张家口坝上地区农业高效用水区域规划建议方案.docx

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张家口坝上地区农业高效用水区域规划建议方案

张家口坝上地区农业高效用水

区域整体推进规划

建议方案

国家节水灌溉工程技术研究中心（新疆）

新疆天业（集乡）有限公司

河北盛华化工有限公司

2011年3月

前言

我国是一个农业大国，农业始终是我国民经济的基础。

随着近年来我国国民经济的不断发展，农业在国民经济中的比重大大下降，但农业在国民经济中的基础地位并没有改变，促进农业现代化仍然是一个重要的命题。

如何促进农业的现代化发展呢？

传统的高投入、高产出、低效益模式也基本发挥到了极致，而且其可持续性也受到质疑。

为此，我们结合新疆石河子膜下滴灌技术推广历程，提出一种全新的农业现代化思路，以期在《张家口坝上地区农业高效用水区域整体推进规划》的基础上，为张家口农业现代化发展提供一个新的发展道路。

滴灌技术的出现已有半个世纪的历史，是世界上公认的最先进的节水技术，但由于其高投入使用户对其使用望而却步，有“贵族农业”之称。

即使在发达国家美国、西欧，该项技术也仅用于水果、蔬菜等高附加值作物。

1996年，天业集乡为主导，新疆石河子市从以色列引进了该项技术，本着开发的成本低、性能好、农民用得起的“天业滴灌系统”经过十多年的实践，使该项技术走向大田，并大获成功，在全国累计推广近1400万亩，并走向世界。

在开发低成本大田滴灌技术思路的主导下，大田滴灌技术有效节约了水资源，同时引发了农业生产生活的一系列革命性的变化。

大田膜下滴灌技术，是针对干旱区降水少、蒸发大、盐碱化突出等问题而采用的一项节水技术，是把工程节水—滴灌和农业节水—覆膜栽培两项技术集成的一项崭新的农业节水技术，具有可控性、基础性和战略性。

其关键技术是把滴灌带（毛管）铺于地膜之下，同时嫁接其他有关技术和管道输水技术以及水资源可持续利用的供水技术，构成大田膜下滴灌系统工程。

本建议方案相关数据如蔬菜膜下滴灌灌溉定额、产量等，采用2006年新疆天业集乡在张家口尚义县试验示范5000亩蔬菜膜下滴灌的一手数据。

数据显示，在本地区实施膜下滴灌，具有“一个减少、四个节约、五个提高”的突出优点：

能减少病虫害30%左右的发生率；节约水资源，比大水漫灌、防渗渠灌、管灌、喷灌亩均节水82%、77%、73%和42%；节约肥料约30%；节约电费50-220元；节约用工费用合计246元；提高了蔬菜产量30%以上，提高正品率5-10%；劳动生产率提高80%；土地利用率提高了近6%；提高了土壤质量，改良土壤、压制盐碱；提高了经济效益，比喷灌和管灌分别高出174-1093元/亩。

膜下滴灌将为发展张家口的高效农业创造崭新的操作平台。

在节约0.23亿m3灌溉用水的条件下将目前有效灌溉面积从60万亩提高到113.29万亩，并且有利于农业种植结构调整，利于集约化经营。

希望本建议方案，能为该区域现代化农业发展带来新的思路，能够促进该区域现代化农业革命性飞跃。

第一章综合说明

1.1坝上地区概况

1.1.1地理位置

张家口坝上地区位于河北省西北部，包括康保、沽源、张北和尚义四县及察北、塞北两个管理区。

东与承德市丰宁县相邻，西、北与内蒙古自治区接壤，南与怀安县、万全县和崇礼县毗邻。

地理坐标东经113°50′～116°04′，北纬40°44′～41°32′，行政区划面积13816km2，占张家口市总面积36965km2的37.4%。

图1-1坝上地区行政区划图

1.1.2自然地理条件

坝上地区85%的地貌为坝上高原，属内陆河流域，面积11656km2，海拔一般在1300-1500m之间。

该地区属于寒温带半干旱大陆性季风气候，多年平均降雨量380mm，多年平均蒸发量1850mm。

年大风日65-70d，多年平均气温1.2-3.5℃，日平均温度大于0℃积温为2321.80℃，日平均温度大于10℃积温为1754.80℃，热量条件总体不高，作物易受春寒影响。

无霜期为90-107d。

土壤以栗钙土为主，多粗砂，养分含量低，保水、保肥能力差，氮、磷含量低且比例失调。

有内陆河、永定河、滦河和潮白河4个流域，其中内陆河流域面积11656km2，占坝上地区面积的85%，较大的内陆河有张北县的安固里河、尚义县的大青沟河、二龙河，沽源县的葫芦河和平定堡河。

