万全县农田灌溉与地下水资源可持续利用的探讨

贺丁丁 郝桂珍 王利民

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075000)



万全县农田灌溉与地下水资源可持续利用的探讨

贺丁丁 郝桂珍 王利民

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075000)

依据资料显示，张家口万全县近10年由于降水量的下降以及地表水资源的显著匮乏，导致地下水开采量加大，地下水位出现快速下降的趋势.农田灌溉是农业持续发展的基础，在保证农业满足人类生产生活的同时，保护有限的地下水资源可持续利用也具有重要意义.根据地下水取水量与农田灌溉用水量进行比较，分析造成地下水资源面临的问题及其原因，以及实施可持续发展思路的重要性.

农田灌溉；地下水；用水量；可持续

0 引 言

地下水是指存在于地表以下的各种形式的重力水，主要由渗透和凝结作用形成.地表水和地下水共同构成了陆地水循环系统，降水、地表径流、地下径流则是维持水资源量稳定的过程.当地表水资源因各种原因达不到人类使用需求的时候，地下水资源就要得到消耗.地下水的开采量是由它的补给量决定，降雨渗水是区域地下水补给的重要环节，降雨补给具有季节性，为了保持整个水循环处于平衡状态，地下水的开采量是必须得到控制的，利用地下水必须要合理有效.

地下水开采用于农田灌溉量占据地下水总开采量的70%之多，随着农业的发展和地表水资源的缺失，地下水的开采已逐步取代地表水浇灌成为农田灌溉的重要渠道[1].如果人们开采地下水的方式不合理，则会对地下水层造成影响，甚至影响到整个水循环系统和周围环境.据资料考证有些城市地下水资源被大规模开发利用，地下水的过度开采，使得地下水水资源面临着枯竭的危机，其中一些地区也因此出现了地面沉降、地下水降落漏斗、含水层水质恶化现象.例如天津市南部在1991～2002年曾由于地表水资源匮乏，工农业发展不得不需要大量水资源，而进行大量长期深层地下水开采，最终导致地面沉降，从2003年数据中显示出各沉降中心达18～50 mm/a[2].下面以张家口市万全县为例，探讨了农田灌溉与地下水资源可持续利用的关系.

1 水文地质及用水情况简介

张家口市位于河北省西北部，东经113°50′至116°30′，北纬39°30′至42°10′之间.北和西北与内蒙古自治区毗连，西南与山西省接壤，东南和南部与北京市及河北省保定市相邻，面积36 965 km2.万全属于张家口坝下地区，山峦起伏，沟壑纵横，山地、丘陵、盆地相间分布.据河北省张家口市水资源评价报告，万全属于自然条件恶劣，生态环境脆弱地区，水土流失面积较大.沿途流域主要是洋河，多年平均降水量大约400 mm，多年平均蒸发量大概400 mm，年径流量30～50 mm.

张家口市地表水资源贫乏，人均、亩均地表水资源占有量低，因降水量的下降和入境水量的衰减，地表水资源量在不断减少.随着工农业经济的发展和人们生活水平的提高，需水量在不断上升，地下水以其水质安全、简单经济赢得人们的青睐.

农田灌溉是农业的命脉，对于提高农作物产量，扩大耕地面积均起着至关重要的作用.农业灌溉量直接反应农作物产量的高低和间接反应地下水开采量的多少，灌溉用水的质量则影响着土地周围环境以及产物的安全性.

2 地下水和农田灌溉开发利用情况分析

根据2004年至2013年张家口水资源公报整理数据得到万全县历年总用水量及农田灌溉用水量柱状图，见图1.

