提高景電灌區灌溉用水效益的措施與方法

收稿日期：2023-11-30

作者簡介：郝國棟（1975—），男，甘肅景泰人，高級工程師，主要研究方向水利工程運行管理、灌溉管理與水資源的節約利用。

摘 要：景電灌區是我國西部地區最大的、高揚程、大流量電力提灌工程之一，對電力的需求很高，電力提灌成本高，導致灌區的用水效益問題日益突出，亟須解決。景電灌區用水需求多集中在農業用水和生產生活等方面，用水管理方面存在一些困難及問題，若想有效提高景電灌區灌溉用水效益，必須重視從已經存在的困難和問題進行分析，以尋找解決之法。探討了提高景電灌區灌溉用水效益的措施與方法，為相關行業提供一定的參考。

關鍵詞：景電灌區；灌溉用水；效益；措施；方法

中圖分類號：S274 文獻標識碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

景電灌區位于我國甘肅省中部、河西走廊東端，橫跨區域大，覆蓋面積廣，主要用水來源于黃河流域，用電量大，需水量大，是我國目前最大的提灌工程之一。景電灌區灌溉用水量排在灌區用水量的首位，其用水管理存在一些困難及問題，已經影響到了灌區灌溉用水效益，不利于景電灌區灌溉用水的可持續發展[1]。為此，從可持續發展和效益最大化角度分析提高景電灌區灌溉用水效益的措施與方法，并從用水管理、工程技術以及現代農業技術3個方面開展分析討論，探討提高景電灌區灌溉用水效益提高的措施與方法。

1 景電灌區灌溉用水管理存在的困難及問題

分析景電灌區灌溉用水管理存在的困難及問題，主要存在以下6個方面。

第一，灌區灌溉方式使用不當，造成水資源大量浪費。景電灌區一直以來采取的灌溉方式屬于粗放式，如大水串灌、漫灌等，這種灌溉方式并沒有考慮農作物的具體需水量，沒有思考水資源是否被浪費，只重視是否完成灌區灌溉任務。雖然對小塊地的部分經濟作物采取了一些較為經濟的灌溉方式，但整體節水效果并不明顯，灌區的水浪費情況突出。

第二，灌區節水措施落實不到位。目前，我國已經研發出多種節水灌溉新技術和新方法，且已經開始在灌區灌溉區域推廣，但推廣質量和速度不佳，還未充分落實經濟灌溉。

第三，灌區的現代農業種植技術并未按照計劃有效地大范圍推廣。現代農業種植技術的研究與推廣應用，極大地提高了農業種植質量和效率，創造了更多經濟效益。但灌區并未將以水定植、定額配水等現代化農業種植技術大范圍地推廣應用，導致農作物種植結構混亂，隨意種植，在農業集中灌溉用水時出現供需不足、不平衡等問題。

第四，灌區未重視使用高效節水新技術，如微灌、膜上灌、噴灌等。

第五，灌區未重視采取經濟手段推動節水管理工作取得成效，如實行季節水價等手段。

第六，灌區未重視制定水資源的最優化調度方案。

2 提高景電灌區灌溉用水效益的措施與方法

2.1 用水管理措施

2.1.1 科學、合理配水，穩步實施計劃用水

科學、合理配水，及時配水給需水地區，讓可等待地區延后配水，有效避免水資源浪費，穩步落實提高用水效益任務要求。在配水管理中，應重視制定科學、合理的配水計劃，依據實際情況穩步實施計劃用水對策。

灌區的供需水情況具有明顯的季節差異，因此在制定配水計劃時，工作人員需要調研分析灌區的實際供需水情況，從而確定自上而下的冬夏配水方案和自下而上的春秋配水方案。

同時，工作人員需重視統計全灌區各級渠道的灌溉面積，全面掌握當年的農作物需水、種植分布及面積等，然后再結合各級渠道的實際輸水能力以及泵站機組的實際工作性能進行整理，最后結合氣候特點制定最優化的渠系配水計劃[2]。

此外，在實施渠系配水計劃前，工作人員還需要動態觀察、分析農業農作物的生長情況、需水程度以及當前田間的蓄水狀況等，最終確定最適合的灌溉時間和灌溉量，穩步實施用水計劃，提高水利用率。

2.1.2 科學用心調度，確保水量平穩運行

景電灌區是我國西部地區最大的電力提灌工程之一，其具有揚程高、梯級多、用電量大等特點，提灌工程調度工作的質量和水平是景電灌區灌溉用水效益提高的根本保障。工作人員必須按照灌溉工程設計時的各項要求、指標和規范等進行用水調度方案和計劃的設計，避免水資源的無效損失，同時也可以使灌溉水利用率最大化。

灌溉時水量平穩也是提高灌區用水效率的關鍵因素，工作人員可通過控制各泵站前池水位處于設計水位和加大水位之間的方式來整體性提高水泵工作效率，將提灌水流量增加至最佳水平，整體性提高渠系水利用率，確保水量平穩運行。

