灌溉水利用率测算及分析研究技术报告.docx
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灌溉水利用率测算及分析研究技术报告
江苏省农业灌溉用水有效利用系数
测算及分析研究
技
术
报
告
江苏省农村水利科技发展中心
河海大学
二○一○年一月
1.基本情况
1.1江苏省概况
江苏省位于我国大陆东部沿海中心,介于东经116°18′~121°57′,北纬30°45′~35°20′,地处江、淮、沂、沭、泗下游,东濒黄海,西连安徽,北接山东,东南与浙江和上海毗邻。
全省总面积10.26万km2,其中耕地面积7095.72万亩,有效灌溉面积5740.43万亩(2008年底统计数字)。
1.1.1地形地貌
全省地势西北高东南低,地面高程一般在2~40m(废黄河高程,下同),西北部最高达45m左右,东南沿海及里下河腹部最低地面高程仅1~2m。
地形以平原面积辽阔、地势低平、河网稠密、湖荡众多为特征。
平原洼地面积占全省总面积的68.8%,主要由苏北黄淮平原和长江三角州平原组成;低山丘陵占14.3%,主要分布在西南和北部地区,山势低缓,分布零散,高程一般在200m以下;湖泊水面占16.9%,主要有太湖、洪泽湖、骆马湖等大小湖泊以及石梁河、小塔山等大中小型水库。
平原是江苏省农业地貌的主体。
地面高程自西北部的45m逐渐至东南部的2m左右。
其中大部分高程在10m以下,5m以下面积的占总面积的58%。
苏北黄淮平原:
位于通扬运河以北,按沉积条件可分为沂沭河冲积平原、徐淮黄泛平原、里下河淤积平原和滨海沉积平原四片。
长江三角洲平原:
位于镇宁扬山丘区以东,通扬运河以南地区,包括长江冲积平原和太湖水网平原。
1.1.2水文气象
江苏省处于亚热带向暧温带的过渡性气候区,以淮河、灌溉总渠为界,南部属湿润的亚热带季风气候区,北部属半湿润的暖湿带季风气候区。
全省具有明显的季风环流特征,四季分明,夏季暖日多雨,冬季寒冷干燥,东部沿海地带具有一定的海洋性气候特点。
光、热、水资源丰富,年平均气温在15℃左右,夏季最高达40℃以上,冬季最低气温可达-20℃。
全年无霜期200~250d,如霜期在10月下旬至11月中旬,终霜期在3月中旬至4月中旬。
0℃以上作物活动积温为4900~5600℃。
0℃以上作物生长期的日照时数平均为2900~2240h。
多年平均干燥度,淮北地区为1.1~1.3,中部在1左右,南部在0.9~0.95之间。
全省年平均降雨量800~1100mm,但时空分布不均,从地域分布看,南部多于北部,南部多年平均降雨量1100mm,向北逐渐减少至800mm左右。
由于受季风气候的影响,年降雨量的季节变化较大,汛期(6~9月)降雨量约占全年雨量的60~70%,且多数集中于几场暴雨。
降雨年际变化比较大,全省面平均雨量丰水年可达1254mm(1954年),枯水年仅549m,单站最大达2253m(1965年大丰闸),最小为338m(1929年徐州)。
全省多年平均水面蒸发量900~1100mm,通南地区及本省南部较小,北部较大,大部分地区在1000mm左右。
全省多年平均径流深246mm,仅为降雨量的1/4,年际变化于150~400mm之间,多年平均径流量249亿m3。
1.1.3水资源状况
(1)地表水资源
全省多年平均降水量在800~1100mm,平均降水量均值为996mm,平均径流深246mm,地表水资源量249亿m3,其中淮河流域(含沂沭泗)150亿m3,长江(含太湖)流域99亿m3。
(2)地下水资源
全省地下水总补给量为151.77亿m3,矿化度小于2g/l的地下水淡水水资源量为120亿m3,其中淮河流域75亿m3,长江流域45亿m3。
地下水主要消耗于潜水蒸发,约占73%,开采量仅占6%左右。
全省淡水的可开采量为78.83亿m3,其中淮河流域48.38亿m3,长江流域15.97亿m3,太湖流域14.49亿m3。
全省多年平均水资源总量为326.95亿m3(若包括微咸水及咸水,则水资源量为347亿m3)。
人均水资源量为455m3,亩均水资源量为492m3,不足全国人均占有量的五分之一。
(3)外来过境水
我省承受江、淮、沂沭泗上中游近200万km2的来水,入境水量比较丰沛,多年平均入境水量10254亿m3,其中长江流域9815亿m3,占总量的95.7%,淮河流域439亿m3,占4.3%。
