【摘要】通過對寧夏南部山區(qū)苦水資源進行調(diào)查分析,結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉條件,提出切實可行的苦水摻灌技術(shù)方案。
【關(guān)鍵詞】苦水資源;摻灌技術(shù);寧夏固原
寧夏南部山區(qū)包括固原市和中衛(wèi)市的海原縣,共5縣1區(qū),總面積16775.4平方千米,占自治區(qū)面積的32.4%。是全國最為貧困的不發(fā)達地區(qū)之一。由于干旱缺水,自然災(zāi)害頻繁,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,生產(chǎn)力水平低,經(jīng)濟和社會發(fā)展緩慢,群眾生活困難。上世紀(jì)八十年代以來,黨和政府投入巨資在寧南山區(qū)清水河流域興建了固海揚水工程和固海揚水?dāng)U建工程,設(shè)計揚水流量20立方米/秒,年提供黃河水1.67億立方米,發(fā)展灌溉面積40多萬畝,為當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂淮蛳铝藞詫嵉幕A(chǔ)。由于揚程高、成本大、水量有限,如何充分利用揚黃水量與當(dāng)?shù)乜嗨Y源摻灌結(jié)合發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉,擴大灌溉面積,最大限度發(fā)揮工程效益,成為揚黃灌區(qū)面臨的重要課題。
1.苦水摻灌的可行性
(1)苦水灌溉在寧夏南部山區(qū)已有較長的歷史,并取得了寶貴的經(jīng)驗。海原縣石峽口水庫建成初期,寧夏水科所對苦水灌溉進行實驗研究。研究表明結(jié)合一定的農(nóng)業(yè)措施,水地平均畝產(chǎn)200千克以上,是旱地產(chǎn)量的2倍多,特別是干旱年份,旱地基本絕產(chǎn),用苦水灌溉仍可取得畝產(chǎn)100千克以上的收成,耐鹽堿的大麥、燕麥等農(nóng)作物產(chǎn)量更高。
(2)根據(jù)寧夏水科所實測資料,海原縣石峽口水庫多年水質(zhì)礦化度在3.4~6.2克/升之間,平均4.8克/升,最高年份達11.4克/升,5~6月份水質(zhì)差,9月到來年4月偏好。1972年,經(jīng)過十多年的實驗、跟蹤和調(diào)查研究,寧夏水科所對用苦水灌溉海原縣高崖鄉(xiāng)草場村土壤進行取樣、實測和對照,分析表明:未灌苦水的土壤鹽分含量隨著土層深度的增加而增加,苦水灌溉的土壤鹽分含量隨著土層深度的增加而降低,苦水灌溉后土壤鹽分積累主要在表層??嗨喔鹊那?年,土壤鹽分積累速度較慢,年平均0.008%,5~11年為0.01%,11~14年為0.043%,苦水灌溉土壤鹽分含量隨著灌溉年限增加而增加。
(3)在此基礎(chǔ)上,寧夏水科所結(jié)合寧南山區(qū)實際,參考國內(nèi)外水質(zhì)評價方面的一些具體招標(biāo),提出了適宜寧南山區(qū)苦水灌溉的水質(zhì)評價參考指標(biāo)。含鹽量小于3克/升,鈉吸附比在0~10之間的水,可以采用一般的農(nóng)業(yè)、工程措施,長期實施灌溉。含鹽量3~5克/升,鈉吸附比在10~13之間的水,適宜于透水性較強的土壤、地下水位埋藏較深、土地平整的地區(qū)灌溉,并嚴(yán)格控制灌水定額和次數(shù),選擇耐鹽農(nóng)作物,增施有機肥料。含鹽量5~8克/升,鈉吸附比大于13之間的水,要求灌溉的土壤透水性更強、地下水位埋藏更深,并有可靠的淡水資源沖洗,并嚴(yán)格控制灌水定額和次數(shù),選擇耐鹽農(nóng)作物,增施大量的有機肥料。
2.苦水摻灌比例
固海揚水工程和固海揚水?dāng)U建工程的建成,為改善這一地區(qū)長期使用苦水灌溉帶來的環(huán)境問題、充分利用苦水資源帶來了機遇。根據(jù)寧夏水文水資源局長期實測資料,黃河水寧夏自治區(qū)境內(nèi)多年平均礦化度在0.6~0.65克/升之間。以海原縣石峽口水庫為例,多年水質(zhì)礦化度在3.4~6.2克/升之間,平均以4.8克/升計,黃河水與苦水摻灌比例最大按5:1計算,加權(quán)平均后,灌溉水質(zhì)礦化度為1.34克/升,就灌溉水質(zhì)而言,符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,采用一般的農(nóng)業(yè)和工程措施,可以長期灌溉,不會給土壤帶來不良影響。
