前 言
宁夏地处西北内陆，干旱少雨，水资源极为紧缺，生产生活用水主要依赖于过境的黄河水，实施“西部大开发”战略以来，随着工业化、城镇化步伐的加快，水资源供需矛盾日益突出，已成为制约经济社会发展的“瓶颈”。2004年自治区党委、政府将全面建设节水型社会作为落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会，推动社会主义新农村建设的重大举措，在全国率先提出建设省级节水型社会试点。2005年国务院将“重点抓好宁夏节水型社会建设示范区建设”明确列入《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》当中，2006年3月2日《宁夏节水型社会建设规划》在北京通过了水利部、国家发改委审查。宁夏节水型社会建设的任务是通过优化调整经济结构和布局，完善水资源配置和管理技术体系，不断提高水资源利用效率和效益，形成发达的节水型社会生产力；通过大规模的制度建设，建立自我良性运行的节水和保护内在机制，形成以人水和谐为核心的节水型社会生产关系；通过完善地方性水法规，增强公众节水意识、培育特色水文化，形成与节水基础相适应的上层建筑，逐步塑造一个安全、高效、可持续用水的现代文明社会。建设节水型社会是宁夏全面建设小康社会的必然选择，也是一场深刻的革命，需要我们转变用水观念，创新发展模式，在实践中不断探索。
为了进一步推动全国节水型社会建设的发展，水利部、财政部设立了《节水型社会建设专题研究》项目。2008年5月在水利部的大力支持下，宁夏水利厅承担了《宁夏节水型社会建设载体标准与示范研究》和《宁夏引黄灌区井渠结合灌溉技术及配套制度研究》两个专题项目。根据项目合同内容，宁夏水利厅结合宁夏节水型社会建设近期迫切需要解决的实际问题，将井渠结灌溉技术及配套政策建设作为节水型社会建设的核心，认真开展《宁夏回族自治区节约用水条例》、《宁夏回族自治区实施《中华人民共和国水法》办法（修订）》、《宁夏回族自治区节水型社会建设管理办法》、《宁夏回族自治区取水许可和水资源费征收管理实施办法》、《宁夏回族自治区入河排污口管理实施办法》、《黄河水量统一调度实施细则》、《宁夏回族自治区黄河水权转换工作实施意见》、《宁夏水利厅水权转换项目管理办法》、《宁夏回族自治区黄河水权转换实施细则》、《引黄灌区节（超）水奖罚办法》、《宁夏回族自治区工业产品取水定额》、《宁夏回族自治区城市生活用水定额》等十二项节水型社会建设急待建立、实施的规章和办法研究。同时，结合引黄灌区水资源高效利用与水权转换，有针对性的开展了《宁夏引黄灌区耗水试验研究》、《宁夏引黄灌区供水水价形成机制及调控对策研究》、《唐徕渠水权转换项目区工程节水量监测与渠系输水损失研究》、《平罗县姚伏镇水权转换示范区节水效果监测与研究》、《灌区水权转换价格研究》、《宁夏工业用水节水调查研究》、《中石油宁夏石化分公司工业综合节水示范》、《大武口电厂工业综合节水研究》、《黄河水权转换制度构建及其实践》等九个专题研究工作。通过认真组织实施，超额完成了合同的计划研究内容，取得了显著的经济、社会效果。
项目研究完成了宁夏节水型社会建设试点---制度设计与专题研究总报告，制定节水型社会建设相关制度、办法成果12项，完成了宁夏引黄灌区水资源高效利用与水权转换研究成果九项，发表论文11篇。截止目前，部分制度或管理办法已发布实施，为加强水资源统一管理、规范用水行为，提供了法规与制度保障；制定的水权转换等项制度，有效促进了灌区水资源的高效配制与流转；开展的水资源高效利用与水权转换综合专题研究，对正确核定灌区耗水量、加强水权管理、实现水资源优化配制，提供了技术支撑，研究的主要成果填补了宁夏在工业、农业、城市和生态水资源高效利用研究领域的空白，同时也丰富了我国水权、水市场理论内涵，为全国树立起了典范，确保了宁夏作为全国省级节水型社会试点建设的正常推进。
