王璐瑤，彭培藝，郝培靜，于 健，楊金忠，朱 焱

(1.武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，武漢 430072；2.內(nèi)蒙古水利科學(xué)研究院，呼和浩特，010020)

0 緒 論

內(nèi)蒙古河套灌區(qū)位于干旱-半干旱地區(qū)，年蒸發(fā)量遠大于降雨量，灌區(qū)灌溉用水主要來自于黃河引水。隨著引黃水量的減小，灌區(qū)面臨節(jié)水和控鹽的雙重壓力，井渠結(jié)合成為綜合開發(fā)當(dāng)?shù)厮Y源、保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。因此，確定合理的井渠結(jié)合渠灌與井灌面積的比例以保證采補平衡，并評估其節(jié)水潛力和效益，是發(fā)展井渠結(jié)合灌溉的重點和難點。

井渠結(jié)合灌溉是利用井渠結(jié)合區(qū)地下水補給量中的可開采部分作為井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉用水，達到節(jié)水的目的[1]。但不合理的開采則會造成區(qū)域地下水位的持續(xù)下降，及由于水動力條件的改變引起的水質(zhì)惡化，因此，發(fā)展可持續(xù)的井渠結(jié)合灌溉要保證井渠結(jié)合區(qū)的地下水采補平衡。國內(nèi)外學(xué)者從節(jié)水、控鹽、工程和生態(tài)等角度，對井渠結(jié)合的類型、實施條件、渠井用水比例等進行了大量研究。盧國榮[2]從井渠結(jié)合的類型、井渠工程的布局等對井渠結(jié)合灌區(qū)水資源優(yōu)化配置進行了探討。沈榮開[3]研究了實施井渠結(jié)合的條件，提出實施井渠結(jié)合要同時滿足地下水質(zhì)和水量要求，并考慮當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的影響。杜偉[4]則基于高效安全用水的角度分析了井渠結(jié)合灌區(qū)調(diào)控模式。針對灌區(qū)渠井用水比例問題，周維博[5]通過多元非線性相關(guān)分析法建立了灌區(qū)地下水動態(tài)預(yù)報的數(shù)學(xué)模型，并計算陜西涇惠渠井結(jié)合灌區(qū)的渠井用水比例。李建承[6]等基于地下水均衡模型，分析了陜西涇惠渠灌區(qū)的地下水均衡狀況，得到不同頻率典型年的渠井用水比例范圍。目前的研究多是針對灌區(qū)渠井用水比例，對于井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)渠灌面積和井灌面積比例(渠井結(jié)合比)的研究很少。針對河套灌區(qū)渠井結(jié)合比問題，李郝[7]根據(jù)地下水的補排平衡關(guān)系建立了井渠結(jié)合區(qū)水均衡模型，計算了內(nèi)蒙古河套灌區(qū)井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)渠灌和井灌的合理面積比范圍，該研究對灌區(qū)水資源的可持續(xù)利用具有重要的指導(dǎo)意義。但是，該研究有幾處考慮不夠全面：僅考慮將地下水礦化度小于2.5 g/L的區(qū)域作為井渠結(jié)合區(qū)，而實際上根據(jù)作物灌溉水質(zhì)要求，小于3.0 g/L的微咸水配以適當(dāng)?shù)牧芟匆部梢杂米鞴喔扔盟甗8,9]；僅計算了作物生育期一種均衡期情況，沒有將秋澆期考慮在內(nèi)；分析渠道輸水對地下水的補給時，沒有考慮到從總干渠到農(nóng)渠各級渠道輸水補給地下水的有效性。

進一步改進和發(fā)展了河套灌區(qū)井渠結(jié)合區(qū)地下水補排平衡的水均衡模型，考慮各級渠道輸水對地下水補給的有效性，忽略不同級數(shù)的渠道輸水對地下水的補給，避免由于某級渠道由于距離灌區(qū)(域)過遠或者由于消耗于途中的蒸發(fā)、流失而不能有效補給地下水帶來的誤差；根據(jù)不同標準選取井渠結(jié)合區(qū)分布，分別將地下水礦化度小于2.0、2.5、3.0 g/L的區(qū)域作為井渠結(jié)合區(qū)；根據(jù)河套灌區(qū)秋澆灌水壓鹽的實際情況選取兩種均衡期，分別為生育期和生育期加秋澆期。將不同井渠結(jié)合區(qū)分布與均衡期進行組合，計算了不同模式下的渠井結(jié)合比，得到了井渠結(jié)合區(qū)渠井結(jié)合比的合理范圍。同時，根據(jù)得到的渠井結(jié)合比和灌區(qū)實施井渠結(jié)合的面積，本文計算了實施井渠結(jié)合后灌區(qū)的節(jié)水潛力。

