王 毅

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁縣 030900）

0 引言

汾河灌區(qū)位于山西省中部地區(qū)，地形總體平緩，趨勢由東北向西南傾斜，微地形起伏變化較大。北起太原市北郊上蘭村、南至?xí)x中地區(qū)介休市洪相村，南北長約140 km。東抵南同蒲鐵路，西達太汾公路和磁窯河，東西寬約20 km。灌溉區(qū)域覆蓋3市11縣（市、區(qū)）56個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）522個村莊。

灌區(qū)主要作物有小麥、大秋、棉花及蔬菜等，其中以玉米和蔬菜為主。區(qū)內(nèi)大多土地一年一熟，部分一年兩熟，復(fù)播率為123%。灌區(qū)降雨量不足且時空分布不均，水資源分布年際、地區(qū)間差異較大，工業(yè)、生態(tài)用水量呈增長趨勢，農(nóng)業(yè)灌溉協(xié)調(diào)難度較大，以上情況決定了必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉。

1 農(nóng)田灌溉發(fā)展趨勢

1.1 灌溉面積的發(fā)展

1949—2016年灌溉面積保持比較平穩(wěn)的態(tài)勢，全灌區(qū)實際灌溉面積隨年份略有波動，1975-2000年間呈現(xiàn)較高水平，但從總體趨勢分析呈慢速增加趨勢，即從1949年3.67萬hm2增加到2016年6.28萬hm2（如圖1），2000年以后面積有所減少，穩(wěn)定在6萬hm2畝左右，這與太原城區(qū)擴大、受益區(qū)城鎮(zhèn)化以及公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用地激增直接相關(guān)，預(yù)測在未來上述原因仍將對汾河灌區(qū)的灌溉面積產(chǎn)生一定影響。

1.2 節(jié)水灌溉工程建設(shè)情況

1）大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造工程

圖1 汾河灌區(qū)灌溉面積變化過程線

1999年汾河灌區(qū)啟動續(xù)建配套和節(jié)水改造以來，按照輕重緩急、效益優(yōu)先的原則，累計完成投資11億元，內(nèi)容涵蓋干、支渠和萬畝以上斗渠灌溉渠道34條，防滲總長度300余km，建筑物改造600余座。大型灌區(qū)信息化試點工程建設(shè)的投運使灌區(qū)信息化系統(tǒng)已初具雛形，遠程通訊網(wǎng)絡(luò)、信息采集網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備自動控制、遠程視頻采集與傳輸均已實現(xiàn)。發(fā)展較快的有清徐縣地下水監(jiān)測、計量系統(tǒng)、汾河灌溉管理局所轄的骨干渠系水量監(jiān)測以及局部監(jiān)控系統(tǒng)，以上工程建設(shè)使灌區(qū)工程狀況大為改善，大幅提升了農(nóng)業(yè)供水服務(wù)能力和管理水平，為灌區(qū)的良性發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2）高效節(jié)水灌溉工程

經(jīng)過數(shù)十年來的發(fā)展，汾河灌區(qū)節(jié)水面積達到5.06萬 hm2，其中，防滲渠道 0.45萬 hm2，低壓管道4.02萬hm2，噴灌0.42萬hm2，微灌0.175萬hm2（如表1）。

表1 汾河灌區(qū)節(jié)水灌溉面積統(tǒng)計表

從表中數(shù)據(jù)可知，汾河灌區(qū)節(jié)水灌溉面積已占到設(shè)計灌溉面積的1/2，但由于工程建設(shè)標準低，管理不善等原因，實際節(jié)水灌溉水平還較低，低壓管道輸水灌溉管網(wǎng)密度僅為3 m左右，按國家6～10 m/畝的要求尚有較大差距。低壓管道輸水灌溉區(qū)域的地塊畦長仍與大田畦灌時畦長一致，一般長度在150～220 m之間，田間水利用系數(shù)僅達0.5左右。

1.3 灌溉用水變化情況

汾河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉以自流為主，也分布有純井灌區(qū)和井渠結(jié)合灌溉區(qū)。不同灌溉形式的灌溉用水量、畝均灌溉用水等指標有較大的差異。

