沧州农业压采深层地下水技术措施探讨
2016-03-11王婧雅
王 忠,王婧雅,孙 宁
(1.河北省沧州水利勘测设计院,河北 沧州 060000;2.河北省水利水电勘测设计研究院,河北 石家庄 050021;3.河北省沧州市供水排水集团有限公司,河北 沧州 061001)
沧州农业压采深层地下水技术措施探讨
王忠1,王婧雅2,孙宁3
(1.河北省沧州水利勘测设计院,河北 沧州 060000;2.河北省水利水电勘测设计研究院,河北 石家庄 050021;3.河北省沧州市供水排水集团有限公司,河北 沧州 061001)
沧州是资源性严重缺水的地区,亩均水资源107 m3,占全国亩均水平的6%,年开采深层地下水量约7亿 m3,引发了一系列生态环境和地质问题。沧州农业以地下水灌溉为主,地下水用水量占了总用水量的80%左右,通过农艺措施和工程技术措施,增加农业灌溉可供水量,减少农业用水量,实现农业压采深层地下水。
农业;压采;深层地下水
沧州是资源性严重缺水的地区,全市水资源总量为12.02亿 m3,人均水资源占有量仅为180 m3,亩均107 m3,分别占全国人均、亩均水平的9%和6%。为维持经济社会的发展,自上世纪七十年代起,就依赖于大量开采深层地下水来满足工农业生产发展的需水要求,年开采深层地下水量约7亿 m3,由此引发了地下水位连年下降、深层地下水漏斗面积不断扩展、地面沉降加剧等一系列生态环境和地质灾害问题。
沧州农业以地下水灌溉为主,地下水用水量占了总用水量的80%左右,并存在灌溉水利用率较低、节水制度建设不到位、汛期的降水、咸水微咸水、中水等非常规水利用不充分等,加剧了水资源供需矛盾。
2013年沧州全市供水总量为139 361.4万 m3,其中地表水供水量32 449.59万 m3,地下水供水量101 589.54万 m3,其他水源供水量5 322.28万 m3。
全市总用水量为139 361.4万 m3,其中农业用水量为97 288.81万 m3;工业用水量为20 935.49万 m3;城镇公共、居民生活用水量为18 579.93万 m3;生态环境用水量为2 557.2万 m3。
2013年沧州市地下水供水量101 589.54万 m3,深层水供水量72 106.95万 m3,深层地下水是主要的供水水源,处于严重超采状态。
1 农艺节水技术分析
1.1农业节水潜力分析
2013年沧州市耕地面积1 149.53万亩,有效灌溉面积763.46万亩,其中节水灌溉面积610万亩。农业灌溉用水量97 288.81万 m3,综合灌溉定额为126.5 m3/亩。若全部实现节水灌溉,综合灌溉定额降到116 m3/亩,灌溉用水量为88 561.36万 m3,年节水8 727.45万 m3。
1.2农业种植模式分析
沧州主要农作物有冬小麦、蔬菜、玉米、棉花等,小麦和蔬菜是主要耗水作物,而“确保谷物基本自给、口粮绝对安全”是《中国食物与营养发展纲要(2014—2020年)》提出的重要国策,沧州不可能不种或大面积减种冬小麦。而蔬菜在所有农作物中种植效益最高,调减面积会影响农民收入和人民的生活质量。因此只能合理压缩冬小麦面积,稳定蔬菜面积。
1.3农艺节水技术
1.3.1耕作蓄墒保墒
耕作蓄墒保墒技术主要包括秋季深松深耕蓄墒,春季耙耱保墒、镇压提墒,田间中耕松土保墒三个方面。可使土壤蓄水增加20%以上,达到充分利用自然降水压采地下水的目的。
1.3.2地表覆盖
在耕地表面覆盖塑料薄膜、秸秆或其它材料,抑制土壤水分蒸发,减少地表径流,起到蓄水保墒、提高水分利用率、促进作物增产的良好效果,是一项人工调控土壤与作物间水分条件的栽培技术。
1.3.3小畦灌溉
田间围埂打埝做小畦,每亩可做15个畦,提高灌溉水利用率。
1.3.4水肥一体化
水肥一体化是利用管道灌溉系统,将肥料溶解在水中,同时进行灌溉与施肥,适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求,实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。可使水分利用效率提高20%~50%。