2.1.3 實行季節水價，促進種植結構調整

實行季節水價是依靠經濟手段推動節水管理工作取得成效的一種管理手段，其目的是利用價格杠桿影響灌區農民的種植思想，從而使其主動調整農作物的種植結構，最終實現節約用水，提高水的利用率。通過實行季節水價促進灌區種植結構調整，也將有效緩解用水高峰期出現的水量供需矛盾[3]。

分析景電灌區的農業用水水價可知，景電灌區統一水價為0.38元/m3，由此可以下浮夏灌期間的農業水價，上調秋灌期間的農業水價。此時，農民會出于農業成本考慮，主動調整種植結構，壓夏擴秋，讓夏季灌溉用水高峰期的需水量下降，穩步緩解供需水之間的矛盾。經過一年的經濟手段改革管理后，景電灌區的農業農作物種植結構會發生明顯變化，可以達到適時、適量、適宜灌溉目的。

2.1.4 提高量水精度，強化水利用率管理

過去，景電灌區采取的供需用水計量方式是人工計量，工作人員針對獲取到的灌區用水需求相關數據報告合理計算當前所需的用水量，然后確定灌溉水量，實施灌溉任務。此種工作模式不僅工作量大，工作質量和效率難以保障，同時也會造成大量的水浪費情況發生。

為此，相關部門應重視建設水自動化計量系統，精準計算每個灌溉區域的所需水量，然后在灌溉渠道的總干渠和各個分支干渠上安全自給式水位計，以此精準控制各級渠道的過水量，一方面對各級渠道的水利用率進行計算考核，另一方面對灌區的量水精度進行整體性提高，從而有效減少因管理不善造成的跑水、冒水、漏水等水浪費情況，整體上提高渠系水的利用率[4]。

2.1.5 做好總量控制，落實定額配水方案

做好總量控制，落實定額配水方案，可以讓所有的農業用水戶都形成水權觀念，進而主動節約用水，提高灌區的灌溉水利用率。

定額配水的實行有利于合理控制灌區內的各級渠道的灌溉水總量，通過實行水量到戶原則，定額配水，超出定額的水量不補，可以將節約的水量歸農戶所有。當所有的農業用水戶都形成定額配水意識后，在用水高峰期來臨時，相關部門可以實現精準控水，從根本上實現節約用水，精準灌溉效果和目的。

同時，定額配水的實行可以將水的計量單位縮小至斗，將水的分配精準到各組，不僅可以有效提高灌溉的速度，將水的利用率最大化，而且還可以減少水資源浪費，緩解灌溉水的供需矛盾。

2.1.6 做好宣傳引導，調整作物種植結構

做好科學種植、以水定植的宣傳引導教育工作，不僅可以為科學配水計劃制定實施奠定扎實基礎，還有利于調整灌區農作物種植結構。

灌區管理單位應重視對以往年度的灌溉工作進行經驗及教訓總結，在灌溉工作開展前，積極配合當地政府下發的有關灌溉節約用水相關規定，對農業用水用戶進行以水定植、合理調整種植結構的宣傳引導。在此過程中，灌區管理單位廣泛地宣傳已經制定的水價調整機制，讓農業灌溉用水用戶出于成本考慮進行種植方式和結構的深度思考，主動調整農作物種植結構[5]。

為加大宣傳力度，擴大宣傳范圍，灌區管理單位還應重視使用“線上+線下”的方式進行宣傳，借助融媒體的信息宣傳優勢讓更多的農戶在最短時間內了解到相關規定及政策變化，主動進行線下形式的詢問與咨詢，從而做出正確決策。

2.2 工程技術措施

2.2.1 加強工程維修管理，提高渠系水的利用率

加強工程維修管理，提高渠系水的利用率，是工程技術措施中最基礎措施之一，通過對已經老舊的渠道、泵站、閘門等水利設施進行維修管理，可以第一時間發現已經或者是將要損壞的零部件，然后進行維修管理，確保灌溉設施與設備可以正常運行。通過合理布置和優化工程設施的布局，可以確保灌溉水順暢無阻地流入各個分渠中，為灌溉水利用率提高奠定基礎。

灌溉工程調度的優化也是工程維修管理中的一部分內容，將為渠系水最大化利用提供條件和助力。分析景電灌區一期及二期的灌溉工程管理情況，可以發現一期的灌區設計渠系的利用率不足70%，二期的灌區設計渠系的利用率要低于一期至少5%[6]。經過多年的運行工作，景電灌區的工程完好率及輸水效率都明顯下降，因此必須重視以工程技術手段對灌區的灌溉工程進行優化改進，整體性提高渠系水的利用率。

