太湖流域粮食主产区供水安全保障研究

徐天奕，刘克强，蔡文婷

(太湖流域管理局水利发展研究中心，上海 200434)

太湖流域位于长江三角洲南缘，面积3.69万km2。太湖流域多年平均降雨量1181mm，多年平均水资源量为162亿m3，其中地表水资源量为137亿m3，属于典型的湿润地区[1]。流域南北过境水量丰沛，是流域水资源量的重要补充来源，流域沿长江口门多年平均引长江水量65.1亿m3，流域沿钱塘江口门年均引钱塘江水量约4亿m3[2]。由于适宜的亚热带气候，丰富的水资源供给，富含营养的沉积物地貌，自古以来，太湖流域就是享誉全国的江南鱼米之乡，是我国重要的稻、麦、油菜种植区，也是桑、茶、竹等经济作物产区[3]。因此，在今后一个很长时期内，合理利用流域土地资源、切实保护耕地和粮食产量，是太湖流域经济社会健康发展的基础。为了保障太湖流域粮食安全，《全国主体功能区规划》和《全国新增1000亿粮食生产能力规划》列入太湖流域7个粮食主产县区，包括江苏省金坛市、溧阳市、丹阳市、镇江市丹徒区、浙江省平湖市、嘉善县、海盐县。为了使得太湖流域7个粮食主产县区农业达到国家战略规划要求，必须通过科学的调研，分析农业供水需求和存在问题，制定有效的对策措施，切实保障流域粮食主产区供水安全。

1 粮食主产区灌溉现状分析

1.1 灌溉面积

根据2015年统计资料，太湖流域粮食主产县农田有效灌溉面积372万亩，其中，粮田有效灌溉面积246万亩，占农田灌溉总面积的66.1%，见表1。

表1 太湖流域粮食主产县灌溉面积统计表

1.2 灌溉水量

太湖流域农业灌溉水量具有丰水年需水少，枯水年需水多的特点。2015年粮食主产县农田亩均灌溉用水量为593m3/亩，粮田亩均灌溉用水量为652m3/亩。灌溉用水总量为22.1亿m3，其中粮田灌溉用水总量为16.0亿m3，占农田灌溉用水总量的72.5%。灌溉用水统计情况详见表2。

1.3 节水工程

太湖流域各粮食主产县农田节水灌溉面积总计182万亩，节水灌溉率为0.49；粮田节水总计面积总计113.4万亩，节水灌溉率为0.46。太湖流域各粮食主产县农田节水灌溉率差别较大，平湖市节水灌溉率最高，达0.77，且均为高效节水工程；镇江市丹徒区节水灌溉率仅有0.11。太湖流域各粮食主产县节水灌溉面积统计结果见表3。

表2 太湖流域粮食主产县灌溉用水统计表

表3 太湖流域粮食主产县节水灌溉面积

2 未来农业灌排需求分析

2.1 有效利用水资源，提高农业供水保证率

太湖流域虽然属于湿润地区，水资源较为丰沛。但由于降雨年际、年内分布不均，根据太湖流域水文资料统计分析，年径流最大值达327.8亿m3(1999年)，最小值仅为25.7亿m3(1978年)[4]，且年内降雨主要集中在汛期，造成水资源时间分配的不均匀性[5]，农业供水保证率不高，不能满足高效农业的供水需求。根据太湖流域粮食主产县供需平衡分析得出，遇枯水年(P=90%)，太湖流域粮食主产县粮田灌溉存在1.65亿m3的缺水。因此有必要通过一定的水源工程解决水资源时间分配的不均匀造成的缺水问题，尤其是增加偏枯年份农业灌溉供水量，提高对干旱的抵御能力。

为增加流域粮食产量，规划扩大太湖流域各粮食主产县灌溉面积，提高有效灌溉率和灌溉水有效利用系数，改善粮食生产条件，挖掘粮食单产潜力。规划至2030水平年，太湖流域粮食主产县农田灌溉面积将达到396万亩，较基准年增长近25万亩，增长幅度约6.7%。如果按现状灌溉定额，用水量会增加约1.6亿m3，必须制定必要的工程措施解决粮食主产县灌溉水量资源问题。

