對鞏乃斯河下游北岸大渠灌區灌溉形式的探討

吳吉祥

(新疆伊犁州鞏乃斯河流域管理處，新疆 伊犁 835000)

1 灌區概況

鞏乃斯河下游北岸大渠灌區位于新源縣西北部。東起則克臺溝口，西止鞏乃斯種羊場西界，北抵阿吾拉勒山南麓，南瀕鞏乃斯河，東西長67km，南北平均寬4．3km，總面積290km2。灌區設計凈灌面積24653hm3，現實灌面積22633hm2。灌區南面是鞏乃斯河，自東向西流淌，北面為阿吾拉勒山，地形北高南低、東高西低，總地勢由東向西傾斜。除東部的則克臺溝、鐵木里克溝等形成小沖積扇突出起伏外，大部分土地連片且地形比較平坦，由河灘、谷地、丘陵三部分組成。灌區東西平均坡度約為1/1200，而南北坡度則較陡峻，約為1/30～1/80。灌區海拔高程在800～900m之間。灌區骨干工程全長72．4km，已全部配套通水，干渠防滲襯砌31．5km，土渠運行40．9km。由于灌區內部作物種植業結構發生變化，廣大農牧民爭相種植經濟效益好、耗水高的農作物等原因，導致灌區水資源緊缺，水資源供需矛盾日趨突出。鑒于灌溉現狀，研究調整灌溉模式，加快推進灌區節水建設尤為必要。

2 灌溉方式的選擇

2.1 常規灌溉與高效節水灌溉方式比選

從灌區地形、地貌、土壤狀況以及工程運行中水費、電費等多種因素考慮，灌區采用高效節水灌溉方式優于地面灌溉。分析如下:

(1)灌區土壤以砂壤土為主，土層厚度普遍小于80cm，灌區南北向地形坡度平均1/60，如采用地面灌溉田面集水困難，水流容易沖蝕地表土層形成溝壑，田間管理難度大。

(2)灌區表層砂壤土以下為透水性較強的砂礫石層，如采用地面灌溉，水量滲漏損失非常大，無法滿足灌區節水要求。節水灌溉可以采用較小灌水定額進行淺澆勤灌，便于嚴格控制土壤水分，使之與作物生長需水更相適應，實現適時適量的灌水，給農作物創造更好的生長條件，達到增產的目的，噴滴灌較地面常規灌溉節水25～35%，提高產量10～15%。

(3)灌區用水成本高，水費貴，只有采用高效節水灌溉才能最大限度節約用水量，降低灌溉成本。節水灌溉便于實現機械化和自動控制，提高生產效率，節省勞動力，噴滴灌、涌泉灌還可以結合施化肥和農藥。

(4)節水灌溉采用管道輸水，無需田間的灌水溝渠和田埂，一般情況下可增加耕地7～10%;與地面灌溉相比，節水灌溉一次性投資較高，需配套管網和附屬設施。

(5)采用管道輸水，灌溉水利用系數可達0．80～0．85，而渠道全防滲輸水灌溉水利用只能達到0．65 ～0．70，提高0．20 ～0．25%。

根據以上分析灌區采用高效節水灌溉方式優于地面灌溉。

2.2 不同節水灌溉形式的比選

噴灌優點在于利用灌區有利地形形成自壓噴灌，能耗小，運行成本低;適應性較強，適合于大多數作物，對地面平整度要求較低;灌水較均勻，均勻度可達80%左右;灌水定額小，一般不會產生地表徑流造成水土流失，也可避免深層滲漏，不會引起地下水位抬升。缺點:噴灌受風的影響較大，風力超過3級不宜進行噴灑作業，采用半固定系統時，搬移管道的勞動強度大，固定資產投資較高，平均畝投資約為615元。

滴灌是目前最先進的灌水技術之一，其主要優點在于灌水均勻、控制性好，節水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，可實現全自動控制，具有明顯的省水、省肥、省工的特點。然而滴灌也有缺點，滴灌對水質要求高，過濾系統投資大。

