某市高标准农田规划项目水量优化配置分析

马兴龙

(淮滨县淮海管理段,河南 淮滨 464400 )

某市地处华北平原西北部,2020年全市耕地面积11.38万hm2,人均耕地面积6.79 10-2hm2。全市多年平均水资源总量3.59亿m3,公顷均拥有水资源量3 165 m3,公顷均耕地灌溉用水配置量2 235 m3。某市建成高标准农田面积7.30 万hm2,高标准农田率64.17%。按照《河南省高标准农田建设规划(2021-2030 年)》,分配某市2030 年新增高标准农田面积2.96万hm2,高标准农田总面积达到10.27 万hm2,以此稳定保障12.5亿kg粮食生产能力。

2.1 水资源总量

依据河南省第三次水资源调查评价,某市多年平均(1956-2016 年)地表水资源量为1.77 亿m3,地下水资源量为2.32 亿m3,水资源总量为3.59 亿m3。

2.2 水资源配置

依据《河南省地表水、地下水、其它水源用水总量控制指标》,到2025年某市配置水量5.15亿m3,其中农业水量2.70亿m3,扣除10%的农牧渔林业用水外,耕地灌溉用水指标2.43 亿m3,公顷均2 130 m3;
到2030年全市配置水量5.42 亿m3,其中农业配置水量2.75 亿m3,扣除10%的农牧渔林业用水外,耕地灌溉用水指标2.48 亿m3,公顷均2 175 m3。

2.3 现状用水水平

2.3.1 作物种植结构

某市平原区粮食以小麦、玉米等作物为主,秋季间作套种大豆、花生、棉花、果蔬及杂粮;
山丘区作物种植一年两熟,以小麦、玉米等作物为主。依据《河南统计年鉴(2021)》,全市主要作物种植比例为85.91:14.09,其中小麦78.82%,玉米68.13%,豆类0.46%,油料13.04%,果蔬10.18%,复种指数173.90%。

2020年某市已经建成高标准农田面积7.30 万hm2,发展高标准农田节水灌溉面积7.18 万hm2,节水灌溉率98%。高效节水灌溉面积7.08 万hm2(其中管灌6.43 万hm2,占高效节水灌溉面积的90.77%;
喷灌0.43 万hm2,占6.12%;
微灌0.22 万hm2,占3.11%),高效节水灌溉率97%。灌溉水有效利用系数0.76,高于全市0.70的平均水平,公顷均用水量2 910 m3。

4.1 定额法用水量与配置量对比分析

2020现状年,P50%年型时公顷均综合定额2 910 m3,需水量为2.13 亿m3,余水量1 亿m3;
P75%年型时公顷均综合定额3 690 m3,需水量为2.70 亿m3,余水量0.43亿m3。

到2025年,P50%年型公顷均综合定额2 880 m3,需水量为2.89 亿m3,缺水量0.46 亿m3,缺水率15.84%;
P75%公顷均3 660 m3,需水量为3.66 亿m3,缺水量1.23亿m3,缺水率33.61%。

到2030 年P50%年型公顷均综合定额2 880 m3,需水量为2.96 亿m3,缺水量0.49 亿m3,缺水率16.40%;
P75%公顷均3 660 m3,需水量为3.75 亿m3,缺水量1.28 亿m3,缺水率34.05%。全市规划水平年灌溉需水量分析(定额法测算)结果、全市水量供需平衡分析(定额法测算)结果详见表1、表2。

表1 全市规划水平年灌溉需水量分析表(定额法测算)

表2 全市水量供需平衡分析表(定额法测算)

4.2 现状用水水平与配置量对比分析

2020现状年,全市高标准农田节水灌溉面积为7.18万hm2,高效节水灌溉面积7.08 万hm2(其中管灌6.43 万hm2,占高效节水灌溉面积的90.77%;
喷灌0.43 万hm2,占6.12%;
微灌0.22 万hm2,占3.11%),P50%年型公顷均综合定额2 520 m3,需水量为1.84 亿m3,余水量1.29亿m3;
P75%公顷均3 195 m3,需水量为2.34亿m3,余水量0.79 亿m3。

