永濟(jì)市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目節(jié)水潛力分析

劉宗愷

（山西大地控股土地開發(fā)有限公司，山西 太原 030001）

1 項(xiàng)目概況

永濟(jì)市地處山西省西南端，晉、秦、豫三省交匯的黃河金三角區(qū)域中心，全市國土總面積1 208 km2，轄7 鎮(zhèn) 3 街道，265 個行政村，23 個社區(qū)居委會，總?cè)丝?5.6 萬人，是山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭縣（市）之一。永濟(jì)市1956—2016 年多年平均水資源總量為9 975 萬m3，平原區(qū)地下水可開采量為8 578 萬m3，其中農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的85%，應(yīng)結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目，推行節(jié)水灌溉。

項(xiàng)目區(qū)位于永濟(jì)市的張營鎮(zhèn)、栲栳鎮(zhèn)和蒲州鎮(zhèn)等，涉及50 個行政村，當(dāng)?shù)毓鉄豳Y源充足、土層深厚、土質(zhì)良好，水資源較充沛，具備良好的糧食生產(chǎn)基礎(chǔ)，但由于水利設(shè)施配套不完善，現(xiàn)有的襯砌渠道僅為輸水干支渠，農(nóng)田配水渠道部分未配套，水資源利用率較低；部分區(qū)域田塊比較小，局部區(qū)域平整度較差；田間道路多為素土路面，路況差，不便于農(nóng)產(chǎn)品外運(yùn)及機(jī)械化作業(yè)等，制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

通過田、林、路的綜合整治，建成符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，便于機(jī)械化作業(yè)，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有積極作用。一是改善耕地質(zhì)量，增加耕地總量，保證農(nóng)民生產(chǎn)生活的需要。二是增加耕地人均占有量，增加農(nóng)民收入，保證國家糧食安全。三是改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)該區(qū)域的和諧發(fā)展。四是修葺拓寬田間道路，提高機(jī)械化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可行性。五是配套引黃灌溉和機(jī)井灌溉雙水源工程，保證農(nóng)業(yè)用水的實(shí)際需求。

2 項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)永濟(jì)市自然資源局“關(guān)于印發(fā)《永濟(jì)市張營鎮(zhèn)等三鎮(zhèn)張營村等五十村土地綜合整治項(xiàng)目立項(xiàng)批復(fù)的通知》永自然資發(fā)〔2019〕第89 號”的立項(xiàng)批復(fù)，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，鞏固和提高糧食生產(chǎn)能力、保障糧食安全。項(xiàng)目區(qū)建設(shè)規(guī)模為8 875.004 hm2，新增耕地44.311 7 hm2。集中連片推進(jìn)土地平整和農(nóng)田水利、田間道路、林網(wǎng)等建設(shè)，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)“田成方、林成網(wǎng)、路相通、渠相連、旱能澆、村成片”的社會主義農(nóng)村新貌。

2.1 土地平整工程

底土平整土方總量為439.135 4 萬m3；田坎修筑土方量為2.209 1 萬m3；田埂修筑土方量為0.970 5 萬m3；表土剝離回覆土方量為114.952 1 萬m3；機(jī)械翻耕面積為44.311 7 hm2；施用硫酸亞鐵26.59 t，施用精制有機(jī)肥232.64 t。

2.2 灌溉工程

配套灌溉水源井245 眼，新建斗渠6.91 km，改造斗渠17.669 km，新建農(nóng)渠86.173 km，改造農(nóng)渠34.311 km，鋪設(shè)管道112.502 km，閥井233 座，給水栓2 180 座，電磁流量計(jì)井38 座；修建機(jī)耕橋232 座，進(jìn)地橋2 539 座，提水點(diǎn)57 座，量水槽8 座，節(jié)制分水閘10 座，分水閘 316 座，出水口 4 870 座，倒虹 9 座，進(jìn)水口5 座，進(jìn)地涵管1 818 座等。

2.3 田間道路工程

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)規(guī)劃修建水泥路64 條，總長度45.445 km，其中，新建寬4 m 水泥路31 條，總長度18.469 km；新建寬5 m 水泥路14 條，總長度12.032 m；新建寬6 m水泥路9 條，總長度7.838 km；修復(fù)寬4 m 水泥路1 條，總長度1.311 km；修復(fù)寬5 m 水泥路8 條，總長度5.266 km；修復(fù)寬6 m 水泥路1 條，總長度0.529 km。修建砂礫石路224 條，總長度127.497 km。其中：新建寬4 m 砂石路185 條，總長度95.206 km；修復(fù)寬4 m砂石路8 條，總長度4.439 km；新建寬5 m 砂石路22 條，總長度 17.877 km；修復(fù)寬 5 m 砂石路 9 條，總長度9.975 km。

