節水灌溉技術在巴楚縣某灌區的應用及設計

羅 帆

（新疆水利水電科學研究院 新疆烏魯木齊 830049）

節水灌溉技術在巴楚縣某灌區的應用及設計

羅 帆

（新疆水利水電科學研究院 新疆烏魯木齊 830049）

通過對巴楚縣某灌區概況及存在問題的分析，選取適宜的節水灌溉技術，對該灌區節水灌溉技術實施前后用水量進行分析，并對該節水灌溉技術需水量設計，總結出該灌區采取節水灌溉技術后對當地產生的社會效益和生態效益。

節水灌溉 灌溉技術 需水量 社會效益 生態效益

1 概況

巴楚縣位于新疆西南天山南麓，塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠西北邊緣，東與阿克蘇地區阿瓦提縣接壤，東南穿越沙漠與和田地區墨玉縣、皮山縣相望，南與麥蓋提縣為鄰，西南與莎車縣、岳普湖縣相接，正西與伽師縣相接，西北與克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿合奇縣、阿圖什市毗鄰，北至天山支脈柯坪山系與阿克蘇地區柯坪縣為界。巴楚縣東西最長218km，南北最寬134km，總面積2.17萬km2，地理坐標為東經77°22′ 30″～79°56′15″，北緯38°47′30″～40°17 ′30″。

巴楚縣地處歐亞內陸腹地，為溫帶大陸性干旱氣候。其氣候特點是：四季分明，夏季酷熱，氣溫年際變化小，日差較大，降水量小，蒸發量大，年日照時數達2700小時以上，無霜期232天，全年多東北風，大風多在初春、初夏。

巴楚縣地表水主要來自葉爾羌河。根據《葉爾羌河流域灌區節水改造工程五年實施方案》，葉爾羌河多年平均總徑流量為65.2×108m3，流域內各縣可利用葉爾羌河的水量根據多年來的用水習慣及各縣協商決定，巴楚縣可利用的葉河水量多年平均為8.17×108m3。但為了達到在P=50%年份葉河能夠下放到塔河3.3×108m3生態水的目標，巴楚縣P=50%年份可利用葉河水量減至7.16×108m3，P=75%年份可利用葉河水量為6.92×108m3。項目區目前灌溉用水主要從恰爾巴格干渠引水，該干渠已于2008年11月全部完成防滲，渠道水利用系數為0.95。項目區在P=75%保證率下從該干渠上的引水量為966.04×104m3。

據《巴楚縣地下水開發利用規劃報告》，巴楚縣地下水的補給主要有降水入滲補給、河道入滲補給、渠系入滲補給、田間灌溉入滲補給、水庫入滲補給、井灌回歸入滲補給及側向補給等，地下水的排泄主要有潛水蒸發、人工開采、排堿渠排水量及側向排泄量。根據地下水均衡計算結果表明：地下水的補給量為6.27235×108m3/a，排泄量為6.28614×108m3/a，均衡誤差小于5%。區綜合可開采系數取0.37，則可開采量為2.3320×108m3/a。

根據2010年土地變更調查年底數據，巴楚縣土地總面積1837688.52公頃，其中農用地442722.16公頃，占全縣土地總面積的24.09%；

建設用地23804.5公頃，占土地總面積的1.3%；其他土地1371161.86公頃，占土地總面積的74.61%。

巴楚縣現有紅海、衛星和草龍三座平原水庫，目前三座水庫蓄水總庫容為12700萬m3，興利庫容為10800萬m3；共有農業灌溉機井1572眼，機井出水流量大多在80-160m3/h左右，年提水能力為1.6—2.4億m3；現有干渠12條，總長474.16km，干渠63.4%防滲；支渠51條，總長632.48 km，支渠1.5%防滲；項目區現有斗渠416條，總長1490.7km，已防滲長32.1km，由于運行多年、老化失修，需要進行重新防滲；農渠7082條，總長3895.65km，農渠為土渠。全縣渠系水利用系數現狀為0.44，田間水利用系數為0.88，灌溉水利用系數僅為0.39。

巴楚縣主要種植小麥、玉米、棉花、蔬菜和瓜果等，本項目區主要種植作物為棉花。

2 灌區存在問題

2.1水資源供需矛盾突出

巴楚縣是農業縣，屬典型的“荒漠綠洲、灌溉農業”，水資源緊缺，加上葉爾羌河“春旱、夏洪、秋冬枯”的特點，致使灌區春季缺水矛盾十分尖銳，加之農業灌溉管理水平低，灌溉方式落后，水資源利用高耗、低效現象較為突出。同時隨著國家西部大開發的有序推進，目前對塔里木河流域綜合治理規劃的要求和流域國民經濟及農牧業生產的快速發展，區內水資源總量匱乏，供需矛盾日益緊張，農業灌溉粗放落后，生態環境日趨惡化等問題將會更加尖銳突出。

2.2農業用水浪費嚴重

巴楚縣一方面水資源緊缺，春旱缺水矛盾十分尖銳。另一方面灌區農業用水浪費又十分嚴重，灌溉技術粗放，渠道防滲率僅40%左右，渠系滲漏損失很大，水資源利用有效率很低。同時由于田間灌水定額較大，灌區排水系統不健全，造成地下水位上升，土壤次生鹽漬化加重。

