多水源灌区节水农业技术研究毕业设计正文.doc

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1、太原理工大学工程硕士研究生学位论文多水源灌区节水农业技术研究摘 要目前水资源利用中存在的主要问题是：一是重视水利工程建设，轻视农业水资源管理。一些先进的农业节水技术和现代化的管理措施得不到大面积推广，大部分灌区灌溉水利用率低、灌水定额偏大，造成水资源的大量浪费；二是对农业生态环境重视不够。井灌区出现大面积的地下水位下降漏斗区，全国已经出现了56个地下水区域性下降漏斗，总面积大于8.2万km2。三是灌溉工程老化不配套，灌溉面积下降。针对目前农业生产及农业水资源利用中存在的主要问题，本课题选取了典型的井渠结合灌溉灌区，就晋中市井渠结合灌区普遍存在的水资源利用不合理、水环境恶化、节水措施单一、节水效

2、果得不到充分发挥、灌溉效益不高等一系列问题进行技术研究和探索，将对农业生产的进步、经济的可持续发展和水资源的可持续利用发挥重要作用，同时对类似地区也有重要的指导意义。本论文的主要研究内容如下： (1) 主要作物节水抗旱品种的筛选针对项目区的主导作物玉米和冬小麦，通过文献调研、小区试验、产量调查，对不同品种的产量、水分利用率进行分析，筛选适合于本项目区的冬小麦、玉米抗旱品种；(2) 主要作物水肥耦合关系及合理灌溉制度研究以节水增产、增效为目标，进行坑测水肥生产函数试验及模型研究；在此基础上，制定主要作物的合理灌溉制度；(3) 作物种植模式研究通过小区试验，比选主要作物的复播、间作、套种农作制度与

3、种植模式；(4) 选择适合晋中市井渠结合灌溉类型区的多种节水技术，以节水高效为目标进行技术集成组合，对所选定的典型组合进行田间示范，对产量、投入、效益等进行测试。提出各种技术集成组合形式的投入产出效益关系。通过本项目的实施所形成的节水农业综合技术集成体系及其一系列关键技术和成果，将对晋中市井渠结合地区解决水资源高效利用和农业节水增产问题起到一定指导性作用。关键词：节水农业，干旱地区，井渠，晋中市 RESEARCH ON THE TECHNOLOGY OF SAVING WATER AGRICULTURE IN IRRIGATIVE AREA OF MANY WATER SOURCEABSTRA

4、CTAt present there are three primary problems in water resource using: first, we only regard construct on water conservancy , but despise manage on agricultural water resource. Some advanced agricultural saving water technology and modern managing measure can not be extended in large area, in the gr

5、eat mass of irrigative area irrigative water using efficiency is low, irrigative ration is large, so water resource is heavy wasted; second, we less regard on agricultural entironment. Some the area of well and irrigation appear water table falling, and form filler area, in our country there are 56

6、filler areas, the total area excess 8.2 ten thousand km2. third, irrigated projects is old and is not layout, irrigated areas drop.Aimed at problems of above mention this paper selects typical irrigated areas and progresses technical research and explore for those problems in Jinzhong city, for exam

7、ple water saving is irrational, water environment deteriorate, saving water steps are singleness, saving water effect can not fully exert, irrigated benefit is low-rise. This will exert important effect for advancement of agricultural production, economic continuable development and water resource c

8、ontinuable using, at one time there is directive meaning in similar areas.This paper main content are following:(1) the filtering on fighting a drought breeds of crop The main crops are corn and wheat in item area, through literature research, examination in area and output research put up analysis

9、for output of differ breed and water using rate, at last some fighting a drought breeds of crop and wheat are filtered. (2)the water-fertilizer coupling relation of main crop and study on rationalization irrigated systemWater-fertilizer creative function and model are studied with the aim of saving

10、water and increasing production; on the based we establish rational irrigated system.(3)the study on crop planting mode Through experiment we vote in repeatedly seeding, intercrop and growth mode.(4)electing manifold saving water technology suiting the area of well and trench in Jinzhong city proces

