山東省農(nóng)村高效用水技術(shù)體系研究

呂寧江 ，張桂香 ，鄭 琪

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.德州市李家岸灌區(qū)管理局，山東 德州 253000；3.棗莊市水文局，山東 棗莊 277800）

“水多、水少、水渾、水臟”是制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響生態(tài)的四大水問題，更是影響農(nóng)村建設(shè)和發(fā)展的主要因素，針對(duì)山東省農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施落后，抗洪澇、旱災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)低，有些村莊甚至飲水困難，住居環(huán)境差、生活水平提高緩慢，城鄉(xiāng)差距大等現(xiàn)狀，通過對(duì)農(nóng)村水系治理技術(shù)、高效灌溉技術(shù)、村居排水和污水處理技術(shù)以及供水和安全飲水技術(shù)等涉水問題進(jìn)行系統(tǒng)的集成研究，形成了山東省平原區(qū)、引黃平原區(qū)、山丘區(qū)等三大類型區(qū)的農(nóng)村建設(shè)高效用水技術(shù)體系，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施提供水利技術(shù)支撐。

1 村居排水與雨洪水綜合利用技術(shù)

從“開源”的角度出發(fā)，結(jié)合農(nóng)村排水工程的治理和建設(shè)，通過對(duì)村居周邊小流域綜合治理、村居排水系統(tǒng)和農(nóng)村河道排水溝、坑塘整治技術(shù)研究，增強(qiáng)農(nóng)村水系防洪防災(zāi)安全能力，提高農(nóng)村雨洪水的攔蓄能力和利用效率，改善農(nóng)村周邊自然生態(tài)環(huán)境。

1.1 農(nóng)村村居排水技術(shù)

農(nóng)村村居雨水排水系統(tǒng)一般分為干溝、分干溝、支溝和進(jìn)戶溝。院落內(nèi)的降雨排水從屋面、硬化地面匯集到排水口，經(jīng)進(jìn)戶溝匯集到雨水排水支溝；院落外的降雨排水從屋面硬化路面等處也匯集到雨水排水支溝。從支溝匯集到分干溝，從分干溝匯流進(jìn)入排水干溝，然后排入下一級(jí)排水溝、村邊河流或池塘。

農(nóng)村村居污水排水系統(tǒng)一般分為干溝、分干溝、支溝和進(jìn)戶溝。院落內(nèi)產(chǎn)生糞便直接排入沼氣池，廚房和浴室產(chǎn)生的污水匯集到污水排水支溝。從支溝匯集到分干溝，從分干溝匯流進(jìn)入排水干溝，然后排入氧化塘，經(jīng)過氧化處理，然后排入下一級(jí)排水溝、村邊河流或池塘。

1.2 農(nóng)村水系整治與雨洪水、污水資源化技術(shù)

農(nóng)村生存環(huán)境最大的問題是山丘區(qū)山洪、平原區(qū)洪澇災(zāi)、農(nóng)村污水和垃圾污染帶來的病菌隱患以及區(qū)域水源短缺問題，通過農(nóng)村水系整治與雨洪水、污水資源化技術(shù)研究，提高農(nóng)村水利工程的防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)，增加農(nóng)村用水保證能力，改善農(nóng)村居住環(huán)境，對(duì)新農(nóng)村建設(shè)至關(guān)重要。

1）丘陵山區(qū)農(nóng)村水系整治。一是進(jìn)行水土保持小流域生態(tài)綜合治理總體規(guī)劃，水平梯田建設(shè)，水土保持林建設(shè)，經(jīng)果林和蓄水池、谷坊、塘壩等小型水源建設(shè)；二是對(duì)村居附近的河道進(jìn)行生態(tài)景觀堤防加固，在河道內(nèi)建設(shè)攔水壩，形成逐級(jí)擋水、水面相連的河面；對(duì)村外的河道進(jìn)行堤防加固，滿足最低要求的灌溉、行洪等方面的要求。

2）平原區(qū)水系整治。村外溝渠和坑塘是平原區(qū)村居排水的傾泄區(qū)，由于平原區(qū)地勢(shì)平緩，村居排水一般是流于村外溝渠，經(jīng)入滲或排入主干河溝，也有匯集入村頭坑塘進(jìn)行入滲處理的。

