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        關(guān)中地區(qū)井灌用水效率淺析

        2011-02-23 07:39:26
        地下水 2011年5期
        關(guān)鍵詞:機(jī)井灌水節(jié)水

        曹 楠

        (陜西省地下水管理監(jiān)測(cè)局,陜西 西安710003)

        陜西關(guān)中地區(qū)是我國(guó)北方重要的產(chǎn)糧區(qū),近幾年隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,人們對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉的要求越來(lái)越高,但由于諸多原因,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌區(qū)用水效率低下與效益不明顯等因素。尤其是體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)井灌用水中,灌溉用水管理粗放,田間灌水損失大,大量水資源消耗于滲漏和蒸發(fā)。因此,針對(duì)提高井灌用水效率是穩(wěn)定糧食生產(chǎn)方面起著重要的作用。

        1 關(guān)中地區(qū)概況

        “關(guān)中”地處陜西省的中部,南倚秦嶺,北界“北山”,介于陜北高原與秦嶺山地之間。西起寶雞,東至潼關(guān),東西長(zhǎng)約360 km,西窄東寬,總面積39 064.5 km2。渭河自西至東流經(jīng)盆地,形成渭河沖積平原。區(qū)內(nèi)海拔326~600 m,年平均溫度為12℃ ~13.6℃,屬暖溫帶半干旱氣候,四季分明,冬夏較長(zhǎng),春秋氣溫升降急驟,夏有伏旱,秋多連陰雨。無(wú)霜期207天。年降雨量604 mm,雨量集中在7~9月。近年來(lái)冬季及夏季平均氣溫有逐步上升的趨勢(shì)。

        2 全省井灌區(qū)現(xiàn)狀

        2009年底全省總耕地面積為6 075.5萬(wàn)畝,其中灌溉面積為2 133.8萬(wàn)畝,有效灌溉面1 939.94萬(wàn)畝,井灌面積696.7萬(wàn)畝。全省已建成機(jī)井眼數(shù)達(dá)到169 483眼,配套機(jī)電井達(dá)到154 856眼,已建成配套機(jī)井容量達(dá)到1 244.66千kW,機(jī)電井實(shí)際供水能力達(dá)到33.13億m3。其中灌溉機(jī)電井1 65217眼,配套機(jī)電井15 1669,已建成配套機(jī)電井裝機(jī)容量達(dá)到1 219.48千kW;固定機(jī)電排灌站處數(shù)達(dá)到11458處,固定機(jī)電排灌站裝機(jī)容量達(dá)到785.7千kW,流動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量達(dá)到15.3千kW,噴滴灌裝機(jī)容量達(dá)到11.32千kW。

        2.1 關(guān)中地區(qū)井灌現(xiàn)狀

        關(guān)中地區(qū)機(jī)井?dāng)?shù)達(dá)到125 516眼,配套機(jī)電井122 011眼,裝機(jī)容量達(dá)到969千kW,機(jī)井實(shí)際供水量達(dá)到25.20億m3,井灌面積達(dá)到572.59萬(wàn)畝,占全省井灌面積的82.2%。

        2009年陜西省井灌區(qū)現(xiàn)狀表

        由上表可看出機(jī)井灌溉是關(guān)中農(nóng)業(yè)灌溉的重要組成部分,是促進(jìn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),保障糧食供給不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施,有效地發(fā)展井灌應(yīng)以地下水資源量為依據(jù),以節(jié)水增效為中心,以提高灌區(qū)水的利用率,但因目前井灌區(qū)存在的諸多現(xiàn)狀,導(dǎo)致井灌區(qū)用水中存在效率低下與效益不明顯的問(wèn)題,針對(duì)問(wèn)題提出自己的解決見(jiàn)解,以共同探討。

        3 造成井灌用水效率低下的主要問(wèn)題

        3.1 缺乏科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用總體規(guī)劃

        一些地區(qū)為滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求,在未制定區(qū)域地下水開(kāi)發(fā)利用總體規(guī)劃的前提下,盲目超量開(kāi)采地下水資源。地下水的超量開(kāi)采造成井灌區(qū)地下水位逐年下降,再者水泵更新?lián)Q代速度加快,灌溉成本提高,給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了極大影響。不僅如此,長(zhǎng)期超采地下水,已使一些地區(qū)淺層地下水水位降到含水層底板,導(dǎo)致含水層疏干。