管道灌優點在于以管道代替明渠輸水，可減少輸水過程的滲漏蒸發損失，適應性較強不受風的影響，可減少輸水渠道占地，節省土地3%左右，平均畝投資230元。缺點:管道灌對地面平整度有一定要求，灌水均勻受田間平整程度影響較大，灌水定額比噴灌大，可能產生一定的深層滲漏，可能產生一定水土流失。

以上是對節水灌溉的一些定性分析，就本灌區而言，各種節水灌溉形式的對比分析如下(以下敘述的畝投資為分干管以下不包括分干管的畝均直接投資，運行費主要為人工費):

2.2.1 固定式噴灌

固定式噴灌系統是指全部管道在整個灌溉季節固定不動，一般埋于地下，與半固定式噴灌相比，相當于將半固定式噴灌的移動支管變為固定管道。固定式噴灌系統設備利用率不高，畝投資高，使用方便，適合于經濟發展水平高，勞動力緊張，以種植灌水頻繁、經濟價值高的作物為主的大規模化經營。全固定噴灌系統畝直接投資1800～2000元，運行費一年50元/畝。

2.2.2 半固定式噴灌

半固定式噴灌系統在新疆已應用了20余年，就各種噴灌而言，也是目前全疆應用最廣的一種噴灌型式，積累了豐富的生產實踐經驗。此種型式噴灌的主要優點是投資相對較低，設備利用率高，運行管理簡單;主要缺點是需人工拆裝、搬移地面支管，勞動強度較大、勞動條件較差，同時，還噴灌共有的受風和空氣濕度影響大的缺點。

同固定式噴灌相比，半固定式噴灌的地面管道可以是部分固定，部分移動的，以下分三種情況:

(1)地面支管也為固定管道，僅移動同時輪灌的地面豎管，同時選擇兩套地面豎管備用，此種形式的半固定噴灌系統較固定噴灌系統每畝節約200元，其畝直接投資1600～1800元，運行費一年50元/畝。

(2)根據灌溉制度來選擇同時需要開啟的地面支管數量，同時選擇兩套備用的地面支管。此種形式是比較常規的半固定式噴灌形式，其畝直接投資600～700元，一條地面支管一個灌溉周期內需要搬運9次左右，管理起來不方便，運行費一年60元/畝。

(3)為了盡可能減少地面移動支管的搬運次數，減輕負擔，選擇較多數量的備用地面支管。并且使畝均直接投資控制在1200元內，經計算一條地面支管備用6套，該地面支管一個灌溉周期內僅需要搬運3次左右，管理起來不方便，運行費一年60元/畝。

2.2.3 滾移式噴灌

滾移式噴灌機是一種動力移動、定點噴灑的噴灌機械，是在半固定式移動噴灌系統的基礎上發展起來的一種大型半機械化噴灌機具，該結構簡單，操作方便，適應性廣，勞動強度低，適合小麥、棉花、大豆、甜菜、牧草等多種作物。運行方向與耕作方向一致。灌區滾移式噴灌系統畝直接投資900～1100元，但由于其運行需要柴油等動力支持，則運行費比較高，為350元/畝。

2.2.4 平移式噴灌

平移式噴灌機與滾移式噴灌機在管道布置方面相似，只是平移式噴灌機規模更大一些。平移式噴灌機噴灑強度偏大，適合在沙性土壤上使用，對地形要求較高，對條田形狀要求高。平移式噴灌機一般來說單機控制面積大，適宜在地形平坦且風小的平原區使用，平移式噴灌機系統機械化(或自動化)程度高、省工，但畝均投資較高，運行費也高，需統一管理，灌區平移式噴灌系統畝直接投資900～1200元，但由于其運行需要柴油等動力支持，則運行費比較高為450元/畝。

