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(四川省都江堰人民渠一处,四川 彭州,611930)
人民渠灌区作为四川省重点商品粮油基地之一,是以生产粮食、经济作物为主的灌区,对水资源的需求非常大,但是年来水时空分布不均,引水调节能力差,加之汶川大地震发生后,造成灌区渠道垮塌、渠堤裂缝等,给灌区人民的生产、生活用水等造成极大的威胁。因此,如何合理用水、节约用水、充分发挥有限水资源的最大综合效益,解决灌区灌溉过水能力不足、用水困难,改善灾区生态环境,提供粮食安全保障,开展生产自救,确保粮食丰收,增加社会经济效率是当前摆在我们面前的问题。由此探讨灌区水资源优化调度,成为一个重要的研究课题,具有重要的现实意义和研究价值。
彭州人民渠灌区属彭州市的一个中型渠堰灌区,灌溉面积6353万hm2,地跨岷江、沱江流域,介于北纬30°50′~31°24′、东经103°37′~104°25′之间,东以绵远河为界,西北毗邻龙门山区,北与湔江、工农渠接壤,南与毗河灌区相连。人民渠灌区气候温和,是四川省重点商品粮油基地之一,以生产粮食、经济作物为主,大春以水稻为主,小春作物以大蒜、蔬菜、小麦、油菜等为主。
灌区地属成都平原,灌溉总面积545.04km2,土地以耕地为主。其中,耕地面积3.52万hm2,林地面积0.97万hm2,园地面积533万hm2。实际灌溉面积8.58万hm2,其中水田面积4.44万hm2,旱地和水灌田4.14万hm2。灌区作物种植主要有粮食作物,蔬菜作物,经济作物等。
灌区可利用河流水资源达16.56亿m3,水库蓄水0.25亿m3,地下贮水3.97亿m3,常年可利用的储、蓄水存量达4.22亿m3。灌区水资源总量达20.78亿m3。
做好田间节水,抑制土壤蒸发和作物蒸腾,提高作物水分利用效率,既是节水农业的重要方面,也是节水农业发展的潜力所在。作物水分利用效率的提高,需要借助一系列的综合技术措施。
四川都江堰彭州灌区水资源分配,总体上要坚持保障城乡居民生活用水,工业按计划供水,保证农业灌溉,兼顾其它用水的原则。由于灌区农业用水的季节性和来水在时空上分布的不均性,要根据灌区作物布局、灌溉制度、来水规律,编制好年度用水配水计划,作好水量配置的宏观安排。要根据灌区气候变化、生产进度、实际来水情况,编制好各时段的实时动态用水计划。在制定灌区水量调度方案时,应根据不同时期的来水情况和灌区各种作物的需水量特点,采用不同的调水配水方案,才能达到优化调配的目的。
3.1 灌区农业用水时期的优化调度方案
为尽量减少输水损失,防止无效供水,避免水量浪费,充分发挥有限水资源的最大效益,达到灌区均衡受益的目的,针对水资源的具体情况采取不同形式的优化调配方案。
3.1.1 秧母田泡田用水时期(4月上、中旬)
结合水稻需水量实际数据和水资源情况,当蒲阳河(总干渠)来水在40m3/s以下时,实行站与站之间大轮灌,站内支渠间小轮灌;当蒲阳河来水在40m3/s~70m3/s,实行站与站之间面积为准、比例配水,站内支渠间轮灌;当蒲阳河来水大于70m3/s时,根据灌区生产进度和实际需水情况灵活调配。
3.1.2 大春泡田栽秧用水时段(5月中下旬、6月上旬)
当蒲阳河来水在80m3/s以下时,对灌区配水实行站与站之间大轮灌,同时站内支渠间小轮灌;当蒲阳河来水在80m3/s~130m3/s时,实行站与站之间面积为准、比例配水,站内支渠间轮灌;当蒲阳河来水大于130m3/s时,根据灌区生产进度和实际需水情灵活调配。为避免集中用水打挤的矛盾,有效利用水资源,灌区水利、农业部门应该密切配合,根据地理位置、气候条件、作物布局、作物需水量等情况,实行渠系间大错峰、渠系内小错峰,有计划地安排干渠片季节较早的地区提前用水,以错开灌区用水高峰。在用水后期,采取集中突击供水的办法,解决尾水和用水难点地区的用水问题。做到大流量、高水位供水,缩短输用水时间,减少渠道输水渗漏损失,解决因小流量输供水造成的尾水灌区用水难、打“倒旱田”次数多的问题,达到节约水量、灌区均衡受益的目的。