滦河流域的闪电河流入内蒙古，潮白河流域发源于沽源县，向南流入赤诚，注入密云水库。

1.1.3社会经济

2009年坝上地区总人口108.64万人，其中农村人口89.07万人，占总人口的81.99%；人口密度78.63人/km2。

坝上地区属于农牧交错区，受自然条件限制，农牧业在国民经济中占有重要地位，工业基础薄弱，产品缺乏竞争力；按2005年不变价计算，张北、康保、尚义、沽源四县2009年农业产值分别占各县国内生产总值的31.92%、43.53%、43.58%和39.62%，农民年人均纯收入2801元。

1.1.4土地资源开发利用

坝上地区土地面积2124.96万亩，耕地面积559.73万亩，占土地面积26.34%，坝上地区土地利用现状见表1-2。

表1-1坝上地区土地利用结构现状表单位：

万亩

面积

张北县

康保县

沽源县

尚义县

察北管理区

塞北管理区

合计

土地面积

579

505

548

397

55.96

40

2124.96

耕地面积

151.1

143.74

144.0

99.23

10.61

11.06

559.73

牧草面积

159

155.8

202

55.6

23.23

18.23

613.86

林地面积

169

115.7

96

87.2

6.96

474.86

其他

99.9

89.76

106

154.97

22.12

3.75

476.51

1.1.5农业种植结构

坝上地区种植的农作物主要有春小麦、燕麦、亚麻籽、土豆、谷子、蔬菜等作物，见表1-2。

表1-2坝上地区农业种植结构现状表单位：

万亩

县（区）

蔬菜

谷物

豆类

薯类

油料

其他

合计

张北县

18.0

33.1

6.34

30.1

33

30.56

151.1

康保县

16.30

30.4

20.4

24.24

20.5

31.9

143.74

沽源县

19.49

51.5

13.9

20.4

8.0

30.71

144

尚义县

10.55

32.8

2.8

10.0

11.9

31.18

99.23

察北管理区

1.04

1.0

8.57

10.61

塞北管理区

0.11

1.82

2.1

1.24

5.79

11.06

小计

65.48

149.62

43.44

87.84

74.64

138.71

559.73

1.1.6水资源开发利用现状

根据2005年《张家口市坝上地区水资源可持续利用规划》结果，坝上地区水资源量详见表1-3。

表1-3坝上地区水资源总量表单位：

万m3

县名称

水资源

地表水资源

地下水资源

重复计算量

地下水资源可利用量

张北县

21117

4288

16829

3113

6561

康保县

11360

1377

9983

525

3252

沽源县

19658

3539

16119

3361

5029

尚义县

10271

4743

5528

2457

2110

小计

62406

13947

48459

9455

16953

地表水按30%可利用，坝上地区水资源可利用量则为2.1亿m3。

2009年坝上地区地下水年开采量为2.38亿m3，其中农业灌溉用水量达1.93亿m3，蔬菜用水量达1.9亿m3，占农业灌溉用水量的98％。

见表1-4。

表1-4坝上地区不同行业用水统计表单位：

万m3

县（区）名称

用水总量

地下水用量

其中

农业用水

工业用水

居民用水

张北县

6739.73

6639.68

5824.88

190.0

624.8

康保县

6848.78

6848.78

5840.6

282.7

725.48

沽源县

4420.0

4120.0

3350.0

100.0

670.0

尚义县

4276.0

3746.0

3360.97

91.93

294.1

察北管理区

1119.0

1119.0

850.0

221.0

48.0

塞北管理区

409.0

409.0

58.0

27.0

324.0

小计

23813.0

22883.48

19284.5

912.6

2686.38

坝上地区供用水之间的矛盾随着水资源的有限性和用水需求之间的膨胀而日益突出，水资源缺乏成为制约坝上地区农业发展的一大因素。

1.1.7节水灌溉工程

目前坝上地区节水灌溉工程主要类型有喷灌、低压管道输水、渠道防渗和膜下滴灌。

据统计，2009年坝上地区农业灌溉总面积为113.29万亩，其中节水灌溉面积54.35万亩（喷灌控制面积23.77万亩，膜下滴灌面积5.26万亩，管灌控制面积13.45万亩），详见表1-5，但通过实际调查，由于各类节水灌溉工程建成使用年限不同，部分工程由于达到或超过设计使用年限而部分失去使用功能，实际真正发挥作用的节水灌溉工程不足节水灌溉面积的一半，即真正有效灌溉面积不足60万亩。