表1-1江苏省入境水量统计表
单位:
亿m3
水系(流域)
长江
淮河
沂沭泗
长江流域诸小河
淮河流域诸小河
全省
多年平均值
9730
307
106
85
8
10254
(4)水资源特点
我省水资源分布特点:
时空分布不均,表现为南部降雨量多,北部降雨量少,年际变幅大,多年平均降雨量800—1100mm,其中60%—70%集中在汛期6—9月的几场暴雨。
旱年雨量常减少至500—600mm,除田间直接取用有效雨量外,由于平原地区拦蓄条件差,本地径流只能拦蓄利用10多亿m3。
地下水主要分布于徐淮地区西部,可开采量约7亿m3。
淮河、沂沭泗过境水总量不少,淮河最大年径流量达800亿m3,最小年径流仅28亿m3,相差28倍,由于年际年内来量变幅较大,加之我省调蓄湖库容量有限,正常年景仅能利用来量的20%—30%,约100—130亿m3,干旱年景常常断流,因而这部分水资源常称为“可用不可靠”。
长江水量丰沛且稳定,多年平均径流达9730亿m3,最枯年份也有6320亿m3,是我省较稳定可靠的灌溉水源。
(5)现状水资源开发利用情况
通过数十年水利建设,我省已形成较完整的蓄、引、提、调供水系统,促进了全省国民经济的发展。
江水北调工程,对发展淮北地区工农业生产及国民经济的持续发展具有不可缺少和不可替代的作用。
丘陵山区水库、塘坝的修建,改变了山丘区干旱面貌,提高了水资源的利用率。
但由于国民经济的迅速发展,工农业用水量已明显增大,特别是工业发达地区的工业用水量的比例已扩大,在偏丰和平水年份,淮河及太湖上游的入境水量仍然是供水的重要组成部分,干旱年份日益依赖于引江水补给。
我省大部分为平原区,缺乏建造高坝、大库的条件,虽然境内水面积比重很大,但水位变幅小,调节能力低,排涝时大量排水,干旱时又无水可用,不能充分做到以丰补枯。
地表水资源人均占有量低于全国人均占有量的1/4,同时,我省人口密集,土地利用率高,工业生产发达,目前水资源供需矛盾仍很突出,需要进一步加强节水管理,更好地开发利用水资源。
1.1.4土壤状况
江苏土壤种类繁多,根据利用特点,可归纳为水田土壤、旱地土壤、林地土壤及荒地土壤等四大类。
(1)水田土壤。
主要分布在灌溉总渠以南。
随着淮北地区旱改水的发展,逐步向北扩大。
水田土壤包括黄泥土、淤泥土、青泥土、黄白土及盐砂土等类型。
黄泥土主要分布于太湖平原,淤泥土分布于沿江圩区,青泥土分布于里下河及太湖洼地,黄白土分布于丘陵区的水稻田,盐砂土分布于沿海地区水稻田。
(2)旱地土壤。
主要分布于淮北地区、沿海垦区和通南高砂土地区。
旱地土壤包括黄潮土、砂僵黑土、棕潮土、灰潮土、包浆、黄僵土及黄刚土等类型。
黄潮土分布于废黄河冲积层。
砂僵黑土主要分布于蔷薇河两岸及邳苍边界洼地,棕潮土分布在骆马湖以北为沂沐河冲积土,灰潮土分布于沿海垦区,包浆土、黄僵土和黄刚土分布于丘陵旱地。
(3)林地土壤。
主要有棕壤、淋溶褐土、黄棕及黄壤等。
棕壤分布于徐州东部山区,淋褐土分布于西部山区,黄棕壤分布于宁镇扬山丘区,黄壤土分布于宜溧山区。
(4)荒地土壤。
主要有沼泽土和滨海盐土。
沼泽土分布于湖荡洼地,滨海盐土主要是海堤内外的重盐土。
1.1.5社会经济及农业生产概况
据《江苏省统计年鉴》(2008底),全省设13个省辖市,52个县(市),54个市辖区和1039个乡镇。
2008年底全省总人口7676.50万人,其中城镇人口4168.48万人,乡村人口3508.02万人。
人口密度748人/km2,是全国人口密度最高的省份。
全省在推进科学发展上取得明显成效,综合实力显著增强。
2008年实现地区生产总值30312.61亿元,比上年增长17.72%。
人均地区生产总值39622元。
据2008年统计,全省粮食总产量3175.49万吨,实现农业总产值3590.64亿元,农村居民纯收入7357元。
农业生产条件改善,水利工程建设进一步加强,全省农田有效灌溉面积达5740万亩;新增节水灌溉面积18.27万亩;年末全省农业机械总动力3392.0万kW,比上年末增长2.7%。
1.2江苏灌区发展概况
1.2.1灌区土地利用现状
全省总面积10.26万km2,现有耕地7095.72万亩,其中水田面积4424.07万亩,旱地面积2671.65万亩。
全省有效灌溉面积达5740.43万亩,占耕地面积的80.9%。