图1 万全县2004年至2013年总用水量及农田灌溉用水量柱状图

万全县近十年最高总用水量和农田灌溉用水量分别为2005年的8790.4万立方米和7651万立方米，最低总用水量和农田灌溉用水量是2013年的5100万立方米和4230万立方米，总体处于一个明显的下降趋势.根据数据显示出近年来由于各种因素导致的总用水量在连年下降，在2013年总用水量下降至最高年份2005年的58%，几乎减少了一半的用水量，农田灌溉量则下降至最高年灌溉用水量的55.29%，也将近减少了一半.总用水量下降的一个重要因素是张家口万全县在近年来高度重视农业节水，积极调整农业灌溉发展模式，用低压管道灌溉逐步代替土渠和防渗渠道灌溉，以膜下滴灌、微喷灌等先进高效灌溉技术代替落后的传统大水漫灌，在农业这个用水大户上取得了巨大的节水突破.另一个因素则是畜牧业的科学节水方式在万全县得到了实施，节约用水至少30%.农田用水量的下降则是于农作物单产量的提高和灌溉利用率的优化相关，另一方面则是城市化进程不断发展，间接影响着从农人员的数量.两者纵向比较发现，农田灌溉占据总用水量的比例却没有降低，农田灌溉用水量占总用水量比例曲线见图2.

图2 万全县农田灌溉用水量占总用水量百分比趋势图

从图2中可以看出，2004年～2013年万全的农田灌溉用水量占总用水量的比例基本保持一个稳定情况，只有在2011年出现了较小的波动，总的来说仍然保持着总用水量80%左右的比例.显而易见，总用水量的下降并没有影响到农业的发展，即使在水资源匮乏和节水的时期，农田灌溉在水资源的使用中依然占据重要地位.根据河北省张家口市水资源评价报告，张家口市地表水径流年内年际变化大，非汛期部分河流干涸，给水资源充分开发利用造成困难，随着各条入境河流上游水利工程的修建和引用水量的逐渐增加，导致各年代平均入境水量以20%～60%的速度递减.导致地表水逐年匮乏的一个重要因素是随着工农业的迅速发展，人类活动影响越来越显著，大量的人类活动使降水形成地表径流过程中损失增加，从而造成地表产水量减少.另一个因素则是生态环境的恶化导致地表水土流失严重，植被覆盖率低，难以涵养水资源，而且影响着空气湿度和降水量[3].在地表水匮乏，难以支撑人们生活和工农业生产时，地下水的大量开发在所难免，见表1.

表1 2004～2013年地下水取水情况表

万全县地下取水总量在2006年出现较大幅度的提升，从2600万立方米的取水量提升至3500万立方米，最高取水量为2012年的3671.94万立方米，最低取水量为2004年的2607.29万立方米.根据表1的总用水量统计与表2的地下水总取水量进行分析，地下水取水占据总取水量的比例有一个更为显著的涨势.万全年均降水量的不断下降，从而导致地表径流匮乏，在水资源不足的情况下，万全县地下水的开发利用就显得更为必要；另一个导致地下水开发的因素则是在自来水农村给水管网并未完全入户，水资源匮乏的时期，只能不断开采地下水来满足农田灌溉和生活必要用水；经济和生活水平的提高，使人们对水资源的需求不断增加，地下水的使用量伴随着一路攀升，这也是造成地下水不断开采利用的原因之一.地下水资源作为淡水资源的重要组成部分，是人们生产生活不可或缺的自然资源，对维持社会、环境发展具有很强的作用，保护地下水资源尤为重要[4].

3 地下水资源可持续发展与农业用水

3.1 地下水资源过量开采现状

水资源可持续发展是从人类生存环境和自然资源角度提出关于人类长期发展的战略模式，强调水环境和人类生活的和谐相处，农业是用水大户，也是节水潜力所在.在万全县这类地表水不足且主要依靠地下水的农村地区，地下水开采较为分散，提高农业灌溉利用率，改善灌溉技术成为最关键的节水措施，对于保护水资源是一条很有效率的途径.据水资源评价报告和2006年水资源公报，万全县地下水的可开采量在2006年为3471万立方米，实际开采量为3531万立方米，超采量达60万立方米，补给亏损的地下水主要靠大气降水和地表水、灌溉回归水，根据万全地区地表水和降水量情况，地下水更新可能需数月甚至更久.

