花海灌区地下水位变化对灌溉水资源供需的影响研究

田多明

摘 要：在花海灌区，水资源利用率低且存在严重的流失和浪费现象，这直接影响了农田灌溉的供需关系。地下水位变化对灌溉水资源供需的影响尤为突出。随着地下水位的下降，灌溉水供给不足，使得农田无法获得足够的水资源满足作物的需求，进而影响农作物的产量和质量。地下水位下降还可能导致农田土壤的盐碱化加剧，进一步恶化灌区的生态环境。为此，分析了花海灌区灌溉水资源供需现状，并给出了相应的解决对策。

关键词：花海灌区；地下水位变化；灌溉水资源供需

中图分类号：TV213.4 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

在花海灌区，地下水位变化对灌溉水资源的供需关系有着重要的影响。花海灌区作为我国主要的农业产区之一，具有丰富的农业资源和灌溉水资源，但由于过度抽取地下水和不合理的水资源利用方式，地下水位出现了持续下降和波动的趋势。这种地下水位变化不仅会对灌溉水资源的可持续供应造成威胁，还会对农田生态环境和农作物生产带来一系列问题。因此，深入探讨花海灌区地下水位变化对灌溉水资源供需的影响具有重要的理论意义。

1 项目概况

花海灌区是疏勒河流域三大灌区之一，位于玉门市新市区以北75 km，石油河下游的花海盆地。灌区南靠宽滩山北麓戈壁，北接马鬃山前戈壁，西邻昌马灌区青山农场，东与金塔县接壤，隶属于玉门市[1]。花海盆地地属河西走廊北盆地系列的花海鼎新盆地，其南北两侧为低山丘陵，西侧经红山峡、青山峡与玉门盆地相连，东侧以断口山洪积扇轴与金塔盆地相邻。盆地内地势南高北低，西高东低，海拔高程在1 425～1 210 m。

2 花海灌区地下水位变化对灌溉水资源供需的影响因素分析

2.1 花海灌区的水资源供需矛盾突出

作为甘肃省疏勒河流域的重要灌溉区域，花海灌区面临着严峻的水资源供需矛盾。灌区是以疏勒河河水为主，石油河、地下水进行补充的灌溉的中型自流灌区。灌区核定年取水许可量为7 896亿m3，2019年灌区斗口用水总量为8 993.922 8亿m3（包括林地），2019年通过石油河河道向花海干海子自然生态保护区输水5 251.85万m3，用水供需矛盾突出。

同时，该灌区地处偏远，交通不便，使得水资源的运输和供应难度加大[2]。灌区农田灌溉系统主要由“引、蓄、输、配”四大部分组成，引水工程疏花干渠长43.3 km，建筑物64座，蓄水工程赤金峡水库为中型水库，总庫容3 878万m3；新旧引水渠首2座，输水工程干渠5条，总长60.5 km，花海灌区核定配水面积122.06 km2。通过多年的运行灌溉系统的老化、不完善及水资源的浪费等问题，也进一步加剧了花海灌区的水资源供需矛盾。

2.2 花海灌区的地下水观测井选址不合理

一方面，观测井的井深测量存在误差。这主要是因为井底出现坍塌现象，导致井深测量不准确，从而无法正常反映该井范围内的地下水变化状态。这给地下水资源的准确观测和数据采集带来了很大的困难。另一方面，观测井的地理位置不合理。观测井地处农户的耕地中，旁边有农田灌溉渠道，这使得观测数据无法准确反映该地域地下水位动态情况。因此，需要对观测井的位置进行重新选址和布局，保障观测数据的准确性和可靠性。

2.3 花海灌区的地下水监测工作有待加强

第一，部分地下水监测设备和仪器还不够先进，无法满足现代化的水资源管理需求。第二，地下水监测工作的人工操作比较烦琐，需要耗费大量的人力和物力，而且误差较大，从而影响了监测数据的准确性和可靠性，也制约了地下水监测工作的效率和质量。针对这些问题，需要加强花海灌区的地下水监测工作。一方面，需要更新和升级现有的监测设备和仪器，引入先进的自动化监测技术，增强监测数据的准确性和可靠性；另一方面，需要加强人员的培训和管理，提高监测工作的专业水平和效率。同时，需要建立健全的监测制度和机制，实现监测工作的规范化和科学化。