1 渠井結(jié)合比的計算方法分析

1.1 井渠結(jié)合區(qū)的確定與分區(qū)

河套灌區(qū)分為烏布蘭和、解放閘、永濟、義長、烏拉特五個灌域，控制面積約為107.3萬hm2，其中灌溉面積57.4萬hm2，約占控制面積的54%，主要包括農(nóng)田、林地和牧草地等。灌溉區(qū)和非灌溉區(qū)在灌區(qū)內(nèi)插花分布，建立模型時對灌區(qū)進行概化分區(qū)，將灌溉面積和非灌溉面積視為均勻分布。

在河套灌區(qū)實施井渠結(jié)合，首先要確定井渠結(jié)合區(qū)分布。井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)的地下水應(yīng)滿足灌溉用水的水質(zhì)要求。灌區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，含水層巖性和厚度差別很大，地下水礦化度的水平向和垂向分布特征較為復(fù)雜。因此，需要根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)和土壤條件綜合考慮。結(jié)合灌區(qū)內(nèi)5個灌域的水質(zhì)分布情況，分別考慮將地下水礦化度小于2.0、2.5、3.0 g/L的適宜抽水灌溉的區(qū)域作為井渠結(jié)合區(qū)，相應(yīng)將灌區(qū)內(nèi)地下水礦化度大于2.0、2.5、3.0 g/L的引黃灌溉區(qū)域作為渠灌區(qū)，其分布見圖1。井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)又分為引黃河水進行渠灌的井渠結(jié)合渠灌區(qū)和抽取地下水進行井灌的井渠結(jié)合井灌區(qū)，井渠結(jié)合渠灌區(qū)面積與井渠結(jié)合井灌區(qū)面積之比稱為渠井結(jié)合比。

1.2 均衡期方案的確定

河套灌區(qū)全年可以分為作物生長期、秋澆期和凍融期，因此均衡時段的選取也有多種選擇。其中，凍融期整個灌區(qū)停灌不予考慮。考慮兩種均衡期，分別為生育期作為均衡期，生育期和秋澆期作為均衡期，其中，第二種均衡期根據(jù)井灌區(qū)秋澆用水來源分為兩種情況。因此，均衡期方案共有3種情況，分別是均衡期為生育期，井灌區(qū)秋澆引黃河水灌溉，稱為方案一；均衡期為生育期和秋澆期，井灌區(qū)秋澆抽取地下水灌溉，稱為方案二；均衡期為生育期和秋澆期，井灌區(qū)秋澆引黃河水灌溉，稱為方案三。方案一地下水的補排平衡只在生育期內(nèi)進行考慮，而井渠結(jié)合區(qū)引用黃河水進行秋澆又會產(chǎn)生額外的一部分地下水補給。因此，方案一是一種較為保守的方案。

1.3 地下水的補給與消耗分析

井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)地下水的可開采量通過地下水的補給和消耗確定。灌區(qū)內(nèi)地下水的垂向補給分為渠系輸水補給、田間灌溉補給和降雨補給三部分。黃河側(cè)滲補給量、山前側(cè)滲補給量相較于地下水的總補給量很少，予以忽略不計[10]。灌區(qū)內(nèi)各級渠道縱橫交錯，遍布整個灌區(qū)，因此本文將渠系輸水補給視為面源補給，平均分配到整個灌區(qū)上?？偢汕Φ叵滤难a給區(qū)域主要分布于總干渠的附近，且在灌區(qū)的最南側(cè)，易消耗于蒸發(fā)蒸騰，不易補給到各個灌域，因此不考慮總干渠對灌區(qū)地下水的補給。渠系輸水補給發(fā)生在控制面積上，引黃灌溉區(qū)域的渠系輸水補給由干渠、分干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠提供，井灌區(qū)域的渠系輸水補給由干渠、分干渠、支渠提供?？偢汕韵赂骷壡涝谳斔^程中，也存在由于離灌域距離遠、消耗于沿途蒸發(fā)等原因而不能有效補給地下水的問題。因此，分析渠道輸水補給時，分四種情況考慮，分別是忽略總干渠輸水補給；忽略總干渠、干渠輸水補給；忽略總干渠、干渠、分干渠輸水補給；忽略支渠以上渠道輸水補給。田間灌溉除了滿足作物對水的需求外，也有部分水量補給到地下水中，用田間灌溉地下水補給系數(shù)來反映。渠灌區(qū)、井渠結(jié)合渠灌區(qū)、井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉面積上均存在田間灌溉補給。降雨過程中存在蒸發(fā)、截留、滲漏等損失，損失水量中會有部分補給到地下水，用降雨補給系數(shù)來反映。渠灌區(qū)、井渠結(jié)合渠灌區(qū)、井渠結(jié)合井灌區(qū)的控制面積上均存在降雨補給。

