1 邢臺市概況
邢臺市地處河北省南部,太行山脈南段東麓,華北平原西部邊緣。位于 N36°50' - N37°47',E113°52' - E115°49‘之間,東以衛運河為界與山東省相望,西依太行山和山西省毗鄰,南與邯鄲市相連,北及東北分別與石家莊市、衡水市接壤。轄區東西最長處約 185 km,南北最寬處約80 km,總面積 12 486 km2.
邢臺市地處太行山脈和華北平原交匯處,自西而東、山地、丘陵、平原階梯排列 ,三者比例 2∶ 1∶ 7,以平原為主[1].西部的山區和山前丘陵區,位于太行山東麓,海拔在 100 ~1 000 m 之間,主要山峰有十字格梁、吉道山、紫金山、靈霄山、老爺山、奶奶頂、仙翁山等,最高山峰海拔1 822 m.中部、東部為河北平原( 華北在平原西北部) 的一部分,中部以山前沖積平原為主,東部則為子牙河和古黃河系沖積平原,海拔在 100 m 以下。平原區緩崗、自然堤、廢河道隨處可見、洼地較多,平鄉、威縣、巨鹿、廣宗、臨西、清河、新河、南宮東部 8 縣屬黑龍江港流域,地勢低洼平坦,有寧晉泊、大陸澤兩大洼地。最低海拔僅 20 m.
2 農業用水結構分析
根據河北省用水資料統計方法和內容,用水分類有農業灌溉用水、林牧漁業用水、工業用水、城鎮公共用水、居民生活用水、生態環境用水等。農業用水包括水田、水澆地、菜田用水等。林牧漁畜用水量包括林果灌溉、草場補水、魚塘補水、牲畜用水等。
工業用水按火(核)電、國有級規模以上企業、規模以下企業統計。城鎮公共用水量包括建筑業和服務業兩項用水。居民生活用水量按城鎮生活和農村生活用水。生態環境用水分為城鎮環境和農村環境用水量等。
根據邢臺市 2001 - 2012 年用水量資料,計算和行業用水量多年平均值,分析各行業用水結構情況[3].圖 1為邢臺市各用水行業用水結構柱狀圖。
通過各用水行業用水結構柱狀圖可以看出,農業灌溉用水量占總用水量的 76. 41%,工業用水量占總用水量的 10. 95%,居民生活用水占總用水量的 7. 98%,其他行業用水均小于 5%.邢臺市農業用水是用水大戶,農業節水潛力巨大。
根據《邢臺市水資源評價》報告統計資料,截止到2000 年,邢臺市農業用水占總用水量的 80% .截止到2011 年,農業用水占總用水量的 76. 41% ,農業用水比例一直呈下降趨勢。農業用水比重的下降,除了工業和城市用水的擠占以外,主要原因有兩個:①節水灌溉;②種植結構調整[4].經過 30 年的努力,邢臺市已經發展節水灌溉面積 181 067 hm2;同時,從 1990 年開始陸續減少高耗水作物的種植面積,對減少農業用水發揮了重要作用。
3 農業用水量變化
3. 1 農業灌溉用水
在農業用水中,包括菜田、水田和水澆地等。邢臺市沒有水田種植,只有菜田用水和水澆地用水兩項。通過資料分析,菜田用水占農業總用水量的 2. 80%,水澆地用水占總農業用水的 97. 20%.表 1 為邢臺市農業用水比例分析計算表。
3. 2 農業用水量變化
通過對邢臺市 2001 -2012 年農業灌溉用水量資料和糧食產量對比分析,農業灌溉用水量呈遞減趨勢,而糧食產量呈增加趨勢,農業用水效率明顯提高。2001 年農業灌溉用水量為 15. 929 3 × 108m3,到 2012 年減少到12. 980 3 × 108m3,平均每年減少用水量0. 198 0 ×108m3.