11、s technical compositive combination, in typical combination adopt demonstration in the field, and testing for output, devotion, benefit and so on. Advancing the relation between devotion and benefit using manifold technical compositive combination.This item area is typical and representative in Jinz

12、hong city, through technical compositive combination and some pivotal technology will have stated directive action for water resource high using rate and agricultural saving water and increasing production.KEY WORDS: saving water agriculture, drought area, well and trench, Jinzhong cityIV目 录摘 要I目 录V

13、第一章 绪论11.1选题的背景及意义11.1.1我国水资源现状11.1.2我国农业用水现状21.1.3农业水资源利用中存在的主要问题21.2国内外节水灌溉技术的发展概述31.2.1国外节水灌溉技术发展概述31.2.2国内节水灌溉发展概述31.3本文的研究内容、技术路线及研究方法51.3.1项目研究区的确定51.3.2研究内容51.3.3技术路线51.3.4研究方法6第二章项目区基本情况72.1自然概况72.1.1 地形地貌72.1.2 自然资源72.2水利工程概况82.2.1渠灌工程概况82.2.2井灌工程概况92.2.3排水工程概况92.2.4节水工程概况92.2.5灌溉用水概况102.3

14、农业生产及社会经济概况102.3.1 农业生产概况102.3.2 社会经济概况112.4水资源可持续利用与节水增产方略概况122.4.1 水资源可持续利用概况122.4.2节水农业技术发展方向与对策概况132.4.3提高粮食产量途径概况15第三章 项目区节水农业试验研究173.1节水抗旱作物新品种的筛选173.2作物水肥耦合关系及合理灌溉制度研究183.2.1冬小麦农田水量平衡与消耗规律分析183.2.2冬小麦水分生产函数研究253.2.3冬小麦水肥耦合关系分析303.2.4灌溉水资源优化配置中几个基本问题的探讨343.2.5作物非充分灌溉制度优化的模拟模型383.2.6示范区主要作物节水灌溉

15、制度413.3 作物高效用水集成模式研究423.3.1冬小麦玉米组合种植管灌高效用水模式423.3.2大棚蔬菜滴灌高效用水模式433.3.3大田作物管灌高效用水模式443.3.4大田蔬菜覆盖微喷高效用水技术45第四章 井渠结合节水农业技术体系及其评价体系474.1现代节水农业技术的内涵与目标474.2井渠结合的节水农业技术体系474.3节水农业技术评价体系研究494.3.1节水农业技术效益评价指标494.3.2节水农业技术评价指标体系514.3.3节水农业技术评价结果与分析52第五章 结论55参考文献57致 谢59攻读硕士期间发表的主要论文60VI第一章 绪论1.1选题的背景及意义水资源问题是

16、全世界普遍关注的问题，它不仅影响、制约现代社会的可持续发展，而且将成为本世纪全球资源环境的首要问题。随着世界人口的增长和经济的发展，水资源将严重不足。全世界26个国家约2.32亿人口已经面临缺水，另有4亿人口用水速度超过水资源的更新速度，世界上约有1/5人口得不到符合卫生标准的淡水1-3。占世界人口40%的80多个国家，其淡水供应短缺已成为限制其经济社会发展的重要因素，预计在2030年内淡水拥有量不足的人口数将达到15亿4-5。从古至今，人类的各项活动都离不开水，水作为一种不可替代的自然资源，为人类的基本生存提供了必不可少的条件。水资源是一种战略性经济资源，更是一个国家综合国力的重要组成部分，

17、在国家经济和民生中起着举足轻重的作用。但如今随着世界人口和经济的增长，人类对自然资源过度开发，导致水资源不断遭到破坏，再加上基础设施投入严重不足等因素的影响，水资源的供应量已经远远不能满足人类生产和生活的需要，这严重制约了社会和经济的正常发展，如今水资源短缺问题已经受到世人的密切关注，成为21世纪亟待解决的全球性问题。1.1.1我国水资源现状我国是一个缺水国家，水资源短缺正在日益成为制约我国经济发展、人民生活提高及生态环境改善的重要因素。我国水资源总量2.8万亿m3，居世界第四位。但人均水资源量为2200m3，仅相当于世界人均占有量的1/4，被联合国机构称为处于严重缺水的边缘。预计到2030年