圖1 灌區(qū)地下水礦化度分區(qū)圖

地下水消耗分為三部分，分別為地下水排水、潛水蒸發(fā)和地下水開采。灌區(qū)地下水排水量較少，本文忽略不計。潛水蒸發(fā)量用地下水可開采系數(shù)與地下水總補給量間接計算。地下水的可開采量等于井渠結(jié)合區(qū)地下水的總補給量乘以地下水可開采系數(shù)，作為井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉用水。

1.4 渠井結(jié)合比的計算方法

本文根據(jù)井渠結(jié)合區(qū)地下水補排平衡，建立地下水均衡模型。井渠結(jié)合區(qū)各地下水水均衡項如圖2所示。

圖2 灌區(qū)地下水均衡概化模型

井渠結(jié)合區(qū)內(nèi)地下水補給量來源于控制面積上的渠系輸水補給、降雨補給和灌溉面積上的田間灌溉補給，等于井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉用水量。據(jù)此建立地下水平衡方程：

(Cs12+Is11+Ps12+Cs22+Is21+Ps22)ρ2=I21

(1)

Cs12=C12α1

(2)

Is11=I11β1

(3)

Ps12=P12γ1

(4)

Cs22=C22α2

(5)

Is21=I21β2

(6)

Ps22=P22γ2

(7)

式中：下標數(shù)字代表區(qū)域，1表示井渠結(jié)合渠灌區(qū)，下標11表示井渠結(jié)合渠灌區(qū)灌溉面積區(qū)域，下標12表示井渠結(jié)合渠灌區(qū)控制面積區(qū)域；下標2表示井渠結(jié)合井灌區(qū)，下標21表示井渠結(jié)合井灌區(qū)灌溉面積區(qū)域，下標22表示井渠結(jié)合井灌區(qū)控制面積區(qū)域；C12和Cs12分別為井渠結(jié)合渠灌區(qū)控制面積上渠系輸水損失的水量和其補給地下水的水量；I11和Is11表示井渠結(jié)合渠灌區(qū)灌溉面積上田間灌溉水量和其補給地下水的水量；P12和Ps12表示井渠結(jié)合渠灌區(qū)控制面積上降雨量和降雨補給地下水量；C22和Cs22分別表示井渠結(jié)合井灌區(qū)控制面積上渠系輸水損失的水量和其補給地下水的水量；I21和Is21表示井渠結(jié)合井灌區(qū)灌溉面積上田間灌溉水量和其補給地下水的水量；P22和Ps22表示井渠結(jié)合井灌區(qū)控制面積上的降雨量和降雨補給地下水水量；ρ2為井渠結(jié)合井灌區(qū)地下水可開采系數(shù)；α1、β1、γ1分別為井渠結(jié)合渠灌區(qū)渠系輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉水補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)；α2、β2、γ2分別為井渠結(jié)合井灌區(qū)渠系輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)。

將式(2)～(7)代入式(1)，可得到自變量為井渠結(jié)合渠灌區(qū)灌溉面積的一元三次方程。用單變量求解法[11]求解，得到井渠結(jié)合渠灌區(qū)灌溉面積與井渠結(jié)合井灌區(qū)灌溉面積，最終求得井渠結(jié)合區(qū)井渠面積比。

1.5 主要參數(shù)取值

灌區(qū)(域)的灌溉面積數(shù)據(jù)來源于《內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市水資源綜合規(guī)劃報告》[12]，灌區(qū)(域)的控制面積、不同地下水礦化度下井渠結(jié)合區(qū)控制面積數(shù)據(jù)運用ArcGIS分析獲得，土地利用系數(shù)為灌溉面積占控制面積的比例，各項數(shù)值見表1。