3 花海灌区灌溉水资源供需的解决对策

3.1 多元化水资源供应，完善水资源管理机制

推广节水灌溉技术，如喷灌、滴灌等，提高灌溉水利用系数，减少灌溉过程中的水资源浪费[3]。灌溉水利用系数是指灌入田间的有效水量与渠首引进的水量之比，通常以符号ηω表示。灌溉水利用系数公式为：

ηω=m/q

式中，ηω是灌溉水利用系数的符号，表示田间净灌水定额与渠首引入流量之比；m为田间净灌水定额，表示用于灌溉的水量；q为渠首引入流量，表示渠道入口的水量。

假设某农田采用喷灌方式进行灌溉，田间净灌水定额为50 m3/667 m2，渠首引入流量为100 m3/667 m2，

则该农田的灌溉水利用系数为：

ηω=50/100=0.5

采用喷灌等节水灌溉技术能够提高灌溉水利用系数，从而减少灌溉过程中的水资源浪费。

第一，加强田间灌溉管理，实施灌溉预报制度，根据作物生长需求和土壤墒情，合理确定灌溉时机和水量，提高灌溉效益。灌区实验点1个，试验田块8块，计划在每块试验田的上、中、下游埋设聚碳酸酯探管。通过提高渠系水利用系数，渠系和农田节约的水资源量可用于生态环境的需水，通过人工调剂，合理分配生态环境用水，有利于美化环境、改良土壤、调节灌区小气候，促进农业生态环境协调发展和生态系统的良性循环。积极推进跨流域调水工程，从水资源丰富的区域向花海灌区调水，增加可供水量。据统计，花海灌区2023年的灌溉用水量成功地从2010年的1.3亿m3增加至2.0亿m3，增长近3倍。这一成果得益于该地区积极推广节水灌溉技术，如喷灌、滴灌等，有效提高了灌溉水利用系数，减少了灌溉过程中的水资源浪费。

第二，为缓解花海灌区的水资源压力，应扩大水资源供应途径，包括雨水、洪水等非传统水源的利用。通过对花海灌区的供需平衡分析，明确水资源供需情况，包括来水量、需水量和可供水量。针对花海灌区的实际情况，建立水资源调度模型，综合考虑用水需求、来水量和水工程运行等因素，为水资源调度提供科学依据，并确定水资源调度的策略和优化目标。水资源调度的策略和优化目标见表1。

第三，建立健全的水资源管理体制和机制，强化水资源监测和保护，防止水资源的污染和浪费。政府应设立专门的监管机构，对水资源的开发、利用、排放等环节进行严格监管。优化作物种植结构，减少高耗水作物的种植面积，从源頭上降低灌溉用水量。

3.2 修正井深测量误差，重新选址布局观测井

灌区地下水观测井自安装自动监测设备以来，仍需人工观测，个别观测井观测操作空间小，观测费时费力，误差大[4]。花CG03观测井地处双泉子地带由于开荒打井水位在2021年度下半年地下水位下降严重，为此需要定期清理和维护观测井，保持井壁完整，确保井深测量准确。将花CG03、CG05观测井定为重点复测、监测、抽测对象，以便更精确地分析以上水位升降的原因，为疏勒河流域准确掌握地域环境水位变化提供资料。灌区地下水观测井数据见表2。

同时，采用新型的井深测量设备和技术，提高井深测量的准确性和可靠性。根据地质条件和地下水动态变化情况，重新选择合适的观测井位置。可以选择地势较高、地质条件稳定且远离河流、湖泊等水源地的地方设置观测井，避免水文地质条件对观测数据的影响。尽量选择地势较高、地质条件稳定且远离人类活动干扰的地方设置观测井，确保观测数据的准确性和可靠性。

3.3 更新升级监测设备和仪器，规范监测操作流程

及时更新和升级陈旧的监测设备和仪器，采用先进的自动化监测技术和设备，增强监测数据的准确性和可靠性。引入水位传感器、水位监测仪等现代化设备，实现地下水位的自动监测和数据采集[5]。制定详细的监测操作流程和规范，确保监测工作的标准化和规范化。

