一、灌区田间节水工程
泾惠渠灌区目前仍然以古老传统的地面灌溉为主,仍存在干旱缺水、水资源浪费严重的现象,农业生产多年来一直徘徊不前。在水资源合理利用方面,有井渠双灌的经验,但缺乏统一的规划调配,而且田间工程不配套,致使地下水超采。因此,需要结合灌区渠井双灌的特点,因地制宜地发展田间节水灌溉,使有限的水资源得到经济有效合理地利用。田间工程以大畦改小畦、长畦改短畦、宽畦改窄畦、地边埂齐全、路边埂齐全“三改两全”地面灌溉为主,适当发展喷灌、微灌、低压管道灌溉等灌水技术。灌区节水改造前1997年及节水改造后2005年、2010年节水灌溉面积见表4-12。
表4-12 泾惠渠灌区节水改造前后节水灌溉面积统计表 Table4-12 Statistics water saving irrigation area before and after water saving transformation in Jinghui Canal Irrigation District
不同田间节水措施灌溉定额见表4-13(陕西省农林牧渔业用水定额)。
表4-13 泾惠渠灌区主要农作物节水灌溉定额 Table4-13 Watersaving irrigation quota of major crops in Jinghui Canal Irrigation District
续表
①为典型茬口的年灌溉定额;②系指棉花、花生、大豆等油料作物等;③系指冬小麦、夏玉米以外的其他粮食作物。
二、灌区田间节水对地下水影响
渠灌区主要采用U型渠道衬砌、低压管道灌溉、畦灌等节水灌溉措施,井灌区主要采用低压管道灌溉、喷灌、微灌等节水灌溉措施,市桥站总干斗渠灌区地形坡度较大,适宜发展低压管道灌溉,临潼区北田乡和仁留乡属于井灌区,喷灌与低压管道灌溉相结合,发挥灌溉水的最大效益,减少了地下水开采量。
灌溉定额指在农作物播前、插前及全生育期内为保证农作物正常生长所必需的田间灌水量之和。各种农作物不同灌溉方式灌溉定额不同,根据灌区实际加权平均确定不同灌溉方式综合灌溉定额,畦灌节水改造之前综合灌溉定额为3480m3/hm2,节水改造后综合灌溉定额2455m3/hm2,喷灌综合灌溉定额2100m3/hm2,微灌综合灌溉定额2250m3/hm2,低压管道灌溉综合灌溉定额2175m3/hm2,进行不同节水灌溉方式与传统灌溉相比节水量估算,结果见表4-14。根据历年地下水开采量统计资料(泾惠渠灌溉技术资料汇编)分析,通过田间节水措施可以减少地下水开采量约33.4%。
表4-14 泾惠渠灌区渠系节水改造前后不同灌水方式节水量估算 Table4-14 Saved water volume of different irrigation methods before and after water saving transformation in Jinghui Canal Irrigation District
在地下水超采严重地区,用高压泵将地表水注入地下,是否能起到补水效果?
本区水资源并不丰富,自然降水少,地表水缺乏,地下水又超采甚至严重超采,但是水资源的浪费仍十分严重,人们的节水意识也不强。随着工农业的飞速发展,对水资源的需求越来越多,水资源的供需矛盾日益突出。因此,如何合理开发利用有限的水资源是我们面临的重大挑战。
1.控制开采地下水,多水调度、合理配置
本区为地下水超采甚至严重超采区。地下水的超采已引起了一系列的环境地质问题(如形成地下水位降落漏斗、产生岩溶塌陷、地下水水质恶化等),给人们的生活带来了不便甚至危害,给工农业生产带来了直接或间接的危害,因而控制开采地下水已是大势所趋。在控制开采地下水的同时,又不能影响国民经济的发展,应采取多水调度、合理配置的方案利用水资源。
2.提高节水意识,反对浪费水资源
