1. 引言
唐山市位于河北省东部，东经117˚31'~119˚19'，北纬38˚55'~40˚28'，东隔滦河与秦皇岛市相望，西与天津市毗邻，南临渤海，北依燕山隔长城与承德市相望，东西长约130 km，南北宽约150 km，总面积为13,472 km2。
唐山市位居燕山南麓，地势北高南低，自西、西北向东及东南趋向平缓，直至沿海[1] 。北部和东北部多山，海拔在300~600 m之间；中部为燕山山前平原，海拔在50 m以下，地势平坦；南部和西部为滨海盐碱地和洼地草泊，海拔在15 m至10 m以下。唐山境内最高峰是青山关八面峰，海拔842 m，此峰山势险峻陡峭，主峰突出。
依据河北省海岸线2008年12月最新修测成果，唐山市大陆海岸线总长229.7 km，比原来延长了33.2 km。据悉，唐山市所属大陆海岸线东起乐亭县滦河口，与秦皇岛市接壤，西至涧河口西侧津冀省际北界线，与天津市相邻。
2. 唐山市用水结构特征
随着城市化进程的快速发展，唐山市规模不断扩大，非农业人口不断增加，经济增长和产业结构升级，使得城市用水量和用水部门结构也在随之发生着相应的变化[2] ，水资源供需矛盾日趋突出，严重制约着城市的可持续发展。
设在一定时间尺度内，共有n种用水户类型
，每个用水户用水量可表示为
，各部门用水量比例为：
(1)
式中：
式中：
为第i种行业占总用水量的比例，%；
为第i种行业用水量，万m3；
为各用水行业总用水量，万m3。
用水量统计项目包括农田灌溉用水量、林牧渔业用水量、工业用水量、生活用水量和生态环境用水量。其中：农田灌溉用水包括菜田、水田、水浇地用水等；林牧渔畜业用水包括果林灌溉、草场灌溉、鱼塘补水及畜牧业用水等；工业用水包括火力发电、国有及规模以上工业用水量、规模以下工业用水量等；生活用水包括城镇居民生活、农村居民生活及畜牧业用水等；生态用水包括城区河湖补水、城镇公共用水等[3] 。
根据2001~2013年唐山市各行业用水量资料统计[4] ，多年平均用水量27.2046亿m3，其中农业用水量16.8666亿m3，占多年平均用水量的62.00%；工业用水量为5.3883亿m3，占多年平均用水量的19.81%；居民生活用水2.4921亿m3，占多年平均用水量的9.16%；林牧渔畜业用水量1.9172亿m3，占多年平均用水量的7.05%；城镇公共用水量0.3821亿m3，占总用水量的1.40%；生态环境用水量为0.1583亿m3，仅占总用水量的0.58%。图1为唐山市各行业用水量所占比例柱状图。
3. 农业灌溉用水指标
农业灌溉用水指标反映出一个地区的灌溉效益，灌溉设施效率，渠道防渗效果、农作物种植结构等，都会影响到一个区域的灌溉用水指标。计算公式为：
(2)
式中：B为农业灌溉用水指标，m3/亩；W为农业灌溉年用水量，万m3；A为耕地灌溉面积，万亩。
根据唐山市2011年农业用水统计资料，分析其农业灌溉用水指标。唐山市2011年耕地灌溉面积566.6万亩，灌溉用水量12.4024亿m3，平均用水指标为218.89 m3/亩。但各县市用水指标相差较大，如唐海县农业用水指标为572.30 m3/亩，路北区仅为1.85 m3/亩，相差300多倍。表1为唐山市农业灌溉用水指标计算表。
2012年7月11日，国务院批准同意撤销唐海县，设立唐山市曹妃甸区。将唐山市丰南区的滨海镇、滦南县的柳赞镇划归唐山市曹妃甸区管辖。上述资料是采用2011年调查资料，行政区按照2011年数据统计，名称用唐海县。
原唐海县位于滦河灌区下游，种植水稻的面积较大，耗水量较大，与一般农田用水指标相差也较大。而且，水田大部分退水排入下游，该用水指标只统计用水量，没有计算退水量。
Figure 1. Water use ratio histogram Tangshan City industries
图1. 唐山市各行业用水量比例柱状图
Table 1. Tangshan City agricultural irrigation water index calculation table
表1. 唐山市农业灌溉用水指标计算表
4. 农业用水效益分析
要对现象变动趋势进行动态分析，就要建立与长期趋势相适应的数学模型。最常用的一种配合直线趋势模型的方法是最小平方法，又称最小二乘法[5] 。其变化趋势直线方程为：
(3)
式中：
为时间序列的趋势值，万m3 (万t)；a为截距，无纲量；b为趋势线斜率，无纲量；t为时间，年(月)。
近年来，唐山市坚持科学发展观，立足市情、水情，顺应经济社会发展需求，把发展节水农业作为转变农业发展方式的重要方面来推进，作为保障和改善民生的重大举措来统筹安排，以规划为引领，以项目为载体，多渠道、大幅度增加投入，以提高供水保障能力和用水效率为核心，大力推广管道输水、渠道防渗等节水技术，使农业灌溉用水量呈下降趋势。