在项目的执行过程中，得到了水利部水资源司、水利部事业局、中国水科院、黄河水利委员会水科院等国家部委、研究院所的悉心指导，也得到了宁夏政府、人大、政协等部门的相关专家、学者、领导的大力帮助，对相关制度和专题研究进行咨询论证，使得宁夏节水型社会制度建设与专题研究课题，能够更加紧密的与国家节水型社会建设的实际要求相关联，进一步增强了制度和成果的可操作性。在此对各位专家、学者、领导给予的热情支持和帮助一并表示衷心的感谢。
由于项目研究时间较短，且我们的水平、知识面有限，在项目的研究中，还存在着许多的不足，敬请各位专家、学者批评指正。

1 绪论
1.1 研究背景
水是生命之源，是人类与其它生物赖以生存和发展不可替代的物质基础，是维系社会经济可持续发展与维持生态环境良性循环的重要自然资源。它直接关系到国计民生、社会发展和国家兴衰，因此加强水资源的管理，通过合理配置、联合调度水资源，提高水资源的利用效率，实现水资源的可持续利用，是21世纪我国水利工作的首要任务。一个流域或地区水资源的时空分布、量的多寡、质的变化都直接或者间接地对该地区的经济与生态造成影响。因此，千百年来人类运用自己的聪明才智，建立了各式各样的蓄水、引水、提水、调水工程，试图更加充分高效地利用水资源。人类的努力换来了社会经济的迅速增长、人类社会文明的高速发展。但与此同时，在人类调控利用水资源的过程中，也引发了一系列水问题。
随着人类社会飞速发展，我国的水问题日趋严重。总体来看，主要有以下几个方面：一是水资源紧缺。我国虽拥有水资源总量27115亿m3，位居世界第6，但由于人口众多，人均水资源占有量只有2200 m3，仅为世界平均水平的1/4，在世界149个国家中排110位。同时，由于我国各地区之间地理、地形、气候等各不相同，使得水资源在时空分布上存在较大的差异。我国许多城市已经出现了供水危机，全国669座建制市中，有400多座缺水，其中缺水严重的达130多个。城市化和工业化的加速推进更造成了人口与资源矛盾的空前尖锐，产生了大规模的生态破坏和十分严重的环境污染问题，形成了中国历史上最大规模的“资源危机”和“生态赤字”。二是水质的恶化。随着工农业生产和城镇建设的快速发展，大量污水排入到河流水系中，虽然水体自身具有运送、降解和净化的功能，但当排污负荷超过水体的环境容量时，水环境呈现出恶化的趋势。水体的污染程度加剧或者水体的使用功能丧失，造成了严重水质型缺水，使我国本已短缺的水资源形势更加严峻。三是水土流失的加剧。一些人在眼前利益的驱使下，大量砍伐树木、毁坏森林、破坏草地，导致水土流失问题日趋严重，从而使水体含沙量不断增加，河流淤塞，水体浑浊。水土的大量流失，不仅降低土壤肥力，而且把大量泥沙冲积输入到河道，造成河道淤积、河床抬高、河流行洪能力下降。此外，水资源紧缺、水质恶化和水土流失加剧及各种水问题之间相互影响、相互作用产生复杂的水问题叠加连锁效应，引发一系列威胁人类生存、影响人类健康、恶化生态环境的社会、政治、经济、生态等方面的问题。
日益严重的水问题已经引起了全世界人民越来越多的关注与重视。就本项目所研究的宁夏引黄灌区而言，近年来黄河宁夏段过境水量连年下降，宁夏的生态环境和社会经济用水严重不足。据水文资料统计显示，1987～2007年宁夏回族自治区区域黄河来水比原来减少了23.4%，1997～2007年来水减少31%，水资源供求矛盾日益突出。特别是自2003年以来，黄河上游来水已降到近几十年来的最低点，国家分配给宁夏的可耗用水量一减再减，几乎接近20年一遇的特殊干旱年水平。
随着人口的增长，社会经济的发展以及人们生活水平的提高，对水的需求量越来越大，而黄河水量逐日减少，已影响到了人们生活水平的提高和经济的发展。为此，宁夏回族自治区党委和政府审时度势，在全国率先提出了建设省级节水型社会的决策，以大幅提高水资源综合利用效率。而作为节水型社会建设的重要内容—井渠结合灌溉技术及配套政策的研究、示范、推广与实施应用，也相应地提到了议事日程。通过大规模发展井渠结合灌溉，加大北部引黄灌区浅层地下水的农业开采利用量，实现地表与地下水资源的合理配置、联合调度，节约引黄农业灌溉水量，促进宁夏经济社会和谐发展。
1.2 研究意义