2.2 控制农田尾水排放，减少农业面源污染

随着太湖流域工农业发展，流域河湖水体富营养化日益严重[6]。据统计，太湖流域主要污染物入河量中，面源的氨氮占25%，总磷占55%，其中农业大量使用化肥农药随农田尾水排放造成的面源污染贡献是重要的原因之一[7- 8]。根据有关方面资料显示，近年来农业面源占太湖流域主要污染物贡献比例呈逐年增加趋势，已经成为氮磷污染主要来源。加强农业节水工程建设，减少农田向流域河湖的尾水排水，是有效降低面源污染的重要措施[9]。根据现状调研结果分析，各粮食主产县的节水工程建设虽然取得一定成绩，但与国际先进水平相比还有很大差距，因此加强农业节水灌溉和有效管理，可以大大降低向流域河湖水体的面源污染排放量，节约水资源量，增加灌溉效益，提高灌溉保证率。

太湖流域是全国经济最发达地区，粮食主产县应作为表率，要建设高度的农业生态文明，节约用水，降低污染，在农业节水灌溉指标上达到国内领先水平。目前各粮食主产县区的部分地区，粗放型用水现象仍然存在，节水工程建设尚不能满足流域节水灌溉高标准的要求。

3 农业供水保障工程措施

3.1 蓄水工程措施

为了改善太湖流域水资源时空分布不均状况，太湖流域规划重点实施流域内水源地保护、恢复和扩建工程[10]。其中与粮食主产县农业用水密切相关的工程主要是滆湖水源地扩建工程和长荡湖水源地恢复工程。

滆湖水源地扩建工程：滆湖位于常州市武进区西南部与宜兴市东北部间，湖泊东西最宽处9.5km，南北长约23km，属草型浅水湖泊，位于太湖的上游，对太湖水量水质有着至关重要的影响[11- 12]。通过对滆湖水源地的扩建工程建设，滆湖总库容增加至5.03亿m3，兴利库容1.6亿m3，为保护范围内渔业养殖、圩区灌溉以及环湖地区工农业生产等提供水源，同时向太湖输入较为清洁的水源，改善环湖地区水环境。

长荡湖水源地恢复工程：长荡湖位于太湖流域上游金坛市金城镇东南9km处，湖泊东西最宽处8km，南北长约16km，湖水通过湟里河、北干河以及中干河等出湖河道东入滆湖，具有承接上游来水和向下游供水的重要功能[13]。通过堤防清除、田面挖深、渔埂清除和清淤等措施，恢复长荡湖蓄水面积，提高水体自净能力，增加蓄水量，提高水资源配置能力；结合治污减排，减少工业、农业、生活和渔业污染，改善长荡湖水质状况。工程建设后长荡湖总库容3.4亿m3，兴利库容1.082亿m3。

3.2 引水工程措施

针对太湖流域枯季和枯水年水资源不足状况，规划全流域引(提)水工程布局和建设，与粮食主产县农业用水相关的引(提)水工程包括新孟河延伸拓浚工程、新沟河延伸拓浚工程、太嘉河整治工程、杭嘉湖地区环湖河道整治工程，以及望虞河扩大工程[14- 15]。

新孟河延伸拓浚工程：规划新孟河工程北起长江，自大夹江向南新开河道至原小河闸北接老新孟河，沿老新孟河拓浚至京杭运河，立交过京杭运河后新开河向南延伸至北干河，拓浚北干河连接洮、滆湖，拓浚太滆运河和漕桥河入太湖，全长116.72km。兴建界牌水利枢纽、奔牛水利枢纽、牛塘水利枢纽和前黄水利枢纽，沿线主要支河口门实施有效控制。

新沟河延伸拓浚工程：新沟河北起长江经新沟节制闸向南穿过西横河，经申港镇、焦溪至石堰，与三山港、漕河相接，全长11.43km。河道工程从长江沿现有新沟河拓浚至石堰后分成东、西两支，东支接漕河至五牧河，西支接三山港；过京杭运河后，分别疏浚直湖港、武进港至太湖，全长97km。主要控制工程是兴建江边枢纽、直湖港穿京杭运河枢纽、武进港穿京杭运河枢纽等建筑物。因河道拓浚及局部平地开河，对沿线跨河桥梁(道路)进行拆建(新建)；新沟河东支沿线主要支河口门设控制，并对两岸影响进行必要的水系调整。

