【摘要】通過對寧夏南部山區苦水資源進行調查分析,結合當地農業灌溉條件,提出切實可行的苦水摻灌技術方案。
【關鍵詞】苦水資源;摻灌技術;寧夏固原
寧夏南部山區包括固原市和中衛市的海原縣,共5縣1區,總面積16775.4平方千米,占自治區面積的32.4%。是全國最為貧困的不發達地區之一。由于干旱缺水,自然災害頻繁,農業生產基礎設施薄弱,生產力水平低,經濟和社會發展緩慢,群眾生活困難。上世紀八十年代以來,黨和政府投入巨資在寧南山區清水河流域興建了固海揚水工程和固海揚水擴建工程,設計揚水流量20立方米/秒,年提供黃河水1.67億立方米,發展灌溉面積40多萬畝,為當地群眾脫貧致富打下了堅實的基礎。由于揚程高、成本大、水量有限,如何充分利用揚黃水量與當地苦水資源摻灌結合發展農業灌溉,擴大灌溉面積,最大限度發揮工程效益,成為揚黃灌區面臨的重要課題。
1.苦水摻灌的可行性
(1)苦水灌溉在寧夏南部山區已有較長的歷史,并取得了寶貴的經驗。海原縣石峽口水庫建成初期,寧夏水科所對苦水灌溉進行實驗研究。研究表明結合一定的農業措施,水地平均畝產200千克以上,是旱地產量的2倍多,特別是干旱年份,旱地基本絕產,用苦水灌溉仍可取得畝產100千克以上的收成,耐鹽堿的大麥、燕麥等農作物產量更高。
(2)根據寧夏水科所實測資料,海原縣石峽口水庫多年水質礦化度在3.4~6.2克/升之間,平均4.8克/升,最高年份達11.4克/升,5~6月份水質差,9月到來年4月偏好。1972年,經過十多年的實驗、跟蹤和調查研究,寧夏水科所對用苦水灌溉海原縣高崖鄉草場村土壤進行取樣、實測和對照,分析表明:未灌苦水的土壤鹽分含量隨著土層深度的增加而增加,苦水灌溉的土壤鹽分含量隨著土層深度的增加而降低,苦水灌溉后土壤鹽分積累主要在表層。苦水灌溉的前5年,土壤鹽分積累速度較慢,年平均0.008%,5~11年為0.01%,11~14年為0.043%,苦水灌溉土壤鹽分含量隨著灌溉年限增加而增加。
(3)在此基礎上,寧夏水科所結合寧南山區實際,參考國內外水質評價方面的一些具體招標,提出了適宜寧南山區苦水灌溉的水質評價參考指標。含鹽量小于3克/升,鈉吸附比在0~10之間的水,可以采用一般的農業、工程措施,長期實施灌溉。含鹽量3~5克/升,鈉吸附比在10~13之間的水,適宜于透水性較強的土壤、地下水位埋藏較深、土地平整的地區灌溉,并嚴格控制灌水定額和次數,選擇耐鹽農作物,增施有機肥料。含鹽量5~8克/升,鈉吸附比大于13之間的水,要求灌溉的土壤透水性更強、地下水位埋藏更深,并有可靠的淡水資源沖洗,并嚴格控制灌水定額和次數,選擇耐鹽農作物,增施大量的有機肥料。
2.苦水摻灌比例
固海揚水工程和固海揚水擴建工程的建成,為改善這一地區長期使用苦水灌溉帶來的環境問題、充分利用苦水資源帶來了機遇。根據寧夏水文水資源局長期實測資料,黃河水寧夏自治區境內多年平均礦化度在0.6~0.65克/升之間。以海原縣石峽口水庫為例,多年水質礦化度在3.4~6.2克/升之間,平均以4.8克/升計,黃河水與苦水摻灌比例最大按5:1計算,加權平均后,灌溉水質礦化度為1.34克/升,就灌溉水質而言,符合《農田灌溉水質標準》,采用一般的農業和工程措施,可以長期灌溉,不會給土壤帶來不良影響。
3.苦水水源工程