18、，我国亩均水资源1900m3，相当于世界亩均占有量的4/5。而到那时，我国人口将达到16亿，人均水资源的占有量却将仅为1700m3，接近世界公认的缺水警戒线3。而且我国水资源在时空分布上也很不均匀，同时水资源在空间上的分布也与土地资源分布极不匹配，普遍存在着南丰北枯的现象，华南地区年降水量为14002000mm，而北方地区年降水量却少于800mm。黄河、海河、淮河三流域，土地面积占全国的13.4%，耕地面积占64.1%，人口占35%，而水资源占有量仅为7.7%，人均年占有量约为500m3，是我国水资源最为紧张的地区。而且水资源在时间上的分布也十分不均，江水过于集中，一般地区每年汛期（一般34个

19、月）降水量占全年的70%左右，这意味着将有大部分水量形成洪水径流而流失4。同时，北方干旱地区年蒸发量约为15002000mm，远远超过降水量5，造成严重干旱、洪涝灾害和土壤盐碱化现象。1.1.2我国农业用水现状我国是农业大国，农业用水比重过大，全国平均为73%，而发达国家平均为50%，农业与其它各行业用水矛盾十分突出。长期以来，由于技术和管理水平落后、灌溉设施老化失修等原因，目前我国灌溉水的利用率仅为45%左右,与发达国家80%的利用率相差甚远，农业节水潜力很大。节水灌溉是提高农业用水有效性的关键，它是科学进步的产物，也是农业持续发展的重要内涵6-11。根据预测，我国将在下个世纪中叶出现人口高

20、峰值,突破16亿人。按人均每年400440kg粮食计算，人口高峰时的粮食需求量为6.47亿t。因此，在未来的半个世纪内，我国粮食产量必须在现有5亿t左右产量的基础上再提高1.42亿t,才能基本满足人口增长和生活水平提高的粮食需求。水和土地是粮食生产的战略资源，在我国尤其如此，农作物生产中灌溉面积上的生产占有举足轻重的作用，近80%的粮食产于灌溉农田。根据联合国粮农组织发布的生产年鉴分析，虽然中国耕地面积只占世界总耕地的7%，人均耕地也不足世界平均水平的1/3，但是中国灌溉面积却占了全球灌溉面积的21%，人均灌溉面积与世界平均水准相平。由此可见，中国农业发展前景很大程度上依赖于灌溉面积的发展，而

21、粮食安全则与水资源利用紧密相关12-19。1.1.3农业水资源利用中存在的主要问题目前在水资源利用中存在的主要问题是：一是重视水利工程建设，轻视农业水资源管理。一些先进的农业节水技术和现代化的管理措施得不到大面积推广，大部分灌区灌溉水利用率低、灌水定额偏大，造成水资源的大量浪费；二是对农业生态环境重视不够。井灌区出现大面积的地下水位下降漏斗区，全国已经出现了56个地下水区域性下降漏斗，总面积大于8.2万km2。三是灌溉工程老化不配套，灌溉面积下降20-22。针对目前农业生产及农业水资源利用中存在的主要问题，本课题选取了典型的井渠结合灌溉灌区，就华北半湿润偏旱井渠结合灌区普遍存在的水资源利用不合

22、理、水环境恶化、节水措施单一、节水效果得不到充分发挥、灌溉效益不高等一系列问题进行技术研究和探索，将对农业生产的进步、经济的可持续发展和水资源的可持续利用发挥重要作用，同时对类似地区也有重要的指导意义。1.2国内外节水灌溉技术的发展概述节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效的利用降水和灌溉水，获取农业的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益而采取的多种措施的总称23。其最终目的是以最少的水量消耗获取尽可能多的农作物产量、最高的经济效益和生态环境效益。1.2.1国外节水灌溉技术发展概述近年来，许多学者进行了水资源优化配置研究24-28。经过不断发展和研究，逐步发展到喷灌、微喷灌、滴灌、

