田多明

摘 要：在花海灌區(qū)，水資源利用率低且存在嚴(yán)重的流失和浪費(fèi)現(xiàn)象，這直接影響了農(nóng)田灌溉的供需關(guān)系。地下水位變化對(duì)灌溉水資源供需的影響尤為突出。隨著地下水位的下降，灌溉水供給不足，使得農(nóng)田無(wú)法獲得足夠的水資源滿足作物的需求，進(jìn)而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。地下水位下降還可能導(dǎo)致農(nóng)田土壤的鹽堿化加劇，進(jìn)一步惡化灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境。為此，分析了花海灌區(qū)灌溉水資源供需現(xiàn)狀，并給出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：花海灌區(qū)；地下水位變化；灌溉水資源供需

中圖分類號(hào)：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：2095–3305（2024）01–0-03

在花海灌區(qū)，地下水位變化對(duì)灌溉水資源的供需關(guān)系有著重要的影響?；ê９鄥^(qū)作為我國(guó)主要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)之一，具有豐富的農(nóng)業(yè)資源和灌溉水資源，但由于過(guò)度抽取地下水和不合理的水資源利用方式，地下水位出現(xiàn)了持續(xù)下降和波動(dòng)的趨勢(shì)。這種地下水位變化不僅會(huì)對(duì)灌溉水資源的可持續(xù)供應(yīng)造成威脅，還會(huì)對(duì)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和農(nóng)作物生產(chǎn)帶來(lái)一系列問(wèn)題。因此，深入探討花海灌區(qū)地下水位變化對(duì)灌溉水資源供需的影響具有重要的理論意義。

1 項(xiàng)目概況

花海灌區(qū)是疏勒河流域三大灌區(qū)之一，位于玉門(mén)市新市區(qū)以北75 km，石油河下游的花海盆地。灌區(qū)南靠寬灘山北麓戈壁，北接馬鬃山前戈壁，西鄰昌馬灌區(qū)青山農(nóng)場(chǎng)，東與金塔縣接壤，隸屬于玉門(mén)市[1]。花海盆地地屬河西走廊北盆地系列的花海鼎新盆地，其南北兩側(cè)為低山丘陵，西側(cè)經(jīng)紅山峽、青山峽與玉門(mén)盆地相連，東側(cè)以斷口山洪積扇軸與金塔盆地相鄰。盆地內(nèi)地勢(shì)南高北低，西高東低，海拔高程在1 425～1 210 m。

2 花海灌區(qū)地下水位變化對(duì)灌溉水資源供需的影響因素分析

2.1 花海灌區(qū)的水資源供需矛盾突出

作為甘肅省疏勒河流域的重要灌溉區(qū)域，花海灌區(qū)面臨著嚴(yán)峻的水資源供需矛盾。灌區(qū)是以疏勒河河水為主，石油河、地下水進(jìn)行補(bǔ)充的灌溉的中型自流灌區(qū)。灌區(qū)核定年取水許可量為7 896億m3，2019年灌區(qū)斗口用水總量為8 993.922 8億m3（包括林地），2019年通過(guò)石油河河道向花海干海子自然生態(tài)保護(hù)區(qū)輸水5 251.85萬(wàn)m3，用水供需矛盾突出。

同時(shí)，該灌區(qū)地處偏遠(yuǎn)，交通不便，使得水資源的運(yùn)輸和供應(yīng)難度加大[2]。灌區(qū)農(nóng)田灌溉系統(tǒng)主要由“引、蓄、輸、配”四大部分組成，引水工程疏花干渠長(zhǎng)43.3 km，建筑物64座，蓄水工程赤金峽水庫(kù)為中型水庫(kù)，總庫(kù)容3 878萬(wàn)m3；新舊引水渠首2座，輸水工程干渠5條，總長(zhǎng)60.5 km，花海灌區(qū)核定配水面積122.06 km2。通過(guò)多年的運(yùn)行灌溉系統(tǒng)的老化、不完善及水資源的浪費(fèi)等問(wèn)題，也進(jìn)一步加劇了花海灌區(qū)的水資源供需矛盾。