3.1石峽口水庫。石峽口水庫隸屬寧夏中衛市海原縣,位于清水河一級支流——西河流域出口處,控制流域面積1910平方千米,最大壩高75.9米,總庫容24944萬立方米,有效庫容6374萬立方米。該水庫2010年完成除險加固改造,是寧夏南部山區最大的水庫,水庫多年平均徑流量1910萬立方米,p=50%、75%保證率徑流量分別為1608萬立方米、928萬立方米,水庫多年平均蓄水量1000萬立方米,多年水質礦化度在3.4~6.2克/升之間。
3.2莧麻河水庫。莧麻河水庫隸屬寧夏中衛市海原縣,位于清水河一級支流——莧麻河流域出口處,控制流域面積688平方千米,最大壩高41.0米,總庫容8471萬立方米,有效庫容1830萬立方米。該水庫2002年完成除險加固改造,水庫多年平均徑流量1100萬立方米p=50%、75%保證率徑流量分別為926萬立方米、535萬立方米,多年平均蓄水量250萬立方米,多年水質礦化度在3.0~4.5克/升之間。
3.3寺口子水庫。寺口子水庫隸屬寧夏固原市原州區,位于清水河一級支流——中河流域出口處,,與著名的須彌山石窟相鄰,控制流域面積1020平方千米,最大壩高56.5米,總庫容10515萬立方米,有效庫容5150萬立方米。該水庫2003年完成除險加固改造,水庫多年平均徑流量2700萬立方米,p=50%、75%保證率徑流量分別為2400萬立方米、1501萬立方米,多年平均蓄水量1400萬立方米,多年水質礦化度在3.87~4.52克/升之間。
4.苦水資源利用現狀
4.1海原縣石峽口水庫苦水摻灌工程。該工程位于海原縣高崖鄉境內,水源為石峽口水庫,1996年批復立項,1997年開工建設,設計摻灌流量0.8立方米/秒,水量150萬立方米,總投資120萬元,摻灌新增灌溉面積1.5萬畝。工程取水口為石峽口水庫溢洪道出口,經揚程為35米的泵站,將苦水摻入固海揚水工程八泵站出水池。工程目前運行基本正常,土壤無次生鹽漬化現象出現。
4.2原州區固海擴灌十二干渠苦水摻灌工程。該工程位于固原市原州區黃鐸鄉境內,摻灌水源為寺口子水庫,2003年完成設計并批復立項,2004年開工建設,設計摻灌流量2.0立方米/秒,水量300萬立方米,總投資130萬元,摻灌新增灌溉面積2.1萬畝。工程利用寺口子水庫南干渠輸水,將水庫水摻入固海擴灌工程十二干渠。工程目前運行良好,土壤無次生鹽漬化現象出現。
5.苦水摻灌的實用性
寧夏南部山區清水河流域揚黃灌區,設計流量20立方米/秒,年提供黃河水1.67億立方米,摻灌比例最大按5:1計算,可利用當地苦水資源3340萬立方米,而3座苦水水源工程多年平均蓄水量為2650萬立方米,扣除蒸發、滲漏20%后,可供摻灌的苦水資源量2120萬立方米,摻灌比例可以提高到7:1,灌溉水質礦化度達到1.17克/升,更適宜農業灌溉。按照揚黃工程300立方米/畝的灌溉定額,該地區苦水資源利用后,可新增灌溉面積7.07萬畝,每年增加農民收入700余萬元,效益十分客觀。
6.存在問題及建議
由于固海揚水工程和固海揚水擴建工程占線長,涉及市、縣較多,加之一部分人對苦水摻灌缺乏科學的認識,摻灌工作只能在部分區域開展,摻灌水量有限。建議有關部門積極支持科研單位中斷了多年的苦水水質監測、苦水灌溉、土壤鹽分積累觀測及苦水灌溉對農作物生長影響等方面的研究工作,使原有的科研成果具有連續性和可操作性,正確處理灌溉與環境保護的關系,防止土壤鹽漬問題出現。
參考文獻
[1]《水土保持研究》(寧夏苦水灌溉及調控土壤次生鹽漬化途徑)1987年第一期.
[2]《寧夏農林科技》(寧夏苦水灌溉)1976年第七期.