水是自然—社会—经济复合体最为敏感的限制性因子之一。在干旱区，水是限制社会经济发展的“瓶颈”，也是生态演化的关键驱动因子。宁夏是西北高原的干旱地区，全区土地面积6.64万km2，当地水资源量仅为10.913亿m3，平均产水模数2.1万m3/km2（其中地表水资源9.493亿m3，地下水资源量17.9亿m3，重复计算量16.48亿m3），宁夏农业人口占总人口的70.9%，农业的稳产高产主要靠引黄灌溉。随着宁夏国民经济对水资源需求量不断增加和生活、农业、工业、生态用水结构的调整，当地水资源和客水（40亿m3）已无法满足需要，干旱缺水是宁夏基本区情，水资源短缺已成为制约宁夏社会经济发展的主要因素。
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随着西部大开发脚步的加快，宁夏的经济建设无疑也将快速发展。宁夏引黄灌区内水资源高效利用，是区域自然水资源条件的客观要求，是解决区域水资源问题的根本举措，是保障区域经济社会转型的前提基础，是实现区域人水和谐的必由之路，是推动社会主义新农村建设的重大途径，是实现全面小康的必然选择。区内水资源的合理配置、联合配置，并且刺激灌区节水，促进节水型社会的建立，是关系到宁夏经济发展、社会进步和民族团结稳定，关系到西部大开发战略实施和宁夏全面小康社会建设的关键性问题。对全面提升水安全保障和社会文明程度、系统推进全区节约型社会建设进程、有效促进黄河健康生命的维持、为全国节水型社会建设提供多方示范等方面都具有重大的战略意义。
水资源高效利用是缓解宁夏灌区水资源短缺的唯一出路。始终坚持以可持续发展为基础，以经济效益为中心的宗旨，开源和节流相结合，以节流为重点，量水而行，量水发展，保护环境，充分高效地利用水资源，提高水资源利用技术水平和管理水平，做好水资源的合理配置、联合调度，促进宁夏灌区经济社会健康持续发展。
1.3 发展井渠结合灌溉的必要性与成功经验
1.3.1 必要性
井渠结合灌溉的必要性在于充分利用灌区的水资源和防治土壤盐渍化。
（1）充分利用灌区水资源
大中型灌区通过续建配套虽可较大幅度地减少灌溉渗漏损失和浪费，但改建后的渗漏损失仍不可低估。原因之一是大中型灌区输水渠线长且渠道级数多，一个由6级渠系组成的灌区全部进行防渗处理，每级渠道水的利用系数即使能达到0.94，渠系水的利用系数还是达不到0.7；二是对田间灌溉水的利用系数也不能预期过高，一般田间灌溉的水利用系数在0.6左右，要达到0.8应该说是有难度的。若二者均取高限值，则灌溉水的利用系数也只能达到0.56，即渗漏损失将达到灌溉总引水量的44％。若按现行的节水规范要求，大型灌区的灌溉水利用系数不低于0.5，中型灌区不低于0.6来考虑，则灌溉引水量的50～40％为损耗。这部分损耗中仅有25～20％将补入地下水。
渠道和田间渗漏损失水量补入地下水，经过回归再利用，对于提高灌溉水利用率的作用是很显著的。如果井灌利用地下水量为灌溉补入地下水量的一半，即自渠首引入总水量的1/8，则全灌区水利用系数在原有基础上可提高0.1左右。据有关文献报导，河北省临西县由卫河引水的堤下灌区1986～1987年，灌溉面积8万亩，实测灌溉水利用系数为0.48，若计入井灌提取的灌溉回归水量后，灌溉水利用系数则为0.69，提高了0.21。
井渠结合为灌区水资源的水文循环创造了必要条件，使降水得以蓄存和再利用。以灌代排，季节性的调控地下水位，汛前腾空地下水库容，最大限度承纳降雨，减轻涝渍灾害。充分利用当地降水，削减引用客水是节水灌溉的重要内容。
根据季节的变化来调控地下水位可起到抑制潜水蒸发效果。现有的实测潜水蒸发成果表明，随地下水位下降，潜水蒸发系数锐减，据石家庄和德州试验站观测资料，地下水从1m降到4m，潜水蒸发系数减少了8倍至22倍之多。山东、北京、太原等地试验站资料显示，当地下水位从1m降到3m，潜水蒸发系数减少到5倍至15倍之多。在蒸发强烈的北方地区，把蓄水藏于地下，较之裸空暴露于大气损失要小几十倍到上百倍。
在北方地区，依靠井渠结合这种方式实现水资源的水文循环和重复利用，高效利用当地灌区地表水、地下水、降雨和土壤水资源，削减引水，达到最大限度地提高水分生产率的目的。
