離石區(qū)小型農(nóng)田水利高效節(jié)水項(xiàng)目分析

馮愛國

（呂梁市離石區(qū)水利水保局，山西　離石　033000）

l　項(xiàng)目區(qū)基本情況

l.1　地理概況

呂梁市離石區(qū)位于山西省中西部，呂梁山脈中段西側(cè)，全區(qū)總面積1324km2，全境東西寬約44km，南北長約30km。地勢總體特征為東北高、西南低，最高點(diǎn)為東北端的骨脊山，海拔高程2535m，最低點(diǎn)位于西南三川河出境處，海拔高程889m，相對高程1650m。地貌類型可劃分為高中山、中山、低中山，梁峁?fàn)铧S土丘陵及山間河谷區(qū)。屬暖溫帶大陸性干旱半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫8.9℃，多年平均降水量507.5mm。

1.2　社會經(jīng)濟(jì)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況

離石區(qū)共轄2鎮(zhèn)3鄉(xiāng)7個街道辦，194個行政村，378個自然村?？?cè)丝?3.08萬人，其中城鎮(zhèn)人口27.14萬人，農(nóng)業(yè)人口5.93萬人。2015年地區(qū)生產(chǎn)總值67.91億元，財政總收入18.67億元，城鎮(zhèn)居民可支配收入24975元，農(nóng)民人均純收入5135元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值1.31億元，糧食總產(chǎn)量22514t。

全區(qū)耕地面積21093.33hm2，有效灌溉面積2086.67hm2，2015年實(shí)際灌溉面積完成2286.67hm2，人均耕地面積0.064hm2，人均有效灌溉面積0.007hm2。2015年全區(qū)農(nóng)作物總播種面積16048.2hm2，總產(chǎn)量1.63萬t。

離石區(qū)2016年度小型農(nóng)田水利高效節(jié)水項(xiàng)目涉及田家會街道辦的穆問村、田家會、上樓橋3個行政村和7個自然村，1690戶，4379人，其中貧困戶260戶，貧困人口871人。

灌溉范圍涉及7個村的4座山，共計1133.33hm2。其中管道灌溉工程933.33hm2，半固定式噴灌工程200hm2。項(xiàng)目區(qū)主要有玉米、核桃等種植作物。

項(xiàng)目總投資1862萬元，其中，中央財政1000萬元，省級財政750萬元，自籌112萬元。2016年3月15日開工建設(shè)，目前基本完工，正在組織法人驗(yàn)收。項(xiàng)目實(shí)施后，新增高效節(jié)水灌溉面積1133.33hm2，改善灌溉面積1133.33hm2。新增節(jié)水能力280.3萬m3。灌區(qū)年灌溉效益943.1萬元。

1.3　水資源情況

水資源總量及可利用量。依據(jù)《呂梁市第二次水資源評價》，全區(qū)水資源總量7991萬m3，水資源可利用量4390萬m3，2015年離石區(qū)水資源用水總量為3273.33萬m3。

可供水量預(yù)測。通過對現(xiàn)有農(nóng)田水利工程設(shè)施現(xiàn)狀的供水能力和工程長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃分析計算，到2020年可供水量為11827萬m3，到2030年可供水量為12247萬m3。

2　存在主要問題

工程設(shè)施陳舊老化、渠道淤積、渠系建筑破損，井灌區(qū)地下水位下降；農(nóng)村水利投入不足，地方財力薄弱，農(nóng)村勞力大量外出，農(nóng)民積極性不高；節(jié)水灌溉普及率低，大部分工程不是節(jié)水型灌溉，滲漏損失大，灌溉水利用率低，農(nóng)民節(jié)水意識淡??；管理薄弱，基層水利服務(wù)體系不健全，管理能力弱，除吳城鎮(zhèn)灌區(qū)有專管機(jī)構(gòu)管理外，其它均交由村集體管理，水費(fèi)收取難，灌溉設(shè)備常被破壞，灌溉效益降低，不能正常運(yùn)行；工業(yè)發(fā)展與城鎮(zhèn)化建設(shè)加快，工業(yè)與農(nóng)業(yè)爭水矛盾日益顯現(xiàn)。