灌區(qū)降雨量數(shù)據(jù)來源于河套灌區(qū)各旗、縣、區(qū)2006-2013年降雨資料，以5-10月的降雨量多年平均值作為作物生育期內(nèi)的降雨量，11月降雨量多年平均值作為秋澆期的降雨量，見圖3。

表1 河套灌區(qū)不同類型面積取值 萬hm2

圖3 河套灌區(qū)各灌域生育期和秋澆期降雨量

渠灌區(qū)、井渠結(jié)合渠灌區(qū)生育期和秋澆期的凈灌溉定額根據(jù)灌區(qū)2000-2013年巴彥淖爾市的水利統(tǒng)計資料中的引水量、輸水損失量和灌溉面積推求，井渠結(jié)合井灌區(qū)生育期和秋澆期的凈灌溉定額來源于《內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市水資源綜合規(guī)劃報告》[12]，見表2。

表2 凈灌溉定額 m3/hm2

井渠結(jié)合井灌區(qū)進行井灌時采用膜下滴灌的方式，灌溉水利用系數(shù)較高，可達0.9[12]。灌區(qū)(域)的地下水可開采系數(shù)參考《內(nèi)蒙古河套灌區(qū)地下水合理開采系數(shù)分析》[13]和《內(nèi)蒙古河套灌區(qū)地下水合理利用的方案分析》[14]，取值為0.60。

渠系輸水補給系數(shù)、田間灌溉補給系數(shù)和降雨補給系數(shù)根據(jù)本地區(qū)的實驗資料或經(jīng)驗數(shù)據(jù)來取值。3個方案(見1.2節(jié))井渠結(jié)合渠灌區(qū)的渠系輸水補給系數(shù)(0.5)、降雨補給系數(shù)取值(0.1)相同；田間灌溉補給地下水系數(shù)取值不同，方案一的田間灌溉補給地下水系數(shù)取0.15，方案二、三在此基礎(chǔ)上對生育期和秋澆期的灌溉定額進行加權(quán)平均(秋澆期灌溉補給地下水系數(shù)為0.3)，得到3種方案下的井渠結(jié)合渠灌區(qū)和井灌區(qū)的田間灌溉補給系數(shù)(見表3)。井渠結(jié)合井灌區(qū)比井渠結(jié)合渠灌區(qū)地下水埋深大0.5～0.8 m，土壤虧缺量更大，因而其渠系輸水、田間灌溉和降雨的補給量和補給系數(shù)均較小,降雨入滲補給地下水機理探討)。因此，計算時取井渠結(jié)合井灌區(qū)比井渠結(jié)合渠灌區(qū)渠系輸水補給地下水系數(shù)小0.05，田間灌溉補給地下水系數(shù)小0.02，降雨補給地下水系數(shù)小0.02。

表3 灌區(qū)(域)田間灌溉補給地下水系數(shù)取值

2 渠井結(jié)合比計算結(jié)果與分析

2.1 渠井結(jié)合比

將參數(shù)代入到地下水平衡方程中，求解后得到井渠結(jié)合渠灌區(qū)和井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉面積和渠井結(jié)合比。如1.1節(jié)所述，本文對井渠結(jié)合區(qū)的選取按照不同標準共考慮了3種情況，每種情況又由于均衡期選取和井灌區(qū)秋澆形式的不同分為3種方案，每種方案下依據(jù)考慮的渠道輸水補給地下水級數(shù)的不同又分為4種情況。因此，共有36種組合情況，得到36種結(jié)果。分別取地下水礦化度小于2.0、2.5、3.0 g/L的區(qū)域作為井渠結(jié)合區(qū)時，得到渠井結(jié)合比結(jié)果如表4-6。比較分析后可以得出結(jié)論，井渠結(jié)合區(qū)地下水礦化度上限取值分別為2.0、2.5、3.0 g/L時，不同方案灌區(qū)(域)渠井結(jié)合比計算結(jié)果近似相等。

