顧小麗
(江西省玉山縣七一灌區(qū)水資源保護(hù)中心,江西 上饒 334700)
七一灌區(qū)位于上饒市玉山縣、信州區(qū)、上饒縣境內(nèi),灌區(qū)東西長(zhǎng)49 km,南北寬30 km,灌區(qū)總面積9.12萬(wàn)hm2,耕地總面積為2.55萬(wàn)hm2,設(shè)計(jì)灌溉面積2.07萬(wàn)hm2,其中玉山縣灌溉面積1.888萬(wàn)hm2,信州區(qū)灌溉面積0.126萬(wàn)hm2,上饒縣灌溉面積0.056萬(wàn)hm2。灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物以水稻為主,其次有油菜、甘蔗、蔬菜、雜糧等作物,是上饒市主要的產(chǎn)糧區(qū),灌區(qū)作物復(fù)種指數(shù)為2.54。灌區(qū)內(nèi)的主要河流有金沙溪、玉琊溪、甘溪、倉(cāng)溪、黃家溪和饒北河。
七一灌區(qū)是一個(gè)以大(二)型七一水庫(kù)和峽口、王宅、巖底三座中型水庫(kù)為骨干水源工程聯(lián)合進(jìn)行灌溉的大型灌區(qū)。其中,七一水庫(kù)是一座以灌溉為主,結(jié)合發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖、旅游,供水等綜合利用的大(二)型水利工程,總庫(kù)容2.49億m3,有效庫(kù)容為1.26億m3;王宅水庫(kù)是以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利工程,總庫(kù)容3 268萬(wàn)m3,有效庫(kù)容1 711萬(wàn)m3;峽口水庫(kù)是一座綜合利用的中型水庫(kù)工程,總庫(kù)容1 340萬(wàn)m3,有效庫(kù)容733萬(wàn)m3;巖底水庫(kù)綜合利用中型水庫(kù),總庫(kù)容1 054萬(wàn)m3,有效庫(kù)容730萬(wàn)m3。灌區(qū)內(nèi)的灌溉水量由10條干渠、123條支渠或干斗渠輸送,干渠長(zhǎng)度208.28 km,支渠或干斗渠總長(zhǎng)421.55 km,大小渠系建筑物共有413座(處)。
七一灌區(qū)地表水的資源量和地下水的資源量比較豐富,灌區(qū)年徑流總量多年平均值9.37億m3,農(nóng)業(yè)、工業(yè)、灌溉區(qū)用水基本能滿足,但水資源時(shí)間分布不均,降雨主要集中在汛期,往往連續(xù)出現(xiàn)枯水年,季節(jié)變化對(duì)水資源供給影響很大。通過(guò)水資源開(kāi)發(fā)工程,可獲取總量20.4%的地表水、37%的地下水進(jìn)行調(diào)節(jié),以滿足區(qū)域農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水。
灌區(qū)運(yùn)行需要耗費(fèi)大量經(jīng)費(fèi),但灌區(qū)用水單價(jià)太低,所收取的水費(fèi)收益無(wú)法支撐灌區(qū)設(shè)備的正常運(yùn)行?,F(xiàn)有農(nóng)業(yè)水價(jià)為0.03元/m3,而農(nóng)業(yè)供水成本達(dá)到0.09元/m3,收益與成本倒掛,長(zhǎng)期虧本運(yùn)行,灌區(qū)無(wú)法保障設(shè)備正常的運(yùn)行維護(hù)。
灌區(qū)水價(jià)較低,導(dǎo)致水資源浪費(fèi)和用水矛盾同時(shí)出現(xiàn)。旱季農(nóng)戶爭(zhēng)相搶水,致使灌區(qū)出現(xiàn)某一段水域水量充足,而另一些區(qū)域缺水嚴(yán)重的情況,影響農(nóng)業(yè)的發(fā)展;調(diào)度水庫(kù)水源,又出現(xiàn)上游大水漫灌造成水資源大量浪費(fèi),而下游無(wú)水可供的現(xiàn)象,影響下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
七一灌區(qū)四座水源中峽口水庫(kù)調(diào)節(jié)性能差,且地理位置相對(duì)較低,故峽口水庫(kù)保灌峽口灌片的0.167萬(wàn)hm2農(nóng)田。