1）自流灌溉區(qū)的灌溉用水量和畝均灌溉用水指標。自流灌區(qū)面積占汾河灌區(qū)總灌溉面積的75%左右，在一定程度上決定著灌區(qū)用水總量水平。

汾河灌區(qū)引用汾河洪水灌溉歷史悠久，新中國成立后，興建了汾河水庫，改建了汾河一壩、二壩、三壩渠首和灌區(qū)排水工程，形成以河水自流灌溉為主，井灌為輔的現(xiàn)有灌溉排水工程體系。由于地面不平整、畦田規(guī)格較大（如表2）、田間灌水過程粗放式管理，全灌區(qū)灌溉水利用程度較低。經(jīng)典型灌域分析，渠系水利用系數(shù)為0.549，田間灌溉水有效利用系數(shù)為0.652，灌溉水有效利用系數(shù)為0.358。

表2 畦田規(guī)格概況

從現(xiàn)行灌水次數(shù)看，全灌區(qū)灌水次數(shù)年平均1.6次，其中一壩灌區(qū)較多，達到4.1次，二壩灌區(qū)為1.0次，三壩灌區(qū)僅0.9次。灌區(qū)80%左右面積屬非充分灌溉，約20%面積實現(xiàn)充分灌溉，平均灌水定額1200～2500 m3/hm2之間。

2）純井和井渠結(jié)合灌溉區(qū)的灌溉用水量和畝均灌溉用水指標。

純井和井渠結(jié)合灌溉區(qū)的水源基本為當?shù)氐乇硭偷叵滤?，灌溉輸水距離短，灌水技術(shù)相對先進，田間水利用系數(shù)可達0.8，灌溉水利用系數(shù)可達0.6左右，平均灌水定額750～1500 m3/hm2之間。

1.4 推廣具有汾河灌區(qū)特色的節(jié)水灌溉技術(shù)是必然趨勢

汾河灌區(qū)節(jié)水灌溉面積主要分布在地下水灌溉區(qū)，尤其是低壓管灌面積、噴灌面積和微灌面積；渠道防滲面積主要在大中型灌區(qū)中分布。毫無疑意，噴灌、微灌和低壓管灌的節(jié)水效果和效益都很好，但是一方面存在著二次加壓，要增加一些耗能和費用，另一方面運行期間設(shè)備更新耗資較大，因此，節(jié)水效果和效益的持續(xù)存在困難。渠道防滲管理簡單，有較好的節(jié)水效果和效益，但在北方地區(qū)的凍脹破壞問題突出。

汾河灌區(qū)全局而言，固然采用噴灌、滴灌這些先進灌水技術(shù)是提高灌溉水利用率的重要措施，但可以預(yù)測今后很長一段時間內(nèi)，畦灌技術(shù)仍占絕對主導(dǎo)地位。畦灌系統(tǒng)水量損失主要發(fā)生在輸配水系統(tǒng)和田間灌溉網(wǎng)兩個方面。近幾十年來，灌區(qū)水利部門和廣大群眾采取各種各樣防滲措施改造輸配水系統(tǒng)，對提高灌溉水的有效利用程度起到了積極的作用。節(jié)水型畦灌的研究表明：采用合理的灌水技術(shù)參數(shù)進行灌水，將田間灌溉網(wǎng)灌溉水有效利用系數(shù)提高10%～20%是完全可能的，應(yīng)作為汾河灌區(qū)特色節(jié)水型技術(shù)進行推廣應(yīng)用。

2 汾河灌區(qū)建設(shè)前景展望

2.1 工程布局趨于合理，運行管理前景良好。

經(jīng)過幾代灌區(qū)建設(shè)者的努力，汾河灌區(qū)已由單一自流引水灌區(qū)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐?、提相結(jié)合的綜合性灌區(qū)，具體表現(xiàn)為服務(wù)對象多元化，供水能力大幅增強，供水覆蓋面不斷擴大。在鞏固原有效灌溉面積規(guī)?；A(chǔ)上，近年來新增清徐西湖、白石溝和祁縣賈令等多地進行加壓供水?；诖?，灌區(qū)運行態(tài)勢已發(fā)生三個變化，即歷史發(fā)展方位、灌區(qū)工作重心和運行管理模式均發(fā)生了變化，當前應(yīng)從整體上構(gòu)建起更加科學(xué)合理的水資源調(diào)配頂層設(shè)計和管理體制、運行管理機制，充分發(fā)揮灌區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水支撐的核心作用。