2.3水資源時空分布不均勻

項目區地表水徑流主要集中在6～8月的洪水期，約占年徑流量的70%，春季徑流量還不到10%，遠不能滿足春灌的需水。由于灌區供水不足，當地農村產業規模無法進一步擴大，特別是春季水量小，春旱缺水的問題突出，農業用水的保障率低，嚴重影響農作物產量提高和區域經濟的長遠發展。

總之，該灌區特殊的地理位置，導致水資源時空分布不均，加上粗放式的灌溉方式，水資源已經不能滿足當地農業的發展和生態環境的需求，并制約了該地區社會經濟的發展。

3 節水方式的選取

項目區屬于資源性缺水，因此采用節水灌溉技術已成為該地區農業生產可持續發展的必由之路。目前節水灌溉技術很多，必須因地制宜，綜合考慮各方面的因素，選擇適宜本項目區的節水灌溉工程措施。該區常采用的節水灌溉技術有以下幾種：

（1）常規節水技術。所謂常規節水技術就是對支、斗渠進行防滲，田間灌溉采用標準溝畦灌。

（2）低壓管道灌節水技術。低壓管道灌節水技術就是以管道代替渠道，以低壓方式輸水到田間，田間灌溉仍然以地面灌為主。

（3）噴灌技術。將有壓水流經過噴頭噴灑到田間的一種灌溉方式。

（4）滴灌技術。將有壓水流經過管網滴頭滴到田間作物根系的一種灌溉方式。

從氣候條件看，作物為棉花，不適宜實施噴灌；而管道溝畦灌同現有常規灌溉相比節水效果不明顯，且由于管道溝畦灌在田間實際還是地面灌，對農作物增產沒有多大效果，勞動強度減少也不明顯，實施管道溝畦灌的實際意義不大，綜合評定其效益不高；而滴灌方式節水程度高，管理方便，節省人力，增加產量。因此本項目區選用滴管節水灌溉技術。

4 項目區用水量

項目實施前用水量：項目建設前按地表水作為水源計算，項目區毛需水量為298萬m3。

項目實施后用水量：項目建設后按地下水作為水源計算，項目區毛需水量為255萬m3。

項目建設前后該灌區可節約用水量43萬m3。

5 滴管技術需水量設計

根據系統劃分面積，依據《微灌工程技術規范》（GB/T50485-2009）,在灌溉面積已定，需

要確定設計供水設計流量時，可按下式進行計算：

式中：Q-灌溉需水量，m3/h；A-有效灌溉面積，hm2；Ia-設計供水強度，Ia=Ea-P0；Ea-取5.5mm/d；P0-有效降雨量，取0 mm/d；t-水源每日供水時數，h；η-灌溉水利用系數。

代入上式進行計算，結果見表1。

表1 地下水各系統需水量表

6 社會效益和生態效益

6.1產生的社會效益

通過本項目的實施，可提高水資源利用率，降低生產成本，同時提高作物品質和產量，具有顯著的社會效益。

6.1.1 增加農民收入，提高生活水平

由于采用高效節水灌溉新技術，降低了勞動強度，提高了勞動效率，擴大了經營規模，降低了產品成本，使農民收入水平明顯提高。

6.1.2 有利于帶動相關產業的發展

由于高效節水的建設改變了傳統的灌溉方式，具有省水、省肥、省勞力、增加單產等諸多優點，已表現出良好的經濟效益。節水技術的大面積應用，還可大幅度提高勞動生產率，提高產品質量，增強作物的市場競爭力。同時，能帶動了其它相關產業的發展。使大量的勞動力從農業生產中解放出來，從事其它產業，有利于產業結構調整，使農民實現增產增收，對邊疆的穩定、經濟的繁榮和社會的安定都具有十分重要的現實意義，從而體現了顯著的社會效益。

6.2產生的生態效益

6.2.1 項目實施后使水資源得到合理利用，改善了項目區水土流失現狀，使當地地下水超采狀況得到一定程度的緩解，將節余水量用于缺水的地塊，對維護周圍局部生態環境是十分必要的。

6.2.2 滴灌技術將改善土壤結構，提高作物單產。

6.2.3 洗鹽壓堿效果明顯。由于灌水定額低，不產生地面徑流和深層滲漏，避免地下水位上升，遏制了土壤次生鹽漬化的發展。同時由于地膜覆蓋，減少了棵間蒸發，減少地面返堿。

6.2.4 項目通過實施精準施肥和施藥技術，降低農田化肥、農藥的使用量，提高了化肥、農藥利用率，減少了農藥、化肥對水、土壤的污染，保護了農田生態環境，具有明顯的生態效益。為農業持續穩定增產奠定了基礎。

7 結語

通過對項目區概況及存在問題的分析，選取適宜的節水灌溉技術，并對實施該技術前后的用水量進行分析得出：節水灌溉技術的實施有利于改善當地生態環境，緩解水資源緊缺矛盾，提高用水效率，具有很好的社會效益和生態效益。

1 《微灌工程技術規范》GB/T50485—2009.中國計劃出版社.

2 《節水灌溉工程技術規范》GB/T 50363—2006. 中國計劃出版社.

3 《水利建設項目經濟評價規范》SL72—94. 水利電力出版社.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.029

TV93

B

1672-2469(2014)07-0090-03

羅帆（1982年—），女，工程師。