柳玲玲
(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心,甘肅 景泰 730400)
甘肅省景泰川電力提灌工程(簡稱景電工程)是跨省區(qū)、高揚程、多梯級、大流量的大Ⅱ型電力提灌工程。工程總體規(guī)劃、分期建設,有泵站43 座,總投資8.56 億元。工程原設計流量28.6 m3/s,加大流量33 m3/s,裝機容量25.97 萬kW·h,設計灌溉面積76 380 hm2,目前灌溉面積80 000 hm2。景電工程經(jīng)過50 年的運行,已經(jīng)有了很大的發(fā)展,近年來隨著灌區(qū)灌溉面積的增加和景電二期擴灌(黃花灘生態(tài)移民區(qū)暨扶貧)項目(灌溉面積8 266.67 hm2)的建設,民勤供水量由6 100 萬m3調(diào)整至9 000 萬m3(取水指標未增加,從二期老灌區(qū)節(jié)水中解決)。水資源指標嚴重不足,灌區(qū)用水矛盾十分突出,已經(jīng)成為制約灌區(qū)社會和經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。水資源短缺已經(jīng)給景電灌區(qū)造成了一定影響,充分保障灌溉的效率以及質量是景電灌區(qū)亟需解決的問題。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)的發(fā)展對于我國社會經(jīng)濟的進步有著十分重要的現(xiàn)實意義,怎樣充分保障農(nóng)業(yè)水利灌溉的效率,提升節(jié)水技術的應用水平已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要議題。
噴灌是通過水泵加壓或者利用自然落差形成的壓力,將水通過壓力管道輸送至田間,然后再經(jīng)過噴頭噴灑灌溉農(nóng)作物。在現(xiàn)階段的農(nóng)田水利工程中,噴灌技術已經(jīng)成為一種十分重要的灌溉節(jié)水措施,在大田灌溉中得到了廣泛的應用。噴灌技術占耕地面積少,節(jié)省人力、物力,具有極強的地形適應力,灌溉覆蓋率可達95%,節(jié)水效率約為30%~60%。
我國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久,渠道防滲技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的中應用長達上千年,是我國當下農(nóng)田灌溉的主要途徑之一。渠道防滲是減少渠道輸水滲漏損失的一項重要工程措施。渠道防滲技術的主要優(yōu)點是能有效節(jié)約灌溉用水,防止土壤出現(xiàn)次生鹽堿化現(xiàn)象;防止輸水渠道的沖淤和坍塌,加快流速,提高輸水能力;減少工程維修管理費用等。在實際應用的過程中,如果沒有進行防滲工作,那么會造成水資源浪費。因此,在工程施工過程中,相關部門應當提高對渠道防滲工作的重視程度,加強工程防滲技術的應用,減少輸水過程的浪費。
低壓管道輸水灌溉技術是當前相對理想的一種灌溉手段,其本身對適用環(huán)境的需求相對較低,在日常應用的過程不會對地下水有較大的依賴性,因而低壓管道輸水灌溉技術大多應用在我國北方地區(qū)。從工作原理上來講,傳統(tǒng)灌溉渠道多為泥土渠道,而低壓管道疏水灌溉一般是采用低壓管,將水源、水泵和機械等部件連接起來配置相應裝置,方便用戶操作應用。操作簡單是低壓管道疏水灌溉技術的優(yōu)點之一,不需要相關人員花費大量的時間與資金便能夠完成相應的輸水工作,輸水效率高,也能減少滲漏、蒸發(fā)等造成的水資源浪費現(xiàn)象。
由于我國水資源分布存在區(qū)域性,很容易出現(xiàn)區(qū)域性干旱情況,加上極端天氣的出現(xiàn),會對農(nóng)業(yè)灌溉工作產(chǎn)生不利影響。在水資源短缺的區(qū)域建設節(jié)水工程時,以滴灌技術為主,通過合理布局,減少水資源用量,提高灌溉效率。通常情況下,人們在利用滴灌技術時,灌溉滴頭以直徑10 mm 的毛管滴頭為主。與其他灌溉技術相比,滴灌技術是從農(nóng)作物根部進行灌溉,在不破壞農(nóng)作物根部的情況下可有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,同時,在灌溉過程可以根據(jù)農(nóng)作物的營養(yǎng)需求在滴灌水源中添加肥料,形成水肥一體化灌溉,可以減少施肥成本,保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和質量。
我國人口眾多,水資源人均使用量相對較少,水資源緊缺現(xiàn)象嚴重,為滿足日常生產(chǎn)生活用水,提高水資源利用率,需要加強節(jié)水技術應用[1]。因此,相關工作人員大力研究節(jié)水技術,通過不斷完善節(jié)水技術提高水資源有效利用率。
現(xiàn)階段灌溉技術類型較多,其中一些灌溉技術在農(nóng)業(yè)灌溉實際應用效果不佳,并未充分發(fā)揮作用。為了保證農(nóng)業(yè)水利灌溉質量,需要不斷調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結構,改善當前的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式,用現(xiàn)代化經(jīng)營模式倒逼灌溉技術的發(fā)展。
