南江灌區(qū)回歸水開發(fā)潛力及質(zhì)量分析

許新宏，姚 麗

(1.東陽農(nóng)村水利站，浙江 東陽 322100；2.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州 310058)

在全球水資源匱乏的背景下，農(nóng)業(yè)灌溉用水依然存在著用水形式粗放、灌溉制度不合理、水資源浪費(fèi)等一系列問題，農(nóng)業(yè)需水要求逐年增加，一方面致使灌區(qū)的供水矛盾日益突出，另一方面導(dǎo)致灌區(qū)內(nèi)部每年因引水量增加而產(chǎn)生大量的回歸水量。這部分水量如果能被有效利用，則可以減少灌區(qū)的用水壓力，提高灌區(qū)水資源循環(huán)利用效率。東陽市南江灌區(qū)自1971年開灌，經(jīng)過四十多年的運(yùn)行，灌區(qū)渠道面板破損嚴(yán)重，渠系建筑物老化、失修、損壞情況嚴(yán)重，漏水嚴(yán)重，骨干渠系水利用系數(shù)偏低，難以“適時(shí)、適量”保證農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目區(qū)用水要求。根據(jù)分析，現(xiàn)狀水平年在現(xiàn)狀工況保證率75%情況下，灌區(qū)可產(chǎn)生余水4 116.5 萬m3；在保證率90%情況下，灌區(qū)產(chǎn)生余水371.4 萬m3，具有可觀的利用價(jià)值。因此，本文對(duì)南江灌區(qū)回歸水的水量、水質(zhì)進(jìn)行重點(diǎn)研究，探討其開發(fā)潛力。

1 南江灌區(qū)回歸水資源潛力

南江灌區(qū)位于浙江省東陽市湖溪鎮(zhèn)，建于1971年，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主的中型灌區(qū)，是湖溪鎮(zhèn)、橫店鎮(zhèn)、南馬鎮(zhèn)等七個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及南市街道、城東街道兩個(gè)街道的主要供水水源。灌區(qū)總庫(kù)容1.194 億m3，灌區(qū)取水方式為自流引水灌溉，集雨面積210 km2，設(shè)計(jì)灌溉面積為0.98萬hm2，有效灌溉面積為0.673 萬hm2，灌區(qū)內(nèi)骨干渠系由總干渠、北干渠、南干渠、中干渠5條總干渠，總長(zhǎng)93 km；以及金宅分干、郭宅分干、羅屏分干、槐堂分干、大聯(lián)分干、王坎頭分干渠組成，全長(zhǎng)163 km，灌區(qū)多年平均降雨量1 509 mm，蒸發(fā)量870 mm。

南江灌區(qū)可供水量主要包括地表水可供水量、地下水利用量、污水利用量以及回歸水利用等幾部分。根據(jù)調(diào)查，灌區(qū)地下水、污水利用量很小，地表水可供水量主要包括南江水庫(kù)可供水量、灌區(qū)內(nèi)小型水庫(kù)可供水量、灌區(qū)內(nèi)山塘可供水量三部分組成。據(jù)1974-2010年的南江水庫(kù)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，灌區(qū)多年平均入庫(kù)水量為1.604 億m3，保證率75%(2006年)入庫(kù)水量為1.275 億m3和保證率為90%(2008年)的入庫(kù)水量為1.106 億m3?？紤]到南江水庫(kù)為中型水庫(kù)，灌區(qū)供需水平衡建立在水庫(kù)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，因此根據(jù)南江水庫(kù)典型年的來水、用水、工程特性、水庫(kù)調(diào)度、水面蒸發(fā)、庫(kù)區(qū)滲漏等資料綜合分析，南江水庫(kù)75%可供水量為1.209 億m3，90%可供水量為0.975 億m3。此外，灌區(qū)內(nèi)還存在其他小型水庫(kù)和塘壩等蓄水建筑物，灌區(qū)現(xiàn)有東溪、里山、景山3座小(一)型水庫(kù)和水珠塘、高塘、四合、花水塘、象鼻、上朱、遙坑等7座小(二)型水庫(kù)等，水庫(kù)總庫(kù)容為743.85 萬m3。小型水庫(kù)可供水量按75%、90%保證率計(jì)算時(shí)，復(fù)蓄系數(shù)分別取1.1、1.0，即818、744 萬m3。灌區(qū)現(xiàn)有山塘161座，有效庫(kù)容449.9 萬m3，山塘可供水量按75%、90%保證率計(jì)算時(shí)，復(fù)蓄系數(shù)分別取2.0、1.5，可供水量分別為899、674 萬m3。

這些水源所產(chǎn)生的灌溉水經(jīng)過滲、漏、跑，11個(gè)堰壩攔截后重新利用形成回歸水，可用于農(nóng)田灌溉、橫店工業(yè)用水及附近農(nóng)村生活用水。以農(nóng)業(yè)灌溉毛用水量10%計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，75%、90%保證率時(shí)，回歸水分別為798和920 萬m3。灌區(qū)現(xiàn)狀水平年在不同保證率下可供水量見表1，在不同水文年型，回歸水量的存量等同于其他小(二)型的水庫(kù)、山塘，可見其開發(fā)能力不容小覷，若能合理利用，可以有效緩解灌區(qū)水資源供需矛盾。

