萬全縣農(nóng)田灌溉與地下水資源可持續(xù)利用的探討

賀丁丁 郝桂珍 王利民

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

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萬全縣農(nóng)田灌溉與地下水資源可持續(xù)利用的探討

賀丁丁 郝桂珍 王利民

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

依據(jù)資料顯示，張家口萬全縣近10年由于降水量的下降以及地表水資源的顯著匱乏，導(dǎo)致地下水開采量加大，地下水位出現(xiàn)快速下降的趨勢.農(nóng)田灌溉是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在保證農(nóng)業(yè)滿足人類生產(chǎn)生活的同時，保護有限的地下水資源可持續(xù)利用也具有重要意義.根據(jù)地下水取水量與農(nóng)田灌溉用水量進行比較，分析造成地下水資源面臨的問題及其原因，以及實施可持續(xù)發(fā)展思路的重要性.

農(nóng)田灌溉；地下水；用水量；可持續(xù)

0 引 言

地下水是指存在于地表以下的各種形式的重力水，主要由滲透和凝結(jié)作用形成.地表水和地下水共同構(gòu)成了陸地水循環(huán)系統(tǒng)，降水、地表徑流、地下徑流則是維持水資源量穩(wěn)定的過程.當?shù)乇硭Y源因各種原因達不到人類使用需求的時候，地下水資源就要得到消耗.地下水的開采量是由它的補給量決定，降雨滲水是區(qū)域地下水補給的重要環(huán)節(jié)，降雨補給具有季節(jié)性，為了保持整個水循環(huán)處于平衡狀態(tài)，地下水的開采量是必須得到控制的，利用地下水必須要合理有效.

地下水開采用于農(nóng)田灌溉量占據(jù)地下水總開采量的70%之多，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和地表水資源的缺失，地下水的開采已逐步取代地表水澆灌成為農(nóng)田灌溉的重要渠道[1].如果人們開采地下水的方式不合理，則會對地下水層造成影響，甚至影響到整個水循環(huán)系統(tǒng)和周圍環(huán)境.據(jù)資料考證有些城市地下水資源被大規(guī)模開發(fā)利用，地下水的過度開采，使得地下水水資源面臨著枯竭的危機，其中一些地區(qū)也因此出現(xiàn)了地面沉降、地下水降落漏斗、含水層水質(zhì)惡化現(xiàn)象.例如天津市南部在1991～2002年曾由于地表水資源匱乏，工農(nóng)業(yè)發(fā)展不得不需要大量水資源，而進行大量長期深層地下水開采，最終導(dǎo)致地面沉降，從2003年數(shù)據(jù)中顯示出各沉降中心達18～50 mm/a[2].下面以張家口市萬全縣為例，探討了農(nóng)田灌溉與地下水資源可持續(xù)利用的關(guān)系.

1 水文地質(zhì)及用水情況簡介

張家口市位于河北省西北部，東經(jīng)113°50′至116°30′，北緯39°30′至42°10′之間.北和西北與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗連，西南與山西省接壤，東南和南部與北京市及河北省保定市相鄰，面積36 965 km2.萬全屬于張家口壩下地區(qū)，山巒起伏，溝壑縱橫，山地、丘陵、盆地相間分布.據(jù)河北省張家口市水資源評價報告，萬全屬于自然條件惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，水土流失面積較大.沿途流域主要是洋河，多年平均降水量大約400 mm，多年平均蒸發(fā)量大概400 mm，年徑流量30～50 mm.

張家口市地表水資源貧乏，人均、畝均地表水資源占有量低，因降水量的下降和入境水量的衰減，地表水資源量在不斷減少.隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，需水量在不斷上升，地下水以其水質(zhì)安全、簡單經(jīng)濟贏得人們的青睞.

農(nóng)田灌溉是農(nóng)業(yè)的命脈，對于提高農(nóng)作物產(chǎn)量，擴大耕地面積均起著至關(guān)重要的作用.農(nóng)業(yè)灌溉量直接反應(yīng)農(nóng)作物產(chǎn)量的高低和間接反應(yīng)地下水開采量的多少，灌溉用水的質(zhì)量則影響著土地周圍環(huán)境以及產(chǎn)物的安全性.

2 地下水和農(nóng)田灌溉開發(fā)利用情況分析

根據(jù)2004年至2013年張家口水資源公報整理數(shù)據(jù)得到萬全縣歷年總用水量及農(nóng)田灌溉用水量柱狀圖，見圖1.