灌区需引进自动化监测系统，实时监测水位、流量、水质等参数，实现远程传输和存储，为水资源管理提供便捷数据支持。配备专业分析仪器，如水分析仪、电导率仪、水质检测仪等，确保水质快速准确检测和分析。确定合理监测点位和频率，覆盖整个灌区，每周至少检测1次。采用稳定可靠的数据传输方式，建立合理的数据库结构，实现对灌区水资源的精确管理。规范监测操作流程，按照《地下水监测规范》要求，明确观测时间和人员，每月定时观测，全年每眼井观测不少于72次。建立监测数据共享平台，提高监测工作效率和成果利用率。加强地下水保护宣传，增强公众认识和保护意识，共同参与地下水保护工作。

4 水资源供需平衡分析

4.1 水资源供需平衡评价指标

水资源供需平衡评价指标是用于评估和比较一个地区或国家的水资源供需状况的指标。这些指标能够包括：水资源总量、水资源利用率、水资源分配合理性、水资源保护措施、水资源利用效率等方面的数据。通过对这些指标的评估，能更好地了解一个地区或国家的水资源供需平衡状况，并为制定合理的水资源管理政策提供依据。

4.2 水资源供需平衡分析方法

观测并分析灌区的地下水位变化数据，了解动态变化。基于历史或实时监测数据，确定地下水位趋势。结合花海灌区的实际，评估灌溉水资源的供需状况。监测和调查灌区的降雨量、蒸发量、河流流量等，掌握可利用水资源量。同时，考虑灌溉水资源的分配、利用率、保护措施及效益。分析地下水位变化对灌溉水资源的影响。水位上升则增加水资源量，下降则减少。同时，评估地下水开采对储量和生态的影响。根据上述分析，制定合理的水资源管理策略。控制地下水开采，遏制低水位下降趋势，涵养水源，保持水土，防治荒漠化。水资源供需平衡分析方法见图1。

4.3 水资源供需平衡分析结果

本工程实施后，将有效地改善项目区的农业生产条件，加快项目区传统农业向节水农业、设施农业、生态农业转变的速度，促进项目区农、林、牧、副业的全面发展，为该地区实现节水增效、农民增收创造了基础。同时，灌区内实行计划用水、节约用水，减少了水事纠纷的发生，为灌区农业生产和农村生活创造良好的社会环境，有利于协调社会经济用水与生态用水关系，促进水资源向高效方向转移，促进产业结构调整，促进包括节水灌溉在内的一系列节水技术的提高和推广，从而有效保障生态环境用水，社会效益显著。项目实施后的效益见表3。

5 结束语

花海灌区地下水位变化对灌溉水资源供需产生了明显影响，但可以通过加强节水措施、强化水资源监测和管理、推进水资源调剂工程和加强土壤水分管理等综合施策，实现对灌区水资源的有效保护与合理利用，推动花海灌区的可持续发展。在未来，为了实现花海灌区的可持续发展，需要进一步加强对地下水位变化的监测和管理。引入先进的水资源监测技术和数据分析方法，更准确地了解地下水位变化的趋势和影响因素。同时，加强与相关部门和专家的合作，共同研究解决地下水位下降问题的方法和措施，制定科学的管理策略。

参考文献

[1] 周彩玲.花海灌区农田灌溉水有效利用系数测算分析[J].工程建设与设计，2022（16）：36-38.

[2] 张婧，马贵宏，高雅，等.华北山前平原典型井灌区地下水水位变化影响因素分析[J].河海大学学报（自然科学版），2022，50（1）：21-28，84.

[3] 邵丽盼·卡尔江.某灌区地下水变化规律研究[J].地下水，2021，43（4）：73-74.

[4] 宋增芳，程玉菲，王军德.景泰川灌区地下水埋深变化与影响因素分析[J].水利规划与设计，2023（2）：31-34，63.

[5] 万欢欢.阜阳市地下水超采区水位变化及动态分析[J].治淮，2023（1）：9-11.