（2）防治土壤盐渍化
引水灌溉不可避免地要抬高地下水位。在干旱半干旱地区如不能有效地控制地下水位，将引起土壤盐渍化，严重时致使土壤弃耕。如果灌区排水条件较差，就不得不采取加大灌水定额，淋洗土壤盐分来维持农业生产。例如，内蒙河套灌区秋浇洗盐的灌水定额为100m3／亩，相当于正常灌水定额的两倍。大量灌水带来的负面影响是灌水后地下水位迅速上升，引起排水沟塌坡，影响排水效果，加重灌区水工建筑物和防渗设施的抗冻胀负担。秋浇洗盐蓄墒是该灌区多年形成的经验，年复一年的洗盐，不仅耗水量大，而且无法摆脱由此造成的负面影响。为补救该灌区排水能力的不足，还需利用灌区现有盐荒地和水域进行蒸发消耗。灌区内总面积为1679万亩，灌溉面积为861万亩，占总面积的51.2％，需利用的非耕地占总土地面积的48.7％，用来蒸发积盐，以此来保护灌溉土地的盐分年际间平衡。从而加重非耕地的土壤盐渍化，形成严重的土地资源的环境污染。
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为防治灌区土壤盐渍化，建设有效的排水设施是灌区改造中的重要组成部分。可选用不同的排水措施，如排水沟或利用井灌排水。但从管理使用和回归水利用条件来比较，井灌排水优于排水沟排水，我国不少灌区已经证明井渠结合是防治盐渍化的切实可行的有效措施。
（3）发展高效农业的需要
目前全国正在进行农业生产结构的调整，推动种植结构的调整，当地的优势农业和名优产品将得到发展。灌溉也要为高效农业和提高产品质量服务，在灌区渠灌实行轮灌条件下，轮灌期一般较长，无法保证作物适时供水和勤浇浅灌。
在灌区正在兴起的设施农业，种植反季节蔬菜、瓜果等作物，对适时适量供水要求较高，而北方一些灌区冬季停水。因此，在渠灌区内发展井灌，井渠结合也是开展多种经营发展高效农业，增加农民经济收入所必需的。
1.3.2 成功经验
黄河下游河南、山东境内的引黄灌区在50年代末随着灌溉面积的迅速扩展，大量引用黄河水，而忽视了排水，结果引发了大面积盐渍化，导致引黄灌区大面积停灌。经过此次挫折，摸索出井渠结合地表水、地下水联合运用的道路。山东省引黄灌区的经验是“以井保渠，以河补源”，适度发展井灌，利用黄河水补井水之源，合理调控地下水位，防涝防盐，高效利用灌区水资源，以保证农业稳产高产。多年的实践经验表明，在黄淮海地区采用井渠结合是综合治理旱涝碱的成功举措。
另一类井渠结合的灌区为陕西关中地区的泾、浴、渭等灌区，由于灌溉面积增大和灌区供水不足，在灌区内打井，形成井渠双灌。如泾惠渠灌区135万亩耕地每年引泾河水约4亿m3，提取地下水1.2～2亿m3。多年的实践证明，井渠双灌是实现灌区水资源良性循环，合理利用水资源的有效途径。
国外井渠结合的成功例子如巴基斯坦的印度河平原，其面积为34万km2，略大于我国的黄淮海平原。年降雨量不足300mm，大部分地区高温干燥，属于热带草原和沙漠气候。1860年从印度河及其支流引水发展灌溉，至20世纪60年代约有一半地区地下水埋深小于3m，有1/6地区地下水埋深小于1.5m。到1980年灌溉面积达到2.475亿亩，其中1.29亿亩受到沼泽和盐碱危害。在20世纪上半叶，采取了部分停灌、水平排水、渠道衬砌和渠旁植树等多种措施，均无明显效果。1980年以后开展打井，形成井渠结合的农田灌溉和排水体系，实现了地表水与地下水的联合运用。每年从印度河引水1000亿m3，每年灌区提用地下水400亿m3，最终寻找到了彻底摆脱沼泽和盐害的成功模式。
国内外的灌溉实践表明，井渠结合是高效利用灌区水资源、防治涝碱的成功经验。地表水、地下水联合运用也是灌排行业国际交流的重要议题。在我国干旱半干旱地区井渠结合有普遍的推广应用意义。当前正在开展的以节水灌溉为中心的灌区续建改造，应考虑采用灌区水资源的循环再利用与其它节水工程技术相结合的技术路线，以充分挖掘灌区节水潜力和合理利用灌区水土资源，促进灌区农业生产持续发展。