23、渗灌、涌泉灌等节水高新技术。采用节水和节能的灌水方法是当今世界灌溉技术发展的总趋势。目前发达国家的管道输水技术应用已十分广泛，美国早在20年代就已应用管道输水技术，低压管道灌溉面积已占总灌溉面积的50%；日本已有30%的农田实现了地下管道灌溉，并且管网的自动化、半自动化给水控制设备也较完善；以色列、美国、瑞典等国也已有90%的土地实现了灌溉管道化30-33。第二次世界大战以后，西方国家经济恢复很快，喷灌技术和机具设备的研制也得到了迅速发展。在美国干旱的西部17个州喷灌得到了广泛使用，1996年美国喷灌面积达到了1082万hm2，占全美国灌溉面积的44%，其中圆形和平移式大型自走喷灌机的喷灌面积

24、占全国喷灌面积的64%；罗马尼亚的喷灌面积占全国耕地面积的80%以上，绝大部分是移动管道式喷灌。滴灌技术随着塑料工业的发展而不断进步。20世纪50年代末期，以色列研制长流道滴头成功，使得滴灌系统在技术上有了显著的进展。到20世纪60年代滴灌系统已发展成为一种新型的系统，在美国、澳大利亚、墨西哥、英国、法国、意大利及中东地区、南非地区逐步得到推广应用。以色列是世界上滴灌领域的主导者，60的农田使用滴灌技术；以色列回收水用于农业的比率世界最高，城市污水总量的70被回收用于农业；以色列拥有水设备发展的前沿技术并提供多种多样的先进设备。世界上节水灌溉比较发达的国家，都是根据各自的国情，综合考虑社会、经

25、济、资源、环境和技术因素，采取适合本国特点的农业高效灌溉措施 34-36。1.2.2国内节水灌溉发展概述我国农业灌溉历史悠久，但旱田是大水漫灌，水田是串畦淹灌的传统灌水方法，不但浪费了大量水资源，同时，还严重影响着农作物产量。19501970年这20年间，我国基本上是充分灌溉的节水灌溉发展阶段，主要是开发新水源、建设新灌区和改建扩大旧灌区，采取渠道防渗技术，健全渠系建筑物，划小畦块，平田整地，按作物需水量进行灌溉，以及加强灌区管理，合理配水等节水措施。50年代末期我国开始从国外引进先进的节水灌溉技术和设备，但这时期推广使用的喷灌设备主要是柴油机或电机带动的单机单喷头的手台式或小推车式的轻小型喷

26、灌机。70年代喷灌技术在我国受到普遍的重视，从而推进了我国喷灌技术的发展。到了80年代，在喷灌方面，我国已经具备了自己的一整套设备和技术，为喷灌的大面积推广创造了条件37。我国从1974年引进滴灌，在20世纪90年代后期开始得以较快发展，但其对技术要求比较高，投资也比较大，使得其在我国推广应用较少。截止2008年底，全国灌溉面积9.62亿亩，全年净增灌溉面积1061万亩；全国农田有效灌溉面积8.77亿亩，占耕地总面积的48%，全年净增农田有效灌溉面积1035亩。全国节水灌溉面积3.67亿亩，全年净增节水灌溉面积1421万亩。其中，渠道防渗节水灌溉面积15672万亩，占42.8%；低压管道输水灌

27、溉面积8810万亩，占24%；喷微灌面积6107万亩，占16.7%；其他节水灌溉面积6066万亩，占16.5%。万亩以上灌区固定渠道防渗长度所占比例18.6%，其中干支渠道防渗长度所占比例35.1%。2008年全国灌溉用水量为3729.9亿m3，大型灌区灌溉用水量占总灌溉用水量的比例最高，达35.4%，中型、小型、井灌区的灌溉用水量分别占总灌溉用水量的25.6%、26.7%和12.3。全国亩均灌溉用水量423.7m3。2008年全国灌溉用水有效利用系数平均值为0.483，大型、中型、小型和纯井灌区灌溉用水有效利用系数平均值分别为0.440、0.446、0.482和0.689，分别提高了0.01