2.2 花海灌區(qū)的地下水觀測(cè)井選址不合理

一方面，觀測(cè)井的井深測(cè)量存在誤差。這主要是因?yàn)榫壮霈F(xiàn)坍塌現(xiàn)象，導(dǎo)致井深測(cè)量不準(zhǔn)確，從而無(wú)法正常反映該井范圍內(nèi)的地下水變化狀態(tài)。這給地下水資源的準(zhǔn)確觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集帶來(lái)了很大的困難。另一方面，觀測(cè)井的地理位置不合理。觀測(cè)井地處農(nóng)戶的耕地中，旁邊有農(nóng)田灌溉渠道，這使得觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確反映該地域地下水位動(dòng)態(tài)情況。因此，需要對(duì)觀測(cè)井的位置進(jìn)行重新選址和布局，保障觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.3 花海灌區(qū)的地下水監(jiān)測(cè)工作有待加強(qiáng)

第一，部分地下水監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器還不夠先進(jìn)，無(wú)法滿足現(xiàn)代化的水資源管理需求。第二，地下水監(jiān)測(cè)工作的人工操作比較煩瑣，需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且誤差較大，從而影響了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，也制約了地下水監(jiān)測(cè)工作的效率和質(zhì)量。針對(duì)這些問(wèn)題，需要加強(qiáng)花海灌區(qū)的地下水監(jiān)測(cè)工作。一方面，需要更新和升級(jí)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器，引入先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，增強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；另一方面，需要加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和管理，提高監(jiān)測(cè)工作的專業(yè)水平和效率。同時(shí)，需要建立健全的監(jiān)測(cè)制度和機(jī)制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工作的規(guī)范化和科學(xué)化。

3 花海灌區(qū)灌溉水資源供需的解決對(duì)策

3.1 多元化水資源供應(yīng)，完善水資源管理機(jī)制

推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如噴灌、滴灌等，提高灌溉水利用系數(shù)，減少灌溉過(guò)程中的水資源浪費(fèi)[3]。灌溉水利用系數(shù)是指灌入田間的有效水量與渠首引進(jìn)的水量之比，通常以符號(hào)ηω表示。灌溉水利用系數(shù)公式為：

ηω=m/q

式中，ηω是灌溉水利用系數(shù)的符號(hào)，表示田間凈灌水定額與渠首引入流量之比；m為田間凈灌水定額，表示用于灌溉的水量；q為渠首引入流量，表示渠道入口的水量。

假設(shè)某農(nóng)田采用噴灌方式進(jìn)行灌溉，田間凈灌水定額為50 m3/667 m2，渠首引入流量為100 m3/667 m2，

則該農(nóng)田的灌溉水利用系數(shù)為：

ηω=50/100=0.5

采用噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)能夠提高灌溉水利用系數(shù)，從而減少灌溉過(guò)程中的水資源浪費(fèi)。

第一，加強(qiáng)田間灌溉管理，實(shí)施灌溉預(yù)報(bào)制度，根據(jù)作物生長(zhǎng)需求和土壤墑情，合理確定灌溉時(shí)機(jī)和水量，提高灌溉效益。灌區(qū)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)1個(gè)，試驗(yàn)田塊8塊，計(jì)劃在每塊試驗(yàn)田的上、中、下游埋設(shè)聚碳酸酯探管。通過(guò)提高渠系水利用系數(shù)，渠系和農(nóng)田節(jié)約的水資源量可用于生態(tài)環(huán)境的需水，通過(guò)人工調(diào)劑，合理分配生態(tài)環(huán)境用水，有利于美化環(huán)境、改良土壤、調(diào)節(jié)灌區(qū)小氣候，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。積極推進(jìn)跨流域調(diào)水工程，從水資源豐富的區(qū)域向花海灌區(qū)調(diào)水，增加可供水量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，花海灌區(qū)2023年的灌溉用水量成功地從2010年的1.3億m3增加至2.0億m3，增長(zhǎng)近3倍。這一成果得益于該地區(qū)積極推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如噴灌、滴灌等，有效提高了灌溉水利用系數(shù)，減少了灌溉過(guò)程中的水資源浪費(fèi)。

