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摘要：

傳統(tǒng)的平原地區(qū)水資源開發(fā)利用模式造價(jià)高、能耗大，極易造成地下水開采過(guò)度并引發(fā)一系列的環(huán)境生態(tài)負(fù)效應(yīng)。對(duì)此，通過(guò)分析柬埔寨及其周邊地區(qū)水資源開發(fā)現(xiàn)狀和理論研究進(jìn)展，結(jié)合研究區(qū)氣候特征及儲(chǔ)水構(gòu)造特點(diǎn)，提出了一種“地表水、地下水就地轉(zhuǎn)化取用”的流域水資源開發(fā)利用新模式。典型設(shè)計(jì)分析表明，該模式充分體現(xiàn)了因地制宜、自然和諧的治水理念，是實(shí)現(xiàn)柬埔寨濱海平原地區(qū)水資源高效利用、可持續(xù)發(fā)展的有益嘗試。

關(guān)鍵詞：

柬埔寨；平原地區(qū)；水資源開發(fā)利用；地表水；地下水；就地轉(zhuǎn)化取用

1引言

柬埔寨位于東南亞中南半島南部，地勢(shì)三面高中間低，江河眾多，水資源豐富。農(nóng)業(yè)是柬埔寨第一大支柱產(chǎn)業(yè)，但全國(guó)絕大部分地區(qū)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱［1］。近年來(lái)，柬埔寨政府加強(qiáng)了農(nóng)田灌排水利設(shè)施建設(shè)，但由于財(cái)政拮據(jù)，且缺乏相應(yīng)的技術(shù)、人才，水資源尚未得到合理開發(fā)和利用。近30年來(lái)，隨著水危機(jī)問(wèn)題的不斷凸顯，針對(duì)東南亞地區(qū)水資源問(wèn)題的研究主要集中在水資源配置與保護(hù)及水電能源開發(fā)等領(lǐng)域，而關(guān)于水資源開發(fā)模式，特別是針對(duì)柬埔寨境內(nèi)問(wèn)題的研究相對(duì)滯后。本文以柬埔寨茶膠省得朗縣農(nóng)田水利規(guī)劃為例，通過(guò)分析柬埔寨濱海平原地區(qū)氣候特征及儲(chǔ)水構(gòu)造特點(diǎn)，探討建立一種經(jīng)濟(jì)節(jié)能、自然和諧的區(qū)域水資源開發(fā)利用新模式。

2水資源開發(fā)利用模式建立

2．1聯(lián)合開發(fā)思路柬埔寨南部濱海平原地區(qū)背海一側(cè)多為低山丘陵，匯水面積大，地層中分布有一定厚度的砂層，地下水資源量豐富，但水資源開發(fā)利用尚面臨諸多問(wèn)題：①水資源年內(nèi)分配不均，年降雨80％集中在雨季。②該地區(qū)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，僅有不到20％的水利設(shè)施可以正常運(yùn)行［1］。③水利工程設(shè)施缺失，雨季時(shí)大量水資源無(wú)法蓄積，地表水利用率極低，而旱季缺水嚴(yán)重，難以保障供水需求。④地表攔蓄工程匱乏，雨季大量洪水流往下游，增加了下游河道的防洪壓力，引發(fā)了不同程度的澇害。⑤區(qū)域地下水資源豐富，地下水補(bǔ)給、排泄及徑流條件相對(duì)良好，賦水條件優(yōu)越，但缺乏科學(xué)的開發(fā)規(guī)劃，地下水資源尚未得到充分利用，含水層無(wú)法發(fā)揮多年調(diào)蓄功能。由于當(dāng)?shù)厝嗣裾J(rèn)識(shí)上的偏差，長(zhǎng)期以來(lái)，在水資源開發(fā)利用時(shí)，單一考慮水量開發(fā)而不注重水源補(bǔ)給的傳統(tǒng)模式，已不能滿足現(xiàn)代水資源開發(fā)的需求，而地表水與地下水聯(lián)合開發(fā)，是柬埔寨濱海平原地區(qū)合理開發(fā)利用水資源的優(yōu)先選擇［2］。