1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
结合宁夏水利厅确定的银北和灵武市建设的井渠结合示范区，制定并适时出台《宁夏引黄灌区机井运行管理办法》等井渠结合运行管理制度，充实宁夏节水型社会制度建设内容。通过对引黄灌区井渠结合关键技术的研究，初步实现宁夏引黄灌区地表水、地下水联合调度，合理配置水资源，提高水资源的利用效率和效益，为加快宁夏农业节水和节水型社会建设提供支持。
主要研究内容为：
（1）确定合理的井渠结合灌溉规划方案。
（2）既节水又不盐渍化条件下灌区地表水和地下水利用的适合比例研究。
（3）合理的井渠结合灌溉管理体制研究。
（4）合理的水费收缴制度研究。
（5）井渠结合灌溉技术研究。
（6）制定并出台《宁夏引黄灌区机井运行管理办法》等井渠结合相关制度。
预期取得的研究成果：
（1）《宁夏引黄灌区井渠结合灌溉技术及配套制度研究》专题研究报告。
（2）制定并出台《引黄灌区机井运行管理办法》等管理制度。
1.4.2 技术路线
（1）井渠结合灌溉规划方案研究技术路线
针对宁夏引黄灌区地表水资源紧缺、而地下水资源相对较为丰富的特点，面对我区发展节水高效农业和建设节水型社会的要求，以提高灌溉水利用效率为核心，通过对引黄灌区地下水资源的研究，得出各区域可开采的地下水资源量和满足土壤盐渍化防治要求时的地下水开采量，提出井渠结合灌溉发展规划。
其研究的技术路线为：
1）根据确定的适宜发展井渠结合灌溉的区域、各自的范围与面积，结合地下水位、水质等方面的资料，来计算各区域可开采的地下水资源量。
2）根据各区域作物种植结构、灌溉制度、井渠水掺灌比例、地下水位、土壤盐分、水质、防止土壤盐渍化的适宜地下水位等相关资料与研究成果，计算各区域防止土壤盐渍化的适宜地下水开采量，提出井渠结合灌溉发展规划。
3）根据单井出水量、控制灌溉面积、影响半径，结合区域可开采的地下水资源量、控制土壤盐渍化的适宜开采量，通过对机井、田间工程的合理布局来进行井渠结合灌溉示范区规划。
（2）引黄灌区地表水和地下水利用的适合比例研究
通过对渠水和井水掺和灌溉与作物产量的关系进行调查研究，以确定引黄灌区地表水和地下水利用适合比例，实现当地地表水、地下水和黄河水的综合利用，达到节水、合理调控地下水埋深、维持灌区良好生态环境的目的。
其研究的技术路线为：
1）根据灌溉试验取得的作物不同生长周期生长特点与灌溉水源关系等方面的研究成果，综合确定春灌前、生长期、秋灌期、冻结期等不同灌水时期所适宜的井渠结合配水比例。
2）根据不同灌水时期适宜的井渠结合配水比例，结合各区域地下水埋深、水量、水质条件，来综合确定不同供水水平年、灌水时期控制土壤盐渍化适宜的井渠结合配水比例和地下水埋深。
（3）合理的井渠结合灌溉管理体制研究
从20世纪70年代算起，井渠结合灌溉经历了近40年的历程，在应用技术上已经趋于成熟，基本形成了比较完备的技术体系。而当前井渠结合灌溉发展迟缓的主要原因是管理上存在着一些不足之处。其中，机井的运行管理费用不能得到持续稳定的保障已成为灌排机井生存与发展的生命线。
其研究的技术路线为：
1）通过对宁夏小型水利工程、抗旱机井运行管理现状进行调查、研究，总结成功经验、吸取失败教训，制定宁夏农用机井工程管理及引黄灌区井渠结合灌溉示范项目区机井运行管理暂行规定。
2）对宁夏引黄灌区现有的井渠结合灌区进行调查、研究，总结并制定灌溉示范项目区水量统一调度管理暂行办法。
3）通过水行政主管部门与灌区管理部门、用水部门的交流和沟通，研究并制定井渠结合灌域水管单位延伸服务管理办法、灌溉测水量水管理办法、水资源联合调度规程、服务人员岗位职责、机井管理责任书等相关制度。
（4）合理的水费收缴制度研究
通过对宁夏引黄灌区现状水费的核定、收缴等方面内容的调查与研究，总结并制定井渠结合灌域水费计收管理办法。
（5）井渠结合灌溉技术研究。
通过在井渠结合灌溉示范项目区内，以粮食作物、蔬菜及经果林为研究对象，开展不同灌水水质、灌水方式、灌水定额以及作物需水规律等试验研究，确定适宜进行井渠结合灌溉的作物种类和灌溉制度。

