汾河灌区节水灌溉发展趋势与展望

王 毅

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁县 030900）

0 引言

汾河灌区位于山西省中部地区，地形总体平缓，趋势由东北向西南倾斜，微地形起伏变化较大。北起太原市北郊上兰村、南至晋中地区介休市洪相村，南北长约140 km。东抵南同蒲铁路，西达太汾公路和磁窑河，东西宽约20 km。灌溉区域覆盖3市11县（市、区）56个乡（镇）522个村庄。

灌区主要作物有小麦、大秋、棉花及蔬菜等，其中以玉米和蔬菜为主。区内大多土地一年一熟，部分一年两熟，复播率为123%。灌区降雨量不足且时空分布不均，水资源分布年际、地区间差异较大，工业、生态用水量呈增长趋势，农业灌溉协调难度较大，以上情况决定了必须大力发展节水灌溉。

1 农田灌溉发展趋势

1.1 灌溉面积的发展

1949—2016年灌溉面积保持比较平稳的态势，全灌区实际灌溉面积随年份略有波动，1975-2000年间呈现较高水平，但从总体趋势分析呈慢速增加趋势，即从1949年3.67万hm2增加到2016年6.28万hm2（如图1），2000年以后面积有所减少，稳定在6万hm2亩左右，这与太原城区扩大、受益区城镇化以及公路、铁路等基础设施建设用地激增直接相关，预测在未来上述原因仍将对汾河灌区的灌溉面积产生一定影响。

1.2 节水灌溉工程建设情况

1）大型灌区续建配套和节水改造工程

图1 汾河灌区灌溉面积变化过程线

1999年汾河灌区启动续建配套和节水改造以来，按照轻重缓急、效益优先的原则，累计完成投资11亿元，内容涵盖干、支渠和万亩以上斗渠灌溉渠道34条，防渗总长度300余km，建筑物改造600余座。大型灌区信息化试点工程建设的投运使灌区信息化系统已初具雏形，远程通讯网络、信息采集网络、设备自动控制、远程视频采集与传输均已实现。发展较快的有清徐县地下水监测、计量系统、汾河灌溉管理局所辖的骨干渠系水量监测以及局部监控系统，以上工程建设使灌区工程状况大为改善，大幅提升了农业供水服务能力和管理水平，为灌区的良性发展奠定了物质基础。

2）高效节水灌溉工程

经过数十年来的发展，汾河灌区节水面积达到5.06万 hm2，其中，防渗渠道 0.45万 hm2，低压管道4.02万hm2，喷灌0.42万hm2，微灌0.175万hm2（如表1）。

表1 汾河灌区节水灌溉面积统计表

从表中数据可知，汾河灌区节水灌溉面积已占到设计灌溉面积的1/2，但由于工程建设标准低，管理不善等原因，实际节水灌溉水平还较低，低压管道输水灌溉管网密度仅为3 m左右，按国家6～10 m/亩的要求尚有较大差距。低压管道输水灌溉区域的地块畦长仍与大田畦灌时畦长一致，一般长度在150～220 m之间，田间水利用系数仅达0.5左右。

1.3 灌溉用水变化情况

汾河灌区农业灌溉以自流为主，也分布有纯井灌区和井渠结合灌溉区。不同灌溉形式的灌溉用水量、亩均灌溉用水等指标有较大的差异。

1）自流灌溉区的灌溉用水量和亩均灌溉用水指标。自流灌区面积占汾河灌区总灌溉面积的75%左右，在一定程度上决定着灌区用水总量水平。

汾河灌区引用汾河洪水灌溉历史悠久，新中国成立后，兴建了汾河水库，改建了汾河一坝、二坝、三坝渠首和灌区排水工程，形成以河水自流灌溉为主，井灌为辅的现有灌溉排水工程体系。由于地面不平整、畦田规格较大（如表2）、田间灌水过程粗放式管理，全灌区灌溉水利用程度较低。经典型灌域分析，渠系水利用系数为0.549，田间灌溉水有效利用系数为0.652，灌溉水有效利用系数为0.358。

表2 畦田规格概况

从现行灌水次数看，全灌区灌水次数年平均1.6次，其中一坝灌区较多，达到4.1次，二坝灌区为1.0次，三坝灌区仅0.9次。灌区80%左右面积属非充分灌溉，约20%面积实现充分灌溉，平均灌水定额1200～2500 m3/hm2之间。

2）纯井和井渠结合灌溉区的灌溉用水量和亩均灌溉用水指标。

纯井和井渠结合灌溉区的水源基本为当地地表水和地下水，灌溉输水距离短，灌水技术相对先进，田间水利用系数可达0.8，灌溉水利用系数可达0.6左右，平均灌水定额750～1500 m3/hm2之间。