3　項(xiàng)目區(qū)水量供需平衡分析

3.1　水資源開發(fā)利用狀況

灌溉水源為吳城水庫，通過水庫已建成的引水工程DN500主干管引水，設(shè)計引水流量為0.58m3/s。吳城水庫位于離石區(qū)境內(nèi)東川河上，是一座以防洪為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖的年調(diào)節(jié)中型水庫。2004年經(jīng)除險加固后總庫容為1982萬m3，興利庫容465萬m3，防洪庫容1123萬m3，淤積庫容694萬m3，最大壩高33.16m，壩長580m，水庫多年平均徑流量為681萬m3，年平均可供水量436萬m3。其中，工業(yè)和城市供水按95%保證率供水需水量122.6萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉按50%保證率供水需水量313萬m3。在農(nóng)業(yè)供水方面，除保證解決吳城灌區(qū)666.67hm2灌溉，年用水量150萬m3，還剩年用水量163萬m3可為本項(xiàng)目供水，不足部分可由太中銀鐵路補(bǔ)水工程提供年補(bǔ)充供水量200萬m3。本項(xiàng)目區(qū)灌溉面積1133.33hm2，年需水量為195.7萬m3，年供水量為363萬m3，滿足項(xiàng)目用水的要求。

3.2　灌溉制度擬定

在充分考慮氣候、土壤、水資源及作物種類等因素的前提下，結(jié)合《山西省灌溉用水定額編制評價報告》等資料，總結(jié)當(dāng)?shù)亟陙沓墒斓姆N植豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)科研成果，擬定項(xiàng)目區(qū)作物的灌溉制度。

3.2.1灌溉水利用系數(shù)

根據(jù)《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》，管灌和噴灌灌溉水利用系數(shù)均取0.85。

3.2.2農(nóng)作物種植比例

項(xiàng)目區(qū)農(nóng)作物種植主要以玉米、核桃等為主。玉米種植比例為17.6%（全為噴灌），核桃種植比例為82.4%（全為管灌）。

3.2.3灌溉定額確定

管灌灌水定額確定。

以設(shè)計時段內(nèi)主要作物核桃的最大灌水定額作為設(shè)計灌水定額。根據(jù)《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T2003-2006）灌水定額公式計算：

式中：m——灌水定額，m3/hm2；

γs——土壤容重，取13.622kN/m3；

h——土壤計劃濕潤層深度，取0.3m；

β1——土壤適宜含水量上限，取90%；

β2——土壤適宜含水量下限，取65%；

β田——田間持水量，取24%。

經(jīng)計算，灌水定額為245m3/hm2。根據(jù)當(dāng)?shù)毓嗨?jīng)驗(yàn)，全生育期作物灌水次數(shù)為5次，則凈灌溉定額為1225.0m3/hm2，毛灌溉定額為1441m3/hm2。

噴灌灌水定額確定。

根據(jù)《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50085-2007）計算公式：

式中：mr——灌水定額，m3/hm2；

γ——土壤容重，取1.39g/cm3；

h——土壤計劃濕潤層深度，取60cm；

β1——適宜土壤含水量上限，取90%;

β2——土壤適宜含水量下限，取65%；

β田——田間持水量，取24%。

經(jīng)計算，每次灌水定額為50.1mm，為501m3/hm2。根據(jù)當(dāng)?shù)毓嗨?jīng)驗(yàn)，全生育期作物灌水次數(shù)為5次，則凈灌溉定額為2505m3/hm2，毛灌溉定額為2947.1m3/hm2。

3.2.4項(xiàng)目區(qū)用水量計算

式中：W——用水量，萬m3；

A——作物的種植面積，管灌面積933.86hm2，

噴灌面積199.47hm2；

m毛——毛灌溉定額，m3/hm2。經(jīng)計算，項(xiàng)目區(qū)用水總量為193.4萬m3。

3.2.5其他用水量

項(xiàng)目區(qū)涉及人口生活用水已由地下水提供。項(xiàng)目區(qū)工副業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量已由其他項(xiàng)目提供。

