公主嶺市萬畝中低產田改造項目水資源平衡分析

梁偉晶

(吉林省公主嶺市水利勘測規劃服務中心，吉林 公主嶺 136100)

1 概況

根據吉林省農業開發辦公室關于編報2014年農業綜合項目開發增量資金土地治理項目計劃通知及公主嶺市調整農業種植結構，發展高產、優質、高效農業的總體規劃，為加強農業基礎設施建設，加速中低產田改造，結合本地實際需要，引進臨近地區的成功經驗，采用玉米膜下滴灌方式[1]，使干旱、低產的農作物得到全程灌溉，實現農業增效、農村經濟實力增強的目標，確定了公主嶺市萬畝中低產田改造項目。

項目區坐落在公主嶺市東南部，區內農作物以種植玉米為主，由于近年來春旱嚴重，霜來得早，玉米單產一直徘徊在500 kg/畝左右，糧食產量低而不穩，嚴重制約當地農村經濟的發展，直接影響農民的經濟收入和農村致富奔小康的進程。據調查，該區域糧食產量低下的主要原因是旱災，當地糧食產量已呈現逐步下降趨勢。采用玉米膜下滴灌的方式，通過打井開采地下水，達到了糧食增產增收的目的，并使地下水資源得到合理利用。

2 工程設計

項目區位于公主嶺市某村，共計改造中低產田1萬畝，工程建設內容為水源井工程、首部工程，地下鋪設干管，地面鋪設支管、毛管。干、支管及毛管均采用PE管，毛管采用單翼迷宮式滴灌帶。新打水源井114眼，配套機泵114臺，鋪設滴灌干管φ63 mm 42 066 m，支管φ50 mm 65 094 m，毛鋪管φ32 mm 63 954 m。考慮到吉林省屬北方凍土區，干管鋪設于地面凍層以下1.8 m，支管、毛管鋪設于地面上。

3 項目區水資源概況

3.1 地表水源

公主嶺市位于吉林省中西部，地處松遼平原，屬于北溫帶半濕潤大陸性季風氣侯，四季分明，其特點是溫度、雨量、光照等季節性變化顯著。一般規律是春季干燥多風，升溫較快，夏季濕熱高溫，降水集中，秋季溫和涼爽，霜來得早，冬季漫長寒冷，干燥少雪。

項目區位于公主嶺市東南部，轄區范圍內為丘陵向平原過渡的交接帶，地勢起伏較大，上部被第四系所覆蓋，其主要巖性為亞黏土、亞砂土，泥巖、粉砂巖互層，厚度3～10 m。下部為白堊系地層，主要為泥巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、細砂巖。地下水主要為孔隙裂隙水，由黃土狀亞黏土與白堊系風化殼構成統一含水層。由于含水層砂礫石的黏土含量較高，而黃土狀亞黏土的孔隙裂隙均不發育，加之滲透性能差，徑流條件好，補給條件差，整體水量貧乏，局部地下水含量較好。臺地下水位埋深5～15 m。

項目區地表水資源相對貧乏，多年平均降水量600 mm，平均徑流深90 mm，平均徑流量144×104m3，人均占有地表水資源381.66 m3/a，畝占有地表水資源量為92.57 m3/a。目前，地表水因無水利攔蓄設施，無法有效利用。

地表水水質：河川徑流通過取水抽樣檢測結果顯示，鈉離子吸附比值A小于8，pH值介于6.8～7.4，為中性。依據農田灌溉水質標準，該水適宜農業灌溉用水。

3.2 地下水資源

依據公主嶺市地下水資源評價及城區規劃報告，項目區地下水開采模數2.18×104m3/a·km2，項目區地下水開采資源為52.42×104m3/a。

3.3 用水量平衡

根據調查，當地用水量主要為農村居民生活用水、大牲畜用水。居民生活用水量按40 L/d·人、大牲畜用水量按50 L/d·頭，項目區居民每年生活用水5.51×104m3、大牲畜每年用水0.22×104m3、其他用水量為0.573×104m3，項目區現用水量為6.303×104m3/a。

根據實地勘察，當地無地表水攔蓄設施，項目區內無農業灌溉用水，因地表水不參加水量平衡，水量平衡主要是人畜用水，其他用水量與地下水允許開采量之間平衡，用水量平衡后項目區余水為46.117×104m3/a。

4 項目區水資源供需平衡分析

項目區規劃完成后，按照國家有關標準，居民、大牲畜、其他用水量合計為7.281×104m3/a，項目區改造中低產田1萬畝，根據吉林省地方標準《用水定額》(DB22/T389-2010)，吉林省西部地區膜下滴灌600～1 000 mm/mh2。項目區位于中西部，因此設計灌溉定額采用60 m3/畝，單次最大灌水定額22 m3/畝，生育期內灌水4次，灌溉保證率90%。經計算，玉米各生育期設計灌水定額見表1。

表1 玉米各生育期灌水定額表Tab.1 Irrigating water quota of corns of all growing period

借鑒黑龍江省大慶市玉米膜下滴灌種植經驗，灌溉水源為地下水，灌溉定額采用40 m3/畝·a，新增農業用水量為40×104m3/a[2]。

項目區設計水平年(P=75%)可供水量為4.6×104m3/a，項目區設計水平年可供水量---規劃居民用水量---大牲畜用水量---其他用水量新增農業用水量，通過計算，項目實施后，地下水源滿足新規劃的農業灌溉用水，余水4.6×104m3/a[3]，這得益于膜下滴灌節水技術的應用，大幅降低了水資源的用量，促進水資源的平衡利用，實現了水資源的可持續利用。

5 結語

公主嶺市位于吉林省中西部，地處松遼分水嶺，項目區地表水資源相對貧乏，地下水補充主要以大氣降水和河流補給為主，地下水開采量有限，項目區降雨較小，且分配極為不均勻，不支持雨養農業。為了提高玉米出苗率，當地農民采用坐水種的方式緩解旱情。由于水源距離農田較遠，農民運水成本較高，極大地挫傷了農民種田的積極性。玉米膜下滴灌節水灌溉技術的應用，大幅度降低了農業灌溉用水，使地下水不再過度開采，從而使地下水資源系統和地表植被系統恢復原有平衡。根據當地地下水承載能力，充分開發利用地下水資源，通過對項目區的水資源供需平衡分析，能科學地規劃中低產田改造項目的建設，經過幾年的運行及實踐，萬畝中低產田改造項目起到了玉米膜下滴灌的示范性作用，是緩解當地旱情的重要舉措。與漫灌灌溉方式比較，在該區域發展玉米膜下滴灌項目，節水潛力達70%以上，大大提高了農業用水效率。利用節約的水量可以發展更多灌溉面積，同時節約的水量可以用于工業和城鎮發展用水。