2．2模式構(gòu)建結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥獾牡匦螛?gòu)造條件，本文提出一種“地表水、地下水就地轉(zhuǎn)化取用”的流域水資源開發(fā)利用新模式，其概念模式見圖1。該模式首先設(shè)計(jì)改造灌區(qū)渠道，將年內(nèi)雨季洪水通過(guò)渠道引入地表水庫(kù)并就地轉(zhuǎn)入地下，緩解澇災(zāi)的同時(shí)積蓄水資源。旱季初期庫(kù)水位較高，依靠水頭差實(shí)現(xiàn)自流灌溉；水庫(kù)蓄水減少時(shí)，通過(guò)水泵抽水灌溉滿足作物需水要求。當(dāng)灌區(qū)處于豐水年時(shí)，地表水量豐富，多余地表水大量補(bǔ)給滲入地下，同時(shí)減少地下水開采，抬升地下水位；枯水年時(shí)，地表來(lái)水少，適當(dāng)增加地下水開采量，提高供水保證率。

2．3模式特點(diǎn)區(qū)別于傳統(tǒng)方法，該模式將地表水經(jīng)水庫(kù)就地補(bǔ)給進(jìn)入地下含水層，抬高灌區(qū)整體地下水位。當(dāng)水庫(kù)水位下降時(shí)，地下含水層經(jīng)巖體釋水，就地向上補(bǔ)給流入水庫(kù)，從而增大水庫(kù)的興利庫(kù)容，最大程度地實(shí)現(xiàn)“以豐補(bǔ)歉”。與傳統(tǒng)方法相比，此開發(fā)模式優(yōu)點(diǎn)［3］如下：①造價(jià)低，能耗小，在對(duì)灌區(qū)河道合理規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可達(dá)到與傳統(tǒng)方式相近的水資源開發(fā)效果，符合自然和諧治水理念。②穩(wěn)定水源，提高了供水保證率。③地下含水層空間大，年際調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，通過(guò)“以補(bǔ)定采，多年平衡”的開發(fā)模式，可有效避免地下水抽取過(guò)度，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。④將地下含水層作為儲(chǔ)水空間，一定程度上減少了地表水體蒸發(fā)損失，提高了水資源的有效利用率。

3水資源開發(fā)利用模式分析

3．1研究區(qū)概況研究區(qū)位于柬埔寨茶膠省中南部得朗縣，面積約1667ha，區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)低平，由西北傾向東南，水資源豐富，地表水系不發(fā)育，多年平均降雨量1300mm，屬于典型的濱海平原地區(qū)。區(qū)內(nèi)地表水資源主要為季節(jié)性河流，分布有三條天然干渠，水流整體由西北向東南流入灌區(qū)，中部有一面積約110ha的地表水庫(kù)，研究區(qū)規(guī)劃種植三季稻，種植面積約1533ha，平面概化見圖2，其中陰影部分為種植區(qū)域。

3．2設(shè)計(jì)方案依據(jù)“地表水、地下水就地轉(zhuǎn)化”的水資源開發(fā)模式思路，確定典型設(shè)計(jì)總體原則為以豐補(bǔ)歉、供需平衡、以補(bǔ)定采、多年平衡，其運(yùn)行規(guī)則如下：①優(yōu)先利用地表徑流。②地表水就地補(bǔ)給。③保證地下水開采量與補(bǔ)給量的平衡，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。詳細(xì)設(shè)計(jì)方案見圖3，圖中箭頭表示水流方向。在渠系改造的同時(shí)，進(jìn)一步開挖區(qū)內(nèi)地表水庫(kù)以增加庫(kù)容，初步擬定深度開挖至8m，以原水庫(kù)軸線為中心向兩側(cè)開挖，水平開挖距離16m。水庫(kù)壩型為均質(zhì)碾壓土壩，擬定壩高2．5m，壩頂寬6m，壩坡坡比為1∶2。在大量挖方的基礎(chǔ)上，于水庫(kù)中部開挖一塊50m×30m的土方塊直至不透水層，連通水庫(kù)與地下含水層，形成“地下水庫(kù)”。水庫(kù)開挖剖面及平面圖見圖4。為保證水庫(kù)與地下含水層的連通性，提高水資源轉(zhuǎn)化的運(yùn)作效率，每年旱季水庫(kù)水位降低至死水位時(shí)進(jìn)行清淤工作。

3．3水資源計(jì)算數(shù)學(xué)模型水資源系統(tǒng)是一個(gè)綜合整體，主要由來(lái)水儲(chǔ)水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)及排水系統(tǒng)三部分組成。計(jì)算模型以水量平衡原理為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行供需平衡分析。

