灌溉现代化与高阿斯旺大坝入流对尼罗河流域系统效率及埃及水资源回用的影响机制研究

为解决尼罗河流域水资源高效利用与灌溉现代化（IM）的争议性问题，研究人员通过River Basin Simulation Model（RIBASIM-Delwaq）模拟埃及尼罗河水量平衡，评估了三种IM策略（渠道衬砌、滴灌及组合措施）对系统效率（75.6%提升至78.5%）、水回用（减少非正式回用101%至9%）及地中海流出量（9.36 BCM）的影响。研究表明IM虽难以显著提升流域级节水，但可优化水质与供水公平性，为埃及水资源政策提供科学依据。

　　

尼罗河作为埃及的生命线，其水资源管理长期面临供需失衡与效率争议。尽管高阿斯旺大坝（HAD）的建成实现了供水稳定，但人口增长与农业扩张加剧了资源压力。传统观点认为灌溉现代化（IM）如滴灌和渠道衬砌能大幅节水，但近年研究指出其流域级效益可能被高估，尤其在高度依赖回流的尼罗河系统中。埃及政府计划投资16亿美元升级7500公里渠道并推广滴灌，但缺乏量化评估其系统影响的研究。为此，来自荷兰代尔夫特理工大学等机构的研究团队在《Agricultural Water Management》发表论文，首次通过耦合RIBASIM模型与数值模拟，揭示了IM对埃及水资源系统的真实效应。

研究采用RIBASIM模型构建尼罗河全流域61个命令单元的水量平衡，整合气象数据（WaPOR v3）、作物统计（CAPMAS）及HAD入流数据。通过校准验证（R²>0.9）确定基线效率（70%），并开发数值模型量化非正式回用（如农户从排水沟取水）。设置三种HAD入流情景（55.5/61/46 BCM）及IM策略（全渠道衬砌、全滴灌、组合措施），分析系统效率（EFF_sys）、回用量（内部/外部）及地中海流出量等指标。

系统效率与IM的有限作用
基线系统效率高达75.6%，主要得益于多级水回用（内部回用达58.95 BCM）。IM策略中，滴灌使效率提升2.5%（至78.5%），而渠道衬砌反降低GW补给量，组合策略效率为77.0%。表明IM对流域级节水潜力有限，因回流减少抵消了局部高效。

水回用的结构性变化
IM显著减少非正式回用（101%→9%），使尾部农户更多依赖渠道而非排水沟取水，改善水质但减少下游可用量。高入流年（61 BCM）外部回用达17.6 BCM，而IM策略下降至10.7 BCM，凸显系统对回流的依赖性。

地中海流出量的稳定性
IM对流出量影响（9.4→8.4 BCM）远小于入流变化（低入流时仅5.9 BCM），且未跌破生态阈值（8.5 BCM），保障了下游垦殖项目的水源安全。

研究结论挑战了IM的“万能节水”假设，指出埃及现有系统的高效性（75.6%）已接近上限，IM的核心价值在于优化水质与供水公平性。通过减少盐分与农化物质循环，滴灌可提升农户生计，而渠道衬砌需谨慎避免GW补给失衡。未来需结合社会经济评估（如劳动力影响）与动态需水模型，以优化IM部署策略。该研究为干旱区流域管理提供了“效率-回用-生态”协同分析框架，对全球灌溉政策具有启示意义。