2 农业压采深层地下水工程技术措施
2.1多源互补水系水网建设
结合沧州引黄、南水北调和王大引水工程,通过河道、渠系、坑塘清淤扩容治理和兴建,提高蓄存能力;通过沟渠、引河的修建,实现河系连通;通过节制闸、拦河闸和扬水站等配套水利工程设施的兴建,实现“坑、河、渠、库”相互连通,做到一河有水,多河引蓄,全境受益。
2.2多水源调控
利用节制闸或扬水站,在上游洪、沥水或外调水到来后,启动河道与坑塘、洼淀、水库网络调控机制,首先从上游提闸或开泵蓄水,当坑塘、洼淀及支河、引渠蓄满之后,并逐级向下游顺序蓄水,直至主要行洪、排沥河道的下游入海口处,尽可能的多蓄存雨洪水,农灌季节,通过管道或明渠进行农田灌溉。
2.3农田水系水网建设
结合沧州现有灌排工程和田间工程,以及引黄、引江、王大引水工程等,通过兴建农田水利配套设施,
建立以河渠为线,以坑塘为面,线面相连的水网体系,打通田间灌排体系“最后一公里”,通过合理调度让水浇到田间地头,使农业用水充分的利用地表水,压采深层地下水。
2.4提高灌溉水有效利用系数
提高灌溉水的利用系数,减少灌溉用水量,是农业节水的主要途径之一。目前,农业的灌溉水有效利用系数为0.74。提高灌溉水的利用率可通过以下措施:
2.4.1推广低压管道输水
随着农业节水和压采工作的开展,低压管道灌溉已经被广泛应用。管道输水可减少渗漏损失,节水、节能、省地省工、投资小、效益高、适应性强等特点,可广泛应用于井灌区;
2.4.2加强田间工程配套
加强农渠和农沟之间的条田范围内的临时渠道、排水小沟、旱地的灌水畦和灌水沟、田间道路、小型建筑物等工程和改造力度,可有效的减少田间水的损失,提高灌溉水质有效利用率。
2.4.3推广和应用新型节水灌溉技术
根据不同的作物和需水性,采用新型节水工程技术措施,包括喷灌、滴灌、膜上灌、渗灌、波涌灌等,可以减少田间水的径流损失、蒸发和渗漏,大大提高灌溉水的有效利用率,节水效果明显。
2.4.4加强灌区信息化建设
灌区信息化建设可以方便的监测当地农田需水量以及水资源状况,制定切合实际的灌溉制度,按需供水,合理配置水资源,实现灌区的现代化管理。
2.5推进农业水权和水价制度改革
2.5.1加大水权制度改革
按照“可以持续、留有余量,生活优先、注重生态,市场配置、有偿使用”的原则,将可分配水量进行确权,农业用水根据地亩数分配到农业用水户。
2.5.2加强农业水价制度改革
以水价形成机制、管理体制机制改革为重点,加强农业水价改革,农业水权额度内水量可以流转,超水权限额加价。建立补偿机制并完善价格机制并举,以提高水价促进农业节水,以合理补贴保护农民利益,运用制度建设、工程配套、结构调整、技术推广等举措推进水价改革工作。
3 结论与建议
3.1结论
沧州市自2014年开始实施地下水压采工作,通过引外调水、修建坑塘、沟渠清淤治理、改造灌溉区、封填机井、安装计量设施、农业水权、水价改革等工程、技术、管理措施,增加了农业水资源可供量,减少了农业对深层地下水的开采量, 2014年、2015年两年压采深层地下水13 256万 m3,压采效果明显。
3.2建议
(1)落实政府责任制,成立领导小组,把农业压采地下水工作做为一项考核指标和长期的工作来做;
(2)形成外调水、当地水、非常规水、深层地下水的合理水价机制,促进水资源的综合利用;
(3)建立健全区、乡、村农民用水户合作组织体系,为农业压采地下水提供组织保障;
(4)加大农业压采地下水宣传力度,利用各种媒体、采取不同形式进行广泛宣传,使广大干部群人以及相关部门和组织机构,了解农业节水和重要性,提高人们节水意识、有偿用水意识和压采地下水的重要性;
(5)加大科研资金投入,为农业压采地下水提供技术支撑。
[1]王婧雅,胡荣花,等.综合利用雨洪资源实现地下水压采的措施和影响探讨[J].地下水.1004-1184(2015)06-0026-02.
[2]河北省沧州市水务局.河北省沧州市地下水压采实施方案编制及管理政策研究.2008.12.
2016-03-08
王忠(1962-),男,河北沧州人,高级工程师,主要从事水利工程勘察设计工作。
P641.8
B
1004-1184(2016)04-0030-01