3．3．1模型變量（1）地表水庫(kù)水量平衡。水量平衡表達(dá)式為：St＝S0＋W1＋W2－W3－W4－W5－W6（1）式中，St為時(shí)段末水庫(kù)庫(kù)容；S0為時(shí)段初水庫(kù)庫(kù)容；W1為庫(kù)面降雨量；W2為水庫(kù)凈入庫(kù)水量；W3為水庫(kù)供水量；W4為地表水就地補(bǔ)給量；W5為水庫(kù)蒸發(fā)量、滲漏損失量；W6為水庫(kù)棄水量。（2）地下水水量平衡。水量平衡表達(dá)式為：Vt＝V0＋G1＋G2＋G3＋G4－G5－G6（2）式中，Vt為時(shí)段末地下貯水量；V0為時(shí)段初地下貯水量；G1為大氣降水入滲補(bǔ)給量；G2為地表水入滲補(bǔ)給水量；G3為地表水就地補(bǔ)給量；G4為地下徑流側(cè)向補(bǔ)給量；G5為地下水就地開采量；G6為地下水側(cè)向排泄量。（3）研究區(qū)水資源總量供需平衡。供需平衡表達(dá)式。

3．3．3約束條件約束條件包括地表水庫(kù)容限制、地下水最大開采量限制、灌區(qū)渠系過(guò)水能力限制以及地下水最大補(bǔ)給量限制等。

3．4計(jì)算結(jié)果分析

3．4．1典型年選取研究區(qū)5～10月為雨季，11月～次年4月為旱季，多年平均降雨量為1300mm。由于當(dāng)?shù)厝狈﹂L(zhǎng)期的水文氣象資料，故選取2003、2004年為設(shè)計(jì)典型年進(jìn)行水資源供需平衡分析，其中2003年的降雨量、蒸發(fā)量分別為1358、1568mm，降雨頻率為50％，2004年對(duì)應(yīng)為1038、1221mm，降雨頻率為75％。

3．4．2需水預(yù)測(cè)以2004年為例，其實(shí)測(cè)降雨量、蒸發(fā)量年內(nèi)分配見表1。研究區(qū)規(guī)劃種植“早、中、晚”三季稻，種植面積約1533ha。由于中稻種植時(shí)間處于雨季，該時(shí)段降雨量大于蒸發(fā)量，無(wú)需灌溉。依實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)農(nóng)田水量平衡原理分析制定早、晚稻生育期灌溉制度，計(jì)算各階段水面蒸發(fā)量及灌水定額，由此得2004年灌溉需水量，結(jié)果見表2。同理可得2003年灌溉需水量為0．134×108m3。

3．4．3供水分析農(nóng)作物耗水量主要來(lái)自灌溉、降雨與地下水補(bǔ)給，對(duì)于某一灌區(qū)來(lái)說(shuō)，降雨量年際變化較大，而地下水補(bǔ)給相對(duì)穩(wěn)定。由于雨季降雨量可滿足作物需水，故僅對(duì)旱季進(jìn)行供水分析。旱季供水量主要由水庫(kù)有效供水量、水庫(kù)區(qū)域地下水可開采量及河道蓄水量三部分組成。其中水庫(kù)有效供水量取決于庫(kù)容設(shè)計(jì)；地下水可開采量受含水層給水能力限制而相對(duì)恒定；旱季河道蓄水蒸發(fā)量大，可供灌溉水量小，供水分析時(shí)可忽略。水庫(kù)有效庫(kù)容由體積法計(jì)算，考慮到年內(nèi)水體的滲漏蒸發(fā)，在有效庫(kù)容基礎(chǔ)上乘以折減系數(shù)，得到旱季水庫(kù)有效供水量。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研資料顯示，研究區(qū)潛水含水層平均厚度為2m，埋深5～20m分布有細(xì)砂層，個(gè)別地段為中砂和粗砂，重力給水度μ為0．15～0．25，結(jié)合研究區(qū)土質(zhì)情況，取μ＝0．2。潛水含水層直接承受大氣降水、地表水入滲補(bǔ)給、區(qū)外地下徑流側(cè)向補(bǔ)給和人工補(bǔ)給，對(duì)水庫(kù)區(qū)域而言，大氣降水、地表水入滲補(bǔ)給及人工就地補(bǔ)給是地下水補(bǔ)給的主要來(lái)源。大氣降水、地表水入滲補(bǔ)給量依地下水動(dòng)力學(xué)法估算，就地補(bǔ)給量依年降水徑流關(guān)系法估算入庫(kù)洪水得到。由于地下水資源豐富，補(bǔ)給充分，可開采量不受降雨量變化影響，因此旱季供水量取決于水庫(kù)蓄水。2004年供水分析結(jié)果見表3。由表3可知，2004年水庫(kù)滿足有效蓄水要求，研究區(qū)供水保證率達(dá)到75％，典型設(shè)計(jì)供水方案滿足地下水開采量與補(bǔ)給量的平衡要求，實(shí)現(xiàn)了水資源可持續(xù)利用。