1.4 推广具有汾河灌区特色的节水灌溉技术是必然趋势

汾河灌区节水灌溉面积主要分布在地下水灌溉区，尤其是低压管灌面积、喷灌面积和微灌面积；渠道防渗面积主要在大中型灌区中分布。毫无疑意，喷灌、微灌和低压管灌的节水效果和效益都很好，但是一方面存在着二次加压，要增加一些耗能和费用，另一方面运行期间设备更新耗资较大，因此，节水效果和效益的持续存在困难。渠道防渗管理简单，有较好的节水效果和效益，但在北方地区的冻胀破坏问题突出。

汾河灌区全局而言，固然采用喷灌、滴灌这些先进灌水技术是提高灌溉水利用率的重要措施，但可以预测今后很长一段时间内，畦灌技术仍占绝对主导地位。畦灌系统水量损失主要发生在输配水系统和田间灌溉网两个方面。近几十年来，灌区水利部门和广大群众采取各种各样防渗措施改造输配水系统，对提高灌溉水的有效利用程度起到了积极的作用。节水型畦灌的研究表明：采用合理的灌水技术参数进行灌水，将田间灌溉网灌溉水有效利用系数提高10%～20%是完全可能的，应作为汾河灌区特色节水型技术进行推广应用。

2 汾河灌区建设前景展望

2.1 工程布局趋于合理，运行管理前景良好。

经过几代灌区建设者的努力，汾河灌区已由单一自流引水灌区，转变为引、提相结合的综合性灌区，具体表现为服务对象多元化，供水能力大幅增强，供水覆盖面不断扩大。在巩固原有效灌溉面积规模基础上，近年来新增清徐西湖、白石沟和祁县贾令等多地进行加压供水。基于此，灌区运行态势已发生三个变化，即历史发展方位、灌区工作重心和运行管理模式均发生了变化，当前应从整体上构建起更加科学合理的水资源调配顶层设计和管理体制、运行管理机制，充分发挥灌区社会经济发展水支撑的核心作用。

2.2 工程管理面临挑战，技术革命带来新机遇。

从历史沿革分析，国家上世纪60、70年代分别对汾河二坝、三坝渠道工程进行改建沿用至今，1952-1956年间兴建现有六大干渠及渠系建筑物。1950年代建造了14条支渠，构成汾河灌区初步工程架构，工程正式投运达效。1960年代新建了一坝东干郜灌支渠，1970年代新建一坝东一支、二支和二坝西干迎四支渠，1990年代新建二坝西干新五支渠，至此汾河灌区19大支渠规模沿袭至今。进入新世纪，汾河灌区在续建配套与节水改造强力推动下，陆续建成前述的多个提灌站服务工农业生产，工程管理者面临管理任务越来越艰巨，表现为工程类型由河道、渠道工程又扩充了泵站工程，管理对象由土渠变为硬质衬砌渠道，管理手段由纯人工到半自动化，再发展至信息化。以上新的发展变化对管理者提出新的要求，亟需及时更新管理理念。目前，面临的重大技术问题主要包括：大型引提综合型灌区工程专业管理与社会化养护新模式的探索，华北地区大型灌区信息化响应能力建设要素及技术实现途径，适应汾河灌区应用的渠道衬砌结构型式科学选择等。

2.3 创新灌溉服务方式，创建生态农业双赢格局。

汾河灌区范围内太原市六城区、清徐县，晋中市祁县，吕梁市文水县、汾阳市按照《山西省水资源全域化配置方案》（2018年）明确规定，属于在地表水有保障的盆地区以及大水网骨干工程覆盖区域应加大关井压采力度，关停抽取地下水灌溉机井。按照全省水资源调配新思路，汾河灌区可供水量将得到充分保证，应加强在新的历史条件下，在尊重当地群众耕作、灌溉习惯基础上，开展科学合理的灌溉制度的研究，比如原三坝灌区冬季大定额储水灌溉，应从生态修复角度开展农业灌溉，实现地下水的面源补给。同时，灌区所有配水工作应按照农业增产与生态修复兼顾的思路及水资源调配原则，由奉行多年的经济效益优先原则转变为社会效益与经济效益并重原则。

2.4 加强生态环境监测，提高供水服务能力。

近年来省政府实施汾河流域生态修复战略，加强生态文明建设和落实“五大发展理念”已取得显著成效。汾河灌区农业灌溉作为子系统，水质监测是水资源管理的工作基础和技术支撑，应结合当前食品安全和生态安全的形势，在现有“三情”测报的基础上，建立水质监测站开展工农业供水水质监测，实现灌溉、工业引水水质管理，提高水污染事件应急处理能力。根据灌溉对象对水质分级要求，建设相应水处理设施，提高供水服务质量。