段樹強(qiáng)

（山西省汾河灌溉管理局，山西 祁縣 030900）

1 概況

汾河灌區(qū)位于汾河中游太原盆地底部，是20世紀(jì)50年代初建成的大（一）型自流灌區(qū)，擔(dān)負(fù)著太原、晉中、呂梁3市11個(gè)縣（市、區(qū)）10萬(wàn)hm2農(nóng)田的灌溉任務(wù)。灌區(qū)現(xiàn)有引水樞紐工程3處，干、支、斗、農(nóng)四級(jí)渠道3 006條，總長(zhǎng)3 605 km，其中干渠5條196 km，支渠20條225 km，斗、農(nóng)渠2 981條3 184 km。閘、橋、涵洞等建筑物10 535座，渠道及建筑物運(yùn)行至今，工程老化嚴(yán)重，約有1/4的建筑物不能正常運(yùn)行。

2 灌溉面積萎縮的原因

2.1 工程老化失修嚴(yán)重

汾河灌區(qū)渠道建筑物配套完成于20世紀(jì)五六十年代，末級(jí)渠道斗、農(nóng)渠部分配套率低。多年來(lái)，由于投資不足、建設(shè)少，導(dǎo)致工程老化失修，超負(fù)荷帶病運(yùn)行，滲漏嚴(yán)重，灌溉效益衰減。另外，因農(nóng)村義務(wù)工的取消，干、支渠清淤和整修不及時(shí)，水管單位因管護(hù)資金不到位，使得管護(hù)質(zhì)量差，干、支渠淤積嚴(yán)重。

2.2 灌溉水源連年減少

近年來(lái)水土保持工作力度很大，在上游興建了許多濕地。由于汾河上游降雨量少加之?dāng)r截，使汾河水庫(kù)蓄水從3億m3降到1億m3。灌區(qū)年均引水量由“九五”期間的1.6億m3降到了“十五”期間的0.95億m3。在引水量減少的同時(shí)，太鋼、電廠、美錦等企業(yè)工業(yè)用水量和太原公園水系等的用少量不斷攀升，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉水量越來(lái)越少。

2.3 灌溉水資源費(fèi)不斷增加

面對(duì)日趨短缺的水資源，為了節(jié)約合理利用水源，國(guó)家把水作為商品，利用經(jīng)濟(jì)杠桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，灌區(qū)的農(nóng)業(yè)水價(jià)由20世紀(jì)70年代的0.004元/m3，調(diào)至目前的0.2元/m3以上，50倍以上漲價(jià)使得農(nóng)民澆地積極性下降。

2.4 井灌面積發(fā)展迅速

由于春澆庫(kù)水水量不足，適時(shí)水緊缺的狀況，迫使群眾想方設(shè)法，組織打井抗旱，形成了良好的成井運(yùn)行機(jī)制，井灌成為很多村莊的主導(dǎo)灌溉方式。地越澆越壞，鹽堿和板結(jié)成為影響作物產(chǎn)量的主要問題，導(dǎo)致井灌區(qū)地下水位逐年下降，在祁縣東觀和平遙五里莊出現(xiàn)地面裂縫。

3 鞏固和擴(kuò)大灌溉面積的途徑

3.1 運(yùn)用污水資源實(shí)現(xiàn)多渠道引用，為農(nóng)業(yè)灌溉增加新水源

水資源短缺和水環(huán)境惡化是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素。在節(jié)水的同時(shí)，開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源是解決缺水的重要途徑，其中污水是水量穩(wěn)定、供給可靠的水源，將處理后的污水用于農(nóng)田灌溉，既可在一定程度上緩解農(nóng)業(yè)水資源緊缺的局面，又可利用土壤微生物和農(nóng)作物的凈化能力消除污水中的污染物。同時(shí)污水含有作物生長(zhǎng)必需的養(yǎng)分，合理用于灌溉，既可節(jié)省大量化肥，增加作物產(chǎn)量，還可改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)，提高土壤肥力，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)灌溉對(duì)水質(zhì)的要求為Ⅲ級(jí)，經(jīng)過一級(jí)強(qiáng)化處理，中水水質(zhì)可完全滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水要求，將一級(jí)強(qiáng)化處理后的水引用便可達(dá)到合理引用污水的途徑。

污水處理技術(shù)主要包括物理法、生化法和化學(xué)法等。單獨(dú)利用其中一種或綜合利用其中幾種方法的污水處理系統(tǒng)可以達(dá)到不同的排放要求。污水中含有大量的氨氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，利用污水灌溉農(nóng)田，可以充分利用污水中的這些營(yíng)養(yǎng)物。通常情況下，一級(jí)處理污水中氨氮、磷平均濃度15~59 mg/L和30~34.6 mg/L。按較低值15 mg/L和30 mg/L考慮，污水中的氨氮、磷完全可以滿足作物需要。據(jù)推算，全國(guó)每年排放的污水中所含氮、磷相當(dāng)于20億kg硫氨和8億kg過磷酸鈣，充分利用可以節(jié)約大量肥料。