        3.2 機(jī)井老化及報(bào)廢情況嚴(yán)重,機(jī)井技術(shù)比較落后

        進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),井灌區(qū)機(jī)井老化報(bào)廢情況越來(lái)越嚴(yán)重,其主要原因是,近40%的機(jī)井屬于上世紀(jì)60~70年代初建成,由于農(nóng)作物的比較效益低,農(nóng)民自籌資金進(jìn)行機(jī)井更新改造的能力較弱,省級(jí)、地方各級(jí)政府對(duì)井灌區(qū)的投入也很少,導(dǎo)致機(jī)井大部分已超期服役,老化失修嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查,從2000年到2001年,井灌區(qū)每年更新的機(jī)井、修復(fù)的機(jī)井和報(bào)廢的機(jī)井大約占到當(dāng)年機(jī)井保有量的2.32%、3.35%和3.12%。在井的類型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成井技術(shù)方面的研究大多沿用比較傳統(tǒng)的一些技術(shù)與方法,無(wú)論在打井效率、成井質(zhì)量還是在提高機(jī)井壽命方面都比較落后。

        3.3 工程配套率偏低,管理不配套,灌溉水浪費(fèi)較大

        目前,大部分井灌區(qū)輸水和田間灌水技術(shù)還比較落后,田間灌溉大部分地區(qū)采用傳統(tǒng)的地面灌水技術(shù),灌溉水浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重,井灌區(qū)節(jié)水改造的發(fā)展速度與井灌區(qū)嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)不相適應(yīng)。另外,灌溉工程配套率低,輸水設(shè)施老化失修,大部分機(jī)井沒(méi)有計(jì)量設(shè)施,田面不平整等因素,也是導(dǎo)致灌水粗放,水資源浪費(fèi)的因素之一。

        3.4 機(jī)井管理體制滯后,收費(fèi)方式不統(tǒng)一

        機(jī)井管理過(guò)去是以集體管理為主,但土地實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制后,農(nóng)村生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式發(fā)生了重大變化,而機(jī)井管理體制和運(yùn)行機(jī)制改革卻嚴(yán)重滯后,機(jī)井管理存在“責(zé)、權(quán)、利”不明晰,“建、管、用”相脫節(jié)的現(xiàn)象;同時(shí)地表水、地下水水價(jià)核算以及收費(fèi)方式也不統(tǒng)一。

        3.5 機(jī)井建設(shè)及更新改造資金投入不足

        由于農(nóng)業(yè)初級(jí)產(chǎn)品比較效益普遍偏低,井灌區(qū)廣大農(nóng)民籌資打井和進(jìn)行節(jié)水改造的能力較弱,使一些地下水資源相對(duì)豐富的地區(qū),因資金缺乏而影響了井灌區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。甚至在某些地區(qū),由于井灌區(qū)節(jié)水改造資金不落實(shí),不僅浪費(fèi)了寶貴的地下水資源,農(nóng)民的灌溉成本也逐年提高,導(dǎo)致灌區(qū)效益衰減、灌溉面積減少。

        4 提高井灌用水效率的對(duì)策措施

        隨著農(nóng)民科學(xué)用水,提高用水效率與效益的意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng),傳統(tǒng)落后的灌溉方式已不能適應(yīng)優(yōu)質(zhì) 、高產(chǎn)、高效的要求,通過(guò)對(duì)各種節(jié)水的合理集成、組裝配套,形成工程、農(nóng)藝、管理、等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的綜合節(jié)水,全面提高井灌區(qū)灌溉水的利用率,實(shí)現(xiàn)井灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

        4.1 實(shí)施科學(xué)節(jié)水灌溉技術(shù)

        針對(duì)關(guān)中渭河兩岸的黃土臺(tái)塬區(qū)以及渭北黃土高原區(qū),地下水開(kāi)發(fā)利用的程度已經(jīng)普遍較高,繼續(xù)發(fā)展井灌面積,只能新打深井開(kāi)采深層地下水,打井深度在,抽水成本較高,而且難以發(fā)揮應(yīng)有的效益,不宜提倡,充分利用現(xiàn)有灌區(qū)的作用,實(shí)施科學(xué)的節(jié)水灌溉技術(shù),將有限的水灌溉在作物最關(guān)鍵的需水期;通過(guò)農(nóng)藝節(jié)水措施減少田面蒸發(fā),使土壤水盡可能多地用于作物蒸騰過(guò)程。二者有機(jī)結(jié)合,提高灌溉水生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

        4.1.1 充分改進(jìn)田間地面灌溉技術(shù)措施

        平整土地是提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量,縮短灌水時(shí)間,提高灌水勞動(dòng)效率和節(jié)水增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。通過(guò)土地平整,對(duì)田間工程進(jìn)行改造,劃長(zhǎng)畦(溝)為短畦(溝),改寬畦為窄畦,設(shè)計(jì)合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量,可大大提高灌水均勻度和灌水效率。

