宗希宇，杨 磊

（1.河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司，石家庄 050000；2.河北省水利工程局集团有限公司，石家庄050000）

1 概况

七一灌区建于1974年，1976年通水正式投入运行，位于河北省张家口市涿鹿县桑干河南，河北省西北部永定河上游，北京市西北部。灌区西起与宣化区接壤的石湖沟，东至五堡镇的代家沟，南至石门沟口，北至桑南一干渠。

七一干渠取水水源为桑干河河道，渠首自桑干河引水，末端尾水排入代家沟河。灌区现状需水量主要为农业用水。灌区控制面积4573hm2，有效灌溉面积3933hm2，实灌面积3527hm2，其中自流灌溉面积2557hm2，扬水灌溉面积970hm2。

受建设年代的技术水平、财力、物力等因素影响，工程标准低，质量差，灌区各级渠道及渠系建筑物配套不完善，灌溉水利用系数低，水资源浪费严重；田间工程配套不完善，灌水技术落后，用水户未树立正确的节水意识；灌区计量设施不健全，用水难以控制；灌区缺乏现代化管理手段，管理水平有待提升等问题。

为全面贯彻执行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的“十六字”治水思路，完成永定河综合治理、生态修复农业节水任务和目标，增加永定河生态用水，解决灌区目前存在的主要问题，加快农村经济发展，增加农民收入，实施张家口市涿鹿县七一灌区节水综合改造工程是十分必要的。

2 节水目标

本项目以2019年水利部办公厅印发的《永定河流域农业节水工程实施推进方案》（以下简称《推进方案》）中节水量要求为节水目标。根据《推进方案》中的河北省张家口市灌区节水综合改造工程建设任务，桑干河灌区地表水灌溉面积7333hm2，75%水平年计划节水量1371万m3，平均节水1869.45m3/hm2；本项目实施节水灌溉面积352.7hm2，按照平均节水1869.45m3/hm2，75%水平年需新增节水能力660万m3。

3 供需平衡分析

3.1 水平年及设计保证率

3.1.1 水平年

现状水平年为2018年，七一灌区节水综合改造工程自2020年开始建设实施，工期3年，2022年工程全部建设完成。

3.1.2 设计灌溉保证率

七一灌区是以旱作为主引洪淤灌的中型灌区。根据GB50288—2018《灌溉与排水工程设计标准》，对于干旱地区以旱作为主设计保证率可取为50%～75%；引洪淤灌系统的灌溉设计保证率取30%～50%，考虑到本项目的工程布局，不同作物生育期需水状况及群众灌水习惯，以及历年灌区续建配套和节水改造工程采用的设计保证率，确定七一灌区灌溉设计保证率P=50%。

3.2 可供水量分析

3.2.1 地表水可供水量

依据2015年1月5日河北省水利厅颁发的取水许可证（取水（冀）字【2015】第00030001号文）规定：涿鹿县七一大渠灌区管理委员会每年从桑干河取水1900万m3，取水地点位于桑干河西窑沟，取水用途为农业灌溉。

3.2.2 地下水可供水量

灌区范围内地下水包括桑干河地下潜流。根据《涿鹿县桑干河灌区骨干工程续建配套与节水改造规划》，其中桑干河片区地下水可开采量为1355万m3，均为生活用水。项目区地下水主要来源于河道的垂直补给和两侧山麓的侧向补给，地下水位比较稳定，根据观测资料分析，偏枯年份地下水无明显变化，渠道衬砌对地下水基本无影响。

根据上述分析，涿鹿县七一灌区农业灌溉可利用水总量为1900万m3，均为地表水。

3.3 需水量分析

3.3.1 农业种植结构和作物组成

七一灌区以市场为需求，近年逐步形成了以大田玉米为主要种植作物、以果树为辅的农业种植结构，现状灌区实际灌溉面积3527hm2，其中玉米2625hm2，果树902hm2，种植比例分别为74%及26%。作物为一年一熟种植模式，复种指数1.0。项目实施后，作物的灌溉面积及作物的种植比例均不发生变化。

3.3.2 灌溉定额计算

依据河北省地方标准DB13/T1161—2016《用水定额》，并参照河北省水利厅、河北省农业厅、河北省林业局关于颁布试行《河北省主要农作物灌溉定额》的通知（冀水农【2008】17号），综合分析确定主要作物净灌溉定额。

50%、75%水平年作物综合灌溉定额计算如表1。

表1 作物综合灌溉用水定额计算 单位：m3/hm2

3.3.3 灌溉水利用系数分析

现状条件下，根据七一干渠多年的实测资料及2020年秋季生态补水试验段的资料，可知干渠灌溉水利用系数0.79，支渠灌溉水利用系数0.87，斗渠灌溉水利用系数0.86，农渠灌溉水利用系数0.91，田间灌溉水利用系数0.80，综合可得灌溉水利用系数为0.43。

