東營市王莊灌區作物節水灌溉技術方法研究

宗學才

(東營市水務局，山東 東營 257000)

東營市地處我國山東省境內，王莊灌區是黃河以北范圍內大型的引黃灌區，灌區是在黃河以北、渤海以西、馬新河和潮河以東的范圍內，總面積可達到1919 km2。王莊灌區于1969 年3 月構建完成，這時灌溉的總面積就達到31 萬畝;而21 世紀初我國針對王莊灌區開展了擴建工程，總面積已經達到98 萬畝，很大程度上解決了東營市農田灌溉的問題。

農業發展作為我國長久以來發展的首要目標，用水量可占全國總用水量的70%以上，其中農業灌溉的用水量會達到農業用水量的90%以上。由此可以看出，水資源是我國農業發展的必要條件，而水資源短缺又是我國當前不得不解決的重要問題。隨著用水量的增多，灌區不得不需要開展節水灌溉技術。地面灌溉是最古老、最普遍的技術，世界上很多發展中的國家采用著這種灌溉方法，而且我國95%以上的灌區也同樣地采用這種方法。地面灌溉卻只能保證農作物的日常所需，無法真正的達到節水目的[1]。本文基于傳統方法，結合東營市王莊灌區節水灌溉現狀，分析適合東營市王莊灌區作物的節水灌溉方式。

1 東營市王莊灌區作物節水灌溉技術方法

1.1 改建灌區防滲渠

西方很多國家通過塑料膜和混凝土的切面方式改造傳統的地面土渠，減少了灌溉水分的蒸發，取得了很好的效果。而當前東營市王莊灌區仍然采用的是地面土渠灌溉方式來進行輸水灌溉，水資源容易出現浪費的情況。因此需要加強防滲渠的處理技術。要想使當前灌溉的技術有所突破，可以通過建造灌區防滲渠的方式，提高渠道中水的使用效率，減少了空氣蒸發的水量，也同樣減少了灌溉過程中因為滲漏造成的水資源浪費的情況。相比傳統的地面土渠灌溉方式，通過實施灌區渠道的防滲技術，可以有效減少水資源流失。

因為東營市王莊灌區特殊的地理位置，冬季和停水的時候渠道無法進行正常灌溉，所以灌區渠道耐用性能很差。而且土壤經過長時間的滲透也會導致地下水位增高，從而造成土壤鹽堿化程度加深。在了解這些問題的基礎上，結合東營市王莊灌區渠道特征，采用模袋混凝土來建造防滲襯砌的灌區渠道。防滲襯砌是通過混凝土的高壓泵，將混凝土灌入袋中再灌注成固定形狀堆砌而成的，可有效保護灌區內部渠道，并起到防滲的作用。這樣建造成的渠道外表看著美觀、建造起來也很方便、耐用性能也有所提升，而且使用這種方式改建的灌區渠道使用壽命會比傳統的使用時間長，并且很大程度上達到了節水的效果[2]。在減少水資源浪費的基礎上，水流的速度也有所提升，同時還減少了漏水或滲水的情況發生。

1.2 安裝低壓管道輸水

低壓管道輸水是需要在一定的壓力下進行，在管道總開關打開后，各個灌區是可以自行地打開灌區內的開關閥門，就可以對其進行灌溉。從而縮短了傳統方式的灌溉時間，保證了在灌區作物需要用水的情況下及時地進行灌溉[3]。相比以往的渠道輸水方式，低壓管道輸水是可以有效地提升水資源的利用，也保證了灌區農作物的灌溉率。并且由于水壓的存在，它可以使用在各種各樣的地形上，更加有效地節約灌區內的水資源。

1.3 噴灌微灌方式節水

噴灌的灌溉方式是水源利用自身的地理落差或灌區內灌溉體系，讓水具有一定的壓力，再由特定的噴散裝置噴散至空中，從而轉變成水滴或霧氣的形態灌溉到灌區作物上的節水灌溉技術。噴灌灌溉技術是可以根據農作物的分布，設計適合灌區的灌溉線路，方便大面積農作物的灌溉，并且不會浪費水資源，達到節水的效果。噴灌灌溉技術不但操作簡單、使用方便、減少機器的使用以及地面水管過多、擴大灌溉面積等自身的優勢外，還可以促進我們國家灌溉技術形成機械自動化，促進國內工業經濟的快速發展[4]。

