(nèi)可截引部分區(qū)間徑流總量達到了0.35億m3，小型水庫及溝塘堰壩等可供水0.23億m3，灌區(qū)內(nèi)總可供水量2.16億m3，受來水時空分布同灌溉季節(jié)差異影響，灌溉用水短缺問題突出。灌區(qū)主要水源地石山口水庫水質(zhì)達到地表水Ⅲ類標準，完全可以滿足灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉要求。

2 灌區(qū)水資源需求分析

2.1 灌區(qū)面積

石山口灌區(qū)于1973年建成正式提供灌溉服務(wù)。該灌區(qū)的設(shè)計面積達到了20 666.67 hm2。多年來通過實施一系列改進項目，目前有效灌溉面積達到了15 333.33 hm2。灌區(qū)中由石山口水庫直接供水的設(shè)計灌溉面積為14 226.67 hm2，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)12 233.33 hm2。通過小龍山攔河樞紐供水的面積為5 100.00 hm2。

2.2 種植結(jié)構(gòu)

灌區(qū)內(nèi)主要種植小麥、水稻等糧食作物，并有部分面積種植麻類、油料、蔬菜等經(jīng)濟作物?，F(xiàn)狀糧食作物種植比例為水稻65%、小麥55%，雜糧及其它15%，經(jīng)濟作物種植比例為30%。按照規(guī)劃，平均每年四類作物種植比例分別為70%、55%、15%和30%。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和作物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，糧經(jīng)作物的種植比例將逐漸減小。

2.3 灌溉制度及定額分析

石山口灌區(qū)雜糧及其它作物以玉米居多，經(jīng)濟作物主要以油菜種植為主，現(xiàn)狀灌區(qū)灌溉供水以糧食作物為主。灌區(qū)內(nèi)種植作物的灌溉模式以常規(guī)地表水渠系灌溉為主，為了充分利用灌區(qū)內(nèi)的自然降水，灌區(qū)根據(jù)自身情況因地制宜地實行了一系列的節(jié)水灌溉制度。根據(jù)灌區(qū)的實踐經(jīng)驗，灌溉期間各類作物的澆水定額不宜太大，采取小水勤灌的方式更有利于達到節(jié)水的要求。根據(jù)河南省確定的相關(guān)地區(qū)灌溉技術(shù)標準，結(jié)合灌區(qū)歷年的實際灌溉情況，經(jīng)綜合分析，灌區(qū)復種指數(shù)1.70，灌溉保證率50%和75%條件下的灌區(qū)凈灌溉定額分別為2 205 m3/hm2和2 940 m3/hm2。

2.4 灌溉需水量分析

通過多年來灌區(qū)工程項目投資及灌區(qū)續(xù)建配套改造工程項目不斷完成，石山口灌區(qū)有效灌溉面積不斷提高，灌區(qū)實灌面積與當年降水情況、灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)、作物所處生育階段需水情況、耗水情況、石山口水庫來水情況、灌溉放水天數(shù)、渠系過水能力以及農(nóng)民灌水意愿、統(tǒng)計等多種因素有關(guān)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，該區(qū)域水源包括石山口水庫和其他水源，規(guī)劃年2025年75%保證率條件下，石山口灌區(qū)供水有效面積為17 333.33 hm2，按照設(shè)計面積為20 666.67 hm2?？紤]到改造項目的作用，規(guī)劃水平年的農(nóng)業(yè)用水有效利用系數(shù)為0.52。表1為根據(jù)分析確定的綜合灌溉定額、灌區(qū)不同灌溉面積條件下50%和75%灌溉需水量分析。

表1 石山口灌區(qū)農(nóng)業(yè)用地灌溉需水量分析表

3 灌區(qū)節(jié)水途徑分析

3.1 加強輸配水工程項目系統(tǒng)建設(shè)

石山口灌區(qū)水資源相對短缺，需要持續(xù)發(fā)展節(jié)水灌溉，保障灌區(qū)效益發(fā)揮。增強農(nóng)業(yè)節(jié)水效率的重要方法之一是提高灌溉水利用率。傳統(tǒng)的渠道輸配水方式滿足灌溉供水的同時存在滲漏損失問題，通過渠道襯砌可有效降低輸水損失。通過節(jié)水設(shè)施工程項目的建設(shè)和使用，并將相應(yīng)的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施抓緊抓好，實際落實，并將農(nóng)業(yè)產(chǎn)品耗水量和用水量盡可能地降低，可以有效的達到農(nóng)業(yè)節(jié)水目標。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，目前實際采用的用水方式?jīng)Q定了灌區(qū)節(jié)水潛力的大小，同時受到多種相關(guān)因素的制約，如節(jié)水模式和用水結(jié)構(gòu)等。隨著噴灌、微灌等節(jié)水技術(shù)的出現(xiàn)，管道輸水灌溉技術(shù)逐步應(yīng)用，在灌區(qū)節(jié)水改造、高標準農(nóng)田建設(shè)中，通過發(fā)展管道輸水配合噴灌滴灌等現(xiàn)代化灌溉設(shè)備和灌溉方式，可以有效的實現(xiàn)高效率節(jié)水，并降低灌溉成本。

