節(jié)水補(bǔ)灌工程在寧夏中部干旱帶的應(yīng)用及前景分析

張 偉 魯 浩 李 東

（寧夏水利廳，寧夏銀川 750001）

1 寧夏中部干旱帶水資源概況

寧夏中部干旱帶是指寧夏多年平均降水量在200～400mm之間的中部地區(qū)，區(qū)域多年平均水面蒸發(fā)量在1210～1600mm之間（E601），干旱指數(shù)在3～8之間，區(qū)域內(nèi)多年平均徑流深在25mm以下，大部分在 10mm以下。當(dāng)?shù)厝司Y源占有量 50m3，僅為寧夏全區(qū)平均水平的16%，全國平均水平的2%，是我國最干旱缺水的地區(qū)之一。

2 寧夏中部干旱帶社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀

寧夏中部干旱帶2010年GDP為93.1億元，占自治區(qū)GDP的6.9%；人均GDP5448元，僅為自治區(qū)人均GDP的1/4；地方財(cái)政收入3.5億元，僅占自治區(qū)的3.1%；農(nóng)民人均純收入2950元，不足自治區(qū)平均水平的2/3。

按照現(xiàn)行貧困人口標(biāo)準(zhǔn)劃分，中部干旱帶還有年純收入1350元以下的絕對貧困人口39.3萬人，貧困面廣，貧困程度深，是國家和自治區(qū)扶貧開發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)地區(qū)。現(xiàn)有耕地面積 1431.8萬畝，其中旱耕地 1272.85萬畝。旱耕地長期“靠天吃飯”，畝產(chǎn)不足50kg，生產(chǎn)能力低下。

寧夏中部干旱帶的鹽池、同心、紅寺堡、海原、原州區(qū)、西吉、彭陽等7縣(區(qū))屬國家級貧困縣，是全國目前經(jīng)濟(jì)最落后、最貧困的幾個地區(qū)之一。

3 中部干旱帶水利工程現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代以來，在國家的大力支持下，在寧夏中部干旱帶相繼建成了固海、固海擴(kuò)灌、紅寺堡、鹽環(huán)定4個大型揚(yáng)黃灌溉工程及扁擔(dān)溝、南山臺子等中小型揚(yáng)黃灌區(qū)。截止目前，共發(fā)展灌溉面積150多萬畝，解決了60.4萬農(nóng)民和10余萬頭大家畜、近100萬羊只溫飽和飲水困難問題。

在持續(xù)干旱缺水的情況下，有限的揚(yáng)黃水為糧食連年豐收創(chuàng)造了條件，保障了干旱帶的社會穩(wěn)定，是群眾的“生命工程”和“希望工程”。四大揚(yáng)水灌區(qū)干渠周邊揚(yáng)程在 300m以內(nèi)尚有靠天吃飯的旱地197.5萬畝，土地開發(fā)利用潛力巨大。

寧夏中部干旱帶的貧困是長期的人口壓力和經(jīng)濟(jì)貧困相互作用、互為因果，導(dǎo)致人口、資源、環(huán)境的關(guān)系嚴(yán)重失衡，一方水土養(yǎng)活不了一方人。寧夏中部干旱帶水資源嚴(yán)重缺乏，但是也有光熱資源豐富，適合發(fā)展農(nóng)業(yè)資源的獨(dú)特優(yōu)勢。

只有依托當(dāng)?shù)胤浅Ｓ邢薜乃Y源和寶貴的引黃河水，通過轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，轉(zhuǎn)變水利常規(guī)灌溉模式，創(chuàng)新性的發(fā)展節(jié)水補(bǔ)灌工程，提高用水效率和效益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)避災(zāi)、節(jié)水、高效，才能有效解決當(dāng)?shù)厣a(chǎn)發(fā)展問題。

4 高效節(jié)水補(bǔ)灌灌溉制度

4.1 作物選擇

有限的水資源決定了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃Y源條件，選擇耐旱性極強(qiáng)的特色農(nóng)業(yè)作物。根據(jù)寧夏中部干旱帶長期以來群眾的種植習(xí)慣，選擇在中部干旱帶發(fā)展壓砂瓜、馬鈴薯、紅棗等高效耐旱的特色設(shè)施產(chǎn)業(yè)，以特色、規(guī)模、效益、品牌為出路、為希望。目前已形成了不同的優(yōu)勢作物區(qū)域布局。

（1）在中衛(wèi)市、中寧縣、海原縣等環(huán)香山地區(qū)形成硒砂瓜、棗瓜間作產(chǎn)業(yè)帶。

（2）同心縣下馬關(guān)、紅寺堡區(qū)等環(huán)羅山地區(qū)和靈武市、利通區(qū)、鹽池縣、原州區(qū)北部形成馬鈴薯和紅棗產(chǎn)業(yè)帶為主棗瓜間種產(chǎn)業(yè)帶。