糧食產量 2001 年為 361. 0 × 104t,2012 年 糧食 總產為453. 2 × 104t,平均每年增產 10. 543 × 104t.圖 2 為邢臺市農業用水量和糧食產量變化過程線。
4 農業節水措施
目前,邢臺市農業節水灌溉措施主要有噴灌、微灌、低壓管道輸水設施等。
噴灌是利用專門的設備(噴頭)將有壓水送到灌溉地段,并噴射到空中散成細小的水滴,均勻地分布于田間進行灌溉[5].該方法主要適宜于保護地花卉、草皮灌溉及高溫季節遮陽蔬菜栽培的降溫等。噴灌與微噴灌的系統組成、設計過程、管道布置形式及噴頭組合方式基本相同,唯獨噴頭工作壓力及設計參數存在較大差異。主要噴灌類型有固定管道式噴灌、半移動式管道噴灌、中心支軸式噴灌機、滾移式噴灌機、大型平移噴灌機、紋盤式噴灌機、中小型噴灌機組等。
微灌是利用微灌設備組裝成微灌系統,將有壓水輸送分配到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種灌水技術。微灌按灌水器及出流形式的不同,主要有滴灌、微噴灌、小管出流、滲灌等形式。
管道輸水灌溉是以管道代替明渠輸水灌溉的一種工程形式,水由分水設施輸送到田間。直接由管道分水口分水進人田問溝輸水進入田間溝、畦。管道輸水有多種使用范圍,大中型灌區可以采用明渠水與管道有壓輸水相結合,有專門為噴灌供水的壓力輸水管道,還有為田間溝畦灌的低壓管道輸水。
截 止 到 2011 年,邢 臺 市 耕 地 有 效 灌 溉 面 積561 173 hm2,農田節水灌溉面積181 067 hm2,節水面積占有效灌溉面積的 28. 8%.各縣市節水面積差距較大,南宮市節水灌溉面積占總灌溉面積的 94. 3%,柏鄉縣節水灌溉面積占總灌溉面積的 75. 9%;而寧晉縣節水灌溉面積占總灌溉面積的 1. 7%,沙河市節水灌溉面積占總灌溉面積的 2. 0%.表 2 為邢臺市不同節水措施農業節水灌溉面積統計表。
節水灌溉面積的多少,與該區域種植結構和地理位置有關。在灌區或地表水灌溉的區域,節水灌溉面積相對較少,與該區域灌溉條件和設施配套程度有關。
在低壓管道輸水、噴灌、微灌 3 種節水灌溉措施中,以低壓管道輸水所占比例較大。表 3 為不同節水灌溉措施所占比例計算統計表。
通過上述計算可以看出,低壓管道輸水節水灌溉措施占總節水灌溉面積的 98. 5%,噴灌節水灌溉措施占總灌溉面積的 0. 8%,微灌節水灌溉措施占總節水面積的0. 7% .低壓管道輸水節水措施有節水節能、省地省工、投資小、效益高、適應性強等特點[6],在邢臺市節水灌溉中得到廣泛推廣應用。
節水節能:低壓管道輸水節水措施可減少滲漏損失和蒸發損失,與土壟溝相比,管道輸水損失可減少 5%,水的利用率比土渠提高了 30% ~ 40%,比混凝土等襯砌方式節水 5% ~ 15%.對機井灌區,節水就意味著降低能耗。
省地省工:用土渠輸水,田間渠道用地一般占灌溉面積的 1% ~2%,有的多達 3% ~5%,而管道輸水只占灌溉面積的 0. 5%,提高了土地利用率。同時管道輸水速度快,避免了跑水漏水現象,縮短了灌水周期,節省了巡渠和清淤維修用工。
投資小、效益高:管灌設施投資較低,適應性強,同等水源條件下,由于能適時適量灌溉,滿足作物生長期需水要求,因而起到增產增收作用。
5 結 論
根據邢臺市 2001 - 2012 年不同行業用水量資料分析,農業灌溉用水量占總用水量的 76. 41%,工業用水量占總用水量的 10. 95%,居民生活用水占總用水量的7. 98% ,其他行業用水均小于 5% .
通過對農業灌溉用水(水澆地)變化趨勢分析,農業灌溉用水量呈遞減趨勢,而糧食產量呈增加趨勢。農業用水效率明顯提高。2001 -2012 年平均每年減少用水量0. 198 0 × 108m3,平均每年增產 10. 543 ×104t.
邢臺市農業灌溉主要節水措施有低壓管道輸水、噴灌、微灌等。低壓管道輸水節水灌溉措施占總節水灌溉面積的 98. 5%,噴灌節水灌溉措施占總灌溉面積的0. 8% ,微灌節水灌溉措施占總節水面積的 0. 7% .低壓管道輸水節水措施有節水節能、省地省工、投資小、效益高、適應性強等特點,在該區得到廣泛推廣應用。
[參考文獻]
[1] 邢臺市水務局,邢臺水文水資源勘測局。 邢臺市水資源評價[R]. 邢臺:邢臺市水務局,邢臺水文水資源勘測局,2003.
[2] 水利部。 中國水資源公報 2007[G]. 北京:中國水利水電出版社,2008.
[3] 河北省水利廳。 河北省水資源公報[R]. 石家莊:河北省水利廳,2001 -2012.
[4] 喬光建。 北方地區農業雨水利用技術及分析計算[J]. 水文,2008,28(4):57 - 60.
[5] 候喜豐。 實用農業節水灌溉技術[M]. 沈陽:遼寧科學技術出版社,2009.
[6] 王留運。 農田水利工程技術培訓教材[M]. 鄭州:黃河水利出版社,2011.