節水灌溉技術的推廣與應用

王李輝

(陜西省白水縣防汛抗旱指揮部辦公室,陜西白水 715600)

1 發展節水灌溉的必要性

白水縣地處陜西省渭北黃土臺塬溝壑區,東西長 45 km,南北寬43 km,總土地面積 986.6 km2,境內地貌形態明顯,地形破碎,溝壑縱橫,海拔高程在 446～1 548 m之間,平均為850m。地勢西北高,東南低,塬面從北向南傾斜,斜度為10～22%。

白水縣是一個山區農業縣,水資源緊缺,而目前農田灌溉中水資源浪費的現象極為嚴重。根據石堡川、林皋兩個中型灌區近三年的統計資料和調查分析,石堡川水庫白水灌區的渠系水利用系數為 0.5,林皋水庫灌區的渠系水利用系數更低,僅為 0.4,而真正被作物吸收利用的更少,僅為灌區水的三分之一。白水縣降雨時空分布極不均勻,水資源分布年際之間極不平衡,干旱缺水,已成為白水農業乃至整個經濟社會發展的主要制約因素。解決好這一突出矛盾有效途徑就是發展節水型農業、推廣節水灌溉技術。因此,切實改變農業灌溉模式,積極發展節水灌溉,已成為白水縣緩解水資源緊缺狀況,擴大農田灌溉面積,實現水資源可持續利用和國民經濟發展的戰略措施。

2 白水縣水資源與工程現狀

白水縣地處渭北黃土臺塬和陜北黃土高原的過渡地帶,屬關中東部階地貧水區,水資源總量 4 956.82萬 m3,其中可利用量 2676.9m3,僅占 54%,人均占有水資源量 177m3,只有全市平均水平的 40%,全省的 12%;畝均占有水資源量為69m3,僅占全市平均水平的 34%,占全省平均水平的 9%。地表水資源量 3539.23萬 m3,已利用量 2070.66萬 m3,占資源量的 58.5%;地下水資源量 3793.89萬 m3,可開采量606.7萬 m3,占資源量的 15.9%,目前已開發利用 108.75萬m3。

經過多年的努力,水利建設取得了顯著成績,累計建成石堡川水庫白水灌區、林皋水庫灌區兩個中型灌區,鐵牛河水庫、故現水庫兩個小(Ⅰ)型灌區。建成水庫 7座,機井174眼,抽水站 72處,自流渠道 48條。設施灌溉面積 28萬畝。在興修水利工程的同時,致力于節水灌溉工程的發展,從早期的渠道防滲、暗管輸水,到現在的滲灌、噴灌、滴灌各種形式并舉,節水灌溉技術日益提高。這些水利工程為白水農村經濟特別是蘋果產業的發展和提升做出了巨大貢獻,已成為白水經濟發展和社會穩定不可替代的重要基礎設施。

白水縣水利設施大多建于上世紀六七十年代,因多年來工程老化失修,灌溉效益衰退,據統計,林皋水庫、石堡川水庫及鐵牛河水庫、故現水庫灌區均超過折舊年限,40%的機電排灌設備老化失修,每年約 5%的機井報廢。供水能力大幅衰減,灌溉面積逐年減少,單位流量日澆地效率明顯下降。如林皋水庫設施面積 11.23萬畝,有效面積由 1995年的8.5萬畝下降到現在的 4.3萬畝。

3 白水縣節水灌溉現狀

根據統計資料,白水縣自 20世紀 90年代以來,節水灌溉工程發展很快,止 2009年底,全縣共發展節水灌溉面積 16.5萬畝,其中微噴灌面積 0.3萬畝,低壓暗管輸水面積3.3萬畝,“U”型渠道防滲襯砌灌溉面積 12.9萬畝,節水面積占耕地面積的 22.9%。通過多年來的節水措施,效果明顯,一是節水。實踐證明,滲灌果園比大水漫灌果園每次可節水 50～60m3,每年按灌溉兩次計算,每年畝可節水 100～120m3,以現有的灌溉面積 4.8萬畝全部可應用計算,一年就可節水480萬 ～576萬 m3,相當于修建 2座鐵牛河水庫。二是節約土地。傳統灌溉方式需要干、支、斗、農、毛等多級渠道,田間還需修大量的埂、畦、溝,占用土地較多,而真正有效的種植面積只有 70%～80%。采用噴灌、滴灌取消了大量的田間溝渠及大小畦埂,可增加實播面積 15%～20%。采用“U”型渠和暗管輸水措施,也可提高土地利用率 1%～5%。三是節約用工。滲灌不需疏松土壤,破除板結,且灌水和施肥可以同時進行,大大減輕了勞動強度,每畝年可節省 8個工日。四是節約化肥。節水灌溉可將化肥溶入水中,直接輸送到果園根部,既有利于根系吸收,又減少了地表施肥的揮發損失,可提高化肥利用率 20%～30%,年可節約化肥 20～30公斤。

4 節水灌溉技術的推廣和應用

根據我縣的實際情況,白水縣節水灌溉普及的類型大體分為三類,一是灌區普及混凝土渠道襯砌技術,大力推廣“U”型襯砌防滲,加大建筑物的維護和更新。二是機井、抽水灌區普及管道輸水技術,大力普及低壓暗輸水,實現安全輸水、減少損失。三是田間節水大力普及果園微噴灌技術,實現田間節水。

4.1 渠道防滲技術

渠道防滲技術是通過對渠床土壤進行處理或建立不易透水的保護層,如混凝土渠道襯砌、漿砌塊石襯砌、塑料薄膜防滲和混合材料防滲等工程措施,減少輸水滲漏損失,加快輸水速度,提高灌水效率。目前在我縣普遍采用的是混凝土U型渠道襯砌,渠灌溉面積 12.9萬畝,占節水灌溉面積78%。與土渠輸水相比,混凝土護面可減少滲漏損失 60%～80%,并加快了輸水速度。

4.2 低壓管道輸水技術

低壓管道輸水灌溉技術是機井、抽水站灌區發展較快的節水灌溉技術,它是利用機泵抽取井水,通過管道系統把水直接輸送到田間實施灌溉的技術。同其它節水灌溉工程型式比較,具有耗能少,運行管理方便的特點。低壓管道輸水的灌溉試驗取得了良好的節水增產效果。用塑料或混凝土等管道輸水代替土渠輸水過程中的滲漏和蒸發損失,輸配水的利用率可達到 95%。另外還能有效地提高輸水速度,減少渠道占地。結合采用“小白龍”管地面輸水灌溉,不僅能夠有效地控制灌溉水量,而且便于一家一戶管理在我縣得到了許迅猛的發展。

4.3 微灌技術

微灌技術包括微噴、滴灌和滲灌,是一種現代化、精細高效的節水灌溉技術,具有省水、節能、適應性強等特點,灌水同時可兼施肥,灌溉效率能夠達到 90%以上。微噴灌已由果樹、蔬菜等少數經濟作物向大田作物發展,與地面灌溉相比,微噴灌具有節水、增產、省工、提高耕地利用率和適應性強的優點。

5 節水灌溉的效果及結論

通過實踐證明,灌區“U”型渠道防滲技術通過襯砌使渠系利用率提高,畝均可節水 50m3,暗管輸水技術渠系利用率提高,畝均節水 75m3,滲灌技術畝均可節水 100m3。按白水縣節水灌溉面積,“U”型渠道防滲 12.6萬畝,暗管輸水 3.3萬畝,田間滲灌技術 12萬畝,年可節水 2 000萬 m3以上。白水縣大力普及推廣節水灌溉是非常必要的,也是可行之,前景也是廣闊的。