第二，為緩解花海灌區(qū)的水資源壓力，應(yīng)擴(kuò)大水資源供應(yīng)途徑，包括雨水、洪水等非傳統(tǒng)水源的利用。通過(guò)對(duì)花海灌區(qū)的供需平衡分析，明確水資源供需情況，包括來(lái)水量、需水量和可供水量。針對(duì)花海灌區(qū)的實(shí)際情況，建立水資源調(diào)度模型，綜合考慮用水需求、來(lái)水量和水工程運(yùn)行等因素，為水資源調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)，并確定水資源調(diào)度的策略和優(yōu)化目標(biāo)。水資源調(diào)度的策略和優(yōu)化目標(biāo)見(jiàn)表1。

第三，建立健全的水資源管理體制和機(jī)制，強(qiáng)化水資源監(jiān)測(cè)和保護(hù)，防止水資源的污染和浪費(fèi)。政府應(yīng)設(shè)立專門(mén)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)、利用、排放等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，減少高耗水作物的種植面積，從源頭上降低灌溉用水量。

3.2 修正井深測(cè)量誤差，重新選址布局觀測(cè)井

灌區(qū)地下水觀測(cè)井自安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備以來(lái)，仍需人工觀測(cè)，個(gè)別觀測(cè)井觀測(cè)操作空間小，觀測(cè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，誤差大[4]?；–G03觀測(cè)井地處雙泉子地帶由于開(kāi)荒打井水位在2021年度下半年地下水位下降嚴(yán)重，為此需要定期清理和維護(hù)觀測(cè)井，保持井壁完整，確保井深測(cè)量準(zhǔn)確。將花CG03、CG05觀測(cè)井定為重點(diǎn)復(fù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、抽測(cè)對(duì)象，以便更精確地分析以上水位升降的原因，為疏勒河流域準(zhǔn)確掌握地域環(huán)境水位變化提供資料。灌區(qū)地下水觀測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)見(jiàn)表2。

同時(shí)，采用新型的井深測(cè)量設(shè)備和技術(shù)，提高井深測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。根據(jù)地質(zhì)條件和地下水動(dòng)態(tài)變化情況，重新選擇合適的觀測(cè)井位置?？梢赃x擇地勢(shì)較高、地質(zhì)條件穩(wěn)定且遠(yuǎn)離河流、湖泊等水源地的地方設(shè)置觀測(cè)井，避免水文地質(zhì)條件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的影響。盡量選擇地勢(shì)較高、地質(zhì)條件穩(wěn)定且遠(yuǎn)離人類活動(dòng)干擾的地方設(shè)置觀測(cè)井，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 更新升級(jí)監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器，規(guī)范監(jiān)測(cè)操作流程

及時(shí)更新和升級(jí)陳舊的監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器，采用先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備，增強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。引入水位傳感器、水位監(jiān)測(cè)儀等現(xiàn)代化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地下水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集[5]。制定詳細(xì)的監(jiān)測(cè)操作流程和規(guī)范，確保監(jiān)測(cè)工作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

灌區(qū)需引進(jìn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位、流量、水質(zhì)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸和存儲(chǔ)，為水資源管理提供便捷數(shù)據(jù)支持。配備專業(yè)分析儀器，如水分析儀、電導(dǎo)率儀、水質(zhì)檢測(cè)儀等，確保水質(zhì)快速準(zhǔn)確檢測(cè)和分析。確定合理監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和頻率，覆蓋整個(gè)灌區(qū)，每周至少檢測(cè)1次。采用穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，建立合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)水資源的精確管理。規(guī)范監(jiān)測(cè)操作流程，按照《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》要求，明確觀測(cè)時(shí)間和人員，每月定時(shí)觀測(cè)，全年每眼井觀測(cè)不少于72次。建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，提高監(jiān)測(cè)工作效率和成果利用率。加強(qiáng)地下水保護(hù)宣傳，增強(qiáng)公眾認(rèn)識(shí)和保護(hù)意識(shí)，共同參與地下水保護(hù)工作。

