河北省水利水电第二勘测设计研究院 河北石家庄 050021
摘要：河北省全国水资源严重缺乏的省份，水资源供需矛盾突出，农业灌溉用水主要依靠超采地下水，保证粮食农作物生产的同时，也引发了一系列环境问题。随着经济社会的进一步发展，河北省缺水矛盾将更加突出。采取综合节水措施，大力发展高效节水灌溉工程，大幅度提高农业用水效率和效益，将有效缓解重点区域地下水严重超采的局面，对实现河北省水资源可持续利用，促进经济社会可持续发展，具有重大的现实和历史意义。本文以泊头市地下水超采综合治理井灌区高效节水灌溉项目为例进行工程效益分析。
关键词：地下水；超采区现状；治理工程；效益分析
1 地下水超采区现状
河北省是全国地下水开采利用量最大的省份之一。河北省用全国0.7%的水资源，生产了全国6%的粮食，养活了全国5%的人口，支撑了全国5%的国内生产总值。在为国家做出较大贡献的同时，严重超采地下水却在水资源和水环境方面付出了沉重的代价。全省多年平均地下水超采量58.7亿m3左右，农业灌溉开采水量占全省地下水开采总量的74%。多年来由于过度开采，全省平原区地下水超采区面积已达到6.7万km2，占全省平原区国土面积的92%，其中浅层超采区面积3.5万km2，主要分布在太行山前平原区；深层超采区面积4.4万km2，主要分布在黑龙港运东地区。全省形成了较大的地下水漏斗区7个，成为华北乃至世界最大的地下水漏斗群。由于地下水超采，造成含水层疏干、泉水断流、地面沉降、海咸水入侵、机井报废等一系列环境地质问题，对河北省经济可持续发展产生了严重影响。
泊头市属水资源严重不足的地区，多年平均降雨量545mm，多年平均径流量为36.4mm，加之外来客水大幅减少，自上世纪70年代，不得不依靠大量超采深层地下水来维系经济社会的发展。地下水过度开采，加剧了地下水位降落漏斗、地面沉降等水环境地质问题。农业灌溉用水是主要用水大户，由于连年超采，地下水位持续下降，灌溉成本逐年提高。加上多年投入较低，农田灌溉基础设施不足、灌溉管理模式较粗放，水资源浪费现象严重。
2 水资源及开发利用现状
2.1现状水资源量
（1）地表水资源
泊头市地地表水资源由境内调蓄工程拦蓄的本地降雨产流、引黄水量和各河流上游客水引入量组成。按1970～1997年28年水文系列计算，泊头市多年平均自产径流量3625万m3；2014年泊头市分配引黄用水指标为1368万m3；客水引入量，自1972～2006年全市多年平均引入蓄存量为2000万m3。
（2）地下水资源
泊头市多年平均水资源量为13169万m3，50%平水年水资源量为11958万m3，75%枯水年水资源量为10440万m3。
2.2水资源开发利用程度
泊头市现状深层地下水均为超采量为6938万m3；浅层地下水供给量为6176万m3，使用量为2957万m3，利用率仅为47.8%；地表水平均多年供给量为6997万m3，使用量为1065万m3，利用率仅为15.2%。
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2. 3农业灌溉用水水平
泊头市农业灌溉水源84.5%为深层地下水。一般年份亩均灌水4～5次，基准年实际灌溉面积55.85万亩，农田灌溉用水量8047万m3，亩均毛用水量144m3/亩，其中水浇地131.36m3/亩、蔬菜377.07m3/亩、林果126.27m3/亩，地表水灌溉利用系数约为0.6，地下水灌溉利用系数约为0.75，主要种植作物有小麦、玉米、蔬菜、果树等。
3 主要建设内容
本项目涉及粮食作物种植面积4550亩，种植作物主要为大田小麦、玉米，根据作物种植密集、面积大等特点，考虑操作简便，结合当地灌溉习惯，兼顾当地群众的意愿，现行技术条件下，高效节水灌溉措施主要为喷灌，均为深井固定式喷灌。主要建设内容为：铺设PVC输水干管、PVC支管和ZY-2喷头，配套水泵、智能井房及管理房，增设计量设施和灌溉预报系统等。
4 效益分析
（1）节水压采效益
方案实施后，灌溉水利用系数由0.75提高至0.80以上，效率显著提高，灌溉水量明显减少，地下水超采得到有效控制，地下水位下降得到有效缓解，节水效益十分显著。
经计算，项目区现状年用水量50%平水年为84.18万m3，75%枯水年为127.40万m3。项目建成后，50%平水年用水量为54.83万m3，75%枯水年用水量为82.25万m3，相应不同年份节水量分别为29.34万m3和45.15万m3。
（2）经济效益
a.增产效益
该项目投入使用后，大田粮食作物每年每亩平均可增产100千克，按每千克2.5元计，亩增产值250元，水利分摊系数取0.5，项目建成后增产45.5万千克，增产效益为75.83万元，人均纯效益为172元。
b.节能效益
项目实施后每亩次灌溉节电6度，按一年灌4水计算，电费按0.52元/度，亩年可节电12.48元，项目建成后节能效益为5.67万元。
c.节地效益
实施节水灌溉可以减少了土渠占地，节省了土地，提高土地利用率，按节地2%计算，则项目区可节土地91亩。将该土地建设成高标准农田，粮食作物亩产500 kg，粮食按2.5元/kg计算，每年两季，年可增效益值22.75万元。
d.省工效益
该项目投入使用后，可大量节省劳力，用土垄沟灌溉大田每亩年用4个工日，项目建成后可节省4550个工日，每个工日按100元计算，建成后项目可省工效益45.5万元。
综上分析，高效节水项目实施后，年可增产效益为75.83万元，节能效益为5.68万元，节地效益为22.75万元，省工效益为45.5万元，总经济毛效益149.76万元。
（3）生态及环境效益分析
项目实施后，可提高抵御自然地能力，可以根据土壤质地的轻重和透水性强弱来调整水量大小和强度，不破坏土壤的团粒结构，不产生地表径流，避免了深层渗漏，减少了灌溉用水量。同时可调节田间小气候，增加近地表层的空气温度，在高温的夏季可起到降温作用，在寒冷的时候，可以降霜冻，因此可给农作物创造良好的生长环境。可大幅提高农业的节水、节能水平，减少地下水水资源开采量，实现了地下水压采和水资源的可持续利用，使农村水环境得到涵养，生态环境得到有效改善，从而促进农村社会、经济的和谐发展。
（4）社会效益
该项目实施后，将较大地改善当地的农业基础条件，以便调整农业种植结构，提高项目区农作物灌溉保证率。通过采取节水措施，可减少亩均灌溉用水量，扩大灌溉面积，降低农业生产成本，增加农民收入，改善农民物质文化生活，推进新农村建设进程。对进一步拉动区域经济的发展奠定了良好的基础。同时遏制了地面水环境恶化趋势，避免了海水倒灌的威胁，避免了因地面沉降引发的铁路、高速公路坍塌带给人民的人身安全威胁。
作者简介：
杨锋，男，侗族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。
论文作者:杨锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期
论文发表时间:2016/3/17
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