2 宁夏引黄灌区基本概况
2.1 自然概况
2.1.1 地理位置
宁夏引黄灌区位于自治区中北部，属黄河上游下段，南起中卫市沙坡头，北止石嘴山，南北长320km，东西宽40km，土地面积13113km2。以青铜峡水利枢纽为界，宁夏引黄灌区分为上游的卫宁灌区和下游的青铜峡灌区。按黄河河道自然分界，卫宁灌区又划分为河北灌区和河南灌区，青铜峡灌区又划分为河东灌区和河西灌区。青铜峡灌区位于宁夏北部，主要包括银川、石嘴山、吴忠3个地级市和青铜峡、利通区、灵武、永宁、银川郊区、贺兰、平罗、惠农、陶乐、盐池、同心等11个县市及13个国营农、林、牧、渔场。卫宁灌区位于黄河沙坡头与青铜峡之间120km长的狭长地带上，主要包括中卫、中宁两县和青铜峡市的广武乡以及国营渠口农场。
2.1.2 气候气象
宁夏引黄灌区地处中温带干旱区，属大陆性气候，干旱少雨，蒸发强烈，光照充足。年均降水量208mm，降水年内分配不均匀，7、8、9三个月降水量占年降水量的70%左右。年均蒸发量1100～1600mm（E601），干旱指数5～6。年均气温8～9℃，最高气温36.2～41.4℃，最低气温-24.0～-30.6℃，年大于10℃的有效积温3200～3400℃。太阳总辐射5711～6096MJ/m2，年日照时数2800～3100h，无霜期160～181d，霜期始于10月下旬，终于4月上旬。全年多风，平均风速2.9m/s，最大风速25.7m/s，多为偏西风。主要灾害性天气为干旱，其次为霜冻、冰雹、热干风、低温、冷害等，大风、沙尘暴天气出现较多。
2.1.3 地形地貌
宁夏引黄灌区地貌类型为黄河冲积平原，海拔1100～1300m，由西南向东北倾斜，坡降约为1/4000，自南向北渐趋平缓。其中，卫宁灌区地面坡降为1/1000～1/2000，青铜峡灌区地面坡降为1/2000～1/7500。灌区地势平坦，土地肥沃，久享黄河之便利，素有“塞上江南”之美誉，是宁夏主要产粮区。
2.1.4 水文地质
宁夏引黄灌区属西部贺兰山隆起带与东部鄂尔多斯台地的中间地带银川平原，在构造上属地堑断裂型，该区域内沉积物巨厚。据物探资料表明在纵向上，第三系(K)可达7500m，第四季(Q)亦有1600m；在横向上由贺兰山麓至黄河河床，具有明显的分带性，贺兰山地—山麓洪积扇裙—冲洪积倾斜平原—河湖积平原。其沉积物由山地基岩—山麓洪积卵石—倾斜平原的洪积、冲积砾、砂粉粘区—河湖平原的河湖积细砂、粘土、淤泥质。由于河(黄河)、洪(山洪)、湖(湖泊)的共同作用，沉积物岩性结构由南到北，自西向东，颗粒由粗变细，泥质成份渐多。
垂直方向由河湖相交互的沉积物互相迭置，在百米深度范围内，形成较厚的综合层组。含水层的岩性单一稳定，以粉细纱为主，并在不同的深度分布有厚薄不均的粘性土夹层与透镜体，但未能构成区域性的相对隔水层。含水层分布比较稳定的共有两层，第一层埋深16～43m，构成潜水含水层的底板、第一承压含水层的顶板；第二层埋深40～85m，构成第一承压含水层的底板、第二承压含水层的顶板。上述两层含水层厚一般20～30m。
2.1.5 土壤植被
宁夏引黄灌区自然条件复杂，灌溉历史悠久，受长期灌溉耕作影响，形成潮土、灌淤土、盐渍土、淡灰钙土，耕地中灌淤土所占比例最大，成土母质为冲积、洪积淤积物，土壤剖面多为上粘下沙或下粘上沙，土壤质地以中壤土、轻壤土、砂壤土为主，土壤容重1.4～1.5g/cm3，田间持水率为22～27%。灌区内植被覆盖率较高，尚未开垦的荒地以草原植被为主体，积盐干旱区以旱生灌木和半灌木为主，分布稀疏，覆盖率仅为10～40%。
2.2 种植结构
宁夏引黄灌区2007年农业总种植面积675.44万亩，其中粮食作物面积占68.9%，经济作物及林草占31.1%。
2.3 社会经济
宁夏引黄灌区光热资源丰富、引黄灌溉条件便利、农耕历史悠久，是自治区乃至我国重要的粮、油生产基地。经济发展相对较快，人民生活相对富裕，灌区的工农业生产总值及国内生产总值、人均财政收入、农民家庭人均纯收入和生活消费支出等均明显高于非引黄灌区，已成为我区政治、经济、文化、交通、商业、物流的中心。