太嘉河整治工程：规划幻溇港整治起自太湖口，穿越北横塘、南横塘、頔塘、双林塘、练市塘，经杨溪港、高桥港，至京杭运河，全长44.21km。通过工程建设，将拓展杭嘉湖地区“引江济太”能力，提高枯水期杭嘉湖东部平原从太湖取水能力，完善杭嘉湖地区调水引流布局，优化杭嘉湖地区水资源配置格局，改善杭嘉湖平原水生态环境。

杭嘉湖地区环湖河道整治工程：杭嘉湖地区环湖河道整治工程主要是拓宽疏浚湖州东部平原大钱港、罗溇港、濮溇港三条主要入湖骨干河道，配套建设罗溇排水泵站工程。其中，大钱港河道整治长度12.56km。罗溇港起河道整治长度22.12km。濮溇港河道整治长度16.53km。通过整治工程，能提高枯水期湖州市东部地区从太湖取水能力，提高湖州市东部地区引排能力。

望虞河扩大工程：望虞河是目前引长江水直接入太湖的主要供水通道，也是流域洪水外排长江的主要河道，河道全长60.5km。穿京杭运河立交及常熟枢纽级别为1级，干河堤防、护岸及支河口门控制建筑物级别为3级。工程建设后可提高现有望虞河引江济太的效益和效率，增加进入太湖的水量，提高流域水资源配置能力；保障望虞河引长江水进入太湖的水质，改善太湖水环境。

3.3 节水灌溉工程措施

为了提高各粮食主产县高效节水灌溉效率，规划对农业灌区续建配套与节水改造工程重点对渠系进行整治、防渗衬砌、险工险段除险加固、渠系建筑物改造、加固或拆除重建。近期，太湖流域规划灌区续建配套与节水改造工程7项，江苏省规划对白屈港灌区、宝寿河灌区、殷村港灌区和长山灌区实施续建配套和节水改造工程，工程建设后灌区有效灌溉面积达56.8万亩，增加节水量0.9亿m3。浙江省规划对上塘河灌区、乌镇灌区、赋石水库灌区实施续建配套和节水改造工程，工程建设后灌区有效灌溉面积达28.5万亩，增加节水量0.2亿m3。通过灌区续建配套与节水改造工程建设，农田节水灌溉率由0.49提高至0.66，粮田节水灌溉率由0.46提高至0.65。具体结果见表4。

随着节水型农业建设的推进，规划的灌溉供水工程、节水灌溉工程建设完成与投入运行后，粮田灌溉水有效利用系数普遍提高，流域内农田灌溉需水量逐年减少，至2030年，在太湖流域粮食主产县，农田灌溉节水量和粮田灌溉节水量分别增加6.8亿m3和5.4亿m3，如果再遭遇基准年水文情势，农田灌溉需水量和粮田灌溉需水量分别降低到16.7亿m3和10.6亿m3。当遇P=90%的枯水年时，则分别降低到25.1亿m3和20.9亿m3，结合流域水资源蓄水工程和引调水工程建设，可以满足太湖流域粮食主产区的农田灌溉需求。

表4 2030年各粮食主产县农田规划节水灌溉面积

4 结语

太湖流域属于湿润地区，但粮食主产区依然存在的枯水年灌溉水量不足，灌溉效率低下，面源污染严重等问题。针对这些问题，根据太湖流域粮食主产区未来的供水需求，提出了供水安全保障工程方案。其中，水源地恢复和扩建工程，可以增加水源地蓄水量，提高水资源配置能力；河道整治工程，提升了水系引水能力，缓解了枯季和枯水年水资源不足状况；灌区续建与改造工程，扩大了有效灌溉和节水灌溉面积，减少农田面源排放。这些对策措施的实施，可以满足P=90%枯水年流域粮食主产区的农田灌溉需求，对于我国丰水地区农业供水安全保障工作具有借鉴价值。