3）農(nóng)村雨洪水、污水資源化技術(shù)。一是采取雨污分流措施，雨水經(jīng)匯流直接進(jìn)入河道、塘壩；農(nóng)村生活污水成分比較簡(jiǎn)單，經(jīng)柵格過濾后匯流進(jìn)入污水處理坑塘，經(jīng)過氧化塘處理后，水質(zhì)污染物基本消除，再排入河道、坑塘；二是在養(yǎng)殖區(qū)附近建設(shè)淺水藕池，種植蓮藕，將養(yǎng)殖區(qū)污水匯集進(jìn)入集液池發(fā)酵，發(fā)酵后的污水提入淺水藕池，為蓮藕提供有機(jī)肥料，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，藕池平均每天可處理1.86 t/hm2養(yǎng)殖污水。

2 農(nóng)村生活用水安全與節(jié)水技術(shù)

2.1 農(nóng)村飲水安全工程水源地選擇與保護(hù)

1）丘陵山區(qū)農(nóng)村飲水安全工程水源地選擇：鎮(zhèn)供水一體化水源；水庫水源；機(jī)井水源；山前富水區(qū)機(jī)井；河道截潛水源（大口井、廊道井等）。

2）平原區(qū)農(nóng)村飲水安全工程水源地選擇：鎮(zhèn)供水一體化水源；平原水庫水源；平原區(qū)機(jī)井；湖泊池塘水源。

3）飲水安全工程水源地保護(hù)技術(shù)與措施。

（1）地表水水源地保護(hù)。①以小型水庫、引黃平原水庫作為農(nóng)村飲水安全工程水源地時(shí)，水源地保護(hù)要做到如下要求：水庫水面禁止人工養(yǎng)殖；不得作為旅游資源（游艇等項(xiàng)目污染）；上游不得規(guī)劃和建設(shè)工業(yè)項(xiàng)目；工業(yè)和生活污水不得流入水庫；水庫流域分水嶺內(nèi)耕作種植不得使用化肥和農(nóng)藥。②以大、中型水庫和湖泊作為農(nóng)村飲水安全工程水源地時(shí)，由于水體較大、自身凈化能力較強(qiáng)，加之供水功能較多，水源地保護(hù)措施要做到如下要求：取水點(diǎn)周圍半徑100 m的水域內(nèi)，嚴(yán)禁捕撈、停船、游泳和從事可能污染水源的任何活動(dòng)，并設(shè)置明顯的范圍和嚴(yán)禁事項(xiàng)的告示牌；取水點(diǎn)上游1 000 m至下游100 m水域，不得排入工業(yè)廢水和生活污水，其沿岸防護(hù)范圍內(nèi)不得堆放廢渣、垃圾，不得設(shè)有毒倉庫、糞便池，不得使用工業(yè)廢水或生活污水灌溉，不得施用持久性或劇毒農(nóng)藥，不得從事放牧等有可能污染該段水域水質(zhì)的活動(dòng)。

（2）地下水水源地保護(hù)。①地下水水源工程大多為機(jī)井、大口井、廊道井等，井口要高于地面，設(shè)立保護(hù)區(qū)，單井保護(hù)半徑不小于50～100 m；在井的影響半徑范圍內(nèi)，不應(yīng)再打其他生產(chǎn)用水井，不得使用工業(yè)廢水或生活污水灌溉，不得施用持久性或劇毒的農(nóng)藥，不得修建滲水廁所、滲水坑、堆放廢渣或鋪設(shè)污水管道，并不得從事破壞性深層土層的活動(dòng)。②地下水匱乏的地區(qū)，深層地下水源井只能用于居民生活用水，不得用于農(nóng)業(yè)灌溉和企業(yè)生產(chǎn)用水。

2.2 農(nóng)村飲水安全工程供水模式與供水管網(wǎng)

1）供水模式。城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)延伸供水；聯(lián)村集中規(guī)模化社會(huì)化供水；單村供水。

2）供水管網(wǎng)型式。根據(jù)供水區(qū)域的大小，可因地制宜的采取環(huán)狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)以及環(huán)狀網(wǎng)與樹狀網(wǎng)結(jié)合等供水管網(wǎng)型式：①對(duì)于小規(guī)模或單村供水模式，可以根據(jù)地形條件采取水塔（高位水池）或恒壓變頻控制供水，管網(wǎng)采取樹狀網(wǎng)。②對(duì)于城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)延伸供水模式，由于城鎮(zhèn)供水一般采用環(huán)狀網(wǎng)，在管網(wǎng)延伸部分由于管網(wǎng)輸水距離一般較長(zhǎng)，管網(wǎng)延伸部分采用樹狀網(wǎng)。③聯(lián)村集中規(guī)模化供水模式，一般采用環(huán)狀網(wǎng)與樹狀網(wǎng)結(jié)合的管網(wǎng)型式，以提高管網(wǎng)的供水保證能力。