表1 灌區(qū)可供水量統(tǒng)計(jì)表 萬m3

由于回歸水的產(chǎn)生是集中發(fā)生在灌溉期，因此當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)對(duì)回歸水量的產(chǎn)生也有一定的影響。南江灌區(qū)主要種植水稻等糧食作物和油菜、席草、巴西菇、元胡、水果、花卉、苗木等經(jīng)濟(jì)作物。灌區(qū)耕地面積1.046 萬hm2，糧食播種面積1.339 萬hm2，糧食產(chǎn)量8.14 萬t，占全市的68.25%，平均畝產(chǎn)405 kg，復(fù)種指數(shù)1.82，其中，水稻的播種面積占灌區(qū)有效灌溉面積的50%，對(duì)灌區(qū)引水量有很大的影響，近3年，隨著水稻播種面積的增加，每年的引水量分別增長(zhǎng)了56%、4%。從南江灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算結(jié)果分析(見表2)，每年灌區(qū)的毛灌溉水量的90%左右來源于渠首引水，其余水量來源于其他塘壩等水源地，同時(shí)，結(jié)合表1的計(jì)算結(jié)果，若對(duì)回歸水量合理儲(chǔ)蓄利用，其水量足以滿足余下10%的毛灌溉水量需求，可成為除南江水庫(kù)外的主要灌水來源。

表2 農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析成果

綜上所述，在對(duì)灌區(qū)工程概況以及水量分析進(jìn)行了研究，結(jié)果表明灌區(qū)渠系的排水面積以及灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，致使灌區(qū)內(nèi)的引水量逐年增加，回歸水量也因此呈上漲趨勢(shì)。再者，灌區(qū)的實(shí)際耗水率僅為55%左右，水量流失情況嚴(yán)重，可予以回收利用的水量比例較高，灌區(qū)回歸水轉(zhuǎn)化幾率較大。南江灌區(qū)的回歸水量具有較大的開發(fā)價(jià)值。

2 灌區(qū)回歸水質(zhì)量分析

回歸水作灌溉用，水質(zhì)主要受到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，肥料的施用導(dǎo)致回歸水中的有機(jī)質(zhì)增多，雖然田間產(chǎn)生的回歸水流經(jīng)渠道，會(huì)逐級(jí)凈化，但影響仍然客觀存在，所以必須對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。以我國(guó)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)磚參考值，調(diào)查2014-2016年灌區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(見表3)，對(duì)其中6種指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)南江水庫(kù)水質(zhì)狀況良好，灌區(qū)內(nèi)的水質(zhì)pH值維持在7.47 ，總氮含量基本維持在Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以下，因此，可以看出灌區(qū)回歸水為Ⅲ類水質(zhì)，符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。

結(jié)合馬云瑞等[6-8]學(xué)者對(duì)回歸水的研究，提出的南江灌區(qū)回歸水利用“三控論”：第一，可將回歸水與其他水源的供水量混合，作為非充分溉時(shí)期的主要灌水源。第二，灌溉回歸水經(jīng)由田間進(jìn)入渠道，積累肥料中的氮、磷，元素超標(biāo)會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響，但是不同的農(nóng)作物、不同生長(zhǎng)時(shí)期具有不同的耐鹽能力，因此應(yīng)結(jié)合作物的灌溉時(shí)間施用回歸水。頭水早，二水趕，在不同作物的春苗期間提前使用回歸水灌溉。第三，合理分配回歸水，由于回歸水中的有機(jī)質(zhì)含量比一般的水源水質(zhì)要高，因此，它應(yīng)該與渠道水結(jié)合，采用輪灌沖洗的方式，便可降低土壤根系的含鹽量。

表3 2014-2016年南江水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)成果表 mg/L

3 結(jié) 語

回歸水的周期與作物的生長(zhǎng)周期，減少了灌溉周期，降低灌溉成本。另一方面，灌溉回歸水是灌溉余水，不需要額外的人力財(cái)力投入，鑒于回歸水的節(jié)水優(yōu)勢(shì)，可以充分利用灌區(qū)內(nèi)的回歸水，緩解灌區(qū)用水壓力，提高水資源利用效率。根據(jù)分析，南江灌區(qū)產(chǎn)生的回歸水?dāng)?shù)量可觀，且水質(zhì)情況良好，完全滿足南江灌區(qū)的農(nóng)作物日常需求，因此，可以進(jìn)行充分的開發(fā)，并利用灌區(qū)現(xiàn)有的水利設(shè)施進(jìn)行蓄存，本文為今后灌區(qū)節(jié)水灌溉制度制定提供了理論建議。

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