农业发展是在节水和内部挖潜的基础上稳定发展的[6] 。随着农业产业结构的大调整和高科技高附加值产品的提高，农业用水可望在稳定现状的前提下，保持农业产值的稳定提高。但农业依然是唐山市的第一用水大户。必须依靠节水灌溉措施来实现灌溉发展。根据唐山市2004~2013年粮食产量统计，采用趋势法分别对农业用水量和粮食产量进行趋势分析。图2为唐山市粮食产量与灌溉用水量变化过程线。
通过唐山市2004~2013年粮食产量和用水量变化趋势方程分析，建立其趋势方程式：
粮食产量变化趋势：
(4)
用水量变化趋势方程：
(5)
利用变化趋势方程，分别求得用水量和粮食产量变化情况：唐山市粮食产量平均每年增加7.0539万t，
Figure 2. Food production and irrigation water change process line of
Tangshan
图2. 唐山市粮食产量与灌溉用水量变化过程线
而用水量(水田和水浇地)平均每年减少0.3427亿m3，由于开展各种节水措施，使得用水量减小的情况下，粮食稳步增产。2009年粮食产量增加，是由于当年粮食种植面积大的缘故，2004~2013年平均粮食种植面积205.9万公顷，2009年种植面积为429万公顷，是多年平均值的2.1倍。
5. 农业节水措施
目前，唐山市农业节水灌溉措施主要有微灌、喷灌、低压管道输水设施等。
微灌是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种灌水技术[7] 。微灌按灌水器及出流形式的不同，主要有滴灌、微喷灌、小管出流、渗灌等形式。
喷灌是通过管道、喷头等机械部件将有压力的水喷射到空中，分散成水滴均匀地降落到地面的一种灌溉方式。一般的粮、棉、油、蔬菜及果树等作物都可以采用喷灌来进行浇灌，喷灌还可以结合喷洒农药和液肥，是一种较理想的灌溉方法。喷灌的特点：采用喷灌技术能达到节水、增产、省工、降低劳动强度等明显效果。喷灌的节水效果显著，水的利用率可达80%；大大减少了田间渠建设及管理维护和平整土地等工作量，减少了农民用于灌水的费用和投劳；由于取消了田间水渠及畦埂，增加了播种面积，因此可提高单位耕地面积的作物产量，增加了农民收入；灌水均匀，土壤不板结，避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。
管道输水灌溉是以管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式，水由分水设施输送到田间。直接由管道分水口分水进人田问沟输水进入田间沟、畦。管道输水有多种使用范围，大中型灌区可以采用明渠水与管道有压输水相结合，有专门为喷灌供水的压力输水管道，还有为田间沟畦灌的低压管道输水[8] 。管道输水可减少渗漏损失和蒸发损失，与土垄沟相比，低压管道输水损失可减少5%，水的利用率比土渠可提高30%~40%，而且投资少，施工简便，深受农民欢迎。
根据唐山市2011年农业节水灌溉资料统计，唐山市有效灌溉面积716.96万亩，其中节水灌溉面积238.76万亩，节水灌溉面积占有效灌溉面积的33.30%。而唐山市节水灌溉面积主要是低压管道输水措施，节水面积达224.44万亩。喷灌面积12.95万亩，微灌面积仅1.37万亩。在各行政区，节水灌溉比例相差较大，如路北区节水灌溉面积达到66.97%，而路南区节水灌溉面积仅占0.76%。表2为唐山市农业节水灌溉面积统计表。
6. 结论
通过对唐山市农业用水结构、农业灌溉用水指标、农业用水效益及农业节水措施等分析研究，掌握农业用
水方面的有关参数等情况，为制定农业节水规划、合理利用水资源提供科学依据。
Table 2. Statistics Tangshan City agricultural water-saving irrigation area
表2. 唐山市农业节水灌溉面积统计表
根据2001年至2013年唐山市各行业用水量资料统计，多年平均用水量27.2046亿m3，其中农业用水量16.8666亿m3，占多年平均用水量的62.00%。
根据唐山市2011年农业用水统计资料，分析其农业灌溉用水指标。唐山市2011年耕地灌溉面积566.6万亩，灌溉用水量12.4024亿m3，平均用水指标为218.89 m3/亩。
由于开展各种节水措施，使得用水量减小的情况下，粮食稳步增产。唐山市粮食产量平均每年增加7.0539万t，而用水量(水田和水浇地)平均每年减少0.3427亿m3。
根据唐山市2011年农业节水灌溉资料统计，唐山市有效灌溉面积716.96万亩，其中节水灌溉面积238.76万亩，节水灌溉面积占有效灌溉面积的33.30%。唐山市节水灌溉面积主要是低压管道输水措施，面积达224.44万亩。喷灌面积12.95万亩，微灌面积仅1.37万亩。