石山口灌区水资源供需及节水途径

王蕾

（河南恒禹水利工程有限公司，河南 信阳 464000）

0 引言

随着中国经济飞速发展，灌区供水和水资源高效利用问题日益显现，给灌区的管理带来了新的挑战。研究人员和灌区工作者进行了大量深入细致的工作，取得了很多的研究成果。张颖等以南京市江宁区为例，探讨了中型灌区续建配套措施的实施以及该措施对节水改造的效果。苏庆文对位于东营市的麻湾灌区的信息管理系统进行研究，对其设计目标，基本架构等关键技术问题进行了深入的探讨和分析。史立红等针对黄河调水调沙引起的山东境内灌区引水条件变化，提出了小开河引黄灌区高质量发展的一系列措施，并在实践中取得了良好的效果。以石山口灌区为例，参考其他灌区管理所取得的先进经验，分析不同来水情况下灌区的需水量，继而从几个方面讨论灌区构建科学节水及现代化节水管理体系的相关措施，总结该灌区提供水资源利用管理经验，并为其他灌区水资源管理提供有效的参考。

石山口灌区是位于河南省信阳市罗山县境内的大型灌区，其规模在省内名列前茅。灌区地处东经114°22′02″～114°42′25″、北纬31°54′59″～32°15′50″之间，涵盖范围土地面积421 km2。灌区主要水源为石山口水库，辅以区间径流和灌区内小型水库及沟塘堰坝蓄水、过境水及地下水。根据1973-2019年灌溉水量统计资料，灌区多年平均取用水量为5 634万m3，灌溉效益显著。受水资源总量限制及灌溉设施条件等因素影响，灌区农业灌溉用水短缺问题依然突出，渠系建设、作物结构、运行和管理等，对整个灌区的节水潜力和成效等方面具有直接作用。随着灌溉技术水平的发展，作为现代农业的重要平台，灌区节水正向集约化和信息化发展。结合灌区建设发展实际，科学分析灌区的水资源供需状况，把节水放在优先位置，大力推进农业节水，是落实水资源节约集约利用要求的重要组成部分，对于灌区节水增效和水资源优化配置具有非常重要的实际意义和参考价值。

1 水资源状况分析

位于大别山西北麓的浅山丘陵区的石山口灌区域内四季变换显著，降水量相对河南省其他地区较多，整个灌区的多年平均降水量达到了1 086 mm以上。降水一般发生在汛期四个月期间。多年平均水面蒸发量为792.10 mm。区域多年平均气温15.10 ℃，平均无霜期227 d，多年平均日照时数2 120 h，水文气象条件对作物生长和农业生产较为有利。

灌区地处淮河水系竹竿河支流小潢河流域，该流域多年平均地表水资源量为7.83 亿m3。地下水资源量为3.03 亿m3，水资源可利用总量达到了4.69 亿m3，水资源总量为9.49 亿m3。灌区内有石山口水库、小龙山水库及多处拦河枢纽等调蓄工程，是灌区进行水量调节灌溉重要水源。石山口水库多年平均入库径流量1.33亿m3，水资源可利用模数超过了22万m3/km2。根据灌区运行多年情况统计分析，石山口水库在75%频率来水年份可向灌区供水1.58亿m3，灌区内可截引部分区间径流总量达到了0.35亿m3，小型水库及沟塘堰坝等可供水0.23亿m3，灌区内总可供水量2.16亿m3，受来水时空分布同灌溉季节差异影响，灌溉用水短缺问题突出。灌区主要水源地石山口水库水质达到地表水Ⅲ类标准，完全可以满足灌区农业灌溉要求。

2 灌区水资源需求分析

2.1 灌区面积

石山口灌区于1973年建成正式提供灌溉服务。该灌区的设计面积达到了20 666.67 hm2。多年来通过实施一系列改进项目，目前有效灌溉面积达到了15 333.33 hm2。灌区中由石山口水库直接供水的设计灌溉面积为14 226.67 hm2，现在已经实现12 233.33 hm2。通过小龙山拦河枢纽供水的面积为5 100.00 hm2。

2.2 种植结构

灌区内主要种植小麦、水稻等粮食作物，并有部分面积种植麻类、油料、蔬菜等经济作物。现状粮食作物种植比例为水稻65%、小麦55%，杂粮及其它15%，经济作物种植比例为30%。按照规划，平均每年四类作物种植比例分别为70%、55%、15%和30%。随着农业生产发展和作物结构的优化调整，粮经作物的种植比例将逐渐减小。

2.3 灌溉制度及定额分析

石山口灌区杂粮及其它作物以玉米居多，经济作物主要以油菜种植为主，现状灌区灌溉供水以粮食作物为主。灌区内种植作物的灌溉模式以常规地表水渠系灌溉为主，为了充分利用灌区内的自然降水，灌区根据自身情况因地制宜地实行了一系列的节水灌溉制度。根据灌区的实践经验，灌溉期间各类作物的浇水定额不宜太大，采取小水勤灌的方式更有利于达到节水的要求。根据河南省确定的相关地区灌溉技术标准，结合灌区历年的实际灌溉情况，经综合分析，灌区复种指数1.70，灌溉保证率50%和75%条件下的灌区净灌溉定额分别为2 205 m3/hm2和2 940 m3/hm2。