3.2 利用蓄水灌溉技術(shù)實(shí)現(xiàn)棄水利用增加灌溉水量

蓄水灌溉是調(diào)節(jié)水資源在年內(nèi)或年際間的調(diào)配。通過大定額灌溉，使土壤含水率達(dá)到深層飽和，對(duì)水分起到一種“儲(chǔ)蓄”作用；到作物播種、出苗及生長(zhǎng)期的各個(gè)階段，再緩慢釋放，以滿足作物對(duì)水分的需求。根據(jù)灌區(qū)實(shí)際情況，灌水時(shí)間定為9月15日—11月10日，灌水定額偏大會(huì)造成水量上的經(jīng)濟(jì)損失，偏小又不能滿足作物生長(zhǎng)期對(duì)水分的需求，因此灌水定額取3 000 m3/hm2。蓄水灌溉時(shí)采用畦灌，根據(jù)地形高低、流量大小及種植和收獲情況，將農(nóng)田劃分成合適的畦塊，筑牢田埂便可進(jìn)行。

蓄水灌溉可有效調(diào)節(jié)水資源在時(shí)空上的分布，通過淡季大定額灌水，使0～200 cm土層的土壤含水量達(dá)到最大值，供次年春播及作物生長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)水分的需求，從而達(dá)到緩解供水矛盾、解決干旱缺水、優(yōu)化配置水資源的目的。蓄灌后的土地，春季含水適中，可提前播種時(shí)間10～15 d，從而為瓜果、蔬菜、油料及藥材等多種經(jīng)濟(jì)作物的種植創(chuàng)造條件，也為立體化套種奠定基礎(chǔ)。由于干旱少雨和春澆庫(kù)水嚴(yán)重缺乏，受益區(qū)內(nèi)水井?dāng)?shù)量和井灌面積迅速增長(zhǎng)，大量開采地下水資源，致使深井水位由40 m降到61 m。通過蓄水灌溉，不但及時(shí)補(bǔ)充了水源，使地下水位有所回升，而且淡化了水質(zhì)，降低了礦化度。土壤不灌溉或采用井灌的情況下，由于蒸發(fā)作用，鹽分隨水分自下而上移動(dòng)，積累在土壤表層，導(dǎo)致土地鹽堿化；大定額蓄水灌溉形成的重力水使土壤表層的鹽分變小，鹽分在蒸發(fā)的作用下很難再升起，所以鹽堿地經(jīng)多次蓄灌后逐步改良。秋冬季蓄水灌溉后，耕作層土壤顆粒間的空隙充滿水分，對(duì)空氣中的氧氣起到隔離作用，經(jīng)反復(fù)凍融，能有效殺滅土壤里寄生的病蟲。

3.3 運(yùn)用活動(dòng)渡槽實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量互補(bǔ)

渡槽是一種常見的水工建筑物，是輸送渠水跨越山?jīng)_、谷口、河流、渠道及交通道路等的架空輸水建筑物。磁窯河是汾河灌區(qū)與文峪河灌區(qū)的分界線，由于文峪河灌區(qū)水量少，磁窯河不能建倒洪和固定式渡槽，所以河西大面積耕地處于無(wú)灌溉狀況。為實(shí)現(xiàn)汾河灌區(qū)與文峪河灌區(qū)水量的互補(bǔ)，解決文峪河灌區(qū)受益區(qū)演武鎮(zhèn)4 000 hm2農(nóng)田的灌溉問題，研制了鋼板活動(dòng)渡槽。

活動(dòng)渡槽很好地解決了灌溉與行洪之間的矛盾。灌溉季節(jié)安裝渡槽過水，以解決河流對(duì)岸耕地的灌溉用水問題；雨季來(lái)臨時(shí)，以滑動(dòng)或搬動(dòng)形式將渡槽移開，順利泄洪。

由于倒虹吸的水頭損失要明顯大于渡槽的水頭損失，對(duì)平川自流灌區(qū)而言，水頭極其寶貴。相對(duì)而言，渡槽方案的水頭損失要比倒虹吸方案要小得多。

一般而言，自流灌區(qū)的灌溉水含有較多的泥砂，因而影響灌溉渠系和建筑物的輸沙能力。倒虹吸的結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行特點(diǎn)決定了其對(duì)多泥砂水流的不適應(yīng)性。一方面由于其淤積的可能性要比渡槽大，另一方面淤積之后清淤十分困難，所以采用移動(dòng)渡槽結(jié)構(gòu)可較好地解決輸高含砂量水流問題和清淤問題。

3.4 科學(xué)建設(shè)末級(jí)渠道使適時(shí)水能有效利用

在干、支、斗、農(nóng)、毛五級(jí)渠道中，斗、農(nóng)、毛是群管渠道。近年來(lái)農(nóng)田水利倍受重視，末級(jí)渠道建設(shè)得到了資金支持，汾河灌區(qū)采取先進(jìn)的灌水技術(shù)和工程措施，通過合理的管理制度真正做到配套、續(xù)建和節(jié)水改造相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)施的良好運(yùn)營(yíng)與維護(hù)。

末級(jí)渠道高效的輸水技術(shù)主要是解決渠道暢通和防滲的問題。在進(jìn)行防滲襯砌時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)土壤氣候條件，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，選擇合理的防滲面，如U形、弧底梯形等。針對(duì)灌區(qū)的實(shí)際情況，著重研究不同田間節(jié)水的適用條件，優(yōu)化相應(yīng)的主導(dǎo)模式，重點(diǎn)改進(jìn)灌水溝畦規(guī)格，推進(jìn)水畦灌溉及寬行作物溝灌。

4 結(jié)語(yǔ)

為鞏固和擴(kuò)大灌溉面積，汾河灌區(qū)組織管理運(yùn)用灌溉技術(shù)、工程技術(shù)等多種辦法，增加灌溉水量和灌溉水源渠道，實(shí)現(xiàn)了灌溉面積的擴(kuò)充和發(fā)展。今后應(yīng)從管理和技術(shù)方面摸索更好的辦法，從而更好地為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。