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3 宁夏引黄灌区井渠结合灌溉发展现状
宁夏引黄灌区降水稀少，蒸发强烈，大量引用黄河水灌溉导致土壤发生盐碱化。土壤盐碱化是本灌区农业生产的主要障碍因素，也是形成灌区土壤演变的重要环境因子。根据宁夏水科所2005年土壤普查结果，仅青铜峡灌区就有中低产田254万亩，其中盐碱化土壤197.7万亩，而银北地区达196万亩，占77%，因此盐碱地改良是灌区建设和发展的生命线，以盐碱地改良为主的中低产田改造也是当前灌区实施续建配套与节水改造的最主要内容之一。改造中低产田、改良盐碱地最有效措施之一就是开发利用浅层地下水发展井渠结合灌溉。
3.1井渠结合灌区机井建设与发展
宁夏引黄灌区从20世纪70年代末就开始开展井渠结合灌溉试验与示范，早期建设的井渠结合灌溉机井主要是以排为主，旨在降低地下水位和改良盐碱地。20世纪90年代以后，水资源日益紧张，井渠结合开始转向以灌为主。历史上大规模建设机井分别集中在1977年～1982年间和2003年，至2007年灌区共建设机井6000余眼。
1977年～1982年，以降低地下水位、治理盐碱地、改造中低产田为目的，集中建设机井5220眼，总投资2882万元，平均每个县建设机井300眼左右。但这一时期建设的机井，由于渠道引水充足，水费偏低，农户偏于利用引黄水进行灌溉，井渠结合并未发挥其真正的作用，建设的机井大部分已报废。此后，灌区机井建设步伐逐渐趋缓。
2003年，引黄灌区遭遇了50年来最为严重的缺水危机，引黄灌区200万亩农田面临灌水困难，农业灌溉形势非常严峻。为应对严重的旱情，维护农村社会稳定，自治区党委、政府投资2亿多元，实施抗旱机井工程，抽取浅层地下水进行补充灌溉，抗旱自救。当年共新建机井3524眼（包括维修2003年以前建设的部分机井），灌溉面积37.5万亩，有效地保障了灌区农业稳定。
3.2井渠结合灌区运行管理状况
3.2.1以排水为主时期的机井
在上世纪七十年代中期，宁夏引黄灌区围绕着竖井排灌、调控地下水位、改良盐碱地，进行了大规模的机井建设。机井的管理运行方式在建井初期至1984年，由大队（村）统管，队长兼管，1985年开始过渡为村队管井员专职管理承包，维修、管理费实行包干使用，在大规模机井排水时，为了鼓励机井抽排地下水，自治区水利厅每年给各县水利局每眼井按180元后来减为120元的标准给予补贴，各乡、镇设有水管理站（或机井管理站），负责机井的管理与维修，运行管理情况也较好。此时的承包形式为每个管井员管几个到十几个机井，维修管理费用包干，各县水电局统一安排抽水，抽水的电费由县统一负担。随着油、电费用补贴办法的变动，国家补贴的机井抽水电费补助的中断，抽水电费无人承担，排水机井逐渐停用，而且一些机井建设与管理中存在的问题也逐渐暴露出来。如成井质量差、大批机井开始出现涌沙、井淤，没有经费维修、保养不及时、造成机井设备完好率下降，丢失报废数增加等，加上机井没有和灌溉相结合，农民不用井，最后导致机井管理与运行和竖井排水一样名存实亡。
3.2.2以灌溉为主时期的机井
进入20世纪90年代以后，随着水资源的日益紧张和农业新技术的广为应用，推动了灌区农民种植业调整，也给机井的建设与管理带来一线生机，此后建设的机井主要是解决灌水困难。由于新建的机井与灌溉相结合，而且根据实际需要而建，机井的管理运行在以前管理经验的基础上结合小型水利设施产权制度的改革，采取了承包、拍卖等管理方式，使机井的管理者与其效益紧密相连。机井的管理相对80年代明显好转，总结这一时期机井管理主要有以下三种形式：
（1）由县水利部门统管
这种形式是在原陶乐县，采用的管理方式：机井管理站统一管理，承包给乡村农户运行维护，管理运行经费采取“筹二补一”的方法，即受益农户自筹66%的经费，县财政补贴34%的经费。这种管理运行方式在纯机井灌区能够有效地运行，发挥效益。而在以井排的灌区，农户集资部分得不到落实，县上补贴的经费只发了管理人员工资，实际排水运行时间很少，起不到调控地下水位的作用，流于形式。