3.1.3 其它农业灌溉时期
对于小春用水,根据灌区生产需要实行轮灌。大春水稻渗灌用水,按灌区需要进行灵活调配,多余水量输往丘陵地区。在岷江来水较小时,对站与站之间在考虑地下水源多少的基础上实行比例分水,同时站内支渠间实行轮灌。
上述方案是灌区水量调度的基础方案,结合代表作物需水情况分析,对优化调配方案作出相应的调整。
3.2 非农业灌溉季节的水量优化调度方案
灌区来水除满足工农业及人畜饮水需要外,尚有多余水量可向丘陵灌区输水和供给灌区水电站发电用水。对灌区水量实行工业按计划供给,灌区农田零星灌溉用水和人畜等用水按每万亩灌溉面积配水0.15m3/s,多余水量首先按计划和上级指令输往丘陵地区;其次供给灌区干支渠上70余座水电站(总装机10万多kW)作发电用水。这一时期,重点对电站发电用水实行优化调配,具体作法是:首先将来水分配作为总系统,建立不同流量下各子系统及总系统水电站发电与灌区电站上缴发电水费与处属电站纯收入之和的目标函数,再以水量平衡、灌区用水、工程边界、各子系统的最大需水量和各电站装机容量等为约束条件,最后以收益最多为目标,对来水分配进行求解,从而获得不同来水流量下的水量优化调度方案。严格按照该方案进行水量调配,更大限度地发挥水资源的经济效益。
要解决灌区水资源管理问题,改善农业生产条件和群众生活环境,在综合考虑经济社会发展对灌区水资源和水环境承载能力要求,以及灌区水资源现状和所处地理位置的基础上,通过灌区水资源统一管理、统一规划、统一调度,充分利用现有水利工程和灌溉工程体系,全面实施灌区水资源的科学管理、优化配置、合理利用、节约保护,确保灌区农业经济持续、稳步、健康发展,将是一种有效措施。具体的对策与建议如下:
4.1 严格灌区水资源的科学规划、合理布局
要把农业节水中长期发展规划纳入国民经济和社会发展的规划,并与各地的农业发展规划、水资源规划及生态环境建设规划等相协调,并充分考虑我国加入WTO后农业种植结构调整对农业节水的需求。以水资源的优化配置和高效利用、有效保护为前提,统筹考虑地表水、地下水、土壤水、雨水、灌溉回归水及城市污水等的开发与利用。实行以供定需的方针,以水定产业结构,以水定经济布局,以水定发展速度和建设规模。统筹协调生产、生活和生态用水,做到量水而行。
4.2 进一步合理编制灌区水资源综合规划
水资源规划利用要结合灌区实际情况和发展目标,实行总量目标控制,制定好中长期水资源配置和开发利用统一规划。在制定水资源可持续利用规划时,要按照全灌区国民经济发展对水资源
的需求量,以提高综合实力为目标,结合实际,立足大局,着眼长远,全面规划,统筹考虑,实现水资源的优化配置和高效利用。而且,不同水平年节水力度要与需水和开源相协调,共同建立安全可靠的水资源供给与节水型经济社会发展保障体系,达到区域水资源供需的基本平衡。
4.3 加强领导、强化管理
加强对农业节水的领导和部门协调,实行国家、流域和地区水资源统一管理,建立严格的农业用水与节水管理制度。在统筹兼顾生活、生产、生态用水的基础上,明确各地区农业用水总量和灌溉用水定额两套控制指标,作为管理农业用水的基本依据。国家和省级水行政主管部门,应加强对水资源分配利用和地下水开采状况的监察、审计。而且应以县为单位加大地下水资源统一管理力度,采取雨洪利用、井渠结合等措施,有计划地回补地下水,并建立健全大型农业节水工程建设项目的申报、审批制度。另外,有关部门要建立农业节水工程建设的技术服务体系,建立健全节水灌溉材料设备质量监督体系,进一步强化灌区水资源的法律管理,使农业节水的具体政策更加明确,具有可操作性。同时,加强水利执法队伍建设,利用法律武器,结合经济手段,有效地管理水资源,从而保证灌区水资源可持续利用。