表1-5张家口坝上区现状年节水灌溉统计

县名

灌溉面积（万亩）

灌溉方式

膜下滴灌（万亩）

喷灌（万亩）

管灌（万亩）

防渗渠

张北县

12.28

0.49

3.16

4.72

3.91

康保县

10.02

1.2

3.36

3.4

2.06

沽源县

12.14

1.2

7.03

1.8

2.11

尚义县

12.05

2.37

3.03

3.3

3.35

察北管理区

3.7

3.03

0.23

0.44

塞北管理区

4.16

4.16

小计

54.35

5.26

23.77

13.45

11.87

1.2规划建设规模

本规划实施面积113.29万亩，其中实施膜下滴灌工程92.32万亩（温室大棚膜下滴灌面积为16.29万亩，膜下滴灌露地蔬菜种植面积为43.7万亩，马铃薯和甜菜膜下滴灌32.33万亩），（原有利用）喷灌9.1万亩，（原有利用）防渗渠道灌溉11.87万亩，共计需水量为1.7亿m3。

1.3投资估算

工程总投资为6.06亿元，其中，设备及安装费用为5.5亿元，建筑工程及其他费用为0.56亿元。

2011年-2014年，每年实施20万亩，每年投资1.31亿元；2015年建设12.32万亩，投资0.82亿元。

1.4经济评价

本项目经财务评价：

财务内部收益率（税后）为215%，远高于财务基准收益率8%的水平，税后财务净现值为612462.48万元大于零，财务利润率为156.98%、财务利税率为105.18%。

说明该项目具有较好的盈利能力，风险承受能力较强，风险小，在经济上是完全可行的。

1.5实施建议

建议采用“设计—材料设备采购与供应—施工安装—运行指导”总承包合同方式，委托专业公司运作，承包商负责工程项目的设计、材料设备供应、施工安装和系统运行管理指导，对工程质量、安全、工期、造价全面负责。

投资以国家和地方政府为主导，地下管网及首部设施由国家和地方政府承担，地面部分包括支管、毛管及连接件由农户自己承担。

第二章规划建议方案依据

编制规划建议方案中，在参照《张家口坝上地区农业高效用水区域整体推进规划》的基础上，还参照了下面的文件、资料作为规划建议方案的依据。

2.1相关试验示范资料

（1）《尚义县膜下滴灌蔬菜种植示范项目》（决策参考，中共尚义县委政研室，2006年10月12日）；

（2）《乌兰察布马铃薯膜下滴灌技术示范项目总结》（2005年12月）；

（3）《新疆兵乡农九市甜菜滴灌种植试验示范》（2006年12月）；

2.2法律法规及技术规范

（1）《中华人民共和国水法》（2002年10月）；

（2）《水资源供需预测分析技术规范》（SL429-2008）；

（3）《用水定额》（DB13/T1161-2009）；

（4）《节水灌溉技术规范》SL208—98；

（5）《微灌工程技术规范》GB/T50485-2009；

（6）《喷灌与微灌工程技术管理规程》SL236—1999；

（7）《灌溉与排水工程设计规范》SL50288—99。

2.3相关部门的规划

（1）《张家口市坝上农业可持续发展规划》（2000～2020年）；

（2）《张家口市2010年—2015年蔬菜产业发展规划》；

（3）《张家口市坝上地区水资源可持续利用规划》；

（4）张家口市坝上地区节水灌溉工程（2009-2013年发展规划）；

（5）《张家口市“十一五”节水农业发展规划》；

（6）《河北省张家口市水资源评价报告》（2008年）；

（7）其他相关资料。

第三章农业高效用水规划指导思想和原则

3.1规划的指导思想、原则和任务

3.1.1规划的指导思想

（1）党中央“把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大幅度提高水的利用率，努力扩大农田有效灌溉面积”为指导，以21世纪初期农业和国民经济发展和生态环境建设对水的需求为依据，大力推行高效节水灌溉技术。

（2）统筹安排工业、农业、生态环境及人畜用水。

通过实施高效节水灌溉技术，促进用水结构、农业种植结构和产业结构的调整，建立水资源合理开发和高效利用的格局，实现水资源的可持续利用、经济和社会的可持续发展，促进生态环境的良性发展。