3.3.4 现状需水量计算

农田灌溉需水量指农田灌溉毛需水量，采用灌溉定额与灌溉水利用系数方法进行分析。经计算P=50%条件下，需水量1217万m3；P=75%条件下，需水量1387万m3。

3.3.5 现状供需平衡分析

根据水资源可利用量、灌溉需水量分析成果，对现状的水资源供需平衡进行分析如下：

七一灌区片区P=50%条件下，年可引用水量1900万m3，现状需水量1697万m3，供需对比余203万m3；P=75%条件下，现状需水量1943万m3，供需对比缺43万m3；不满足《永定河流域农业节水工程实施推进方案》75%水平年节水量660万m3的要求。

4 节水措施

4.1 工程节水措施

（1）骨干渠系（干渠、支渠）改造。本次设计对七一灌区范围内的干渠、支渠衬砌损坏段及土渠段进行防渗衬砌，减少渗漏，提高渠系水利用系数，节约用水。

（2）田间渠系（斗渠、农渠、毛渠）改造工程。本次设计对七一灌区范围内的斗渠土渠段进行防渗衬砌，对于灌溉示范区内的主要农渠、毛渠进行混凝土防渗衬砌，示范区果树设计为沟灌高效节水灌溉型式，提高渠系水利用系数。

（3）土地平整。通过对整个灌区实灌面积3527.33hm2范围内实施土地平整，可显著减少深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率，减少灌水量，达到节水的目的。

（4）渠系建筑物改造（隧洞、水闸、渡槽、农桥等）。对干渠16座隧洞进行加固，减少渗漏、增大其过流能力和输水安全。对灌区79座水闸进行改造，满足控制及测流要求。对干渠阻水严重的渡槽、农桥等建筑物进行改造。

4.2 管理节水措施

管理节水措施主要是通过建立流域上、下游水量交易、横向补偿平台；制定用水计划、合理分配水权；精准测控、节水奖补；充分挖掘田间节水潜力；建立一定奖补制度，激发管理人员节水积极性；成立专业维修队伍等措施实现节水目标。

4.3 项目实施后供需平衡分析

工程实施后，灌区的种植比例、灌溉定额均不发生变化。通过对干、支、斗、农渠渠道的防渗衬砌、土地平整及渠系建筑物的整修，工程完成后干渠灌溉水利用系数0.87，支渠灌溉水利用系数0.9，斗渠灌溉水利用系数0.9，农渠灌溉水利用系数0.95，田间灌溉水利用系数0.9，综合可得灌溉水利用系数为0.6。

根据水资源可利用量、灌溉需水量分析成果，对项目完成后的水资源供需平衡进行分析如下：

七一灌区片区P=50%条件下，年可引用水量为1900万m3，需水量1217万m3，可供水量能够满足用水需求，供需对比余683万m3。

七一灌区片区P=75%条件下，年可引用水量1900万m3，需水量1387万m3，可供水量能够满足用水需求，供需对比余513万m3。

4.4 节水评价分析

4.4.1 工程措施节水量分析

七一灌区现状渠系水利用系数0.54，田间水利用系数0.80，灌溉水利用系数0.43，通过对干、支、斗、农渠渠道的防渗衬砌、土地平整及渠系建筑物的整修，工程完成后渠系水利用系数提高0.67，田间水利用系数0.90，灌溉水利用系数提高至0.60，减少了沿途的水量损失，50%水平年节水量485万m3，75%水平年节水量555万m3。

4.4.2 管理措施节水能力分析

通过建立流域上、下游水量交易、横向补偿平台；制定用水计划、合理分配水权；精准测控、节水奖补；充分挖掘田间节水潜力；建立一定奖补制度，激发管理人员节水积极性；成立专业维修队伍等措施实现节水目标。管理措施节水能力200万m3。

4.4.3 节水评价分析

综合分析，工程措施实施完成，管理措施不断完善的情况下，50%水平年工程措施节水量485万m3，管理措施节水量200万m3，总计节水量685万m3；75%水平年工程措施节水量555万m3，管理措施节水量200万m3，总计节水量755万m3，满足《永定河流域农业节水工程实施推进方案》，75%水平年节水量660万m3的要求。

5 结语

七一灌区通过采取一定的工程措施与管理措施，节约了农业灌溉用水量，达到了《推荐方案》规定的节水指标660万m3，同时增大了桑干河下游的生态流量，改善了生态环境，推进了生态文明建设，但本次对作物需水量的研究，仅采用了传统定额方法，仍存在一定欠缺，后续会将彭曼法引入到灌区需水量的计算，进行对比分析。