28、0、0.013、0.011和0.006。在全国31个省级行政区和新疆生产建设兵团中，灌溉用水有效利用系数均值超过0.55的有北京、天津、河北等6个省（市），占19；0.450.55的有山西、辽宁、吉林等14个省（区），占44；0.350.45的有内蒙古、江西、湖南、广东、广西等12个省（区、市），占37。综上所述，可以看出，我国灌溉水利用率相对较低，水的利用系数仅为0.47。按现状估计，灌溉用水利用率提高一个百分点，可节约用水80亿m3。因此，大力发展节水灌溉，提高灌溉水的利用效率是缓解我国水资源紧缺状况、促进社会经济可持续发展的最有效、最根本的途径。1.3本文的研究内容、技术路线及研究方法1

29、.3.1项目研究区的确定晋中市是我省农业生产的主产区之一，其土地资源较好，但水资源极为匮乏。随着经济与社会的发展，水资源矛盾更加突出，传统的地面水源已不能保证灌溉的需求，从上世纪70年代开始，大量开发地下水用于灌溉，形成了多水源（河井双灌、井渠结合）的灌区。在这样一个地区开展节水农业技术研究，实现有限水资源条件的最大农业产出是非常必要的。所以本项目的研究试验区确定在晋中市范围内。1.3.2研究内容本文研究内容包括： (1) 主要作物节水抗旱品种的筛选针对项目区的主导作物玉米和冬小麦，通过文献调研、小区试验、产量调查，对不同品种的产量、水分利用率进行分析，筛选适合于本项目区的冬小麦、玉米抗旱品种

30、；(2) 主要作物水肥耦合关系及合理灌溉制度研究以节水增产、增效为目标，进行坑测水肥生产函数试验及模型研究；在此基础上，制定主要作物的合理灌溉制度；(3) 作物种植模式研究通过小区试验，比选主要作物的复播、间作、套种农作制度与种植模式；(4) 选择适合晋中市井渠结合灌溉类型区的多种节水技术，以节水高效为目标进行技术集成组合，对所选定的典型组合进行田间示范，对产量、投入、效益等进行测试。提出各种技术集成组合形式的投入产出效益关系。1.3.3技术路线本文的技术路线如下：1. 调查、筛选国内外与本课题技术集成有关的先进成熟技术，以农业高效用水和水环境改善为最终目标，拟定技术上可行，经济上合理、实用、

31、简单而又具有超前性的技术集成方案、试验方案等；2、以既定的技术指标为目标，按试验方案对重点技术进行小区试验，实现各项技术达标或优化，为总体技术集成提供具体的技术支持；3、按照所拟定的技术集成方案，组合装配，进行技术集成试验和效果观测，实现技术集成。同时对各项集成技术有关的设备、设施进行引进、完善、配套和应用。形成可实施的、成龙配套的综合集成技术。1.3.4研究方法本试验采用理论与试验相结合、小区试验与大田示范相结合、软件和硬件措施相结合的方法进行研究。第二章 项目区基本情况2.1自然概况2.1.1 地形地貌该项目区位于太行山脉西麓，属洪积倾斜平原地貌和冲积平原地貌，由潇河洪冲积物堆积而成。其东

32、部边界与洪积倾斜平原相连。区内地形平坦，起伏不大。海拔高程在776m803m之间。地势东高西低，由东北向西南倾斜，平均地面坡度1/1000，东西向坡降略缓于1/1000。由于长期引洪淤灌的结果，区内微地形起伏较大，多数地带形成了洪灌渠道地形高、向南两侧微倾斜的微地形。经实测，耕地南北向地面坡度在1/3501/1500之间变化。2.1.2 自然资源1）光热资源该项目区气候属温带大陆性半干旱气候，四季分明，光热资源丰富。总的气候特征为：冬季漫长，干冷晴朗；春季升温快，日温差大，干旱多风；夏季多雨；秋季短暂，天高气爽。一年四季气候分明，昼夜温差大。全年平均气温9.3， 0以上，积温3988，10以上