灌區(qū)水量調(diào)配只在七一、王宅和巖底三座水庫(kù)進(jìn)行,供水保證率為85%時(shí),三座水庫(kù)的年平均來(lái)水量為33 311萬(wàn)m3。其中枯水期(7月~次年2月)來(lái)水量為9 925萬(wàn)m3,三座水庫(kù)的有效庫(kù)容為14 941萬(wàn)m3,枯水期可供水量100%用于灌溉的有24 866萬(wàn)m3。按照目前的灌溉方式和渠道現(xiàn)狀,灌區(qū)七一、王宅、巖底三灌片1.904萬(wàn)hm2耕地,枯水期的灌溉需水量約為31 900萬(wàn)m3,顯而易見(jiàn)灌區(qū)灌溉用水是不能滿足枯水期設(shè)計(jì)要求的,因此要嚴(yán)格管控現(xiàn)有水資源,推行節(jié)水灌溉措施。
除水庫(kù)資源供給外,可適當(dāng)開(kāi)發(fā)地表水和抽取地下水等,合理利用非常規(guī)水源,循環(huán)利用中水資源,緩解灌區(qū)水資源緊張的問(wèn)題。
3.2.1 渠道硬化
采用傳統(tǒng)渠道輸水滲流損失較大,要降低水資源輸送浪費(fèi),就要應(yīng)用防滲技術(shù)、提高輸送效率、減少資源消耗。七一、王宅、巖底三灌區(qū)輸水渠道采用了漿砌塊石、混凝土護(hù)坡和混凝土渠等防滲形式,防滲漏效果顯著,如圖1所示。
圖1 渠道防滲
3.2.2 管道輸水
此前,某基地采用管道輸水灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)的灌溉方式相比,管道輸水沿程滲漏損失小,節(jié)水效果顯著,灌溉速率增大,節(jié)水量達(dá)到了傳統(tǒng)灌溉方式用水量的40%,如表1所示。
表1 傳統(tǒng)灌溉技術(shù)和管道微噴灌技術(shù)灌水量對(duì)比表
在灌溉系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中,如果安裝水肥一體化裝置,不僅能省略施肥過(guò)程,也提升了施肥的效率,降低了基地運(yùn)行成本,保證了農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。
3.3.1 低壓管道輸水灌溉技術(shù)
低壓管道輸水灌溉技術(shù)具有高效節(jié)水能力,能有效減少水資源輸送途中的損耗。低壓管道輸水灌溉技術(shù)必須結(jié)合水利工程的實(shí)際狀況,設(shè)計(jì)合理的管道輸送網(wǎng)絡(luò),利用環(huán)境地形差鋪設(shè)管道,使管道能夠依靠地勢(shì)高差自流灌溉;利用水壓調(diào)控設(shè)施,構(gòu)建低壓水環(huán)境狀態(tài),使水資源能夠順利輸送到農(nóng)田各部位,降低沿途損失,高效利用水資源,如圖2所示。
圖2 低壓管道輸水灌溉技術(shù)
3.3.2 噴灌技術(shù)
噴灌技術(shù)能循環(huán)利用水資源,可收集雨水作為噴灌水源,能有效擴(kuò)大灌溉范圍,實(shí)現(xiàn)均勻灌溉,提升水資源利用效率。
噴灌技術(shù)灌溉靈活性高,能適應(yīng)各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。分為固定噴灌、半固定噴灌、移動(dòng)噴灌三種灌溉形式。固定噴灌技術(shù)具有一定的局限性,其灌溉范圍較小,噴頭不能移動(dòng),因此只適合小面積農(nóng)田灌溉;半固定噴灌技術(shù)比固定噴灌技術(shù)的灌溉范圍大一些,但比移動(dòng)噴灌的灌溉范圍小,適用于中型農(nóng)田;移動(dòng)式噴灌技術(shù)采用了可移動(dòng)的噴頭,其灌溉范圍更加廣泛,適用于大面積農(nóng)田灌溉,但需要設(shè)計(jì)好合理的噴頭移動(dòng)路線,才能保證農(nóng)田各角落的農(nóng)作物灌溉,如圖3所示。
圖3 噴灌技術(shù)
3.3.3 滴灌技術(shù)