3.1.2规划的原则

（1）坝上地区高寒少雨，当地水资源短缺，入境地表水水量有限，地下水已连年超采，水资源成为制约坝上地区农业经济发展的主要瓶颈。

农业生产结构的调整要依据区域内水资源的时空分布，坚持以水定结构、以水定规模、以水定发展的原则，确定大田作物、牧草和蔬菜种植的区域分布。

农牧业发展规模，特别是蔬菜种植发展规模要以水的支撑能力作为主要约束条件，保持区域内社会经济可持续发展。

（2）采用工程、技术、农业、管理等综合措施，大力发展高效节水灌溉。

以缓解农业供水的供需矛盾，提高农产品的产量和质量，增强农业发展的后劲。

提高经济效益、社会效益和环境效益。

注重实效，改善劳动条件，减轻劳动强度。

（3）总体规划要与区域经济、水利、农业、土地、水土保持及生态环境等相关计划和规划相衔接。

根据市各灌区不同的自然地理社会经济条件、国民经济发展要求、农业生产特点、现状灌溉情况及节水改造要求等，因地制宜，合理选择节水灌溉型式和模式，优化配置，合理利用水资源，保证质量，易于管理。

（4）项目区应首先选择在土壤条件好、生产水平中上等、土地集中连片、电力交通便利的现有灌溉地块。

在现有的条田、渠、林、路的基础上，结合当地水源、气象、地形、土壤、作物等自然条件，精心规划设计，力求经济合理，技术先进，运行可靠方便。

（5）节水灌溉工程规划应重视洪、旱、盐碱和风沙等灾害的综合治理，特别要保护和改善流域及灌区生态环境，确保流域规划要求的生态用水。

（6）制定规划要充分考虑坝上地区农业节水状况，仔细分析农业节水优势，农牧业生产，蔬菜种植的发展应主要依靠节水潜力的支撑，同时，要充分考虑工农业发展对生态环境产生的影响，保证区域内的生态环境的良好循环。

规划方案要充分体现水、土、气、热、光的合理充分利用，保证水、土资源的优化配置，使区域内有限水、土资源发挥最大的经济和生态效益。

（7）坝上地区各县区自然条件、农牧业发展布局、发展目标各不相同，规划方案要充分考虑到大田种植、畜牧业、蔬菜种植业的节水特点，分别制定发展目标和适宜的节水技术，保证全面推进坝上地区的农业高效用水的发展。

本次规划的重点应该是蔬菜种植，特别是日光温室蔬菜种植的高效节水规划，保证市委、市政府的发展思想落到实处，达到区域整体推进的目的。

（8）坝上地区的蔬菜种植经过几年的发展已初具规模，但是仍距规模化发展、标准化生产、市场化运营还有一定距离。

在蔬菜种植规划时，要根据各县区的自然条件、种植习惯和市场发育，分别规划出各县区的品种和特色，在品牌化、规模化、区域化上形成最优布局，以利于节水技术的推广和产品市场形成规模，提高经济效益。

同时，必须进行统一规划，以行政县区、乡、村为单位，保持行政区域的完整性，以便于统一管理。

（9）坝上地区气候寒冷、干旱少雨，水资源短缺是其特有的自然条件，水资源对当地社会进步、经济发展的制约是长期的。

因此，节约水资源、保护水资源、可持续利用水资源的任务必然是长期的任务。

受财力、技术、管理等多方面的限制，规划要面向中长期，着眼于“十二五”规划，分步实施。

考虑各县（区）发展的不平衡，规划方案中要分别作出分步骤实施计划。

（10）农业高效用水涉及面广，要求资料多，本规划要认真分析研究已有的规划研究成果，遵循各县（区）的有关规划和建设经验，充分体现规划的科学性、准确性和可操作性。

3.1.3规划的任务

本次规划的任务是不新增灌溉水源条件下，达到现有可开采利用水资源灌溉面积最大化和综合效益最高的目标，实现水土资源平衡，从而使本区域农业可持续发展。

利用2011—2015年5年时间，完成规划面积的节水灌溉工程建设。

通过实施高效节水灌溉技术，降低现有灌溉定额，并将节余的水量用于扩大有效灌溉面积、生态环境保护和中低产田改造，以提高农业生产的综合效益，促进农业、经济、社会的良性发展。

3.2规划范围及规划水平年

本次规划范围为张家口坝上地区，位于河北省西北部，包括康保、沽源、张北和尚义四县及察北、塞北两个管理区。

本次规划取2009年为现状年，2015年为规划年。

项目建设期为2011年—2015年。

第四章工程建设规模及工程布局

4.1现状水资源供需分析

坝上地区水资源总量为6.24亿m3，其中地表水资源总量为1.39亿m3，地下水资源总量为4.85亿m3，可利用量为1.7亿m3，地表水与地下水重复计算量0.95亿m3，因此可利用水资源总量为2.1亿m3，农业可利用水资源量为1.76亿m3。