4 水資源供需平衡分析

4.1 水資源供需平衡評(píng)價(jià)指標(biāo)

水資源供需平衡評(píng)價(jià)指標(biāo)是用于評(píng)估和比較一個(gè)地區(qū)或國(guó)家的水資源供需狀況的指標(biāo)。這些指標(biāo)能夠包括：水資源總量、水資源利用率、水資源分配合理性、水資源保護(hù)措施、水資源利用效率等方面的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的評(píng)估，能更好地了解一個(gè)地區(qū)或國(guó)家的水資源供需平衡狀況，并為制定合理的水資源管理政策提供依據(jù)。

4.2 水資源供需平衡分析方法

觀測(cè)并分析灌區(qū)的地下水位變化數(shù)據(jù)，了解動(dòng)態(tài)變化。基于歷史或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定地下水位趨勢(shì)。結(jié)合花海灌區(qū)的實(shí)際，評(píng)估灌溉水資源的供需狀況。監(jiān)測(cè)和調(diào)查灌區(qū)的降雨量、蒸發(fā)量、河流流量等，掌握可利用水資源量。同時(shí)，考慮灌溉水資源的分配、利用率、保護(hù)措施及效益。分析地下水位變化對(duì)灌溉水資源的影響。水位上升則增加水資源量，下降則減少。同時(shí)，評(píng)估地下水開(kāi)采對(duì)儲(chǔ)量和生態(tài)的影響。根據(jù)上述分析，制定合理的水資源管理策略。控制地下水開(kāi)采，遏制低水位下降趨勢(shì)，涵養(yǎng)水源，保持水土，防治荒漠化。水資源供需平衡分析方法見(jiàn)圖1。

4.3 水資源供需平衡分析結(jié)果

本工程實(shí)施后，將有效地改善項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，加快項(xiàng)目區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向節(jié)水農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的速度，促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)農(nóng)、林、牧、副業(yè)的全面發(fā)展，為該地區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)水增效、農(nóng)民增收創(chuàng)造了基礎(chǔ)。同時(shí)，灌區(qū)內(nèi)實(shí)行計(jì)劃用水、節(jié)約用水，減少了水事糾紛的發(fā)生，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活創(chuàng)造良好的社會(huì)環(huán)境，有利于協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水與生態(tài)用水關(guān)系，促進(jìn)水資源向高效方向轉(zhuǎn)移，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)包括節(jié)水灌溉在內(nèi)的一系列節(jié)水技術(shù)的提高和推廣，從而有效保障生態(tài)環(huán)境用水，社會(huì)效益顯著。項(xiàng)目實(shí)施后的效益見(jiàn)表3。

5 結(jié)束語(yǔ)

花海灌區(qū)地下水位變化對(duì)灌溉水資源供需產(chǎn)生了明顯影響，但可以通過(guò)加強(qiáng)節(jié)水措施、強(qiáng)化水資源監(jiān)測(cè)和管理、推進(jìn)水資源調(diào)劑工程和加強(qiáng)土壤水分管理等綜合施策，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)水資源的有效保護(hù)與合理利用，推動(dòng)花海灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在未來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)花海灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)地下水位變化的監(jiān)測(cè)和管理。引入先進(jìn)的水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法，更準(zhǔn)確地了解地下水位變化的趨勢(shì)和影響因素。同時(shí)，加強(qiáng)與相關(guān)部門(mén)和專家的合作，共同研究解決地下水位下降問(wèn)題的方法和措施，制定科學(xué)的管理策略。

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