2.2.5 低壓管道輸水細流溝灌

低壓管道灌工程是以管道輸水進行地面灌溉的工程，由取水工程部分、輸水配水管網系統和田間灌水系統三部分組成。為達到灌水均勻減少田間損失的目的，通常應進行土地平整，將長畦(溝)改為短畦(溝)，田間一般采用給水栓接移動軟管等措施。低壓管道灌投入較低、效益明顯，但其田間節水力度較噴灌和微灌低，灌區低壓管道灌系統畝直接投資300～400元，年運行費為38元/畝。

2.2.6 滴灌

滴灌灌水很均勻、控制性好，節水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，可實現全自動控制，具有明顯的省水、省肥、省工的特點。然而滴灌也有缺點，一是對水質要求高，過濾系統投資大;二是主要用在灌溉經濟價值較高的作物上，投資相對較高，灌區滴灌系統畝直接投資800～900元，年運行費為35元/畝。

2.2.7 噴滴結合灌

一個系統噴灌和滴灌相結合比較靈活，噴灌進行播前灌，達到洗鹽壓堿的目的，播后采用滴灌，灌水均勻、控制性好，節水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，噴滴結合可滿足作物倒茬、不同作物灌溉需要。近兩年用滴灌進行糧食作物的灌溉在北疆地區有了一定的推廣。灌區噴滴結合灌系統畝直接投資1000～1100元，年運行費為45元/畝。

2.2.8 涌泉灌

該系統的末級灌水器為小細管，布置形式與滴灌類同，一次性投資較高，但對水質的要求比滴灌低，不易賭塞。而涌泉管的灌水器流量比滴灌大，在保水能力差的沙性土壤中使用，節水效果比滴灌差。涌泉管適宜種植間距較大的果樹等經濟作物。灌區滴灌系統畝直接投資1000～1200元，年運行費為25元/畝。幾種灌溉方式比選見表1。

表1 灌溉方式比選表

綜上所述，從技術角度，上述幾種灌溉形式均可在灌區使用，但哪種形式最適合本灌區，還需考慮宏觀經濟發展、區域特色、投資運行等多方面因素。通過現場實地調研并結合灌區地形、土壤、氣象、農作物等自然條件狀況綜合考慮，滴灌、噴滴結合灌和低壓管道三種灌溉方式更適合本灌區地面縱坡大、土層相對較薄等特點。其中，對玉米、大豆、油葵、打瓜等采用膜下滴灌;對冬小麥、牧草采用噴灌;對林業采用低壓管道灌溉;考慮到灌區農作物輪作和農業種植的隨機性，對這一部分作物采用噴滴結合灌。

3 結語

灌區是一個以農業為主的區域，區域氣溫相對于全疆其它地區低，降水相對較多，蒸發量相對較少，較適宜發展以噴滴灌、管道灌等為主的節水灌溉形式。灌區以小麥、玉米、大豆等糧食作物為主，部分區域也有棉花等經濟作物，以上作物的節水灌溉經驗較為豐富，已在全疆推廣。節水型農業是未來農業的發展方向，如何選擇更合適的節水灌溉方式尤為重要。科學合理的灌溉方式可提高灌區的灌溉水利用系數與水資源利用率，防止土壤次生鹽漬化;減少由于灌溉方式不當而導致的風蝕面積的擴大，生態環境的惡化。通過優化產業結構，采取客觀、高新灌溉技術，合理利用水資源，提高農作物產量，創造良好的經濟效益。

［1］周和平，徐小波，馬福忠，于江海．新疆21世紀初節水灌溉問題［J］．中國農村水利水電，1999(10):15-16．

［2］張志新．滴灌工程規劃設計原理與運用［J］．節水灌溉，2000(06):11-12．

［3］張志新．對新疆發展噴灌的認識［J］．節水灌溉，2007(07)．

［4］節水灌溉實用手冊［M］．中國水利水電出版社，2005．