青铜峡灌区水土资源平衡分析的探讨
作者：雷志栋1 苏立宁2 杨诗秀1 哈岸英2
简介： 本文根据青铜峡灌区四水转化的特点和灌区规划的要求，提出灌区节水改造规划的水土资源平衡应进行水资源的3个平衡分析，即水资源供需平衡分析，引水、耗水与排水平衡分析，水资源耗水平衡分析.水资源的3个平衡分析的目标与内容不同，但科学基础与依据都是灌区的四水转化关系
关键字：灌区规划 四水转化 水资源供需平衡
基金项目：水利部大型灌区节水改造专题研究；国家自然科学基金(59839320)资助
随着我国西部大开发战略的实施，水资源的合理利用与优化配置成为其可持续发展的重大问题[1～3].本文结合青铜峡灌区的节水改造规划，对干旱半干旱地区的大型灌区的水土资源平衡的有关问题进行讨论.青铜峡灌区地处宁夏银川平原，属黄河河套(前套)平原的重要组成部分.灌区总土地面积6239km2，现状灌溉面积33万hm2，灌区涉及宁夏的3个地级市及11个县(市、区)，是自治区人口集中地与工农业发展精华地区.青铜峡灌区建设发展历史悠久，但工程老化失修，渗漏严重，水资源利用率低，平均灌溉水利用系数只有0.38，水分生产率只有0.62kg/m3.青铜峡灌区现状引水量、耗水量约占宁夏引黄灌区的80%左右，也是节水潜力最大的地区，应制定灌区改造规划，积极进行灌区的节水建设，把青铜峡灌区改造成为面向二十一世纪节水高效的新型灌区.
1 青铜峡灌区四水转化特点与水土资源平衡分析
1.1 灌区四水转化与特点 水土资源平衡分析是灌区灌溉规模论证的主要依据.灌区的四水——地表水、土壤水、地下水、大气水(降水与蒸发)——的转化关系[4,5]是灌区水土资源平衡分析的科学基础与依据.青铜峡灌区四水转化模式如图1.
本文以下将灌区作为一个整体，根据用水与耗水的性质和特点，将灌区划分为5个单元，即农田灌溉单元(人工灌溉的耕地、林地与草地)、工业用水单元、城乡用水单元、人工环境生态用水单元、自然生态耗水单元.青铜峡灌区的四水及其转化简要说明如下.
图1 青铜峡灌区四水转化与水资源供需平衡概念
①地表水是指灌区引用的黄河水、降水形成的地表径流和灌区排水.引用的黄河水在渠道输水过程中，通过蒸发渗漏转化为大气水、土壤水和地下水.降水形成的地表径流一般难以利用、直接由排水沟排出.
②地下水来源于地表水与降水的入渗补给、灌区外的(山前)侧渗补给，其消耗为通过潜水蒸发补充非饱和带的土壤水、通过侧渗以地下水的形式排入黄河、通过抽水作为工农业的用水水源、通过越层入渗补给深层地下水.
③土壤水是四水转化的中心环节，来源于地表水的入渗与地下水的潜水蒸发补给.土壤除少量补给地下水外、主要转化为大气水、消耗于蒸发蒸腾.
④大气水指降水与蒸发蒸腾的水量.灌区的降水除少量入渗补给地下水和排水外，直接蒸发消耗掉.各个单元的蒸发蒸腾总量是灌区最终的水资源消耗量.
根据自然条件与水资源利用现状，青铜峡灌区的四水转化有以下特点.
①灌区年降水量仅180～220mm，而水面蒸发量达1000～1550mm.当地地表水资源量约为1.25亿m3，降水与山前侧渗的地下水补给量约为0.95亿m3.降水在灌区的四水转化中的作用处于次要的地位.灌区的生存与发展完全依靠黄河水的引用，现状引黄河水量60～70亿m3.
②灌区内四水转化复杂，特别是地表水与地下水的转化量大、转化频繁.
③灌区土地资源丰富，分布有大片的荒地，并形成灌区内的自然生态景观.在灌区水资源可利用量一定的条件下，社会经济用水与生态环境用水存在着激烈的矛盾.