滴灌技術(shù)是節(jié)水灌溉技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的灌溉技術(shù),相比于傳統(tǒng)的灌溉技術(shù),滴灌技術(shù)節(jié)水效果顯著,節(jié)水率接近50%。其原理是過(guò)濾后的水資源,采用PE 100材料的毛管、支管和干管,經(jīng)過(guò)加壓其壓力等級(jí)達(dá)到1 MPa,通過(guò)管網(wǎng)、出水管等,使水資源緩慢滴入植物的根部,始終保持植物根部濕度適宜,便于植物吸收,灌溉原理如圖4所示。
圖4 農(nóng)作物滴灌示意圖(單位:cm)
因?yàn)槊糠N植物對(duì)水資源的需求是不同的,所以根據(jù)農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的最低需水量,設(shè)置合理的水流量,以滿足農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的需求。滴灌技術(shù)能控制水滴的流速,進(jìn)而精準(zhǔn)調(diào)控農(nóng)作物用水量,能達(dá)到高效節(jié)水的效果。缺點(diǎn)是滴灌出水口較小,很容易因水中的小顆粒等物質(zhì)造成滴管堵塞,因此要及時(shí)更換滴管或者清理滴管。
3.3.4 井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)
井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)輸水距離短,能減少輸水損耗。通過(guò)抽取地下水作為灌區(qū)灌溉水源,能緩解當(dāng)?shù)厮Y源緊張局勢(shì),合理分配地下水,控制地下水位,降低農(nóng)田鹽漬化。在枯水期水資源匱乏時(shí),可以利用井灌節(jié)水灌溉技術(shù),彌補(bǔ)水資源缺口,保障農(nóng)作物正常生長(zhǎng)。
以七一灌區(qū)某農(nóng)田基地為例,取水泵站從水井中抽水,通過(guò)過(guò)濾器、加肥加藥裝置、水表等裝置,根據(jù)農(nóng)田的實(shí)際狀況,沿農(nóng)田小路鋪設(shè)灌溉主水管,支管沿著農(nóng)作物的種植方向進(jìn)行鋪設(shè),將噴頭安裝在農(nóng)作物上方的條帶上,實(shí)現(xiàn)大范圍噴灌。
制定水資源優(yōu)化配置方案,緩解供水不足和用水緊張問(wèn)題,改善灌區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)條件。工程建成后,水資源利用系數(shù)將達(dá)到75%,不但高效利用了七一水庫(kù)的水資源,而且灌區(qū)單位用水量也大幅度降低,保障了農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的水源供給,降低了灌溉成本。
要不斷優(yōu)化配置水資源,通過(guò)工程建設(shè)改變水資源的調(diào)配狀況后,要重視開(kāi)源和節(jié)流工程,合理調(diào)配以減少水資源輸送成本。通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代化管理手段,采取節(jié)水措施,優(yōu)化灌區(qū)水資源分配,提高農(nóng)業(yè)用水的資源利用率。協(xié)調(diào)水資源與灌區(qū)使用的時(shí)空矛盾,不斷更新管理模式,提升灌區(qū)的用水質(zhì)量。
七一灌區(qū)水資源保護(hù)中心按照上級(jí)部門(mén)部署,通過(guò)采取有效措施,切實(shí)做好春灌供水工作,保障糧食安全。通過(guò)組織安全生產(chǎn)大檢查,對(duì)灌區(qū)工程進(jìn)行全面排查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出整改意見(jiàn),及時(shí)消除工程安全隱患,提前進(jìn)行工程維修,提高渠道輸水能力,目前所有干渠都能順暢通水灌溉。為統(tǒng)籌做好疫情防控和春季灌溉工作,計(jì)劃春灌覆蓋面積1.07萬(wàn)hm2,2022年第一季度用水量565萬(wàn)m3。