（3）海原縣馬路坡、紅寺堡灰家窯形成高酸蘋果產(chǎn)業(yè)帶。

4.2 補(bǔ)水時間與灌水次數(shù)

補(bǔ)灌工程是指作物灌水時間及灌水次數(shù)主要根據(jù)干旱帶的氣候特點(diǎn)，結(jié)合作物生長對水的敏感性，在作物需水的敏感期灌關(guān)鍵水。寧夏中部干旱帶降水少且分配不均，降水主要集中于7、8、9三個月內(nèi)，中部干旱帶逐月降水量分布見圖1。

圖1 寧夏中部干旱帶逐月平均降水量(mm)

針對6月份前降雨少以及水資源短缺的現(xiàn)狀，通過補(bǔ)充作物 4～6月份灌溉關(guān)鍵水，重點(diǎn)解決作物“卡脖子”旱的問題，7月份進(jìn)入雨季后就很少補(bǔ)水，作物需水主要依靠當(dāng)?shù)亟涤辍?/p>

一般補(bǔ)水按5次設(shè)計(jì)，每次補(bǔ)水間隔時間控制在15～20天。硒砂瓜灌水第一水在4月初～4月中旬澆好種植前的底墑水，第二、三水在4月下旬～5月下旬澆保苗水，第四、五水在5月下旬～7月上中旬灌催蔓水。

馬鈴薯主要是灌溉種植前的底墑水、保苗水和開花現(xiàn)蕾水，第一水在4月初開始，第五水在7月初～7月中旬。

棗樹主要是澆催芽水、灌花期水、灌膨果水，第一水在4月上中旬開始，第五水在7月上中旬結(jié)束。

4.3 特色農(nóng)業(yè)灌溉制度

干旱帶特色農(nóng)業(yè)的灌溉制度設(shè)計(jì)主要參照現(xiàn)狀農(nóng)民灌溉實(shí)際，灌溉水量、作物產(chǎn)量、作物品質(zhì)觀測分析的基礎(chǔ)上確定。

（1）硒砂瓜種植。硒砂瓜每畝種植220穴，每穴每次補(bǔ)水量采用 12L，考慮拉水點(diǎn)灌過程中的水量損失，田間水利用系數(shù)取 0.9，畝均一次灌水量為2.9m3，設(shè)計(jì)采用3m3。

（2）馬鈴薯種植。馬鈴薯畝均定植馬鈴薯1500株左右。按馬鈴薯每株一次澆水 4L計(jì)算，考慮移動軟管點(diǎn)灌過程中的水量損失，田間水利用系數(shù)取0.9，畝均一次灌水量為6.7m3，設(shè)計(jì)采用7m3。

（3）棗樹與硒砂瓜間作種植。畝均定植棗樹35棵，硒砂瓜220株。按棗樹每棵一次澆水25L、瓜每株一次澆水12L計(jì)算，田間水利用系數(shù)取0.9，畝均一次灌水量為3.9m3，設(shè)計(jì)采用4m3。

（4）棗樹與馬鈴薯間作種植。畝均定植棗樹35棵，馬鈴薯1500株左右。按棗樹每棵一次澆水25L、馬鈴薯每株一次澆水4L計(jì)算，田間水利用系數(shù)取0.9，畝均一次灌水量為7.64m3，設(shè)計(jì)采用8m3。

（5）大田瓜種植。大田西瓜每畝種植220穴，考慮到大田與壓砂地相比土壤保墑能力較差，每穴一次補(bǔ)水量提高 30%為 16L，再計(jì)入拉水點(diǎn)灌過程中的水量損失，田間水利用系數(shù)取 0.9，畝均一次灌水量為3.9m3，設(shè)計(jì)采用4m3。

（6）大田瓜與棗樹間作種植。畝均定植棗樹35棵，大田西瓜220株。按棗樹每棵一次澆水25L、瓜每株一次澆水16L計(jì)算，田間水利用系數(shù)取0.9，畝均一次灌水量為4.9m3，設(shè)計(jì)采用5m3。

（7）高酸蘋果與馬鈴薯間作種植。畝均定植高酸蘋果55棵，馬鈴薯1000株左右。按果樹每棵一次澆水50L、馬鈴薯每株一次澆水4L計(jì)算，田間水利用系數(shù)取0.9，畝均一次灌水量為7.5m3，設(shè)計(jì)采用8m3。