33、积温为3590.6。年均无霜期约171天，终霜日出现在4月下旬，初霜日出现在10月上旬。平均日照时数2639.5小时，作物生长季节太阳辐射的日照相当充足，且与高温多雨相结合，为农作物进行光合作用提供大量能源，光能利用潜力很大。年平均风速2.9m/s，风速的变化特点是：13月份为风速加大阶段，4月份达到最大值，5月份以后风速减小，9月份最小；风速的日变化周期也十分明显。2）土壤该项目区位于太行山西侧河流潇河、黑河和涧河下游的倾斜平原和冲积平原地带，土壤物质为河流洪积和沉积物及黄土状堆积物。受地形、母质、地下水位等因素的影响。主要分布有草甸土和褐土两种主要类型的土壤。土壤耕作层深度一般为2025c

34、m，质地粘壤到中壤。代表性土种为耕冲重壤质浅色草甸土，全剖面质地多为重壤或粘土，有时底土可出现壤质层次，出现部位较深。土壤粘粒比表面积大，粒间排列密实，毛管孔隙多，非毛管孔隙少，通气透水性差，好气性微生物活动受到抑制，有机质分解慢，田间持水量大，保水抗旱力强。耕层土壤肥力好，典型剖面土壤（020cm）的有机质含量0.97%，全磷含量0.049%，全氮含量0.069%，PH值8.2。3）水资源该项目区所处潇河灌区，流域共有大小河流12条，分别是潇河、涂河、龙门河、圪塔河、牛耕河、麻海河、涧河、黑河、白龙河、泉子河、河口河、涑水河，据榆次市水资源管理委员会的资料，该井灌区所在地榆次区水资源总量为1

35、3118万m3，其中地表水资源总量为5400万m3，地下水资源总量为9416万m3，重复量为1698万m3。人均占有水资源量为290万m3，只有全国占有量的12.6%，全省人均占有量的62.2%。亩均拥有水资源量为193 m3，只有全国亩均占有量的10.7%，全省亩均占有量的77.8%。此外，还有榆次城区经处理的污水500万m3。2.2水利工程概况2.2.1渠灌工程概况该灌区属潇河灌区范围，渠灌灌溉水源的主体为潇河来水。潇河系汾河的第二大支流，发源于昔阳县沾尚乡马道岭，流经寿阳、榆次、太原的小店、清徐等市县，在太原市小店区洛阳、南马村间汇入汾河，全长137km，流域面积3720km2。潇河灌区

36、取水枢纽位于榆次区东南源涡村，属于低坝引水枢纽。枢纽之上流域面积3090km2。潇河多年平均径流量13100万m3，年平均实际引用量2800万m3。该灌区渠道引水枢纽工程兴建于1951年，1962年又修复改造。枢纽由混凝土滚水坝、南北冲沙闸及南北引水闸组成。滚水坝全长347.2m，坝高3.25m，南、北冲沙闸各5孔，每孔净宽4.0m,总设计泄洪量500m3/s。南北进水闸设计引水流量分别为22.91m3/s和17.1m3/s。潇河灌区以潇河为界分为南北两个灌区。南岸灌区为民生灌区，北岸灌区为民丰灌区。本课题所选灌区位于潇河北岸的民丰灌区上游，属北干二支、三支、四支及中三支的灌溉范围。北干渠长1

37、7.4km、设计引水流量17.10m3/s、梯形断面、防渗长度13.25km，防渗段完好率36.39%（4.81km）。5条支渠总长度53.95km，其中防渗长度7.16km，完好防渗长度2.99km，完好率为41.8%；斗渠75条，总长138.2km ，农渠446条，总长359.40km。斗农渠全部为土渠。民丰灌区共有渠系建筑物3233座，其中干渠建筑物52座，完好率73%（38座），支渠建筑物246座，完好率66%（162座）。斗农渠建筑物293座。潇河灌区具有悠久的灌溉历史，灌溉渠系完整，干、支、斗、农、毛五级灌溉渠系配套。由于骨干渠系建筑物多数修建于20世纪50年代，部分年久失修，老化

