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        汾河灌區(qū)灌溉水利用率提高措施探析

        2012-10-20 06:40:26
        山西水利 2012年10期
        關(guān)鍵詞:灌溉水汾河利用率

        王 銳

        (山西省汾河灌溉管理局一壩分局,山西 太原 030002)

        1 灌區(qū)基本情況

        汾河灌區(qū)位于山西省中部太原盆地,北起太原市北郊上蘭村,南至?xí)x中地區(qū)介休縣洪相村。灌區(qū)控制范圍土地總面積約13.67萬(wàn)hm2,總耕地面積10.46萬(wàn)hm2,設(shè)計(jì)灌溉面積9.97萬(wàn)hm2,有效灌溉面積8.79萬(wàn)hm2,是山西省最大的自流灌區(qū),也是全省主要的糧食產(chǎn)地之一。灌區(qū)主要種植作物有小麥、玉米和高粱,覆蓋太原、晉中、汾陽(yáng)、介休等重要城市,城市、工業(yè)及農(nóng)業(yè)灌溉用水量巨大。由于汾河水資源有限,已不能滿足用水需求,水資源緊張的同時(shí)還存在水利用率低、水浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)灌溉中,普遍存在配水系統(tǒng)效率較低、用水管理粗放、灌排應(yīng)用技術(shù)落后、灌排工程老化失修嚴(yán)重等問(wèn)題,嚴(yán)重制約了汾河灌區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái),隨著節(jié)水改造工程和灌區(qū)建設(shè)的不斷發(fā)展,汾河灌區(qū)灌溉水利用率不斷提高。因此,有效提高灌溉水利用率是解決汾河灌區(qū)水資源短缺、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要手段。

        2 灌溉水損失原因

        通常情況下,灌溉中僅有部分灌溉水會(huì)被農(nóng)作物有效利用,在輸水及灌水過(guò)程中還會(huì)損失一部分,這部分消耗主要包括以下幾個(gè)方面:一是輸水和灌水過(guò)程中的滲漏,如一些輸水渠道由于年久失修或質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致的滲漏。二是各種因素造成的退水。由于管理不善以及過(guò)量灌溉,經(jīng)常會(huì)引起跑水,還有一些渠道和閘門存在漏水現(xiàn)象,從而導(dǎo)致部分灌溉用水從灌溉系統(tǒng)又重新退回到河道。三是水分的自然蒸發(fā)。輸灌水過(guò)程中,與大氣接觸的水面必然會(huì)造成大量的水分蒸發(fā),輸送到田間的水分也會(huì)有部分被蒸發(fā)掉,從而造成損失。

        通常以上三種因素造成的灌溉水損失的大小基本遵循以下順序:滲漏>退水>蒸發(fā)。就汾河灌區(qū)而言,其渠道工程較好,滲漏現(xiàn)象不是很嚴(yán)重。但管理不到位、渠道和閘門缺乏養(yǎng)護(hù)等會(huì)造成較多的退水。

        除了在輸水、配水和灌水過(guò)程中的損失外,還存在農(nóng)業(yè)節(jié)水意識(shí)薄弱、灌溉工程維護(hù)投入不合理、灌區(qū)管理嚴(yán)重滯后以及沒有考慮灌溉回歸水利用等問(wèn)題。

        3 提高灌溉水利用率的措施

        3.1 減少渠道系統(tǒng)的水損失

        由于各級(jí)渠道的渠床質(zhì)量不好或損壞,以及工程配套不完善等問(wèn)題,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致漏水、泄水以及渠堤決口的現(xiàn)象。因此,需要通過(guò)渠道防滲、使用低壓管道來(lái)進(jìn)行輸水等改造工程來(lái)減輕漏水和泄水等問(wèn)題,從而提高灌溉水的利用率。

        一是改進(jìn)渠道質(zhì)量。改進(jìn)渠道質(zhì)量是提高渠道系統(tǒng)水利用率的一條行之有效的重要途徑。傳統(tǒng)的土渠滲水現(xiàn)象嚴(yán)重,采用石塊、混凝土和塑料薄膜等材料修筑的渠道能夠有效防止?jié)B漏,水分損失水量可減少50%~80%。此外,加強(qiáng)渠道襯砌也可在一定程度上減少灌溉水的滲漏。在輸送量相同的情況下,襯砌渠道具有比非襯砌渠道更小的斷面,因而滲漏水損失會(huì)更少。同時(shí)還具有防止渠底和邊坡被沖刷的作用,減輕外界環(huán)境造成的破壞。

        二是使用低壓管道進(jìn)行輸水。在使用明渠輸水過(guò)程中,暴露在外的水面會(huì)造成嚴(yán)重的蒸發(fā)損失。如果采用低壓管道,則可大幅降低水面蒸發(fā)造成的損失。通過(guò)對(duì)渠道質(zhì)量的改進(jìn)和使用低壓管道進(jìn)行輸水,可有效提高灌溉水利用率。但滲漏水的減少使地下水補(bǔ)給不足,從而引起地下水水位降低,進(jìn)而可能造成生態(tài)環(huán)境破壞等一系列問(wèn)題。因此,在提高灌溉水利用率的同時(shí),需要考慮其可能帶來(lái)的副作用。