我国农业节水发展较早。为了提高农业用水效率,20世纪50~60年代我国就开展研究节水灌溉技术,70年代初重点对自流灌区土质渠道进行防渗衬砌;70年代中期开始,试验推广喷灌、滴灌等节水灌溉技术;80年代对机电泵站和机井灌区推行节水节能技术改造;80年代中期到90年代初,在北方井灌区推广低压管道输水技术;90年代开始,逐步实现工程技术、农业技术和管理技术的有机结合。工业节水和城市生活节水工作开始于70年代末80年代初。随着我国北方一些城市和地区出现供水形势紧张局面,节水作为一种有效缓解措施得到广泛重视和采用。但是当前的节水工作与经济社会发展需求仍然相距甚远。从1980年至今,唐山地区总体缺水形势未得到缓解,水资源质量总体呈恶化趋势未得到控制。节水工作在总体上对缓解缺水和水环境恶化问题显得乏力。节水工作存在着一些问题,必须做到理论节水与实际节水结合起来,做到真正意义上的节水。明确节水目标,系统节水规划;重点突出,法律监督;市场激励,科技进步;加强管理,完善机制。
3.污水重复利用,禁止直接排放
唐山市是我国的重工业城市,又是我国重要的产煤区。1991~1999年平均工业废水排放量为0.7868亿m3/a,各煤矿排水量2000年为1.0272亿m3/a。每年排走的水量就是1.8140亿m3/a,这既浪费了水资源,又污染了环境。对于这些污水,应做到回收再利用。通过污水处理设施将这些污水处理,然后再回灌到地下,补充地下水或者用于灌溉。
4.开展微咸水开发利用研究,寻找新水源
对于微咸水的开发利用,前人早已做过详细的研究。资料显示,开采利用浅层咸水,不仅能增加地下水资源,解决干旱问题,还能改造咸水,使旱、涝、碱、咸得到综合治理。浅层咸水占据着浅部地质空间,使每年大量的降水资源白白浪费掉,却不能渗入地下,使浅部地层的水文地质优势得不到充分发挥。开采利用浅层咸水,可以使咸水区的水位得到调控,甚至可以逐步控制在临界深度以下,使浅部的地质空间既能调蓄,又能增强抗旱防涝能力,同时可加速地下水的垂直交替作用,打破咸水区地下水的天然平衡状态,促使咸水淡化。
调查图幅内咸水区上层浅水为微咸水、咸水。据我们计算,浅层咸水(包括微咸水)的分布面积为1897.84 km2,其储存资源量为52.2719亿m3,资源量相当可观。因此,对微咸水的开发利用具有极大的前景,如我们可以通过咸淡水混合开采作为灌溉水源;开展微咸水养殖等。
5.海水利用
利用海水替代一部分淡水是沿海地区节约淡水的一条重要措施。唐山地区面临渤海,有利用海水的较好条件,随着经济社会的发展和淡水资源供应紧张,海水淡化、直接利用海水冲厕与冷却水等利用海水事业应得到一定的发展。
随着工业制造业的快速发展,工业用水量井喷式的上升。同时,随着人民生活水平的提高,生活用水的数量也在大幅度的提升。
早期的工业和生活用水几乎全部来自于开采地下水,所以导致了地下水的需求量大幅度提升,水位快速下降。记得小的时候有些地方用扁担都可以从井里打水,但现在深井已经达到了一二百米,浅层地下水已经消耗殆尽,深层地下水也大量的消耗。大家都知道我国华北地区的地下水超采严重,其实还有其他地区也逐渐的出现了超采的现象。由于地下水快速的开采使地表水往下渗透的速度远远达不到地下水量的平衡,所以水位在不断的下降,导致很多的恶劣的后果。这种情况如果不能得到有效的遏制,那么我们开采地下水的难度会越来越大,成本越来越高。
问题提出采用高压水泵往地下灌注地表水,这肯定是有效果的,理论上这样可以比地表水自然渗透要快的多得补充地下水。但实际上这种做法的效果并不会太好,而且成本很高。因为我们目前的地下水的开采量实在是太大了,如果做到和开采量相当的数量的地表水补充到地下将是一个非常浩大的工程,必须投入大量的物力财力才能够实现。与其这样做,还不如大幅度减少地下水的开采,将准备灌入地下的地表水进行净化处理,直接使用地表水来的经济和有效。
现在我们越来越多的地区更多的采用了地表水,包括饮用水。现在也有越来越多的城市通过净化河水、湖水来获得生活和工业用水。甚至有些水源奇缺的城市已经在采用海水淡化处理的方式来弥补淡水的不足。只要我们的地下水开采的数量大幅下降,使地表自然渗透到地下的水量和开采量达到平衡,就能够抑制地下水位的不断下降。