張 楠 王鳳玲 樊宏孝
(寶雞市馮家山水庫管理局 陜西 寶雞 721300)
農業(yè)灌溉用水是用水大戶。節(jié)水灌溉是在充分利用天然降水滿足作物對水的需求,盡量少用或不用人工灌溉補水的前提下,優(yōu)化調配開發(fā)利用各種可利用于灌溉的水資源,減少田間輸水過程中損失和田間灌水過程中的損失,提高灌溉水效率。節(jié)水灌溉不僅是農業(yè)現代化必不可少的組成部分,而且對緩解日益緊張的用水矛盾有著極其重要的戰(zhàn)略意義。
馮家山水庫地處陜西省關中西部,是一座以灌溉為主,兼作防洪、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大(二)型水利工程??晒喔葘氹u、咸陽兩市八縣(區(qū))9.07萬hm2農田。年均灌溉用水近1億m3,灌區(qū)農灌用水比重最大,因此發(fā)展節(jié)水灌溉是十分必要的。
馮家山水庫灌區(qū)常規(guī)節(jié)水灌溉方法分畦灌與溝灌兩種。
畦灌是小麥等密植作物的灌溉方法。灌區(qū)投灌開始,群眾沒有打畦子的習慣,只是大水漫灌。為了改變這種局面,馮家山水庫管理局在灌區(qū)設點進行了畦灌示范,講解畦灌的優(yōu)點,并印發(fā)了宣傳材料,要求村組組織群眾對麥田統(tǒng)一打畦,通過幾年宣傳示范,大部分灌區(qū)群眾逐步形成了麥田打畦的習慣。
經灌區(qū)試驗研究,總結出的畦子規(guī)格一般是畦寬2m~2.5m,畦長視田面自然比降和土質而異,地面坡降2‰~5‰,粘性土壤畦長30m~50m,最長不超過70m。沙質土壤,畦子宜短。畦埂高0.25m~0.30m,底寬0.30m~0.40m。地邊埂和路邊埂高不小于0.30m,底寬0.40m~0.50m。
在畦田實行定額灌水,采取合理的單寬流量和改水成數。小畦灌溉,泡地單寬流量5 L/s~7L/s;生長期灌水一般為3 L/s~4L/s。畦長50m左右的采用8成改水,畦長30m左右的采用9成改水。
溝灌是玉米、油菜、辣椒、果樹等寬行作物的灌水方法。在水源充足、農田平整度好的地塊很適合溝灌。管理單位向灌區(qū)群眾推廣了“細流溝灌”方法,這種方法既便利管水,又節(jié)省時間,其適宜溝長50m,溝寬0.25m,溝深0.20m,腰渠內一般引入流量為0.01m3/s。每次引水控制5個溝,單寬流量0.001m3/s~0.002m3/s。
在用水緊張時,還采用隔溝灌的方法,既縮短了灌溉時間,免除農作物受旱,又照顧了大面積農作物適時灌溉。
馮家山水庫是一座以灌溉為主的大型水利工程。但是隨著水資源分配新格局的出現及農業(yè)生產的發(fā)展,都迫切要求灌區(qū)實行節(jié)約用水,建立節(jié)水型灌溉農業(yè)。節(jié)水灌溉分傳輸節(jié)水和灌溉節(jié)水兩個方面。傳輸節(jié)水方面,灌區(qū)主要采用了渠道襯砌的方法。經過多年配套建設,灌區(qū)斗渠以上基本實現了混凝土襯砌,分、引渠襯砌也占較大的比例,渠道水利用系數有了較大提高。由于受經濟條件等因素的制約,地面自流灌溉是馮家山灌區(qū)現在和今后一個相當長的時間內最主要的灌水方式。為了克服舊的灌溉模式的不利因素,灌區(qū)相繼采取了一些節(jié)水灌溉技術,灌溉質量好,節(jié)水效果顯著,方法簡單靈活,群眾容易掌握。
目前灌區(qū)主要采用節(jié)水灌溉措施有低壓管灌、波涌管、膜上灌、噴灌、微灌、滴灌、滲灌等,截止2009年底,可灌溉面積0.75萬hm2。
1986年,陜西省水利廳、寶雞市水利局、馮家山水庫管理局和西北農業(yè)科技大學聯合實施了“馮家山水庫北干11支14斗自壓式低壓管道輸水灌溉試驗工程”。工程于1986年5月動工,1990年完工,共完成斗分管道長6229m,建筑物100座。1987年7月15日夏灌投運后,田間平均灌水定額990m3/hm2,斗分兩級固定管道水利用系數為0.89。
1998年以后,隨著國家對小型水利設施投入力度的加大,機井群低壓暗管輸水灌溉工程在馮家山灌區(qū)扶風、岐山縣較多地推廣。截止2003年年底,灌區(qū)內扶風縣低壓暗管灌溉面積總計0.187萬hm2;岐山縣暗管輸水工程灌溉面積總計0.072萬hm2,水源為機井灌或渠井雙灌,鋪設UPVC管道82km,運行情況良好。