38、严重，设备破损，在行水过程中常出现阻水、启闭不灵等现象，影响了灌区的正常输水，造成水资源的浪费。2.2.2井灌工程概况截止目前，灌区共有灌溉机井451眼，其中出水量大于30m3/h的机井110眼，占24.4%，出水量在2029m3/h之间的机井169眼，占37.5%，出水量在1019m3/h之间的机井109眼，占24.2%，出水量小于10t的机井63眼，占13.9%。日提水估计可达20万m3。现有井中有约50%为20世纪5070年代成井的大锅井，成井技术落后，井深小，单井出水量小，尚有近20%的井由于成井技术等方面的原因，出现大量引沙问题。有4050%的井需要更新改造。灌区95%的井灌渠道管道

39、系统与洪灌渠系分离，平行布设，很少有清洪共用渠道。但其布置服从洪灌渠系等框架。除现有的管灌管网外，井灌明渠的防渗率可达50%左右。但由于冻胀、维修跟不上等方面的原因，防渗损害严重。2.2.3排水工程概况项目区地形平坦，当地径流及城区污水通过退水区向项目区外排放。骨干排水沟道有榆次区一退、榆次区二退、使赵退水、主干退水。地面排水系统基本健全，但标准较低，特别是20世纪70年代以后，由于井灌井排使区域地下水位下降。地面涝灾威胁较小，致使区内地面排水系统维修跟不上，退排水沟道淤积较为严重，存在着一定的隐患。2.2.4节水工程概况项目区节水灌溉从20世纪90年代初开始发展，特别是高效用水模式与产业化示

40、范工程实施以来，已发展节水灌溉面积52000亩，其中喷灌面积8000亩，微灌面积1000亩，管灌面积43000亩。已埋设各种地下输配水管道110.996km，其中固定式喷灌管道8.108km，管灌管道80.03km，滴灌管道1.1km ，半固定式喷灌管道20.528km，微灌管道0.9km。拥有移动喷灌机组39台，井灌渠道防渗长度14.676km。表面上看，项目区节水灌溉面积较大，但由于工程建设标准低，管理不善等方面的原因，实际的节水灌溉水平还很低，管灌面积上的管网密度仅为3.24m/亩，离国家610m/亩的要求尚有较大差距。目前，所铺设管道的大部分用来解决无井地块灌溉水的远距离输送，或小流量

41、井之间的并联，管灌面积的实际管网密度比3.24m/亩还要低。另外，管灌面积上的畦长仍与洪灌条件下的畦长一致，一般长度在150220m之间，导致田间水利用系数仅达0.5左右。2.2.5灌溉用水概况项目区灌溉水源有洪水、城市污水和地下水三种水源。潇河灌区的水源工程为无调节引洪灌溉工程，灌水总面积33.24万亩，多年平均引洪量2800万m3，亩均洪灌水量84m3/亩，项目区地面水年用水量（洪水+污水）为1100万m3，亩灌水定额按150m3/亩计，地面水的年平均灌溉次数为1.2次。亩均毛用水量180m3/亩。据调查统计，项目区年地下水灌溉用量在1000万m3左右，亩均160170m3/亩，灌水次数2

42、3次。两项合计亩均灌水量为350m3/亩，从用水总量上看，项目区目前的地面水和地下水用水比例为1:1左右。项目区目前属于井渠结合灌溉类型，但它是在纯引洪灌区的基础上发展起来的，从灌溉工程的布局上看，以洪灌渠系为骨架；从微地形变化上来看，项目区大多数地块洪灌渠道双向控制，渠道所在地地形高，向两侧倾斜；从田面工程看，畦埂高大，畦宽46m居多，更有甚者畦宽可达10m以上，畦长在150220m之间。2.3 农业生产及社会经济概况2.3.1 农业生产概况项目区主要以农业为主，农业以种植业为主，主要种植作物为小麦、玉米、棉花、蔬菜，小麦的种植面积约占42%45%；玉米的播种面积约40.1%44.1%；棉花