2.2 工程管理面臨挑戰(zhàn)，技術(shù)革命帶來新機遇。

從歷史沿革分析，國家上世紀60、70年代分別對汾河二壩、三壩渠道工程進行改建沿用至今，1952-1956年間興建現(xiàn)有六大干渠及渠系建筑物。1950年代建造了14條支渠，構(gòu)成汾河灌區(qū)初步工程架構(gòu)，工程正式投運達效。1960年代新建了一壩東干郜灌支渠，1970年代新建一壩東一支、二支和二壩西干迎四支渠，1990年代新建二壩西干新五支渠，至此汾河灌區(qū)19大支渠規(guī)模沿襲至今。進入新世紀，汾河灌區(qū)在續(xù)建配套與節(jié)水改造強力推動下，陸續(xù)建成前述的多個提灌站服務(wù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，工程管理者面臨管理任務(wù)越來越艱巨，表現(xiàn)為工程類型由河道、渠道工程又擴充了泵站工程，管理對象由土渠變?yōu)橛操|(zhì)襯砌渠道，管理手段由純?nèi)斯さ桨胱詣踊?，再發(fā)展至信息化。以上新的發(fā)展變化對管理者提出新的要求，亟需及時更新管理理念。目前，面臨的重大技術(shù)問題主要包括：大型引提綜合型灌區(qū)工程專業(yè)管理與社會化養(yǎng)護新模式的探索，華北地區(qū)大型灌區(qū)信息化響應(yīng)能力建設(shè)要素及技術(shù)實現(xiàn)途徑，適應(yīng)汾河灌區(qū)應(yīng)用的渠道襯砌結(jié)構(gòu)型式科學(xué)選擇等。

2.3 創(chuàng)新灌溉服務(wù)方式，創(chuàng)建生態(tài)農(nóng)業(yè)雙贏格局。

汾河灌區(qū)范圍內(nèi)太原市六城區(qū)、清徐縣，晉中市祁縣，呂梁市文水縣、汾陽市按照《山西省水資源全域化配置方案》（2018年）明確規(guī)定，屬于在地表水有保障的盆地區(qū)以及大水網(wǎng)骨干工程覆蓋區(qū)域應(yīng)加大關(guān)井壓采力度，關(guān)停抽取地下水灌溉機井。按照全省水資源調(diào)配新思路，汾河灌區(qū)可供水量將得到充分保證，應(yīng)加強在新的歷史條件下，在尊重當?shù)厝罕姼?、灌溉?xí)慣基礎(chǔ)上，開展科學(xué)合理的灌溉制度的研究，比如原三壩灌區(qū)冬季大定額儲水灌溉，應(yīng)從生態(tài)修復(fù)角度開展農(nóng)業(yè)灌溉，實現(xiàn)地下水的面源補給。同時，灌區(qū)所有配水工作應(yīng)按照農(nóng)業(yè)增產(chǎn)與生態(tài)修復(fù)兼顧的思路及水資源調(diào)配原則，由奉行多年的經(jīng)濟效益優(yōu)先原則轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣б媾c經(jīng)濟效益并重原則。

2.4 加強生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，提高供水服務(wù)能力。

近年來省政府實施汾河流域生態(tài)修復(fù)戰(zhàn)略，加強生態(tài)文明建設(shè)和落實“五大發(fā)展理念”已取得顯著成效。汾河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉作為子系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理的工作基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，應(yīng)結(jié)合當前食品安全和生態(tài)安全的形勢，在現(xiàn)有“三情”測報的基礎(chǔ)上，建立水質(zhì)監(jiān)測站開展工農(nóng)業(yè)供水水質(zhì)監(jiān)測，實現(xiàn)灌溉、工業(yè)引水水質(zhì)管理，提高水污染事件應(yīng)急處理能力。根據(jù)灌溉對象對水質(zhì)分級要求，建設(shè)相應(yīng)水處理設(shè)施，提高供水服務(wù)質(zhì)量。