波涌灌又稱間歇灌溉和涌流灌溉,它是按一定周期間歇地向溝(畦)供水,使水流推進到溝畦末端的一種節(jié)水型地面灌水新技術,具有灌水均勻、節(jié)水、節(jié)能、灌水效率高和保肥等特點。1996年初,由管理局科技辦牽頭,局灌溉科和法門、強家等灌溉管理處參加的地面灌水技術的應用研究工作開始實施。研究分波涌灌、長畦段灌、小畦段灌等實驗小組。1996年初,法門灌溉管理處先后在扶風縣法門鎮(zhèn)、城關鎮(zhèn)部分村組,選擇不同地面坡度、畦田長寬度、不同耕作條件、不同引水流量的133.33多hm2夏玉米農田,做了大量的測試工作,并在部分斗、分渠如11支8斗、14斗、26斗等渠道上指導群眾采用這種方法灌溉,得出了比較明確的研究結論,取得研究成果。
在實際應用中,采用定流程—變時段法,主要為二灌一歇和三灌兩歇模式。對于150m左右的畦子,以兩灌一歇為宜,可節(jié)水15%~21%;200m以上的畦子,以三灌兩歇為宜,可節(jié)水25%,灌水平均度可提高15%以上。從灌溉效率看,波涌灌較大畦連續(xù)灌可提高灌水效率25%以上,年節(jié)約斗口水量1800萬m3,約占年平均用水量的20%,比連續(xù)灌產量高25%。
膜上灌是指灌溉水通過地膜表面的小孔或地膜旁側滲進入作物根區(qū)土壤的灌水方法。膜上灌的形式很多,主要有平鋪打埂膜上灌、開溝扶埂膜上灌、翹邊打埂膜上灌、溝內膜上灌、膜縫灌、平鋪壓邊小塊田內膜上灌等。它們都是利用薄膜灌溉,通過不同的鋪膜形式、孔徑和膜縫寬度來解決灌水強度及灌水均勻度的問題。用局部灌溉方法補給作物的根系吸水量,優(yōu)化調節(jié)灌溉作物生長要素,減少水的深層滲漏和無效消耗。1999年,灌區(qū)的午井管理處先后在扶風縣的午井鎮(zhèn)原子頭、南坡村等村組,選擇不同的田塊冬小麥30hm2,進行試驗工作;與此同時,鳳鳴、瓦崗寨管理在岐山縣、鳳翔縣平配合選擇一定數量冬小麥田塊,進行對比,取得了推廣成果。
畦灌優(yōu)點是技術簡單、投資較少。缺點是易土壤造成板結,引起沖刷,灌水不均勻,費水等。
溝灌優(yōu)點是不易破壞作物根部附近的土壤結構,減少了土壤蒸發(fā)損失。缺點是適應性小,只適應寬行距中耕作作物。
低壓管道輸水灌溉優(yōu)點為:①節(jié)水,比渠道節(jié)水30%左右;②省地,與渠灌相比節(jié)水耕地1%~2%;③節(jié)能,與噴灌微灌比,比較節(jié)能;④增產,由于灌水及時,均勻,增產15%;⑤省工省時,輸水快,供水及時,節(jié)水管理用工;⑥投資及運行費用低,投資遠低于噴灌和微灌。缺點是:①本質上仍是地面灌溉;②單個工程控制范圍較小。
波涌灌優(yōu)點為:節(jié)水、節(jié)能、保肥,水流推進速度快和灌水質量高,并能解決長畦(長溝)灌難以解決的問題。缺點是比畦灌投資大,適用于溝畦長度大,地面坡度平坦,透水性較好且有一定粘粒的土質。
膜上灌的優(yōu)越性很多,主要有:①節(jié)水效益顯著。該項技術一般節(jié)水在30%以上,每公頃節(jié)水約1250m3。②灌水質量好。膜上灌由于避免了深層無效滲漏,灌水均勻度可達0.88~0.9。③增溫、調溫、保墑。由于地膜覆蓋,土壤可積蓄熱量,增加了積溫。同時,水分不易蒸發(fā),保墑性好,延長了灌水周期。④保土、保肥效果好。它有效地減少了對土、肥的沖刷和流失,并能保持土壤疏松不板結,通氣性好。⑤可防止或減輕土壤的次生鹽漬化。⑥增產效益顯著。各地統(tǒng)計資料表明,膜上灌較一般灌溉增產幅度在15%~25%左右,最低也在10%以上。膜上灌的缺點是投入比較大,目前主要應用于經濟作物;需要管理非常精細。
馮家山水庫灌區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉的目標任務是:新增節(jié)水灌溉面積2.25萬hm2,累計達到3.00萬hm2,其中低壓管道輸水工程0.75萬hm2,波涌灌0.75萬 hm2,膜上灌1.00萬hm2,噴灌、微灌、滴灌、滲灌等0.5萬hm2,年均節(jié)水3000萬m3。為實現遞進目標,應從以下工作抓起:①廣泛宣傳,爭取多方支持;②多渠道增加節(jié)水灌溉投入;③加強項目管理;④加大改革力度;⑤加大科研示范和培訓力度。
馮家山水庫灌區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉的總體思路為:以提高農業(yè)綜合生產能力和農業(yè)現代化裝備水平、促進農業(yè)種植結構調整、發(fā)展農業(yè)生產為目標,以提高灌溉水的利用率為中心,因地制宜確定節(jié)水灌溉工程模式和標準,努力開發(fā)利用雨洪水、再生水資源,科學合理配置灌溉用水,不斷提高工程管理水平,為實現農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建設節(jié)水型農業(yè)提供水源保障。陜西水利