农作物总播种面积11111万亩,复种指数1.79,其中水稻播种面积3342.11万亩;三麦播种面积3306.08万亩;经济作物及其它作物播种面积4462.81万亩。
截至2008年底,江苏省共有大中小型及井灌区40538个,灌区有效灌溉面积5707.72万亩。
其中大型灌区29个,有效灌溉面积1069.39万亩,占全省有效灌溉面积的18.7%;中型灌区175个,有效灌溉面积1275.80万亩,占全省有效灌溉面积的22.4%;小型灌区26615个,有效灌溉面积3287.79万亩,占全省有效灌溉面积的57.6%;纯井灌区13719个,有效灌溉面积74.74万亩,占全省有效灌溉面积的1.3%。
如图1-2所示。
1.2.1.1大型灌区
截至2008年底,江苏省被列入国家大型灌区续建配套节水改造规划的30万亩以上大型灌区为29处(《全国大型灌区续建配套与节水改造规划报告》(水规计【2001】514号)),设计灌溉面积为1326.5万亩,有效灌溉面积为1069.39万亩。
表1-3大型灌区基本情况表
序号
灌区名称
所属县市区
设计灌溉面积
(万亩)
有效灌溉面积
(万亩)
1
三层灌区
滨海
76.2
34.0
2
小塔山灌区
赣榆
30.3
30.3
3
沿运灌区
江都
30.3
26.0
4
楚州渠南灌区
楚州
66.5
53.4
5
清水坝灌区
盱眙
39.8
31.8
6
白屈港灌区
江阴
35.1
33.8
7
石梁河灌区
赣榆
40.6
35.0
8
竹络坝灌区
淮阴
31.6
23.6
9
阜宁渠南灌区
阜宁
56.2
46.0
10
堤东灌区
东台
136.8
87.8
11
城黄灌区
泰兴
32.0
30.6
12
涟东灌区
涟水
32.4
31.3
13
涟西灌区
涟水
30.8
26.5
14
洪金灌区
洪泽金湖
35.8
34.2
15
淳东灌区
高淳
31.0
29.3
16
高邮灌区
高邮
63.2
58.9
17
如海灌区
如皋
31.0
30.5
18
淮涟灌区
淮阴
30.8
26.0
19
来龙灌区
宿豫
49.4
38.4
20
皂河灌区
宿豫
34.4
34.4
21
运南灌区
泗阳
51.8
40.0
22
周桥灌区
洪泽
32.0
25.9
23
五岸灌区
射阳
45.0
21.0
24
船行灌区
宿豫
32.0
31.4
25
众程灌区
泗阳
34.1
27.3
26
沭新渠灌区
东海
47.8
37.8
27
沭南灌区
东海
48.0
45.8
28
柴塘灌区
沭阳
42.4
35.0
29
沂北灌区
沭阳新沂
79.2
63.4
合计
1326.5
1069.39
1.2.2.2中、小型灌区
中型灌区175个,有效灌溉面积1275.80万亩。
其中提水灌区127个,有效灌溉面积847.67万亩;自流灌区48个,有效灌溉面积428.13万亩。
其中我省79个重点中型灌区(5~30万亩)基本情况如表1-4所示。
小型灌区是指灌溉面积不足1万亩,且以地面水为水源的灌区。
目前江苏省有26615个小型灌区,有效灌溉面积3287.79万亩,占全省有效灌溉面积的57.6%,是江苏省灌区中数量最多,灌溉面积最大的灌区。
纯井灌区是指以井水为水源的灌区。
我省纯井灌区主要分布在淮北地区,尤其是徐州的丰县、沛县以及新沂市,单个灌区的面积一般不大,多采用节水灌溉模式。
表1-4中型灌区基本情况表(5~30万亩)
序号
灌区名称
所在县区
取水形式
耕地面积
(万亩)
设计灌溉面积
(万亩)
有效灌溉面积(万亩)
一
淮安市
168.91
157.35
135.51
1
蛇家坝灌区
清浦区
自流
10.7
10
8.5
2
顺河洞灌区
清浦区
自流
12.1
11.5
9.7
3
临湖灌区
淮阴区
提水
21.04
20
15.93
4
渠北灌区
楚州区
自流
29.5
29.5
26.3
5
运西灌区
楚州区
提水
21.71
21.71
19.4
6
涟中灌区
涟水县
自流
25.72
21.2
18.38
7
淮南圩灌区
金湖县
自流
16.44
16.44
14.8
8
桥口灌区
盱眙县
提水
11.6
10.8
8.3
9
河桥灌区
盱眙县
提水
8.6
6.2
5.4
10
姬庄灌区
盱眙县
提水
11.5
10
8.8
二
连云港
142.81
138.53
108.23
1
涟中灌区
灌南
提水