2.4 灌溉需水量分析

通过多年来灌区工程项目投资及灌区续建配套改造工程项目不断完成，石山口灌区有效灌溉面积不断提高，灌区实灌面积与当年降水情况、灌区种植结构、作物所处生育阶段需水情况、耗水情况、石山口水库来水情况、灌溉放水天数、渠系过水能力以及农民灌水意愿、统计等多种因素有关。根据调研结果，该区域水源包括石山口水库和其他水源，规划年2025年75%保证率条件下，石山口灌区供水有效面积为17 333.33 hm2，按照设计面积为20 666.67 hm2。考虑到改造项目的作用，规划水平年的农业用水有效利用系数为0.52。表1为根据分析确定的综合灌溉定额、灌区不同灌溉面积条件下50%和75%灌溉需水量分析。

表1 石山口灌区农业用地灌溉需水量分析表

3 灌区节水途径分析

3.1 加强输配水工程项目系统建设

石山口灌区水资源相对短缺，需要持续发展节水灌溉，保障灌区效益发挥。增强农业节水效率的重要方法之一是提高灌溉水利用率。传统的渠道输配水方式满足灌溉供水的同时存在渗漏损失问题，通过渠道衬砌可有效降低输水损失。通过节水设施工程项目的建设和使用，并将相应的农业节水措施抓紧抓好，实际落实，并将农业产品耗水量和用水量尽可能地降低，可以有效的达到农业节水目标。

现代农业中，目前实际采用的用水方式决定了灌区节水潜力的大小，同时受到多种相关因素的制约，如节水模式和用水结构等。随着喷灌、微灌等节水技术的出现，管道输水灌溉技术逐步应用，在灌区节水改造、高标准农田建设中，通过发展管道输水配合喷灌滴灌等现代化灌溉设备和灌溉方式，可以有效的实现高效率节水，并降低灌溉成本。

3.2 优化种植模式及灌溉制度

石山口灌区主要以水库为水源，调蓄能力有限，水源工程、渠系建设、田间工程、灌溉制度及工程管理等环节，均存在节水潜力和效益。随着节水理念和技术的更新发展，灌区节水需要根据作物需水规律和供水条件，通过采用水利、农艺、管理等措施，在各个耗水环节减少不必要的水量损失。

根据石山口灌区的灌溉经验，在持续实施渠道防渗、节水灌溉等工程措施的基础上，需要加强灌区节水非工程措施的实施，通过改进作物灌溉制度、推广农艺节水措施，以及优化水源调度和配置等，全面促进灌区节水。

3.3 完善灌区节水信息化建设

石山口水库灌区的水量调度受来水、综合用水等多种因素影响，灌区需水时空状况和供水设施的运行情况是科学开展水量分配及调度的基础。传统的灌区资料的统计和收集需要工人调查和实施，信息的时效性差。通过建设自动化的水源监测、灌区墒情监测、渠系流量监测等信息化系统，构建智能化、信息化的灌区管理及水量调度模式，可有效提高水库灌区的节水成效和经济效益。结合石山口灌区的水源利用、渠系建设及灌区节水改造，通过优化信息化设施建设布局，完善灌区信息收集、传输及处理系统，建设节水灌溉信息化管理系统，将可以有效的提高灌区智能化实时用水调度分析，将远程控制等手段加入区域监控系统中并提供重要协助。通过灌区信息化建设将灌区的节水效益水平提高到新阶段，并以此带动灌区的经济效益和社会效益水平的更快发展。

3.4 加强灌区科学管理水平，深化石山口水库灌区水价改革

石山口水库灌区管理局应在信息化灌区建设的基础上，对管理范围内的水资源进行统一管理和经营，转变思路，开拓发展，加速实现整个灌区积极向资源水利转变，将灌区内的实际发展阶段进行全面而深入的考虑，建立系统而高效的现代化水利工程管理体制，高效而充分的利用灌区现有水资源，制定符合石山口灌区发展的水价及水价实施政策，对供水成本进行核算，实行供水有偿服务，促进该区域农业节水。

4 结语

灌区水资源合理发开利用是灌区水资源管理的重要内容。对其他兄弟单位水资源管理的成功经验进行分析和总结。石山口灌区水资源的合理开发利用是保障农业用水供给、促进农业稳产增产的重要基础。整个区域的水资源管理需要充分考虑现阶段灌区农业发展的用水需求，并通过现代化措施对水资源进行优化管理，需要不断加强灌区节水工程措施建设以有效提高灌溉水利用效率，持续开展灌区非工程措施实施，以农业科技进步带动节水技术实施及科学灌溉，通过现代信息化节水体系建设，实现石山口灌区在水资源合理配置管理条件下的可持续发展，通过总结石口山灌区水资源管理的经验和教训，对其他类似地区的水资源节约工程项目开展和水资源科学管理提供有益的经验。