3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)田節(jié)水技術(shù)

根據(jù)我省的區(qū)域特點(diǎn)，在農(nóng)村建設(shè)中將我省的農(nóng)業(yè)用水模式分為引黃平原區(qū)、平原井灌區(qū)和丘陵區(qū)等三個(gè)類型區(qū)進(jìn)行分區(qū)研究。

3.1 平原井灌區(qū)農(nóng)田高效用水技術(shù)體系

平原井灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水模式可概括為充分利用天然降水、地表水、土壤水，控制開采地下水，維持地下水平衡，變作物消耗灌溉水為主到消耗土壤水、降水為主；工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水與管理節(jié)水緊密結(jié)合、實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。充分利用溝渠河塘攔截地表徑流、廣積雨洪水，供水和補(bǔ)源；科學(xué)增雨、巧用雨水、盡量減少地下水開采；深耕蓄雨，增加降雨入滲；減少灌溉水；冬小麥進(jìn)行前控、中促、科學(xué)用水、充分開發(fā)利用地表以下2.0 m土層土壤水；精量勻播，控株高產(chǎn)栽培，防止小麥奢侈騰發(fā)；秸稈覆蓋還田，減少棵間蒸發(fā)，增加雨水滲入，增強(qiáng)土壤肥力；精耕細(xì)作、劃鋤保墑、抑制土壤水分蒸發(fā)；麥套秋作，節(jié)約灌水；選用耐旱品種，以種省水等。采用以低壓管道輸水灌溉與窄短小畦結(jié)合的田間節(jié)水工程為主，規(guī)模化經(jīng)營(yíng)大田作物以發(fā)展噴灌技術(shù)為主，經(jīng)濟(jì)作物和溫室大棚以發(fā)展微灌技術(shù)為主等。

3.2 引黃灌區(qū)農(nóng)田高效用水技術(shù)體系

引黃灌區(qū)上游控制引用黃河水，充分利用地下水；灌區(qū)中游適量開采地下水，適量引黃補(bǔ)源；灌區(qū)下游控制開采地下水，相機(jī)引黃補(bǔ)源，實(shí)現(xiàn)采補(bǔ)平衡。使灌區(qū)上、中、下游用水合理調(diào)配，黃河水高效利用，建立引黃補(bǔ)源、以井保豐的農(nóng)田灌溉方式。因地制宜地發(fā)展以明渠自流灌溉、揚(yáng)水站+低壓管道輸水灌溉為主的工程節(jié)水灌溉形式。重視農(nóng)藝節(jié)水措施，實(shí)現(xiàn)工程節(jié)水與農(nóng)藝節(jié)水的密切結(jié)合。形成引黃井渠結(jié)合灌區(qū)地表水、地下水聯(lián)合運(yùn)用農(nóng)業(yè)高效用水模式。

3.3 低山丘陵區(qū)農(nóng)田高效用水技術(shù)體系

山丘區(qū)水源工程是高效用水技術(shù)體系的核心。在河道上修建水庫、梯級(jí)攔蓄工程，在河邊修建大口井，攔蓄、截滲上游來水；在山頂修建蓄水池等，利用揚(yáng)水設(shè)備調(diào)水上山，進(jìn)行補(bǔ)充灌溉；積極發(fā)展噴微灌（噴灌、微噴、滴灌、小管出流）等高效灌溉工程；發(fā)展保護(hù)地栽培，發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物種植，制定節(jié)水灌溉制度。重視農(nóng)藝節(jié)水措施，實(shí)現(xiàn)工程節(jié)水與農(nóng)藝節(jié)水的密切結(jié)合。

4 結(jié)語

本文針對(duì)農(nóng)村不同地形地貌，不同供水水源，提出了農(nóng)村雨水、污水的排放治理體系、農(nóng)村生活用水、節(jié)水及水源地保護(hù)技術(shù)措施和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)田節(jié)水技術(shù)，為振興鄉(xiāng)村發(fā)展與建設(shè)戰(zhàn)略提供了技術(shù)支撐。