坝上四县共有机井19761眼，其中城镇机井3215眼，农用机井16546眼，均为浅井。

现状年2009年坝上地区地下水年开采量为2.38亿m3，超过了可利用水资源总量0.28亿m3。

坝上地区水土不平衡，供用水之间的矛盾随着水资源的有限性和用水需求之间的膨胀而日益突出，加剧了农业与工业、生活用水之间争水，生产用水挤占生态用水之间的矛盾。

由于地下水超采严重，导致坝上内陆湖泊和部分浅层井几近干涸，沽源县部分农业开发区域浅机井几乎报废，为了寻找新的水源，不得不重新投资再打新井。

水资源缺乏成为制约坝上地区农业发展的一大因素。

4.2节水灌溉模式选择

根据2006年新疆天业集乡在坝上区尚义县试验对比和示范情况，不同节水灌溉效果对比见表4-1。

灌溉方式

项目

滴灌

喷灌

渠灌

滴灌

喷灌

沟灌

滴灌

喷灌

渠灌

机械

耕地起垄覆膜

40

30

30

40

30

30

40

30

30

生产资料

种子

200

200

200

80

90

90

30

35

35

化肥

190

220

250

150

160

190

220

250

250

农药

120

145

150

35

35

35

80

80

80

滴灌带

250

250

250

地膜

65

65

65

小计

825

565

600

580

285

315

645

365

365

用工

定植

30

30

30

30

30

30

30

30

30

灌溉

30

30

90

30

30

90

30

30

90

锄地

90

90

80

90

90

喷药

336

36

15

15

15

45

45

45

采收

270

270

270

144

144

144

200

200

200

小计

330

756

516

219

219

359

305

395

455

水电费

用水（m3）

90

150

310

80

130

270

110

190

410

电费

30

42

69

27

37

61

37

54

92

固定资产

组合装置

12.5

20

12.5

20

12.5

20

地下管及管件

11.5

11.5

11.5

11.5

11.5

11.5

地面管及管件

20

20

20

小计

44

31.5

0

44

31.5

0

44

31.5

0

成本合计

1269

1425

1215

910

603

765

1071

876

942

出苗率（%）

95

90

80

95

85

80

95

85

80

产量（kg）

5225

4500

3200

1995

1615

1400

5700

4590

4000

正品率（%）

90

85

80

85

85

80

85

85

80

销售收入

3133

2700

1920

3990

3230

2800

2850

2295

2000

经比较，膜下滴灌具有以下优点：

（1）减少病虫害发生。

膜下滴灌不破坏土壤结构，不易造成土壤板结能改善土壤理化性状，提开地温，灭草，阻断病虫害传播迷经，减少病虫害的蔓延.与管灌等集中供水方式比地温变化幅度小，蔬菜在前期不易烂根，后期不易抽苔，并能延长倒茬周期对于萝卜黑腐病、根蛆和生莱地老虎等病虫害，能减少30%左右的发生率。

（2）节约水资源。

滴灌仅湿润蔬菜根系发育区，每个滴灌滴头的浸润半径在40-60厘米，属局部灌溉形式。

“输液式”的灌溉方式，使浇地变成了浇作物，水的利用率明显提高。

以长白菜为例，大水漫灌亩均耗水600立方，防渗渠灌降到480立方，管灌为410立方，喷灌为190立方，膜下滴灌仅为）10立方。

从对比数据看，膜下滴灌分别比大水漫灌、防渗渠灌、管灌、喷灌亩均节水82%、77%、73%和42%。

（3）节约肥料。

膜下滴灌将可溶性肥料溶入施肥灌:

随水直接注入作物根区的土壤中减少了追肥量。

据对比试验膜下滴灌生菜、长白菜、白萝卜面追化肥分别为20公斤、25公斤、10公厅，比喷灌分别节约5公斤、15公斤、15公斤，比管灌分别节约20公斤、15公斤、30公斤。

三种灌溉形式在基肥施量上相同，但由于膜下滴灌有地膜覆盖、局部灌溉，肥效利用率提高了三成。

（4）节约电费。

采用膜下滴灌每立方水耗电1.2度，喷灌是1度，管灌为0.8度。

电价每度为0.28元，膜下滴灌、喷灌和管灌三种灌溉形式，亩耗电量分别为:

生菜96度、130度、216度；长白菜132度、190度、328度；白萝卜1O8度、150度，248度。

生菜滴灌比喷灌和管灌分别节约电费50元和190元，长白菜滴灌比喷灌和喷灌分别节约电费17元和55元，白萝卜滴灌比喷灌分别节约电费60元和220元。

（5）节约用工。

膜下滴灌，由于蔬菜行间无灌溉水分，因而杂草不宜发生，能减少除