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3.2.4 存在的问题
（1） 运行管理费缺乏有效保障，使机井运转困难，损毁严重
据宁夏水利科学研究所调查，宁夏引黄灌区早期建设的机井，由于运行管护费用来源中断，截至1985年，5860眼机井中1910眼不能正常使用，占机井总数的32.6%，其中报废机井达1010眼，占机井总数的17.2%。至2001年，除近年新建的灌溉机井外，1985年以前建设的排水机井绝大部分已无法使用，报废机井数量达到2294眼，占机井总数的41.7%，损毁极为严重。
2003年国家投资建设的抗旱机井也存在运行管理费用的来源问题，虽然曾引入市场化运作方式，试图建立机井自我管理、自我维持、自我发展的运行管理机制，但由于各种原因效果并不明显，目前多数仍由水行政主管部门代管。寻找保障机井运行管理费用的新途径，已经成为水行政主管部门需要研究解决的主要问题。
（2） 渠、井水水价存在差异，井水水价偏高，影响农民使用井水的积极性
2003年3月，自治区政府出台《宁夏回族自治区抗旱机井农业用水价格暂行管理办法》，按该办法计算，引黄灌区井水水价为0.08～0.12元/m3，而渠水水价为0.0245元/m3，井水水价是渠水水价的4～6倍。井水水价远高于渠水水价，在渠道供水不出现较大波动的情况下，农民灌溉时必然选择渠水而非井水。表5-2为2005～2007年宁夏银北惠农区尾井渠结合灌区机井运行情况。其中，2005年为黄河特枯年份，2006年为丰水年份，2007年为正常年份。
（3）现行的管理模式无法从根本上解决机井管理问题
2003年自治区在引黄灌区投巨资建设抗旱机井，并先后采取了承包、租赁、拍卖、股份合作、农民用水协会管理等形式，但都难以从根本上解决机井管理的实际问题。实施的承包、租赁、农民用水协会承包管理，并不是完全意义上的承包、租赁，承包者不缴承包费用，相当于指定管理或代为管理。由于井灌费用远高于渠灌费用，用水户较少使用，特别是来水较丰时期，机井的利用率更低，收取的费用根本无法保证管理者的工资收入，更谈不上维修费用，承包者责任心不强，只使用不维修，机井设备损坏、丢失较严重，一旦发生损坏，工程就无法正常使用。灌区结合小型农田水利工程改革对机井进行拍卖，部分设施农业区的机井由于冬季渠道停水需要利用，拍卖或者股份合作购买存在市场，但也并不是以实际成本将机井使用权转移，布置在大田中的灌溉机井几乎无人问津。
（4）渠井分属不同的管理主体、产生利益冲突、难以实现水资源优化调度
在引黄灌区，渠道供水由渠道管理处管理，扬水泵站由县水务局管理，机井则由乡水管站或村委会管理，水资源管理主体不统一。由于各管理主体在井渠结合管理中的利益不同，其出发点不同，对发展井渠结合存在认识差异，水资源优化调度受限。水管单位希望更多地“销售”分配额度内的引黄水量，尤其主张农民使用高价水，以保证或提高其水费收入，不鼓励农民使用机井水；同时在渠道下游，由于量水工作落后，现仍采用大断面量水，按亩均摊收费，农民使用井水灌溉，还要上交渠道分摊的水费。同时，由于水资源总体紧缺，使得现行的用水管理部门与用水户处于不平等地位，水的供给与使用属卖方市场，用水者处于弱势地位，用水户保障自身合法利益的力量不足。在灌区推行农民用水协会管理与“一价制”水价政策前，水费收缴主要有村委会代收，存在搭车收费现象，加重了农民负担。这种现状都直接或间接地伤害到农民利用机井的积极性，影响了井渠结合的发展。
（5）群众对水资源短缺的形势认识不足、影响井渠结合的发展
宁夏引黄灌区得黄河水之便利，唯黄河而存在，依黄河而发展。灌区农民从未感受到黄河缺水带来的灌溉危机，节水灌溉意识淡薄。随着近年来黄河来水减少，以及区域经济发展对水资源的需求逐年增加，宁夏引黄灌区的农业灌溉用水矛盾逐年突出。由于农民用水利益得不到保障，加之对严峻的供水形势认识不足，把解决灌溉问题的责任完全交给政府，对使用井水灌溉缺乏积极性。这种心理的普遍存在，对抗旱机井进行市场化运作管理带来不利影响。