圖1 萬全縣2004年至2013年總用水量及農(nóng)田灌溉用水量柱狀圖

萬全縣近十年最高總用水量和農(nóng)田灌溉用水量分別為2005年的8790.4萬立方米和7651萬立方米，最低總用水量和農(nóng)田灌溉用水量是2013年的5100萬立方米和4230萬立方米，總體處于一個明顯的下降趨勢.根據(jù)數(shù)據(jù)顯示出近年來由于各種因素導(dǎo)致的總用水量在連年下降，在2013年總用水量下降至最高年份2005年的58%，幾乎減少了一半的用水量，農(nóng)田灌溉量則下降至最高年灌溉用水量的55.29%，也將近減少了一半.總用水量下降的一個重要因素是張家口萬全縣在近年來高度重視農(nóng)業(yè)節(jié)水，積極調(diào)整農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展模式，用低壓管道灌溉逐步代替土渠和防滲渠道灌溉，以膜下滴灌、微噴灌等先進高效灌溉技術(shù)代替落后的傳統(tǒng)大水漫灌，在農(nóng)業(yè)這個用水大戶上取得了巨大的節(jié)水突破.另一個因素則是畜牧業(yè)的科學(xué)節(jié)水方式在萬全縣得到了實施，節(jié)約用水至少30%.農(nóng)田用水量的下降則是于農(nóng)作物單產(chǎn)量的提高和灌溉利用率的優(yōu)化相關(guān)，另一方面則是城市化進程不斷發(fā)展，間接影響著從農(nóng)人員的數(shù)量.兩者縱向比較發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田灌溉占據(jù)總用水量的比例卻沒有降低，農(nóng)田灌溉用水量占總用水量比例曲線見圖2.

圖2 萬全縣農(nóng)田灌溉用水量占總用水量百分比趨勢圖

從圖2中可以看出，2004年～2013年萬全的農(nóng)田灌溉用水量占總用水量的比例基本保持一個穩(wěn)定情況，只有在2011年出現(xiàn)了較小的波動，總的來說仍然保持著總用水量80%左右的比例.顯而易見，總用水量的下降并沒有影響到農(nóng)業(yè)的發(fā)展，即使在水資源匱乏和節(jié)水的時期，農(nóng)田灌溉在水資源的使用中依然占據(jù)重要地位.根據(jù)河北省張家口市水資源評價報告，張家口市地表水徑流年內(nèi)年際變化大，非汛期部分河流干涸，給水資源充分開發(fā)利用造成困難，隨著各條入境河流上游水利工程的修建和引用水量的逐漸增加，導(dǎo)致各年代平均入境水量以20%～60%的速度遞減.導(dǎo)致地表水逐年匱乏的一個重要因素是隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人類活動影響越來越顯著，大量的人類活動使降水形成地表徑流過程中損失增加，從而造成地表產(chǎn)水量減少.另一個因素則是生態(tài)環(huán)境的惡化導(dǎo)致地表水土流失嚴重，植被覆蓋率低，難以涵養(yǎng)水資源，而且影響著空氣濕度和降水量[3].在地表水匱乏，難以支撐人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，地下水的大量開發(fā)在所難免，見表1.

表1 2004～2013年地下水取水情況表

萬全縣地下取水總量在2006年出現(xiàn)較大幅度的提升，從2600萬立方米的取水量提升至3500萬立方米，最高取水量為2012年的3671.94萬立方米，最低取水量為2004年的2607.29萬立方米.根據(jù)表1的總用水量統(tǒng)計與表2的地下水總?cè)∷窟M行分析，地下水取水占據(jù)總?cè)∷康谋壤幸粋€更為顯著的漲勢.萬全年均降水量的不斷下降，從而導(dǎo)致地表徑流匱乏，在水資源不足的情況下，萬全縣地下水的開發(fā)利用就顯得更為必要；另一個導(dǎo)致地下水開發(fā)的因素則是在自來水農(nóng)村給水管網(wǎng)并未完全入戶，水資源匱乏的時期，只能不斷開采地下水來滿足農(nóng)田灌溉和生活必要用水；經(jīng)濟和生活水平的提高，使人們對水資源的需求不斷增加，地下水的使用量伴隨著一路攀升，這也是造成地下水不斷開采利用的原因之一.地下水資源作為淡水資源的重要組成部分，是人們生產(chǎn)生活不可或缺的自然資源，對維持社會、環(huán)境發(fā)展具有很強的作用，保護地下水資源尤為重要[4].

3 地下水資源可持續(xù)發(fā)展與農(nóng)業(yè)用水

3.1 地下水資源過量開采現(xiàn)狀

水資源可持續(xù)發(fā)展是從人類生存環(huán)境和自然資源角度提出關(guān)于人類長期發(fā)展的戰(zhàn)略模式，強調(diào)水環(huán)境和人類生活的和諧相處，農(nóng)業(yè)是用水大戶，也是節(jié)水潛力所在.在萬全縣這類地表水不足且主要依靠地下水的農(nóng)村地區(qū)，地下水開采較為分散，提高農(nóng)業(yè)灌溉利用率，改善灌溉技術(shù)成為最關(guān)鍵的節(jié)水措施，對于保護水資源是一條很有效率的途徑.據(jù)水資源評價報告和2006年水資源公報，萬全縣地下水的可開采量在2006年為3471萬立方米，實際開采量為3531萬立方米，超采量達60萬立方米，補給虧損的地下水主要靠大氣降水和地表水、灌溉回歸水，根據(jù)萬全地區(qū)地表水和降水量情況，地下水更新可能需數(shù)月甚至更久.

