沿黃地區(qū)科學(xué)灌溉網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

研究意義

黃河為沿黃地區(qū)主要的客水資源之一，來水充沛與否直接制約著兩岸農(nóng)業(yè)灌溉質(zhì)量，“靠天吃飯”、“時(shí)澇時(shí)旱”等矛盾突出，在春季、冬季灌溉需求旺盛時(shí)，黃河來水較少，無法滿足沿岸灌溉的需求，夏季、秋季來水較充沛時(shí)，沿岸無法合理調(diào)配水資源，造成水資源浪費(fèi)。

鑒于此，本文提出沿黃地區(qū)科學(xué)灌溉網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路，通過一系列工程措施保障沿黃地區(qū)農(nóng)田達(dá)到“全時(shí)灌溉”、“全時(shí)排堿”的標(biāo)準(zhǔn)，并將理論應(yīng)用于兩處大型農(nóng)田施工項(xiàng)目中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

建設(shè)思路的提出

為保證沿黃地區(qū)農(nóng)田達(dá)到“全時(shí)灌溉”、“全時(shí)排堿”的標(biāo)準(zhǔn)，須解決水源問題、渠道問題、排泄問題，為建立高標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)循環(huán)灌溉體系還須加入監(jiān)測系統(tǒng)、暗管排堿系統(tǒng)、地下水超采補(bǔ)償系統(tǒng)。建設(shè)思路圖如圖1所示。

沿黃地區(qū)科學(xué)灌溉網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路分為以下五個(gè)模塊：

（1）灌溉源頭（水源建設(shè)）：利用現(xiàn)有引黃灌溉設(shè)施，修繕現(xiàn)有蓄水設(shè)施，拓展輔助水源網(wǎng)絡(luò)（農(nóng)村水網(wǎng)、池塘等）；利用工程手段進(jìn)行機(jī)井灌溉的建設(shè)，機(jī)井灌溉為輔助手段，只有在引黃條件極差的情況下方可使用，且在引黃條件便利及雨水充沛時(shí)對開采區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償回灌。

（2）灌溉渠道建設(shè)：科學(xué)規(guī)劃，合理布局，在研究區(qū)內(nèi)布置混凝土灌溉渠道網(wǎng)絡(luò)，自上游到下游嚴(yán)格控制比降，使水源來水自流灌溉，減少提水設(shè)施投入。農(nóng)用水帶作為備用手段對灌溉渠道建設(shè)困難區(qū)塊進(jìn)行灌溉輔助。

（3）水及鹽堿治理

沿黃地區(qū)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件無法承擔(dān)大批量節(jié)水灌溉建設(shè)，為此出水口盡量在混凝土農(nóng)渠處布設(shè)，每隔30m選用陶管鋪設(shè)，來水自流田間。對鹽堿地塊進(jìn)行暗管排堿布設(shè)，根據(jù)實(shí)地情況合理計(jì)算暗管埋深及間距，鹽堿地塊活水壓堿之后通過暗管排出田間達(dá)到治堿目的。

（4）棄水網(wǎng)絡(luò)

棄水從田間通過暗管排出，應(yīng)及時(shí)排走，否則排水溝水位上漲會(huì)反滲田間，因此構(gòu)建一張棄水排泄網(wǎng)絡(luò)是治理鹽堿地的重要輔助手段。

棄水排泄網(wǎng)絡(luò)需做到相鄰田間區(qū)塊通過排泄溝相連，且按照高程比降向棄水排泄的終端（棄水溝渠、入海通道等）傾斜。

（5）監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

對研究區(qū)科學(xué)灌溉效果的動(dòng)態(tài)監(jiān)測主要依靠布設(shè)在田間的地下水及土壤監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以點(diǎn)帶面控制。按照1點(diǎn)/km2布設(shè)，井深6m，且做好井頂高程的測量與井位的GPS定位。

圖1 沿黃地區(qū)科學(xué)灌溉網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

（6）數(shù)據(jù)反饋

通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的率定，直觀判斷農(nóng)田灌溉效果，如農(nóng)田監(jiān)測水位較高，排水周期較長、土壤鹽分較低，則可減少該區(qū)域內(nèi)灌溉水量，縮短灌溉時(shí)長；如農(nóng)田監(jiān)測水位較低，排水周期較短、土壤鹽分較高，則應(yīng)加大該區(qū)域灌溉水量，延長灌溉時(shí)間。

建設(shè)思路的實(shí)踐

建設(shè)思路一經(jīng)提出，即在本公司中標(biāo)的德州市2014年國家新增千億斤糧食產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目中進(jìn)行實(shí)踐，特別是公司項(xiàng)目部根據(jù)實(shí)際情況向業(yè)主提出在機(jī)井灌溉區(qū)建設(shè)地下水超采補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)建議后，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位協(xié)商，追加200余萬元進(jìn)行地下水超采補(bǔ)償網(wǎng)路建設(shè)。

具體實(shí)踐內(nèi)容包括水源建設(shè)、渠道建設(shè)、暗管布設(shè)、排水渠道改造以及附屬建筑物建設(shè)。

（1）水源建設(shè)：本項(xiàng)目水源建設(shè)為機(jī)井布設(shè)，共計(jì)192眼，主要為輔助水源，在引黃條件較差的情況下方可使用。

（2）渠道建設(shè)：本環(huán)節(jié)施工內(nèi)容主體工程為混凝土渠道建設(shè)，在施工困難的死角布設(shè)有農(nóng)用水帶以及專用渠道接口，對施工片區(qū)全面覆蓋，保障每一地塊均能得到灌溉。

（3）暗管鋪設(shè)：遵循本課題中關(guān)于暗管排堿成果的要求，租用荷蘭進(jìn)口暗管鋪裝機(jī)進(jìn)行暗管施工，間距按照50m控制，埋深按照1.2m控制，施工過程中GPS全程高程把關(guān)。

（4）排水渠道改造：最大程度上利用現(xiàn)有土渠，用GPS控制高程，將排水終端設(shè)置在臨邑棄用水庫。

本成果在該工程施工應(yīng)用后，工期提前25天，節(jié)約人力170工時(shí)，節(jié)約機(jī)械150臺(tái)班，能夠保障施工區(qū)域達(dá)到“全時(shí)灌溉”、“采補(bǔ)循環(huán)”的標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田要求。

總結(jié)

本文成果旨在通過豐富沿黃地區(qū)灌溉水源種類，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)輸送渠道，布設(shè)高效暗管排堿網(wǎng)絡(luò)，改造排泄網(wǎng)絡(luò)與終端、設(shè)立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，增設(shè)地下水補(bǔ)償渠道等工程手段，建設(shè)沿黃地區(qū)科學(xué)灌溉網(wǎng)絡(luò)，能夠保障施工區(qū)域達(dá)到“全時(shí)灌溉”、“全時(shí)排堿”、“全時(shí)監(jiān)測”的要求，且水源能夠做到“采補(bǔ)循環(huán)”的持續(xù)運(yùn)作。能夠讓沿黃地區(qū)徹底告別傳統(tǒng)的靠河種地、靠河吃飯的被動(dòng)局面，能夠讓沿黃地區(qū)大片沃土形成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，增加農(nóng)業(yè)寬度與厚度，讓沿黃地區(qū)農(nóng)業(yè)水平產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.017