臨洮縣高效節水項目區水資源供需平衡分析

張瑞山

（大禹節水集團股份有限公司，甘肅蘭州730000 ）

我國是農業大國，也是水資源嚴重短缺的國家，水資源供需矛盾十分突出。我國農業用水量大，近年來農業用水量占社會用水總量的70%以上，農田灌溉水量占農業用水量的90%～95%，但用水效率低，農田灌溉水利用率平均僅為45%左右[1]。我國農業節水潛力巨大，農業節水灌溉勢在必行。

根據作物需水規律和當地供水條件，高效利用降水和灌溉水，以取得農業最佳經濟效益、社會效益和環境效益的綜合措施稱為節水灌溉[2]。自20 世紀90 年代以來，我國節水農業發展進入了新時期[3]。水資源的供需平衡就是指在一定的區域內，總供水量與總需水量之間的關系達到一個平衡的狀態[4]。如今節水灌溉技術已發展成以節水灌溉工程技術和節水灌溉農藝技術為主的技術體系[5]，仍然不斷地有新技術、新標準、新材料和新設備產生，有必要結合現有節水灌溉相關標準制定的現狀，對我國水資源進行供需平衡分析，為工程應用提供參考。

1 研究區概況

本標段項目的工程地點為臨洮縣辛店鎮（白李袁、石郭家、豐太草業專業合作社）、新添鎮（孫家村）、窯店鎮（武家村）和玉井鎮（宋家坪、茍家坪）。片區位置如圖1 所示。臨洮縣地處甘肅省定西市西部，介于東徑103°27′～104°19′、北緯30°03′-35°56′之間，屬黃河水系，東西寬約78 km，南北長約103 km，總面積為2851 km2；縣域東接安定區、榆中縣，南連渭源縣，西與臨夏回族自治州的康樂、廣河、東鄉三縣接壤，北靠蘭州市。臨洮縣地貌復雜多樣，山地、平川、河谷，類型齊全，交錯分布，海拔一般在1732m～3670 m 之間，地勢由東南向西北傾斜，屬大陸性季風氣候，日照較好，降水量317～760 mm，年平均氣溫7℃，年極端最高氣溫36.1℃，年極端最低氣溫-29.6℃，年總日照時數2437.9h。

圖1 片區位置

臨洮縣屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫7℃，平均最高氣溫14.3℃，平均最低氣溫1.3℃，（極端最高氣溫36.1℃，最低氣溫-29.6℃），無霜期80～190 天，年降雨量317～760mm 之間，由南到北逐步遞減，南部玉井鎮、窯店鎮降雨量較大，北部新添鎮、辛店鎮降雨量較少，70%以上的降水集中在7、8、9 三個月。年蒸發量1259.3mm，年日照時數2437.9h，最大凍土層深度0.82m。年最大風速15m/s，平均最大風速12m/s。

2 資料與現狀

2.1 資料

根據《臨洮縣2018 年度高效節水灌溉項目建設方案的批復》，計劃發展高效節水灌溉面積2.2 萬畝，其中發展滴灌面積1.2 萬畝；發展管溉面積1 萬畝。本標段（第二標段）涉及實施高效節水灌溉面積7500 畝，其中滴灌面積4000 畝，管灌面積3500 畝，根據各片區實際情況，本次實施高效節水灌溉面積8450 畝，滴灌面積2170 畝，管灌面積6280 畝。具體分布見表1。

表1 臨洮縣實施高效節水灌溉工程概況統計表

2.2 小型農田水利設施現狀

臨洮縣小型農田水利工程特點是類型多、建設規模小、數量多、分布廣，經過多年的建設，全縣小型農田水利工程設施已初具規模，為全縣農業生產發展發揮著舉足輕重的作用。截止2016 年底，臨洮縣共發展有效灌溉面積38 萬畝。

農業用水凈灌溉定額在336m3/畝左右，灌溉水利用系數為0.55，用水效率不高，浪費嚴重。因此，通過調整用水結構，加大農業節水灌溉力度，提高當地水資源利用效率有很大潛力。