到2025 年,规划发展节水灌溉面积累计达到9.98 万hm2(新增2.80 万hm2),高效节水灌溉面积累计达到9.88 万hm2(新增2.80 万hm2),按现状高效节水灌溉工程结构比例分析,50%条件下灌溉需水量2.50 亿m3(公顷均2 490 m3),缺水量0.07 亿m3,缺水率2.68%;
75%条件下灌溉需水量3.17 亿m3(公顷均3 165 m3),缺水量0.74亿m3,缺水率23.23%。

到2030 年,规划发展节水灌溉面积10.25 万hm2(新增0.27 万hm2),高效节水灌溉面积10.15 万hm2(新增0.27 万hm2),按现状高效节水灌溉工程结构比例分析,50%条件下灌溉需水量2.56 亿m3(公顷均2 490 m3),缺水量0.09 亿m3,缺水率3.32%;
75%条件下灌溉需水量3.25亿m3(公顷均3 165 m3),缺水量0.77 亿m3,缺水率23.74%。现状灌溉用水水平下全市水量供需平衡分析结果见表3。

表3 全市水量供需平衡分析表(现状灌溉用水水平)

在充分考虑全口径发展节水灌溉(将新建和提升高标准农田面积全部发展为节水灌溉,扩大高效节水灌溉工程措施占比)、调整高效节水灌溉工程型式内部结构比例的情形下(减少管灌工程面积,提高喷灌、微灌工程面积),进行优化配置分析。

到2025 年,规划发展节水灌溉面积累计达到9.98 万hm2,高效节水灌溉面积累计达到9.88 万hm2,其中管灌面积6.57万hm2(占比由2020 年的90.77%调整为66%),喷灌面积1.32万hm2(由6.12%调整为13%),微灌面积1.99 万hm2(由3.11%调整为20%)。

50%年型时灌溉需水量2.35 亿m3(公顷均2 355 m3),余水量0.08亿m3;
75%年型时灌溉需水量2.98 亿m3(公顷均2 985 m3),缺水量0.55 亿m3,缺水率18.57%。

到2030 年,规划发展节水灌溉面积10.25 万hm2,高效节水灌溉面积10.15 万hm2,其中管灌6.64 万hm2(占比由2025年的66%调整为65%),喷灌面积1.36 万hm2(仍为13%),微灌面积2.15 万hm2(由20%调整为21%),50%年型时灌溉需水量2.41 亿m3(公顷均2 340 m3),余水量0.07亿m3;
75%年型时灌溉需水量3.05 亿m3(公顷均2 970 m3),缺水量0.58 亿m3,缺水率18.87%。

依据《关于开展规划和建设项目节水评价工作的指导意见》及规范规程评价:

2020年现状年发展高标准农田节水灌溉面积7.18万hm2,年节水能力0.30 亿m3,公顷均节水414 m3,灌溉水有效利用系数0.76;
预期到2025 年发展节水灌溉面积9.98 万hm2,节水能力达到0.57亿m3,节水灌溉率达到99.79%,公顷均节水570.75 m3,灌溉水有效利用系数提高到0.79;
预期到2030年发展节水灌溉面积10.25 万hm2,节水能力达到0.59 亿m3,节水灌溉率达到99.8%,公顷均节水578.40 m3,灌溉水有效利用系数达到0.79。

综上分析,按照旱涝保收的要求,将规划期内新建和改造高标准农田面积全部发展为节水灌溉,同时优化管灌、喷灌、微灌等高效节水灌溉工程型式之间的结构比例、调整分区种植结构比例情形下,规划水平年P50%年型水量供需基本平衡,P75%年型时部分区域存在缺水问题。

按照稳定保障12.50 亿kg 粮食生产能力和口粮绝对安全的要求,通过持续提高灌溉用水效率、进一步优化水量配置及调整分区种植结构比例,减少耗水经济作物种植面积,在山丘区适度轮耕休作等措施,规划水平年P75%年型时,能稳定保障12.50亿kg粮食生产能力,支撑9.27 万hm22.47亿m3的用水需求。P95%年型时能稳定保障4.96 万hm2口粮田2.02 亿m3的灌溉用水安全。

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