3.2 優(yōu)化種植模式及灌溉制度

石山口灌區(qū)主要以水庫為水源，調(diào)蓄能力有限，水源工程、渠系建設(shè)、田間工程、灌溉制度及工程管理等環(huán)節(jié)，均存在節(jié)水潛力和效益。隨著節(jié)水理念和技術(shù)的更新發(fā)展，灌區(qū)節(jié)水需要根據(jù)作物需水規(guī)律和供水條件，通過采用水利、農(nóng)藝、管理等措施，在各個耗水環(huán)節(jié)減少不必要的水量損失。

根據(jù)石山口灌區(qū)的灌溉經(jīng)驗，在持續(xù)實施渠道防滲、節(jié)水灌溉等工程措施的基礎(chǔ)上，需要加強灌區(qū)節(jié)水非工程措施的實施，通過改進作物灌溉制度、推廣農(nóng)藝節(jié)水措施，以及優(yōu)化水源調(diào)度和配置等，全面促進灌區(qū)節(jié)水。

3.3 完善灌區(qū)節(jié)水信息化建設(shè)

石山口水庫灌區(qū)的水量調(diào)度受來水、綜合用水等多種因素影響，灌區(qū)需水時空狀況和供水設(shè)施的運行情況是科學開展水量分配及調(diào)度的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的灌區(qū)資料的統(tǒng)計和收集需要工人調(diào)查和實施，信息的時效性差。通過建設(shè)自動化的水源監(jiān)測、灌區(qū)墑情監(jiān)測、渠系流量監(jiān)測等信息化系統(tǒng)，構(gòu)建智能化、信息化的灌區(qū)管理及水量調(diào)度模式，可有效提高水庫灌區(qū)的節(jié)水成效和經(jīng)濟效益。結(jié)合石山口灌區(qū)的水源利用、渠系建設(shè)及灌區(qū)節(jié)水改造，通過優(yōu)化信息化設(shè)施建設(shè)布局，完善灌區(qū)信息收集、傳輸及處理系統(tǒng)，建設(shè)節(jié)水灌溉信息化管理系統(tǒng)，將可以有效的提高灌區(qū)智能化實時用水調(diào)度分析，將遠程控制等手段加入?yún)^(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)中并提供重要協(xié)助。通過灌區(qū)信息化建設(shè)將灌區(qū)的節(jié)水效益水平提高到新階段，并以此帶動灌區(qū)的經(jīng)濟效益和社會效益水平的更快發(fā)展。

3.4 加強灌區(qū)科學管理水平，深化石山口水庫灌區(qū)水價改革

石山口水庫灌區(qū)管理局應(yīng)在信息化灌區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上，對管理范圍內(nèi)的水資源進行統(tǒng)一管理和經(jīng)營，轉(zhuǎn)變思路，開拓發(fā)展，加速實現(xiàn)整個灌區(qū)積極向資源水利轉(zhuǎn)變，將灌區(qū)內(nèi)的實際發(fā)展階段進行全面而深入的考慮，建立系統(tǒng)而高效的現(xiàn)代化水利工程管理體制，高效而充分的利用灌區(qū)現(xiàn)有水資源，制定符合石山口灌區(qū)發(fā)展的水價及水價實施政策，對供水成本進行核算，實行供水有償服務(wù)，促進該區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水。

4 結(jié)語

灌區(qū)水資源合理發(fā)開利用是灌區(qū)水資源管理的重要內(nèi)容。對其他兄弟單位水資源管理的成功經(jīng)驗進行分析和總結(jié)。石山口灌區(qū)水資源的合理開發(fā)利用是保障農(nóng)業(yè)用水供給、促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。整個區(qū)域的水資源管理需要充分考慮現(xiàn)階段灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的用水需求，并通過現(xiàn)代化措施對水資源進行優(yōu)化管理，需要不斷加強灌區(qū)節(jié)水工程措施建設(shè)以有效提高灌溉水利用效率，持續(xù)開展灌區(qū)非工程措施實施，以農(nóng)業(yè)科技進步帶動節(jié)水技術(shù)實施及科學灌溉，通過現(xiàn)代信息化節(jié)水體系建設(shè)，實現(xiàn)石山口灌區(qū)在水資源合理配置管理條件下的可持續(xù)發(fā)展，通過總結(jié)石口山灌區(qū)水資源管理的經(jīng)驗和教訓，對其他類似地區(qū)的水資源節(jié)約工程項目開展和水資源科學管理提供有益的經(jīng)驗。