3.3　水土資源平衡計算

經(jīng)以上計算分析，項(xiàng)目區(qū)年需水量193.4萬m3，吳城水庫引水工程輸水管線和太中銀鐵路補(bǔ)水工程合計363萬m3的年供水能力滿足作物用水需求。

需水總流量的計算，根據(jù)《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T2003-2006）灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量公式計算確定：

式中：Q——灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量，m3/h；

αi——灌水高峰期第i種作物的種植比例，管灌

82.4%，噴灌17.6%；

mi——灌水高峰期第i種作物的灌水定額，管灌

245m3/hm2，噴灌501m3/hm2；

Ti——灌水高峰期第i種作物的一次灌水延續(xù)時間，20d；

A——設(shè)計灌溉面積，1133.33hm2；

t——系統(tǒng)日工作小時數(shù)，20h/d；

η——灌溉水利用系數(shù)，管灌和噴灌均取0.85；

e——灌水高峰期同時灌水的作物種類。

根據(jù)不同灌溉制度的設(shè)計灌水定額和設(shè)計灌水面積進(jìn)行計算，經(jīng)計算項(xiàng)目區(qū)設(shè)計總流量為966.9m3/h（0.27m3/s），現(xiàn)狀供水流量0.58m3/s滿足用水要求。

無論從水量還是流量分析均滿足要求。

吳城水庫庫區(qū)上游無工業(yè)污廢水排放，水質(zhì)符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，可以用于灌溉。

4　效益分析

4.1　節(jié)水

節(jié)水效益是采用節(jié)水灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)大水漫灌之后相比較而節(jié)約出來的灌溉水量。根據(jù)多年的灌溉經(jīng)驗(yàn)，大水漫灌毛灌溉定額約4200m3/hm2左右，實(shí)施高效節(jié)水灌溉技術(shù)后，管灌灌水定額1473m3/hm2，噴灌灌水定額為2911.5m3/hm2。灌溉水價按0.25元/m3計算。則項(xiàng)目區(qū)節(jié)水效益為70.1萬元，節(jié)水量為280.3萬m3。

4.2　節(jié)地

節(jié)水灌概工程采用節(jié)水灌溉技術(shù)之后，簡化了輸水灌溉過程，把灌溉水直接引入田間進(jìn)行灌溉，這樣節(jié)省了田間渠系占地面積，同時還能充分利用項(xiàng)目區(qū)一些不平整的地塊。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可節(jié)省耕地約66.67hm2。

4.3　省工

節(jié)水工程節(jié)省了灌溉用工，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和集約化程度，平均每公頃每年可省45個工日，每工日80元，年省工效益為408萬元。

4.4　增產(chǎn)

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，主要是灌溉效益。工程從第二年開始受益，當(dāng)年效益預(yù)計可達(dá)100%。初步估算項(xiàng)目實(shí)施后，每公頃玉米增加產(chǎn)值2250元，200hm2玉米可增收45萬元；每公頃核桃增加產(chǎn)值4500元，933.33hm2可增收420萬元，共計增收465萬元。

4.5　環(huán)境效益

項(xiàng)目實(shí)施后將改變現(xiàn)有土地利用不充分、不合理的狀況，使區(qū)內(nèi)環(huán)境得到改善。通過實(shí)施節(jié)水灌溉工程措施，可改善水利灌溉條件，優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，保持水土流失，防止土地退化，增強(qiáng)土壤肥力和抗災(zāi)能力，減少水的滲漏流失。

5　結(jié)語

通過實(shí)施小型農(nóng)田水利項(xiàng)目，一方面有效保護(hù)和合理利用了水土資源，提高土地利用率和勞動生產(chǎn)率，增加人口環(huán)境容量。另一方面改善了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高了人民群眾的生活水平，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，可快速增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。