3．4．4供需平衡分析水資源供需平衡分析結(jié)果見表4。由表4可知，通過(guò)改造工程的實(shí)施，研究區(qū)每年旱季可增加水資源供給量0．153×108m3，滿足典型年的灌溉要求，供水保證率為75％，興利效果顯著。地下水開采量與補(bǔ)給量平衡，實(shí)現(xiàn)了水資源的可持續(xù)利用。

3．5開發(fā)模式分析

3．5．1效益評(píng)價(jià)經(jīng)初步概算，研究區(qū)典型開發(fā)改造工程共耗資800萬(wàn)元，較傳統(tǒng)方法節(jié)約資金1200萬(wàn)元。工程建成使用后，將改善灌溉面積1533ha，改善除澇面積1133ha，新增節(jié)水灌溉面積887ha，年內(nèi)新增水資源供給量0．153×108m3。按新增灌溉面積效益6000元／ha計(jì)算，每年新增工程灌溉效益為919．6萬(wàn)元。水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅提高了農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，灌區(qū)林、路、網(wǎng)的構(gòu)建還優(yōu)化了區(qū)域自然環(huán)境，為生態(tài)旅游開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。可見“地表水、地下水就地轉(zhuǎn)化取用”的水資源開發(fā)利用模式對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、調(diào)整地區(qū)收入、促進(jìn)充分就業(yè)等具有重要意義。

3．5．2發(fā)展前景當(dāng)前，中國(guó)正積極推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)，由于柬埔寨是計(jì)劃中的重要沿線國(guó)家，作為柬埔寨國(guó)民支柱產(chǎn)業(yè)，也是中柬全面戰(zhàn)略合作重點(diǎn)領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)，將面臨重要?dú)v史機(jī)遇。同時(shí)，中國(guó)“一帶一路”計(jì)劃還能為柬埔寨經(jīng)濟(jì)、人文、安全各方面帶來(lái)積極影響。再加之柬埔寨享有進(jìn)出口通關(guān)零關(guān)稅最惠國(guó)待遇，未來(lái)柬埔寨濱海平原地區(qū)灌區(qū)建設(shè)發(fā)展前景廣闊。

3．5．3合理性檢驗(yàn)從開發(fā)規(guī)模看，現(xiàn)狀水資源供應(yīng)基本滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水需求，供水保證率為75％，較大程度改善了旱季作物缺水狀況。從開發(fā)強(qiáng)度看，地下水開采量與補(bǔ)給量平衡，不存在超采問(wèn)題；地表水資源利用率適宜，滿足河流最小生態(tài)需水量要求。從開局看，將該模式應(yīng)用于柬埔寨濱海平原地區(qū)，較好地引導(dǎo)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的合理布局，符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展政策。從開發(fā)效益看，該模式有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善了居民的生活條件，同時(shí)帶來(lái)了良好的生態(tài)效益，發(fā)展前景廣闊。綜上所述，該模式與水資源稟賦條件相匹配，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，符合人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展理念，是一種科學(xué)、合理的水資源開發(fā)利用新模式。

4結(jié)論

本文以柬埔寨茶膠省得朗縣農(nóng)田水利典型設(shè)計(jì)為例，針對(duì)柬埔寨濱海平原地區(qū)特殊的河流地貌單元、儲(chǔ)水構(gòu)造特征，建立了一種“地表水、地下水就地轉(zhuǎn)化取用”的流域水資源開發(fā)利用新模式。分析證明，該模式兼?zhèn)涑凉场⑴d利的作用，在保證投資經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，大幅提高了農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，是適合于柬埔寨濱海平原地區(qū)水資源開發(fā)利用的一種創(chuàng)新模式。

作者：林思 張偉鋒 戴豪 叢沛桐 單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院