農(nóng)田防護(hù)和生態(tài)環(huán)境保持工程，項(xiàng)目區(qū)水泥路旁，共需要種植樹22 722 株，栽種株距為4 m。

3 取水水源分析

3.1 水文地質(zhì)概況

項(xiàng)目區(qū)出露地層主要為第四紀(jì)地層，有下更新統(tǒng)（Q1）沖洪積及湖積粘土夾砂礫層；中更新統(tǒng)（Q2）沖洪積亞砂土、亞粘土夾砂礫石層；上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)（Q4）風(fēng)積灰黃色亞砂土、沖積的亞粘土夾中粗砂層。

項(xiàng)目區(qū)是夾在弧峰山～稷王山～紫金山隆起帶和中條山隆起帶中間的一個盆地沉降帶，盆地兩側(cè)有次一級的斷裂構(gòu)造帶。不同時期和地段堆積了不同厚度的湖積物、河湖積物、沖積物、分布的多層砂礫石層為地下水儲存、運(yùn)移創(chuàng)造了條件，在水平方向和垂直分帶上差異較大。地下水類型為松散層孔隙水。

永濟(jì)市境內(nèi)河流，有黃河、涑水河、姚暹渠、彎彎河，以及湖泊、引黃渠系及山澗溝溪等，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有黃河、涑水河、引黃渠系及伍姓湖。其中，黃河是流經(jīng)本區(qū)域的最大河流，依據(jù)龍門水文站水文觀測資料統(tǒng)計(jì)，黃河多年平均流量為1 014.4 m3/s，汛期多發(fā)生在每年7～8 月份，9～10 月份偶有發(fā)生，最大洪峰流量為21 700 m3/s，一般年份洪峰流量為4 710～16 400 m3/s。黃河初冰日期一般在12 月份，終冰日期在2 月下旬。

項(xiàng)目區(qū)屬于沖湖平原區(qū)，地面標(biāo)高介于340～419 m之間，地勢平坦，含水層巖性為全新統(tǒng)沖擊相粉細(xì)砂，厚20～30 m，水位埋深30～80 m，水化學(xué)類型為HCO3-NaCa，礦化度 0.1～1 g/L。

3.2 取水水源

項(xiàng)目區(qū)位于夾馬口引黃灌區(qū)和尊村引黃灌區(qū)灌溉范圍內(nèi)。項(xiàng)目區(qū)灌溉面積為7 533.33 hm2，其中夾馬口引黃灌區(qū)灌溉面積為6 896.13 hm2（夾馬口灌區(qū)531.2 hm2，小樊灌區(qū) 6 364.93 hm2），尊村引黃灌區(qū)灌溉面積為637.2 hm2。

3.2.1 夾馬口引黃灌區(qū)

夾馬口引黃灌區(qū)由“三區(qū)一源”組成，“三區(qū)”指夾馬口灌區(qū)、小樊灌區(qū)和北擴(kuò)灌區(qū)；“一源”指水源工程，包括池溝和吳王兩個水源站，以及吳王至夾馬口的8 km 混凝土防滲渠道和夾馬口經(jīng)小樊至尊村的8 km臨時輸水渠。夾馬口、小樊和北擴(kuò)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積共6.04 萬hm2，總設(shè)計(jì)提水流量為30.5 m3/s，小樊灌區(qū)設(shè)計(jì)提水流量6 m3/s，夾馬口灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉流量12.5 m3/s，北擴(kuò)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉流量12 m3/s。

根據(jù)夾馬口引黃灌區(qū)設(shè)計(jì)資料，項(xiàng)目區(qū)水源涉及到夾馬口引黃灌區(qū)的夾馬口灌區(qū)和小樊灌區(qū)，其中夾馬口灌區(qū)包括浪店輸水總干渠和夾馬口灌區(qū)總干一支渠，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)浪店輸水總干渠長3 km，夾馬口灌區(qū)總干一支渠楊杏分支長0.1 km，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有小樊灌區(qū)泵站3 座，裝機(jī)16 臺，總裝機(jī)容量7 560 kW（其中小樊一級站裝機(jī)容量1 960 kW，小樊二級站裝機(jī)容量3 360 kW，小樊龍行二級站裝機(jī)容量3 360 kW），引水渠 1 條，總長 8 km，干渠 2 條，總長 23.629 km，支渠12 條，總長 43.61 km。