43、的种植面积4%6%；蔬菜等经济作物播种面积约26%32%，其它豆类等种植面积约为5%8%，复播指数接近30%，种植模式为：小麦复播豆类、蔬菜，次年种玉米，玉米收割后种小麦，这样一种种植模式。作为太原市和晋中市两大城市的菜篮子基地，近年来，设施农业得到了长足的发展，大棚、温室集中连片已经成为当地农业的支柱性产业，是当地农业的一大特色。农业灌溉基本靠地下水源，近年来发展了为数不少的喷灌、管灌等节水农业面积，地表水主要引用潇河来水。潇河灌区始建于20世纪50年代，没有调蓄能力，多年平均径流量为1.27亿m3，一般集中在汛期，属于比较典型的洪水灌区，灌区多年平均引水量为4545万m3，洪灌次数平均为0

44、.9次。2.3.2 社会经济概况榆次区为山西省“全省超前发展改革试点”县市之一，其模式为“轻纺型”工业和“城郊型”农业协调并重，共同发展。全市国民生产总值达到24.88亿元，年均递增25.7%；财政总收入达到1.35亿元，年均递增18%；农村经济总收入达到63亿元，年均递增20%以上；农民人均纯收入达到3000元，为全区第一；粮食总产量1.7亿公斤，人均产粮660公斤；蔬菜产量达6.2亿公斤；综合经济实力在全省排名第三。近年来，榆次区把建设生态市放在首位，这个发展方向既遵循了可持续发展的原则，又符合山西省建设生态农业的总体技术路线，被国务院确定为首批3000个节水增产重点县（市）之一后，又被国

45、家环保局确定为全国56个县(市)生态示范市之一，被省政府确定为林业生态建设示范市和农业生态示范市。在城郊乡农业开发和产业化建设进程中，坚持因地制宜，发挥优势，大搞开发性项目，先后建成国家商品粮基地、北方旱作农业示范基地、北方淡水养鱼基地、高新技术示范基地、省级多样化果品生产基地、瘦肉型猪生产基地、无公害蔬菜生产基地、日光节能温室基地，有力地促进了农业产业化和农村经济的发展。粮食生产居全省十强县（市）之一；蔬菜生产连续六年夺全省之冠；禽蛋和肉类产量分别名列全省第三和第四；果品产量居全区第二。乡镇企业营业收入、农村经济总收入、农民人均纯收入、农村经济综合实力等主要指标均排名全省十强之中，被省委、省

46、政府命名为全省首达小康市。示范区选择在张庆乡演武村和郭家堡王村、近城，其社经情况见表2-1。表2-1 示范区基本情况表Table 2-1 Demonstration area in Table 村名人口耕地（亩）其中水地（亩）粮田面积（亩）经济作物面积（亩）总产（万kg）亩产（kg）农村经济总收入（万元）人均收入（元）合计6823102471024770995240342.2488183583448演武1905335433541599226576848043323197王村26884230423042001175199.147459462797近城2230266326631300180066.

47、3510808034672.4水资源可持续利用与节水增产方略概况2.4.1 水资源可持续利用概况水资源持续利用强调的是水资源持久地利用，不仅要满足当代人的用水需求，而且又要为后代人继续利用创造条件，维持世世代代的持续利用。根据我国人口、经济的增长、生态环境的恶化，以及水资源紧缺和贫乏等基本国情，决定了水资源的开发利用必须走保护生态环境、保护水资源、合理利用和节约水资源的持续发展道路。因此，水资源持续利用是区别于传统资源利用的一种改革和新模式，是可持续的水资源开发、利用、保护和管理综合一体化的总称。根据水资源可持续利用的这一基本内涵，结合项目区在水资源利用中存在的问题，提出项目区水资源可持续利用方略：1)节水灌溉是水资源持续利用的基础。项目区多年平均降水量为436mm，降水量少且年际及年内分布极不均匀，具有夏秋多、冬春少、丰枯年悬殊的特点。年内降水多集中在69月份。绝大多数作物都需要不同程度的灌溉。干旱缺水限制了灌溉，也限制了农业和农村经济发展。项目区干旱缺水的现状决定了农业发展必须走节水的道路。目前水资源的紧缺，除与水资源本身特性有关外，还与水资源的浪费有关。农田灌溉用水是农业的主要耗水对象，农田灌溉用水占农业总用水的比例始终保持在90%以上的水