24.42
24.42
22.7
2
古城站灌区
赣榆
提水
8.1
7.2
6
3
安峰山灌区
东海
提水
12.5
10.7
5
4
叮当河灌区
灌云
提水
22.1
22.1
17
5
官沟河灌区
灌云
提水
27.2
27.2
22
6
灌北灌区
灌南
提水
18.75
18.75
13.19
7
淮涟灌区
灌南
提水
11.55
10.4
9.66
8
沂南灌区
灌南
提水
7.39
7.39
4.71
9
柴沂灌区
灌南
提水
5
5
3.03
10
柴塘灌区
灌南
提水
5.8
5.37
4.94
三
宿迁市
173.64
152.53
124.86
1
嶂山灌区
宿豫区
提水
7.9
6.5
4.3
2
柴沂灌区
沭阳
自流
22.53
17.62
11.87
3
淮西灌区
沭阳
提水
26
24.1
24.1
4
古泊灌区
沭阳
自流
21.1
18.96
14.87
5
新北灌区
沭阳
自流
12.7
12.7
12.5
6
沙河灌区
沭阳
结合
35.5
25.4
23.67
7
龙河灌区
宿城区
提水
5.5
5
4.5
8
新华灌区
泗阳
提水
21.66
21.5
15.05
9
重梅灌区
泗洪
提水
8
8
5
10
蔡圩灌区
泗洪
提水
12.75
12.75
9
四
盐城市
240.13
216.86
145.48
1
江界河灌区
大丰
提水
43.18
29.07
19.4
2
南干灌区
滨海
结合
21.76
20
14
3
陈涛灌区
滨海
自流
23.99
23.99
20.8
4
张弓灌区
滨海
提水
26.61
22
20.2
5
黄响河
响水
提水
26
26
16.5
6
大寨渠
响水
提水
12.5
12.5
8
7
六套干渠
响水
结合
24.6
24.6
13
8
淮北干渠
响水
结合
9.8
9.8
4.53
9
渠北灌区
阜宁
结合
11.99
9.2
8.7
10
川南灌区
大丰
提水
15.6
15.6
6.85
11
双南干渠
响水
结合
24.1
24.1
13.5
五
扬州市
140.38
131.51
112.59
1
泾河灌区
宝应
自流
13.41
13.41
9
2
庆丰灌区
宝应
自流
19.71
19.71
12.65
3
永丰灌区
宝应
自流
28.29
20.96
18.5
4
塘田灌区
仪征
结合
8.04
6.5
5.8
5
汉留灌区
高邮
提水
13.1
13.1
12.65
6
三垛灌区
高邮
提水
11.63
11.63
11.3
7
向阳河灌区
高邮
提水
16.18
16.18
14.56
8
司徒灌区
高邮
提水
19.82
19.82
18.83
9
临城灌区
宝应
自流
10.2
10.2
9.3
六
泰州市
38.1
36.3
34.2
1
黄桥灌区
泰兴
提水
25.8
24
21.9
2
孤山灌区
靖江
提水
12.3
12.3
12.3
七
徐州市
210.46
195.44
157.98
1
凌城灌区
睢宁
提水
24.72
24.72
23.2
2
苗城灌区
丰县
提水
14.75
14.2
12
3
邳城灌区
邳州
提水
21
17.1
16.3
4
冠婴灌区
沛县
提水
10.5
10.37
10.32
5
候阁灌区
沛县
提水
14.5
14.21
13.73
6
邹庄灌区
沛县
提水
10.1
9.98
9.98
7
高阿灌区
新沂
结合
12
10.5
7.3
8
棋新灌区
新沂
结合
17.74
16.46
6.35
9
庆安灌区
睢宁
提水
24.15
24
23.2
10
大沙河灌区
丰县
自流
13
12.5
12
11
运南灌区
铜山
结合
19
12.4
6.6
12
王山站灌区
铜山
提水
29
29
17
八
南通市
56.42
51.22
47.31
1
焦港灌区
如皋
提水
22.4
20.6
17.8
2
红星灌区
海安
提水
9.02
9.03
7.56
3
九洋灌区
如东
提水
25
22.59
21.95
九
无锡市
20.24
15.25
15.15
1
宝寿河灌区
宜兴
提水
11.11
7.9
7.8
2
殷村港灌区
宜兴
提水
9.13
7.35
7.35
十
镇江市
54.63
49.9
39.55
1
长山灌区
丹徒
结合
9.5
8
6.5
2
北山灌区