表4 井渠結(jié)合區(qū)地下水礦化度小于2.0 g/L時渠井結(jié)合比

表5 井渠結(jié)合區(qū)地下水礦化度小于2.5 g/L時渠井結(jié)合比

表6 井渠結(jié)合區(qū)地下水礦化度小于3.0 g/L時渠井結(jié)合比

2.2 敏感性分析

本文建立的井渠結(jié)合區(qū)地下水平衡模型涉及大量的參數(shù)，包括：土地利用系數(shù)、渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)和降雨補給地下水系數(shù)等，參數(shù)的取值將對結(jié)果產(chǎn)生一定影響。因此，需要對參數(shù)進行敏感性分析。不同地下水礦化度條件、不同方案、考慮不同級數(shù)的渠道輸水補給地下水時，參數(shù)敏感性大小會有差別，但是不同參數(shù)的相對數(shù)值和趨勢是一致的。本文以灌溉水質(zhì)標準為2.5g/L時方案三中忽略總干渠、干渠補給情況為基礎(chǔ)進行參數(shù)敏感性分析。

敏感性分析中，常用敏感度系數(shù)[15]來評價計算結(jié)果對不確定因素的敏感程度，其計算公式如下：

(8)

式中：SAF為評價指標A對于不確定因素 的敏感度系數(shù)；ΔF/F為不確定因素F的變化率；ΔA/A為不確定因素F變化ΔF時，評價指標A的變化率。

SAF>0，表示評價指標A與不確定因素F成正相關(guān)；SAF<0，表示評價指標A與不確定因素F成負相關(guān)。|SAF|越大，表示評價指標A對于不確定因素F越敏感。

井渠結(jié)合渠灌區(qū)的土地利用系數(shù)(灌溉面積占控制面積的比例)Δ、渠道輸水補給地下水系數(shù)α1、田間灌溉補給地下水系數(shù)β1、降雨補給地下水系數(shù)γ1，井灌區(qū)的地下水可開采系數(shù)ρ2對面積比有顯著影響，計算得到的各參數(shù)敏感度系數(shù)如圖4所示。

圖4 各參數(shù)敏感度系數(shù)

由式(8)和圖4可知，渠井結(jié)合比與土地利用系數(shù)成正相關(guān)，與渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)、地下水可開采系數(shù)成負相關(guān)。分析其原因，土地利用系數(shù)一定時，井渠結(jié)合區(qū)的灌溉面積是一定的，渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)、地下水可開采系數(shù)越大，地下水可開采量越大，可以灌溉的井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉面積越大，相應(yīng)的井渠結(jié)合渠灌區(qū)的灌溉面積越小，渠井結(jié)合比越??；土地利用系數(shù)越大，井渠結(jié)合區(qū)灌溉面積越大，地下水補給量越大，井渠結(jié)合井灌區(qū)的灌溉面積越大，井渠結(jié)合井灌區(qū)灌溉面積的增長速度不及井渠結(jié)合渠灌區(qū)，因而渠井結(jié)合比越大。敏感性由高到低依次為地下水可開采系數(shù)、土地利用系數(shù)、渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)。

選擇參數(shù)上下波動20%，計算相應(yīng)的渠井結(jié)合比的變化率，計算結(jié)果如圖5(a)和(b)所示。結(jié)果表明，除井渠結(jié)合井灌區(qū)地下水可開采系數(shù)外，其他參數(shù)變化20%，渠井結(jié)合比變化率均在20%以內(nèi)。但當(dāng)?shù)叵滤砷_采系數(shù)變化20%時，渠井結(jié)合比變化均超過20%，說明渠井結(jié)合比對井渠結(jié)合井灌區(qū)的地下水可開采系數(shù)較為敏感，因此對該參數(shù)取值要慎重。

圖5 參數(shù)變化-20%和+20%時渠井結(jié)合比變化率

3 節(jié)水潛力計算結(jié)果與分析

本文以井渠結(jié)合實施后，減少從黃河引進的水量作為灌區(qū)的節(jié)水潛力。井渠結(jié)合膜下滴灌實施前，整個灌區(qū)全部引黃河水進行渠灌，引水量為作物生長期和秋澆期的引水量之和。井渠結(jié)合膜下滴灌實施后，根據(jù)3種方案分別計算其引水量。方案一和方案三的引水量為渠灌區(qū)、井渠結(jié)合渠灌區(qū)生育期和秋澆期，井渠結(jié)合井灌區(qū)秋澆期的引水量之和；方案二的引水量為渠灌區(qū)、井渠結(jié)合渠灌區(qū)生育期和秋澆期的引水量之和。