而微灌的灌溉方式是當前應用較為普遍的一種灌區節水灌溉的方式。微灌灌溉的使用設備相對比其他設備要簡單得多，主要是由滴灌、滴灌頭和線路管道三個部分組成。和噴灌灌溉技術不同之處在于，微灌的方式在灌區實際使用過程中是不需要安裝大型的機械設備，這樣可以有效地減少水資源外漏的情況出現，節水效果會比噴灌的方式更好一點，更加適用灌區內有大棚的農作物[5]。它是直接從農作物的根部給其提供水資源，將線路管道和滴灌頭安裝到農作物根部的附近，也可以額外增加定時設備，定時定量地給農作物供水，以便滿足農作物生長需要。同時還可以根據農作物所需要的營養成分，在水中加入適量的營養液和肥料，來增加灌區土壤的營養成分，提升水資源灌溉率，避免浪費大量的水資源[6]。所以，東營市王莊灌區作物是可以根據自身的特點選擇適合的節水灌溉技術。

2 應用的實驗測試

2.1 實驗準備工作

為了測試此次提出的東營市王莊灌區作物節水灌溉方式可靠性和實用性，選擇測試某一處灌區建造實驗平臺。(將灌區分為正常灌溉、增加防滲渠和低壓管道后正常灌溉、增加防滲渠和低壓管道后采用滴灌噴灌方式灌溉三種形式。)將選擇的灌區分為A、B、C 三個區域，表1 是該灌區的環境參數。

表1 灌區內基本環境參數

根據表1 顯示的灌區內基本的環境參數可知，A、B、C三個區域的基本自然條件是比較相近的，因此選擇這單個區域為檢測的基本環境。將上面研究灌溉的技術方法分為兩種方式，一種為加防滲渠和低壓管道后正常灌溉;另一種為增加防滲渠和低壓管道后再采用滴灌噴灌方式分別引入A、B 區記為X 區和Y 區，并將兩個區域與只用正常方式灌溉的C 區作比較，從而得到哪種方式可以實現更好的節約水資源。

2.2 東營王莊灌區數據監測及反饋結果

實驗測試是相同一段時間內，將A 區的灌區內增加防滲渠、并且安裝低壓輸水技術用正常灌溉方式進行灌溉記為X 區;B 區在增加防滲渠、并且安裝低壓輸水技術的基礎上用滴灌噴灌的方式進行灌溉記為Y 區，查看該區域內用水量的變化情況。為了保證實驗測試具有真實性，并且數據相對比較可靠，本次共進行10 次，表2 為實驗的測試結果。

表2 灌區數據監測結果統計表 單位:m3/hm2

根據表2 顯示數據可知，正常灌溉方式灌溉的用水量在69 m3/hm2～75 m3/hm2之間， 但使用了灌區防滲渠、并且安裝低壓輸水技術的X 區域，用水量明顯減少在57 m3/hm2～63 m3/hm2之間、而使用了灌區防滲渠、安裝低壓輸水技術并且采用滴灌噴灌方式的Y 區，用水量已經達到了34 m3/hm2～43 m3/hm2之間了。通過上述的數據顯示正常灌溉的A 區平均的用水量是71.625 m3/hm2，增加了防滲渠、并且安裝低壓輸水技術用正常灌溉的X 區平均用水量減少到60.086 m3/hm2，而即增加防滲渠、并且安裝低壓輸水技術的基礎上又使用了滴灌噴灌的方式進行灌溉的Y 區平均用水量已經明顯減少到38.639 m3/hm2，見圖1。

圖1 三種區域內灌區平均用水量示意圖

如圖1 所示，通過改變灌區作物節水灌溉的技術方法是可以達到節省水資源的目的。明顯可以看出，只改變灌區的防滲方式以及安裝低壓管道輸水的技術方法，可以有效節省水資源。

3 結語

此次研究在發現原灌溉技術無法節約水資源等問題后，有效解決了東營區王莊灌區農作物灌溉存在的問題，為東營市王莊灌區以后的農業發展提供更加完整的、詳細的節水灌溉數據。這種技術方法，只適合某一地域內的灌區進行節水灌溉，在其它沒有河流引進的灌區內是無法短時間內適用。今后可以根據我國其它的地域特色，結合東營市王莊灌區的節水灌溉方法，研究更多能夠適應其他灌區實際情況的節水灌溉技術。