3.苦水水源工程
3.1石峽口水庫。石峽口水庫隸屬寧夏中衛(wèi)市海原縣,位于清水河一級支流——西河流域出口處,控制流域面積1910平方千米,最大壩高75.9米,總庫容24944萬立方米,有效庫容6374萬立方米。該水庫2010年完成除險加固改造,是寧夏南部山區(qū)最大的水庫,水庫多年平均徑流量1910萬立方米,p=50%、75%保證率徑流量分別為1608萬立方米、928萬立方米,水庫多年平均蓄水量1000萬立方米,多年水質(zhì)礦化度在3.4~6.2克/升之間。
3.2莧麻河水庫。莧麻河水庫隸屬寧夏中衛(wèi)市海原縣,位于清水河一級支流——莧麻河流域出口處,控制流域面積688平方千米,最大壩高41.0米,總庫容8471萬立方米,有效庫容1830萬立方米。該水庫2002年完成除險加固改造,水庫多年平均徑流量1100萬立方米p=50%、75%保證率徑流量分別為926萬立方米、535萬立方米,多年平均蓄水量250萬立方米,多年水質(zhì)礦化度在3.0~4.5克/升之間。
3.3寺口子水庫。寺口子水庫隸屬寧夏固原市原州區(qū),位于清水河一級支流——中河流域出口處,,與著名的須彌山石窟相鄰,控制流域面積1020平方千米,最大壩高56.5米,總庫容10515萬立方米,有效庫容5150萬立方米。該水庫2003年完成除險加固改造,水庫多年平均徑流量2700萬立方米,p=50%、75%保證率徑流量分別為2400萬立方米、1501萬立方米,多年平均蓄水量1400萬立方米,多年水質(zhì)礦化度在3.87~4.52克/升之間。
4.苦水資源利用現(xiàn)狀
4.1海原縣石峽口水庫苦水摻灌工程。該工程位于海原縣高崖鄉(xiāng)境內(nèi),水源為石峽口水庫,1996年批復(fù)立項,1997年開工建設(shè),設(shè)計摻灌流量0.8立方米/秒,水量150萬立方米,總投資120萬元,摻灌新增灌溉面積1.5萬畝。工程取水口為石峽口水庫溢洪道出口,經(jīng)揚程為35米的泵站,將苦水摻入固海揚水工程八泵站出水池。工程目前運行基本正常,土壤無次生鹽漬化現(xiàn)象出現(xiàn)。
4.2原州區(qū)固海擴灌十二干渠苦水摻灌工程。該工程位于固原市原州區(qū)黃鐸鄉(xiāng)境內(nèi),摻灌水源為寺口子水庫,2003年完成設(shè)計并批復(fù)立項,2004年開工建設(shè),設(shè)計摻灌流量2.0立方米/秒,水量300萬立方米,總投資130萬元,摻灌新增灌溉面積2.1萬畝。工程利用寺口子水庫南干渠輸水,將水庫水摻入固海擴灌工程十二干渠。工程目前運行良好,土壤無次生鹽漬化現(xiàn)象出現(xiàn)。
5.苦水摻灌的實用性
寧夏南部山區(qū)清水河流域揚黃灌區(qū),設(shè)計流量20立方米/秒,年提供黃河水1.67億立方米,摻灌比例最大按5:1計算,可利用當(dāng)?shù)乜嗨Y源3340萬立方米,而3座苦水水源工程多年平均蓄水量為2650萬立方米,扣除蒸發(fā)、滲漏20%后,可供摻灌的苦水資源量2120萬立方米,摻灌比例可以提高到7:1,灌溉水質(zhì)礦化度達到1.17克/升,更適宜農(nóng)業(yè)灌溉。按照揚黃工程300立方米/畝的灌溉定額,該地區(qū)苦水資源利用后,可新增灌溉面積7.07萬畝,每年增加農(nóng)民收入700余萬元,效益十分客觀。
6.存在問題及建議
由于固海揚水工程和固海揚水?dāng)U建工程占線長,涉及市、縣較多,加之一部分人對苦水摻灌缺乏科學(xué)的認(rèn)識,摻灌工作只能在部分區(qū)域開展,摻灌水量有限。建議有關(guān)部門積極支持科研單位中斷了多年的苦水水質(zhì)監(jiān)測、苦水灌溉、土壤鹽分積累觀測及苦水灌溉對農(nóng)作物生長影響等方面的研究工作,使原有的科研成果具有連續(xù)性和可操作性,正確處理灌溉與環(huán)境保護的關(guān)系,防止土壤鹽漬問題出現(xiàn)。
參考文獻
[1]《水土保持研究》(寧夏苦水灌溉及調(diào)控土壤次生鹽漬化途徑)1987年第一期.
[2]《寧夏農(nóng)林科技》(寧夏苦水灌溉)1976年第七期.