        4.1.2 改進(jìn)地面灌溉濕潤(rùn)方式,發(fā)展局部濕潤(rùn)灌溉

        改進(jìn)傳統(tǒng)的地面灌溉全部濕潤(rùn)方式,進(jìn)行隔溝(畦)交替灌溉或局部濕潤(rùn)灌溉,不僅減少了棵間土壤蒸發(fā)占農(nóng)田總蒸散量的比例,使田間土壤水的利用效率得以顯著提高,而且可以較好地改善作物根區(qū)土壤的通透性,促進(jìn)根系深扎,有利于根系利用深層土壤儲(chǔ)水,兼具節(jié)水和增產(chǎn)雙重特點(diǎn),值得大力推廣。

        4.2 加強(qiáng)機(jī)井管理體制,促進(jìn)井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程良性運(yùn)行

        所謂管理,一方面是對(duì)井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的管理,另一方面是對(duì)灌溉用水的管理。工程是基礎(chǔ),管理是關(guān)鍵。只抓機(jī)井硬件建設(shè),管理跟不上也會(huì)導(dǎo)致事倍功半。衡量井灌用水效率高低,要看興修工程的數(shù)和質(zhì)量,但更重要的是要看如何用好、管理好已興修的工程設(shè)施,充分發(fā)揮它們的效益,促進(jìn)井灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的良性運(yùn)行。

        4.2.1 大力推廣井灌高效用水模式

        井灌區(qū)推廣機(jī)井IC卡取水+管道輸水+農(nóng)藝措施+管理措施、機(jī)井IC卡取水+管道輸水+波涌灌溉技術(shù)+農(nóng)藝措施+管理措施和機(jī)井IC卡取水+噴灌技術(shù)+農(nóng)藝措施+管理措施。利用機(jī)械化耕作、秸稈還田、配方施肥、品種優(yōu)選種子包衣、適宜的秸稈覆蓋、噴施抗旱保水劑等農(nóng)藝及相關(guān)措施。建立健全水管和產(chǎn)業(yè)化服務(wù)組織以及規(guī)章制度;采用科學(xué)的節(jié)水灌溉制度,適宜的灌水時(shí)間、合理的灌溉次數(shù),達(dá)到節(jié)水高效的灌水。

        4.2.2 井灌區(qū)地下水合理開(kāi)發(fā)與保護(hù)技術(shù)

        首先對(duì)井灌區(qū)域內(nèi)的水土資源、水文地質(zhì)、蓄排水工程、灌溉現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、工農(nóng)業(yè)用水及生活用水等情況進(jìn)行全面調(diào)查分析,可利用地下水資源量以及節(jié)水潛力,建立高效利用調(diào)控技術(shù)和節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)種植集成模式,根據(jù)節(jié)水潛力,建立數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)未來(lái)用水量,對(duì)未來(lái)地下水變化情況進(jìn)行模擬計(jì)算,根據(jù)模擬情況,制定未來(lái)地下水開(kāi)發(fā)與保護(hù)策略。

        4.2.3 在井灌區(qū)大力普及“電子自控配水系統(tǒng)—新型智能IC卡控制閥”

        “電子自控配水系統(tǒng)——新型智能IC卡控制閥”是井灌區(qū)最看好的一種實(shí)用、有效控制地下水開(kāi)采的計(jì)量技術(shù),IC卡取水裝置安裝在水泵取水口處,用水戶需到售水管理部門買卡或充入購(gòu)水量,預(yù)付水費(fèi)后插卡才能取水灌溉,從而達(dá)到節(jié)水灌溉及提高用水效率目的。

        5 結(jié)論

        對(duì)于關(guān)中地區(qū)實(shí)現(xiàn)井灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展要以地下水資源量為依據(jù),以節(jié)水增效為中心,以提高井灌區(qū)水的利用率、水分生產(chǎn)率和降低能源單耗,增加農(nóng)田有效灌溉面積為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)及擴(kuò)大農(nóng)民收入,進(jìn)而保持農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮穩(wěn)定起著極大的作用。

        [1]張艷紅.論提高井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉用水效率 水利科技創(chuàng)新論壇

        [2]節(jié)水地面灌溉技術(shù)及幾種新的節(jié)水灌溉技術(shù) 中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心

        [3]井灌區(qū)—農(nóng)業(yè)高效用水技術(shù)研究成果與推廣效益 中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心

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