2.2.2 改大塊地為小塊地，全面推行小塊地灌溉

目前，景電灌區的農業田是以區塊的形式存在的，且每個區塊的田地幅寬是40～50 m，面積在667～

1 332 m2之間，由此可以看出每個種植區的占地面積都較大，這意味著地塊內的土地平整度一般，即使進行了全面的平整耕種管理，灌溉時的水量也將集中在低洼地帶，造成灌溉不均勻情況發生。同時，為保障所有的區塊都能有充足的水量，灌區常采取漫灌等灌溉方式，不僅會造成水資源的浪費，也容易導致低洼區域的農作物生長質量受影響。為此，從經濟角度思考，相關部門可縮小農業種植區域的面積，將大塊地改為小塊地，實行小塊地灌溉，提高灌溉水的利用率。

2.2.3 積極發展節水灌溉，穩步提高灌區節水率

積極發展并推廣節水灌溉技術，通過電視、網絡、現場宣傳推廣示范等方式，讓灌區農民對節水灌溉技術及方法有直觀認識，保障農業產量，穩步提高灌區節水率。

隨著科學技術的不斷創新發展，用于灌區的灌溉技術也在不斷改進，研究出了新一代的節水灌溉技術和設備，其中噴灌和微灌的節水效果最佳[7]。噴灌與微灌優勢是節水效果好，缺點是前期的一次性投入成本高，運行時所需的費用高。但從長遠來看，噴灌和微灌在景電灌區的應用優勢和價值更高，對水資源的充分利用效果最好，同時也能最大化提高農作物的生長質量，確保農作物因水分供養及時而提高產量。通過采取噴灌和微灌節水技術，還可以將肥水按照一定的比例實行微灌，以此達到節省肥料目的。目前，景電灌區已經開始大面積推廣微灌和噴灌技術，且已經取得良好的節水成效。

2.3 現代農業技術措施

2.3.1 大力推廣膜上灌溉技術

從農業發展角度研究景電灌區灌溉用水效益的具體措施和方法，應重視大力推廣膜上灌溉技術。膜上灌溉技術主要是將一層具有一定透水性的薄膜塑料膜鋪在土壤的表面，然后形成一個類似于隧道的輸水結構，可將灌溉水滴落在塑料膜上，然后水順著塑料膜滲透到土壤中，達到給農作物根系輸送水分及養分目的。膜上灌溉技術的節水效果顯著，可以有效減少灌溉過程中的水分蒸發及表面流失，有效提高水的利用率。同時，由于膜上灌溉技術的給水方式更溫和，對農作物的根系生長環境及溫度的影響最小，可以讓農作物在一個相對穩定的環境中生長，因而農作物的生長質量和品質更有保障[8]。

此外，膜上灌溉技術將水先滴落在塑料薄膜上，可以避免水滴的飛濺和揮發，進而阻礙農作物病蟲害的發生與傳播，減少農藥的使用量，提高農作物質量，也可在一定程度上降低農作物水需求。

2.3.2 適當推廣溝灌技術

溝灌是一種常見的傳統灌溉方式，其具體的操作過程是在灌溉田地中開挖出一些溝渠，然后將灌溉水通過溝渠引入到田地中，以滲透的方式達到灌溉目的。

溝灌技術的優點包括以下2點：第一，適用性更強。由于該技術的應用是在灌溉田地中挖出一些溝渠來引入灌溉水，因此對于田地中的農作物種類和用水需求并沒有特別要求。同時，由于灌溉水是通過溝渠進入田地的，所以無論是什么土質、地形都可以應用此灌溉方式，特別是不平整的、有傾斜的田地更加適用。

第二，灌溉效果更穩定。溝灌是將水一點點滲透到土壤中，當灌溉區域缺水時，灌溉水會有效滲透；當灌溉區域不缺水時，灌溉水的滲透速度會變緩，直至土壤中的水分飽和，不再滲透，此時土壤中的水分狀態更加穩定，有利于農作物生長。由此可見，溝灌的優勢很多，可在景電灌區適當推廣溝灌技術，擴大溝灌面積，達到節水控水目的[9]。

2.3.3 擴大省水作物的種植面積

景電灌區應重視通過擴大節水作物的種植面積的方式達到節水目的，提高灌溉水的整體利用率。在同等的生產條件下，省水作物相較于其他農作物對水的需求量最少，經濟效益更好，產量更高。分析景電灌區的氣候特點及土壤條件，可以選擇最適合的省水農作物，如具有更好抗旱效果的玉米品種、對水的需求量最小的節水型蔬菜等[10]。

同時，還可以選擇水農作物，可以從根本上降低灌溉水用量，達到整體用水量最小效果。此外，還可以選擇整個生長期灌溉水頻次和用量最少的農作物，如豆類、枸杞、油葵等經濟作物，從而有效減少灌溉水量，緩解灌溉水高峰期的供需矛盾，提高作物產量。

3 結束語

作為我國西部地區最大的電力提灌工程之一，景電灌區承擔的責任重大，其需要為此地區的所有用水對象負責。因此，相關部門必須重視分析現存的灌區灌溉用水管理困難和問題，從可持續發展及用水效益最大化角度進行分析，尋找提高景電灌區灌溉用水效益的措施和方法，從而提高農業灌溉用水效率，提高灌區灌溉水管理質量，促進灌區灌溉用水效益的提高。

參考文獻

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