中部干旱帶高效補(bǔ)灌灌溉制度設(shè)計(jì)見表1。

表1 中部干旱帶高效補(bǔ)灌灌溉制度 (單位：m3/畝)

4.4 田間灌水方式

特色設(shè)施農(nóng)業(yè)水源主要以中部干旱帶四大揚(yáng)水工程為水源，全部采用管道輸水，田間灌溉方式根據(jù)作物種植方式和灌水定額確定為管道灌溉、拉水灌溉、滴灌三種方式。

（1）管道點(diǎn)灌。補(bǔ)灌區(qū)布置供水干管、支管、田間配水管道等各級壓力管道，田間配水管道設(shè)置給水栓，給水栓接移動軟管向田間地頭送水，種植點(diǎn)采用穴灌、點(diǎn)灌。田間配水管道間距 100m，每50m設(shè)給水栓。

（2）拉水補(bǔ)灌。在灌水定額相對較小、地形相對較高、并缺乏管道重力供水條件的硒砂瓜補(bǔ)灌區(qū)，補(bǔ)灌區(qū)布置供水干管、支管采用壓力管道，在供水支管末端設(shè)置田間蓄水池，以田間蓄水池為水源，利用水車?yán)蛱镩g地頭送水，種植點(diǎn)采用坐水種、點(diǎn)灌等人工灌水方式。

（3）滴灌。對于部分產(chǎn)值高的日光溫室，通過供水干管、支管、田間配水管道將水輸送到棚內(nèi)后，田間以滴灌為主。

5 節(jié)水補(bǔ)灌效益分析

近兩年來，寧夏中部干旱帶的香山硒砂瓜、靈武長棗等特色農(nóng)產(chǎn)品，由于高效節(jié)水補(bǔ)灌工程的建設(shè)，在作物關(guān)鍵需水期適時補(bǔ)水，有效解決了作物“卡脖子”旱問題，保障了特色作物穩(wěn)定產(chǎn)出。同時由于當(dāng)?shù)毓鉄釛l件充足，晝夜溫差大等條件，特色農(nóng)產(chǎn)品在全國各大城市均十分搶手，對旱作區(qū)農(nóng)民脫貧致富起到了至關(guān)重要的作用。

以硒砂瓜為例，項(xiàng)目實(shí)施后，硒砂瓜畝產(chǎn)量可達(dá)到1400～2000kg，單價平均按0.8元/kg計(jì)，畝產(chǎn)值達(dá)到1100～1600元左右，扣除畝成本500元，畝凈效益為 600～1100元（不含勞力）。補(bǔ)灌工程區(qū)硒砂瓜產(chǎn)量與旱地硒砂瓜相比增產(chǎn) 600～1200kg/畝，增加效益640～1000元/畝；與旱地小麥相比，增加產(chǎn)值 700～1000元/畝。單純灌溉效益最大理論分析，灌水量應(yīng)在300～500m3之間，但是考慮當(dāng)?shù)厮Y源條件，目前灌水量 20～50 m3的補(bǔ)灌定額是符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的一種選擇。硒砂瓜灌溉水量與投入產(chǎn)出關(guān)系示意圖見圖2。

圖2 硒砂瓜灌溉水量與投入產(chǎn)出關(guān)系示意圖

同時，項(xiàng)目生態(tài)效益和社會效益十分顯著。中部干旱帶因缺水和長期以來人口激增造成的濫墾、濫牧、濫伐等掠奪式開發(fā)導(dǎo)致自然條件惡劣，土地荒漠化嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境生態(tài)惡化。實(shí)施高效節(jié)水補(bǔ)灌項(xiàng)目，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)設(shè)施農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，區(qū)域生態(tài)效益將得到明顯改善。

6 結(jié) 語

通過在寧夏中部干旱帶發(fā)展高效節(jié)水補(bǔ)灌特色農(nóng)業(yè)，創(chuàng)新輸水、灌溉、種植方式，走出了一條新路子，值得在干旱、半干旱地區(qū)實(shí)驗(yàn)和推廣。

[1]郭元裕.農(nóng)田水力學(xué)[M](第三版).北京:中國水利水電出版社,1997年

[2]寧夏中部干旱帶高效節(jié)水補(bǔ)灌工程總體實(shí)施方案[R].寧夏水利廳,寧夏水利咨詢公司.2009年

[3]GB/T 50363中華人民共和國節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范[s].中國計(jì)劃出版社,2006

[4]楊 靜,王玉萍,王群,等.非充分灌溉的研究進(jìn)展及展望[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(8):3 301-3 303

[5]楊麗豐,何宏謀,梁志勇.西北內(nèi)陸河灌區(qū)節(jié)水灌溉模式及節(jié)水效果分析[J].人民黃河,2007,29(11)