        三是加強(qiáng)輸配水管理。輸配水管理不當(dāng)會(huì)造成灌溉水嚴(yán)重浪費(fèi)。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于渠系輸配水的控制,通過(guò)自動(dòng)化控制和調(diào)度系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)灌溉水的合理輸送與分配,使配水效率達(dá)到96%。因此,要充分利用當(dāng)前高度發(fā)達(dá)的信息和自動(dòng)化技術(shù),高效管理輸配水工程,從而有效減少灌溉水損失,提高水利用效率。

        3.2 減少田間無(wú)效耗水

        灌溉水輸送到田間后,由于滲漏、徑流、地表蒸發(fā)和植株蒸騰等原因,使得水分利用率降低。因此,需要采取措施來(lái)減少田間的無(wú)效耗水,從而提高水利用率。一是改進(jìn)灌溉技術(shù)。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,水平畦灌、波涌灌、噴灌、微噴灌、滴灌和覆膜灌等先進(jìn)的灌溉方法已得到了廣泛運(yùn)用,并取得了顯著成效。汾河灌區(qū)應(yīng)借鑒這些經(jīng)驗(yàn),采用灌溉技術(shù)來(lái)大幅提高灌溉水利用系數(shù),有效減少灌溉水的損失。二是改進(jìn)用水調(diào)控技術(shù)。對(duì)田間進(jìn)行灌溉主要是使農(nóng)作物充分吸收水分。然而,由于植株蒸騰和株間蒸發(fā)等原因,輸送到田間的水分會(huì)有很大一部分被損失。事實(shí)上,農(nóng)作物自身的根系和葉片氣孔具有很好的調(diào)節(jié)功能,只要能夠充分利用這些功能,就可以減少水分損失。因此,要深入研究水分傳輸過(guò)程和機(jī)制,運(yùn)用科學(xué)手段和高效用水調(diào)控技術(shù)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行合理灌溉。三是采取合理的農(nóng)藝措施。汾河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)單一,大約40%的水分會(huì)滲透到砂層中而損失掉,導(dǎo)致灌溉水利用率不高和糧食產(chǎn)量偏低。因此,需要優(yōu)化調(diào)整灌區(qū)農(nóng)作物品種和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用。此外,也可采取各種措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、蓄水能力以及作物根系的吸水能力進(jìn)行改善,例如對(duì)土壤進(jìn)行深耕中耕、在表面覆蓋秸稈和使用人工保水劑等。

        3.3 重復(fù)利用回歸水

        回歸水的重復(fù)利用使得灌溉水利用率具有尺度效應(yīng),即灌溉水利用率會(huì)隨空間尺度的增加而降低??梢酝ㄟ^(guò)加強(qiáng)管理、提高水價(jià)等措施來(lái)充分利用回歸水,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)灌溉水利用率的提高。同時(shí),要制定科學(xué)的灌溉制度,實(shí)現(xiàn)不同尺度下回歸水的重復(fù)利用。由于徑流和滲漏所損失的部分水量會(huì)轉(zhuǎn)化為地下水等其他形式的水,可以采用適當(dāng)?shù)墓こ虒?duì)這些水進(jìn)行部分重復(fù)利用。在灌區(qū)增設(shè)對(duì)灌溉水進(jìn)行重復(fù)利用的設(shè)施,從而提高灌區(qū)灌溉水的利用系數(shù)和利用率。

        3.4 加強(qiáng)管理,提高節(jié)水意識(shí)

        一是推進(jìn)管護(hù)機(jī)制創(chuàng)新。不斷創(chuàng)新管理和養(yǎng)護(hù)機(jī)制,保證灌溉設(shè)施完好,充分發(fā)揮工程效益,促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展。同時(shí),規(guī)范農(nóng)業(yè)取水和用水管理制度,利用信息化手段提高管理水平。二是加強(qiáng)節(jié)水宣傳。要努力提高公眾節(jié)水意識(shí),采用各種宣傳方式,包括報(bào)刊雜志、電視、廣告等媒體,宣傳水資源緊缺和水源污染等問(wèn)題,使群眾意識(shí)到節(jié)水和治污的重要性。三是改革水價(jià)。當(dāng)前水資源極其緊張,而用水價(jià)格相對(duì)低廉,這在一定程度上助長(zhǎng)了水資源的浪費(fèi)。為此要深入調(diào)研灌區(qū)農(nóng)產(chǎn)品不同的用水需求,通過(guò)對(duì)水價(jià)進(jìn)行改革,建立合理的水價(jià)體系,運(yùn)用價(jià)格杠桿促使人們提高節(jié)水意識(shí),控制農(nóng)業(yè)用水量和促進(jìn)節(jié)約用水,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有限水資源的高效利用。四是加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)力度。要逐步建立健全農(nóng)村節(jié)水灌溉技術(shù)服務(wù)體系建設(shè),加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn),引導(dǎo)農(nóng)民走科技興農(nóng)的道路,促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

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