句容
结合
16.5
15.2
13.5
3
赤山湖灌区
句容
结合
28.63
26.7
19.55
全省合计
1245.72
1144.89
920.86
1.2.2“十一五”期间重点农田水利工程建设
“十一五”期间(截止2008年底),全省重点农田水利工程累计投入省以上资金32.98亿元,完成县乡河道疏浚土方69011万方、村庄河塘疏浚整治土方60043万方;完成灌区续建配套及节水改造工程56处;解决了农村309万人的饮水不安全问题。
2.立项背景
农业是江苏省第一用水大户,其用水量占全省总用水量的60%左右,农业节水是建设节水型社会的首要内容。
农业用水中,97%以上用于农田灌溉,灌溉用水量是水资源规划与水利工程建设必须考虑的主要因素。
在作物布局确定的基础上,灌溉用水量主要取决于灌溉水利用系数(IrrigationWaterUtilizationEfficiency,IWUE),IWUE是灌区规划、设计和水资源调配的最基础数据之一。
无论大型水利工程规模的确定,区域水资源的配置,乃至一般灌溉工程的规划设计,无不需要IWUE作为基础资料,因此,准确测定IWUE具有非常重要的现实意义和农村水利研究价值。
IWUE是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与渠首引进的总水量的比值。
它反映全灌区渠系输水和田间用水状况,是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用效率的一个重要指标,能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。
2.1研究目的及意义
2.1.1IWUE是国民经济和社会发展的重要指标之一
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将资源利用效率显著提高作为经济社会发展的主要目标之一,明确要求到“十一五”期末全国农业灌溉用水有效利用系数提高到0.5(预期性指标)。
《全国水利发展“十一五”规划》明确将节水灌溉作为“十一五”水利发展的主要目标,确定到2010年全国农业灌溉用水有效利用系数提高到0.50左右。
为适应“十一五”期间乃至今后节水灌溉快速发展的新形势和节约型社会建设的要求,科学评价“十一五”农业灌溉用水效率与灌溉节水潜力,开展IWUE测算分析具有十分重大的意义。
2.1.2开展IWUE测算分析是完成水利部工作任务的需要
2006年12月,水利部下发了《关于开展“十一五”全国农业灌溉水利用系数测算分析工作的通知》(水农【2006】617号),全面部署开展全国“十一五”农业灌溉水利用系数测算工作,旨在摸清全国农业灌溉用水有效利用系数现状并跟踪测算分析“十一五”期间变化情况,深入分析灌溉用水有效利用系数的影响因素及其程度,研究全国及分区灌溉的节水潜力,提出对策措施,为科学制订水利发展“十二五”规划提供基础依据。
水利部明确要求此项工作历时5年,分两步完成。
第一步,2006年6—12月,完成省级现状农业灌溉水利用系数分析成果报告;第二步,2007年1月—2010年12月,跟踪分析2007—2010年各年度IWUE变化情况并最终完成省级IWUE测算成果报告。
2.1.3开展IWUE测算分析是新形势下江苏农村水利发展的要求
我省农村水利基本建设一直在全国处于领先地位。
自1999年以来我省各级水利部门在党委、政府的正确领导下,广泛发动和组织群众,进行了大规模的灌区改造和节水灌溉技术推广,灌水方法有所改进,渠系防渗率逐年提高,节水灌溉面积和作物的种植结构也有了明显变化,农业灌溉水利用系数已随之有了显著提高。
原来零星测试的IWUE成果已经不能满足当前灌排工程和水资源规划的的需要,迫切需要通过试验和实测提供科学数据。
因此,开展农业灌溉水利用系数测算分析研究工作是十分必要的。
2.1.4IWUE是我省农村水利建设绩效评估的重要指标
我省农村水利建设近几年虽然取得了很大的成效,但离全省发展需求、确保粮食安全、发展现代农业、建设社会主义新农村还有一定的差距。
据统计,截止2008年底,全省节水灌溉工程控制面积2135万亩,仅占有效灌溉面积的37%;全省农村
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