3.2 農(nóng)田灌溉對地下水資源的影響

農(nóng)田灌溉作為地下水的最大用戶，對地下水資源量具有很大影響，特別是地下水的污染.地下水污染主要有以下三個原因：第一，污染物入滲.城鎮(zhèn)與工業(yè)區(qū)的廢污水排入河道或坑、塘、湖泊，造成地表水體污染，然后通過垂直或側(cè)向滲透污染地下水.第二，農(nóng)田灌溉及污水灌溉入滲.農(nóng)業(yè)所施的農(nóng)藥化肥中的一部分隨降水入滲到地下水，污水灌溉則通過飽氣帶深入到地下水，使地下水受到污染.第三，地下水開采加速了地下水污染.地下水大量開采，使污染物加速進入地下水，并通過層間越流污染更深層的地下水.采取合格水質(zhì)的污水澆灌也是一種水資源化利用的措施，但必須保證水質(zhì)達標，農(nóng)作物農(nóng)藥化肥使用適量，防止土壤收到污染以及保護地下水水質(zhì)[2].

3.3 地下水資源可持續(xù)的措施

在萬全地下水逐步取代地表水成為農(nóng)業(yè)用水主要來源的情況下，農(nóng)業(yè)灌溉用水與地下水有著必然的聯(lián)系.

(1)在節(jié)水方面，節(jié)水灌溉是水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵措施，傳統(tǒng)的漫灌澆水方式浪費大量的水資源，要大力發(fā)展先進的噴灌、滴管等技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)水利用率，節(jié)約灌溉水量.

(2)在水質(zhì)方面，重點保證農(nóng)藥化肥的用量要適度，灌溉水的水質(zhì)要達到一定的要求，使得含有農(nóng)藥化肥或者污水灌溉的灌溉水在土壤可凈化能力范圍內(nèi)被凈化.

(3)在地表水和地下水聯(lián)合使用方面，充分利用汛期天然降水和河流地表水，也可合理使用中水回用灌溉，提高水的重復(fù)利用率，維持地下水和地表水的自然循環(huán)，保證地下水的可持續(xù)[5].

4 結(jié) 語

萬全屬于區(qū)域水資源缺乏地區(qū)，地表水難以滿足人們生產(chǎn)生活的需求，地下水的可持續(xù)開發(fā)利用就尤顯重要，水資源的可持續(xù)發(fā)展要綜合管理，從開發(fā)、利用、節(jié)約、管理等每個過程采取有效措施.農(nóng)田灌溉方式的轉(zhuǎn)變，要從傳統(tǒng)的粗放式灌溉向節(jié)水高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉方式轉(zhuǎn)型，保證灌溉的用水率，避免大量的水資源浪費.一方面考慮農(nóng)民的切身利益，農(nóng)作物產(chǎn)量和收入穩(wěn)定，一方面維持地下水資源穩(wěn)定，保持地表水和地下水循環(huán)平衡.要使科學(xué)技術(shù)大面積走進農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代管理技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中得到實用，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，促進地下水可持續(xù)利用，保證農(nóng)業(yè)發(fā)展與水資源和諧共處.

[1]區(qū)域水資源保護探索與實踐[M].北京：中國水利水電出版社，2007

[2]地下水可持續(xù)管理政策研究[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.8

[3]王吉利.過分開采地下水進行農(nóng)田灌溉對周圍環(huán)境的評價分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，節(jié)能環(huán)保，2013(19)：235

[4]高文山，韓桂春.農(nóng)田灌溉開采地下水問題的探討[J].地下水，2003.25(3)：136～137

[5]王志權(quán)，樊向陽,等.淺談我國地下水資源的可持續(xù)利用[J].地下水，2004，26(3)：159～219

On Farmland Irrigation and Sustainable Use Of Groundwater Resources

HEDing-ding,HAOGui-zhen,WANGLi-min

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000,China)

According to statistics,due to the decline in precipitation and the significant shortage of water resources Wanquan County of Zhangjiakou in recent 10 years,groundwater exploitation increased.Irrigation is the basis of sustainable development of agriculture,which is of important significance in satisfying human life and protecting the sustainable utilization of limited groundwater resources.Through the comparison between the groundwater quantity and irrigation water use,the causes of shortage of groundwater resources and the importance of implementing sustainable development are analyzed.

irrigation；groundwater；water consumption；sustainable development

2016-04-29

研究生創(chuàng)新基金項目(XB 201622)；2013年?；痦椖?Z-201309)

賀丁丁(1991-)，男，在讀研究生，從事水處理研究.

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