3 研究結果與分析

3.1 現狀分析

3.1.1 灌溉現狀

項目區辛店、新添主要種植蔬菜、核桃樹，窯店、玉井鎮主要種植玉米。

依據甘肅省行業用水定額（2017 版），蔬菜（P=50%，畦灌）灌溉定額為360m3/畝，核桃樹（P=50%，塊灌）灌溉定額為200 m3/畝，玉米（P=50%，畦灌）灌溉定額為270m3/畝?，F狀灌溉水利用系數為0.55。按照項目區面積以及定額指標，計算得項目區現狀需水量為419.09 萬m3。見表2。

表2 項目區現狀需水計算表

3.1.2 現狀可供水量

本標段2018 年高效節水項目規劃設計片區7個，分別為辛店鎮白李袁、石郭家、豐太草業專業合作社。新添鎮孫家村，窯店鎮武家村，玉井鎮宋家坪和茍家坪。項目區可供水量見表3。

表3 項目區可供水量匯總表

3.1.3 項目區水量供需平衡分析

片區供需平衡情況見表4。

表4 項目區現狀供需平衡表

項目現狀需水量為419.09 萬m3，可供水量334.72 萬m3，由于各個片區分散，片區多余水量無法互相補給，應只計各片區缺水量，不計余水量，故實際余水量60.88 萬m3，缺水量為145.25 萬m3，總計缺水84.37 萬m3。

3.2 項目實施后水量分析

3.2.1 項目區實施后需水量

項目實施后，項目區灌溉模式由大水漫灌（渠灌）調整為滴灌和管灌。滴灌工程灌溉水利用系數本次設計取0.9，灌溉設計保證率取85%。管灌工程灌溉水利用系數本次設計取0.85，灌溉設計保證率取75%。

灌溉定額。考慮到種植作物需水情況及項目區來水條件，制定蔬菜年灌溉次數為13 次，得到蔬菜滴灌灌溉定額為134.03m3/畝。核桃樹年灌溉次數為8 次，得到蔬菜滴灌灌溉定額為164.96m3/畝。蔬菜、玉米管灌凈灌溉定額為223.34 m3/畝，經計算，項目實施后需水量為267 萬m3。項目實施后需水量見表5。

表5 項目實施后需水計算表

3.2.2 項目實施后可供水量

項目實施前后，現狀泵站提水工程指標維持不變。因此，以項目區現狀可供水量作為項目實施后可供水量，則片區可供水量為334.72 萬m3。

3.2.3 項目實施后示例供需平衡分析

項目實施后，片區需水量267.00 萬m3，可供水量334.72 萬m3，余水67.72 萬m3，考慮原有余水及缺水缺水84.37 萬m3，實際節水152.09 萬m3，供水存在較大盈余。項目實施后供需平衡分析見表6。

表6 項目實施后供需平衡表

3.3 供需水平衡及節水效果分析

本項目實施后，滴灌片區灌溉水利用系數（不包括干渠）從0.73 提高到0.9，管灌片區灌溉水利用系數（不包括干渠）從0.73 提高到0.85，滴灌片區灌溉水利用系數（包括干渠）從0.55 提高到0.68，管灌片區灌溉水利用系數（不包括干渠）從0.55 提高到0.64，需水量由現狀的419.09 萬m3減少至267.00萬m3，減少152.09 萬m3?？晒┧?34.72 萬m3，則該工程項目實施后，每年可節水152.09 萬m3。詳見表7。

表7 項目實施前后水量變化分析計算表

4 結論

從現狀水資源供需平衡分析中可以看出，項目區范圍區內水資源不能完全保證用水需求，項目區現狀灌溉方式依然采用傳統的渠灌，相對于高效節水灌溉，毛灌溉定額仍然較高，存在很大節水潛力。隨著區域內社會經濟的進一步發展，項目區水資源供需矛盾將會更加突出。因此，通過調整農業種植結構，全面推行高效節水灌溉技術，大力發展高效節水農業，推動傳統灌溉方式向精細高效化灌溉轉變，是保證項目區水資源可持續利用的基礎，是農業增產增收的基本途徑，也是促進生態環境改善的重要措施。