3.2.2 尊村引黃灌區(qū)

尊村引黃灌區(qū)是山西省一座大型多級提水灌溉工程，該工程建設(shè)規(guī)模為9 級31 站，設(shè)計(jì)揚(yáng)程165.44 m，總裝機(jī)6.14 萬kW，設(shè)計(jì)提水流量46.5 m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積11.07 萬hm2。根據(jù)尊村灌區(qū)設(shè)計(jì)資料，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有尊村干渠2 條，總長10.394 km。

3.2.3 機(jī)井灌溉

項(xiàng)目區(qū)灌溉多用引黃水，黃河枯水期無法保障農(nóng)作物灌溉需要，因此需引地下水作為補(bǔ)充水源。根據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)可利用機(jī)井519 眼，其中260 眼機(jī)井需更新配套，根據(jù)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，機(jī)井出水量為50～100 m3/h。

3.3 可供水量分析

根據(jù)夾馬口引黃灌區(qū)和尊村引黃灌區(qū)設(shè)計(jì)資料，部分項(xiàng)目區(qū)位于夾馬口灌區(qū)浪店輸水總干渠、夾馬口總干1 支楊杏分支灌溉范圍，小樊灌區(qū)龍行引水渠、北干渠1～8 支、南干渠1～6 支灌溉范圍，設(shè)計(jì)綜合毛灌水定額為4 500 m3/hm2，設(shè)計(jì)年供水量為3 103.26 萬m3；部分位于尊村總干渠灌溉范圍，設(shè)計(jì)綜合毛灌水定額為 3 660 m3/hm2，設(shè)計(jì)年供水量為 233.22 萬 m3，各灌區(qū)年總供水量為3 336.48 萬m3。

由于北方地區(qū)水資源緊缺，農(nóng)業(yè)灌溉均采用非充分灌溉方式，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的519 眼機(jī)井作為灌區(qū)補(bǔ)充水源，在引黃水澆灌不足時使用。

4 節(jié)水潛力分析

項(xiàng)目整理后預(yù)計(jì)可新增耕地面積55.886 5 hm2，項(xiàng)目內(nèi)灌溉面積包括水澆地面積5 594.569 1 hm2、果園面積1 633.634 5 hm2、其他面積304.935 4 hm2，共計(jì)7 533.139 hm2（即11.3 萬畝），其中渠道灌溉面積5 512.2 hm2，管道灌溉面積 2 020.939 hm2。

4.1 水源工程布局

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，灌溉工程分為渠道灌溉及管道灌溉兩種，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)由于支斗渠已配套，支渠采用混凝土“U”形渠已防滲，部分斗渠未防滲，但斗、農(nóng)渠已基本形成，因此，項(xiàng)目仍采用渠道灌溉。由于局部地勢較高渠道無法自流灌溉，采用提水點(diǎn)提水，管道灌溉。

本工程水源為夾馬口灌區(qū)總干1 支渠楊杏分支，設(shè)計(jì)流量0.2 m3/s，浪店輸水總干渠，設(shè)計(jì)流量30.5 m3/s，小樊灌區(qū)北干渠，設(shè)計(jì)流量4.2 m3/s，龍行引水干渠，設(shè)計(jì)流量2.5 m3/s，小樊灌區(qū)南干渠，設(shè)計(jì)流量2.5 m3/s，尊村一級干渠，設(shè)計(jì)流量46.5 m3/s，尊村二級干渠，設(shè)計(jì)流量31.5 m3/s。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)支渠在近年來實(shí)施的節(jié)水改造項(xiàng)目中已完成改造，能滿足項(xiàng)目區(qū)用水需求。

項(xiàng)目區(qū)雖處于引黃灌區(qū)內(nèi)，根據(jù)灌溉制度，按非充分灌溉只灌關(guān)鍵水，考慮到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植水果蔬菜對灌水時間及灌水次數(shù)要求不同，往往在關(guān)鍵時期引黃水部分時段不能滿足灌溉要求，須用井水進(jìn)行補(bǔ)充澆灌。

在小尺度空間景觀設(shè)計(jì)中借助應(yīng)用水景來激發(fā)人們的審美情趣，提升小尺度空間景觀的文化品位和內(nèi)涵，是特色景觀營造的一種新的嘗試和探索，也是小尺度空間水景與當(dāng)代社區(qū)文化和諧共生的一種體現(xiàn).本文以臨沂市海納曦花園住宅小區(qū)某庭院為例，通過對小區(qū)庭院景觀要素、空間的探究，在充分體現(xiàn)庭院設(shè)計(jì)理念和目標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行水景設(shè)計(jì)，從而創(chuàng)造出親切、舒適、安靜的家居環(huán)境.