井渠結(jié)合前引水量：

(9)

實施方案一后引水量：

(10)

實施方案二后引水量：

(11)

實施方案三后引水量：

(12)

節(jié)水潛力為實施井渠結(jié)合后減少的引黃水量，其計算公式為：

Qs=Qb-Qai(i=1,2,3)

(13)

式中：m0、m0q、m2q分別為渠灌區(qū)生育期凈灌溉定額、渠灌區(qū)秋澆期凈灌溉定額、井渠結(jié)合井灌區(qū)秋澆期凈灌溉定額,m3/hm2；A01、A11、A21分別為渠灌區(qū)灌溉面積、井渠結(jié)合渠灌區(qū)灌溉面積、井渠結(jié)合井灌區(qū)灌溉面積，萬hm2；η為渠灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)；Qb、Qa1、Qa2、Qa3、Qs分別為實施井渠結(jié)合前的引黃水量、實施井渠結(jié)合后方案一的引黃水量、實施井渠結(jié)合后方案二的引黃水量、實施井渠結(jié)合后方案三的引黃水量、節(jié)水潛力，萬m3。

由式(9)～(13)，得到全灌區(qū)不同礦化度情況的3種方案下考慮不同級數(shù)的渠道輸水補給地下水時的節(jié)水潛力，見表7。

表7 總灌區(qū)節(jié)水潛力 億m3

由表7可知，方案一的結(jié)果最為保守；方案二井灌區(qū)全年井灌，求得的節(jié)水潛力最大；方案三井灌區(qū)只有生育期井灌，節(jié)水潛力介于兩者之間。比較分析后發(fā)現(xiàn),方案三一方面在均衡期中考慮了秋澆期較之方案一更符合實際情況不至于計算結(jié)果過于保守，另一方面引黃河水對井灌區(qū)進行秋澆，較之方案二可以更好得控制土壤鹽堿化。對于渠系輸水補給地下水的考慮，忽略總干渠、干渠的情況和忽略總干渠、干渠、分干渠渠道輸水補給的情況相較之下既不過于保守也不至于使計算的節(jié)水潛力結(jié)果過小。綜合考慮，方案三忽略總干渠、干渠渠道輸水補給和忽略總干渠、干渠、分干渠渠道輸水補給的情況更具代表性。灌溉水礦化度要求小于2.0、2.5、3.0 g/L時，渠井結(jié)合比為2.3～3.4，全灌區(qū)節(jié)水潛力范圍分別為2.6～3.5、3.4～4.6、4.7～6.3億m3?？梢姽喔人V化度上限越高，渠井結(jié)合區(qū)面積越大，節(jié)水潛力越大。

4 結(jié) 語

通過研究區(qū)的地下水補給與排泄的分析，以井渠結(jié)合區(qū)的地下水補給量與井灌區(qū)的地下水開采量平衡為限制條件，建立井渠結(jié)合區(qū)地下水均衡模型。采用灌區(qū)的長期觀測數(shù)據(jù)，求解水均衡方程，得到灌區(qū)實施井渠結(jié)合的渠井結(jié)合比例和節(jié)水潛力。主要結(jié)論如下。

(1)灌溉用地下水礦化度要求上限分別取2.0、2.5、3.0 g/L時，渠井結(jié)合比結(jié)果近似相等。渠井結(jié)合比在2.3～3.4為宜，過大將導(dǎo)致地下水過度開采帶來生態(tài)環(huán)境問題，過小無法充分利用地下水。

(2) 渠井結(jié)合比與土地利用系數(shù)成正相關(guān)，與渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)、地下水可開采系數(shù)成負相關(guān)，對參數(shù)的敏感性由高到低依次為地下水可開采系數(shù)、土地利用系數(shù)、渠道輸水補給地下水系數(shù)、田間灌溉補給地下水系數(shù)、降雨補給地下水系數(shù)。其中，渠井結(jié)合比對地下水可開采系數(shù)尤其敏感，因此該參數(shù)的取值要慎重。

(3)通過井渠結(jié)合可以有效減少引黃水量，灌溉用地下水礦化度要求上限分別取2.0、2.5、3.0 g/L時，節(jié)水潛力分別為2.6～3.5、3.4～4.6、4.7～6.3億m3。

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致謝：在資料收集過程中得到內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)屈忠義教授的協(xié)助。

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