3.2 农田灌溉对地下水资源的影响

农田灌溉作为地下水的最大用户，对地下水资源量具有很大影响，特别是地下水的污染.地下水污染主要有以下三个原因：第一，污染物入渗.城镇与工业区的废污水排入河道或坑、塘、湖泊，造成地表水体污染，然后通过垂直或侧向渗透污染地下水.第二，农田灌溉及污水灌溉入渗.农业所施的农药化肥中的一部分随降水入渗到地下水，污水灌溉则通过饱气带深入到地下水，使地下水受到污染.第三，地下水开采加速了地下水污染.地下水大量开采，使污染物加速进入地下水，并通过层间越流污染更深层的地下水.采取合格水质的污水浇灌也是一种水资源化利用的措施，但必须保证水质达标，农作物农药化肥使用适量，防止土壤收到污染以及保护地下水水质[2].

3.3 地下水资源可持续的措施

在万全地下水逐步取代地表水成为农业用水主要来源的情况下，农业灌溉用水与地下水有着必然的联系.

(1)在节水方面，节水灌溉是水资源可持续利用的关键措施，传统的漫灌浇水方式浪费大量的水资源，要大力发展先进的喷灌、滴管等技术，提高农业水利用率，节约灌溉水量.

(2)在水质方面，重点保证农药化肥的用量要适度，灌溉水的水质要达到一定的要求，使得含有农药化肥或者污水灌溉的灌溉水在土壤可净化能力范围内被净化.

(3)在地表水和地下水联合使用方面，充分利用汛期天然降水和河流地表水，也可合理使用中水回用灌溉，提高水的重复利用率，维持地下水和地表水的自然循环，保证地下水的可持续[5].

4 结 语

万全属于区域水资源缺乏地区，地表水难以满足人们生产生活的需求，地下水的可持续开发利用就尤显重要，水资源的可持续发展要综合管理，从开发、利用、节约、管理等每个过程采取有效措施.农田灌溉方式的转变，要从传统的粗放式灌溉向节水高效的现代农业灌溉方式转型，保证灌溉的用水率，避免大量的水资源浪费.一方面考虑农民的切身利益，农作物产量和收入稳定，一方面维持地下水资源稳定，保持地表水和地下水循环平衡.要使科学技术大面积走进农业，现代管理技术在农业灌溉中得到实用，推动农业产业现代化发展，促进地下水可持续利用，保证农业发展与水资源和谐共处.

[1]区域水资源保护探索与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2007

[2]地下水可持续管理政策研究[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2007.8

[3]王吉利.过分开采地下水进行农田灌溉对周围环境的评价分析[J].房地产导刊，节能环保，2013(19)：235

[4]高文山，韩桂春.农田灌溉开采地下水问题的探讨[J].地下水，2003.25(3)：136～137

[5]王志权，樊向阳,等.浅谈我国地下水资源的可持续利用[J].地下水，2004，26(3)：159～219

On Farmland Irrigation and Sustainable Use Of Groundwater Resources

HEDing-ding,HAOGui-zhen,WANGLi-min

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000,China)

According to statistics,due to the decline in precipitation and the significant shortage of water resources Wanquan County of Zhangjiakou in recent 10 years,groundwater exploitation increased.Irrigation is the basis of sustainable development of agriculture,which is of important significance in satisfying human life and protecting the sustainable utilization of limited groundwater resources.Through the comparison between the groundwater quantity and irrigation water use,the causes of shortage of groundwater resources and the importance of implementing sustainable development are analyzed.

irrigation；groundwater；water consumption；sustainable development

2016-04-29

研究生创新基金项目(XB 201622)；2013年校基金项目(Z-201309)

贺丁丁(1991-)，男，在读研究生，从事水处理研究.

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