4.2 節(jié)水潛力

項(xiàng)目區(qū)位于夾馬口引黃灌區(qū)和尊村引黃灌區(qū)，各灌區(qū)灌溉設(shè)計(jì)保證率均為75%，由于采用機(jī)井作為補(bǔ)充水源，灌溉設(shè)計(jì)保證率將大大提高。根據(jù)《節(jié)水灌溉工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50363-2018），本項(xiàng)目屬小型灌區(qū)，因此田間水利用系數(shù)取0.9，渠系水利用系數(shù)取0.7，管道水利用系數(shù)取0.95。通過高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)水源工程和渠系工程，可計(jì)算：

渠灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)=田間水利用系數(shù)×渠系水利用系數(shù)取

管灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)=田間水利用系數(shù)×管道水利用系數(shù)

經(jīng)計(jì)算，渠灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.63，管灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.855。

永濟(jì)市水資源緊缺，多年來一直采用非充分灌溉方式，根據(jù)作物不同生育階段對水的敏感度，灌關(guān)鍵水，隨著社會發(fā)展，水資源供需矛盾將更加突出，農(nóng)業(yè)灌溉仍將維持非充分灌溉方式。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)作物種植比例為小麥67%，果林33%，復(fù)播玉米20%，同時結(jié)合當(dāng)?shù)卦喔戎贫?、?dāng)?shù)厝罕姷墓喔攘?xí)慣以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和糧棉基地建設(shè)的要求，依照小麥畝產(chǎn)400 kg，水果畝產(chǎn)2 500 kg，玉米畝產(chǎn)500 kg確定本項(xiàng)目實(shí)施后的灌溉制度。

根據(jù)河海大學(xué)編制的《農(nóng)田灌溉與排水》中灌水模數(shù)計(jì)算（即灌水率計(jì)算），灌水率根據(jù)灌水定額、作物種植面積和灌水延續(xù)時間按下式計(jì)算：

式中：q——灌水模數(shù)（灌水率），m3/s·hm2；

a——某種作物種植面積占總灌溉面積的百分?jǐn)?shù)，%；

m——某種作物的灌水定額，m3/hm2；

T——一次灌水的延續(xù)時間，d；

t——每天灌水的小時數(shù)。一般以連續(xù)灌水計(jì)算，即 24 h。

單位換算系數(shù)為0.36，計(jì)算結(jié)果見表1。

按照渠灌區(qū)面積 5 512.2 hm2，管灌區(qū)面積2 021.13hm2計(jì)算，見表 2：

渠道灌溉區(qū)：M毛綜=（160×67%+160×33%+135×20%）/0.63×15=4 455（m3/hm2）

毛灌水率=0.233/0.63×15=5.4（m3/s·萬 hm2）

管道灌溉區(qū)：M毛綜=（160×67%+160×33%+135×20%）/0.855×15=3 285（m3/hm2）

表1 灌水率計(jì)算表（P=75%）

表2 作物需水量計(jì)算表

經(jīng)以上農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水分析，引黃灌區(qū)原先每年向項(xiàng)目區(qū)供水3 336.48 萬m3，項(xiàng)目實(shí)施后，由于灌區(qū)配套完善，灌溉水利用系數(shù)大大提高，年需水量僅為 3 119.6 萬 m3，年節(jié)約水量可達(dá) 216.88 萬 m3。

5 結(jié)語

山西省水資源數(shù)量短缺且時空分布不均，水資源供需矛盾十分突出，但大部分地區(qū)依然沿用粗放的灌溉方式，農(nóng)業(yè)灌溉作為第一用水大戶具有巨大的節(jié)水潛力。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)不僅可以提高糧食產(chǎn)能，保障我國糧食安全，還可以提高區(qū)域內(nèi)水資源承載能力，推動區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。目前我國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中還存在著資金投入不足、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低、工程管護(hù)機(jī)制不健全等問題，在一定程度上影響著節(jié)水灌溉的持續(xù)快速發(fā)展。