隨著科學技術的不斷發(fā)展,現(xiàn)階段在開展農(nóng)田水利灌溉的過程中會應用到多種節(jié)水技術,例如常見的輸水渠道防滲處理、管徑控制、水量控制等形式。輸水渠道防滲的根本目的是減少運輸過程中水源的損耗,通常采用不銹鋼管材作為基本管道材料,提升管道的防滲性能,最大程度改善以往塑料管材而對土地造成的污染[2]。輸水管道是農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)正常運行的基本保障,日常工程巡檢和清淤作業(yè)時要注重處理管道,做好管道維護清理工作,保證管道內(nèi)部干凈,無雜物淤積,避免影響管道暢通,同時控制好水流壓力,確保管道不會因為水壓過大而導致噴濺現(xiàn)象。最后,在設計規(guī)劃水利工程時,需要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況和水資源控制管道凈流量,確保水資源利用率,為農(nóng)作物生長發(fā)育提供充足水源。
節(jié)水灌溉管理技術貫穿農(nóng)業(yè)灌溉的始終,應當從以下幾個方面入手開展節(jié)水灌溉管理工作:首先,強化節(jié)水措施的設計,認真了解農(nóng)作物種植要求、地理環(huán)境以及土壤條件等多種因素,以此為基礎進行節(jié)水灌溉工程的設計與規(guī)劃,在工作過程中嚴格遵循因地制宜的原則[3]。其次,根據(jù)耕地土質和農(nóng)田實際情況選擇合適的節(jié)水灌溉模式,改造中低產(chǎn)土壤,有效提升工程的節(jié)能性以及可操作性,真正發(fā)揮出節(jié)水灌溉工程的經(jīng)濟效益。最后,重視日常管理與維護工作,避免節(jié)水灌溉工程在后期使用的過程中出現(xiàn)設備老化或者是磨損等情況,做好維護工作對工程使用壽命和效率有促進作用。定期檢查灌溉設備,及時處理發(fā)現(xiàn)的設備損壞、老化、腐蝕等問題,確保節(jié)水工程的正常運行,提高節(jié)水工程的實施效果。
隨著科學技術的快速發(fā)展,社會各個領域都開始不斷地涌現(xiàn)各種先進技術,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟迅速發(fā)展使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水利灌溉模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展灌溉需求,需要引進新的灌溉技術[4]。因此,為了充分保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,確保農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中灌溉技術能夠充分發(fā)揮自身的作用,應當積極應用先進的節(jié)水技術。一方面,一些新型節(jié)水技術通常建立在3S 技術的基礎上,能提升農(nóng)業(yè)水利灌溉效率。通過遙感技術可以分析水資源分布情況,GPS 技術可以精確定位水資源,GIS 可以有效利用水資源,在此基礎上合理規(guī)劃水資源利用方式,建立相應的節(jié)水灌溉工程,提高農(nóng)業(yè)灌溉質量;另一方面,引進生物技術,通過開展抗旱節(jié)水育種項目,利用具有抗旱節(jié)水性能的種苗實現(xiàn)節(jié)水,在栽種抗旱節(jié)水種苗時可以通過節(jié)水植物提高水資源利用率。
在耕地表層覆蓋塑料薄膜、秸稈等材料可以減少土壤蒸發(fā)量、地表徑流,起到蓄水保墑作用,也能夠提高水資源利用率。使用秸稈覆蓋節(jié)水率可以達到15%~20%,增產(chǎn)大約10%~20%,使用塑料薄膜覆蓋節(jié)水率可以達到20%~30%,增產(chǎn)大約30%~40%。對于土壤墑情可以采用張力計、中子法等方法進行監(jiān)測,通過數(shù)據(jù)分析和天氣預報確定合適的灌水時間、數(shù)量,進而控制好土壤含水量,實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)這一目標。
相關設計人員在進行設計的過程中應當充分參照當?shù)氐膶嶋H情況、經(jīng)濟特點對設計方案進行優(yōu)化,在灌溉方案設計完畢之后還需送往專業(yè)部門進行審核,專業(yè)部門根據(jù)技術、環(huán)境、設備以及資金等多個方面對方案進行合理的調(diào)整,確保最終敲定的方案能夠與農(nóng)業(yè)水利灌溉的實際需求相符合[5]。灌溉作為當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的手段之一,完善農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)有著十分重要的作用。在實際建設灌溉系統(tǒng)時,要嚴格遵循設計方案,嚴格監(jiān)管工程建設,保證農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的質量。
不同地區(qū)的農(nóng)田水利灌溉情況不同,因此在開展節(jié)水工作時,需要充分調(diào)查區(qū)域經(jīng)濟、氣候、地形等情況,并進行合理規(guī)劃,例如在沖積平原等區(qū)域地下水位高,難以實現(xiàn)外引水源,因此需要采用井灌技術,采用以井補渠方式灌溉農(nóng)田。但是若是區(qū)域地下水超采,則需要控制用水,并修建蓄水工程引河流水或回灌地下水??傊?,根據(jù)區(qū)域水利灌溉情況合理規(guī)劃農(nóng)田水利灌溉工程。
現(xiàn)階段,受到技術影響,我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉模式應用時污染度較高,無法保證農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質量,也無法滿足農(nóng)業(yè)灌溉水質要求,灌溉效率和灌溉效果不佳。為了提高灌溉質量,保護農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境,相關人員在農(nóng)業(yè)灌溉工作中需要采用先進農(nóng)業(yè)水利灌溉設施,并結合實際情況調(diào)整技術,以便后續(xù)工作順利進行,同時也能夠降低水資源浪費率,提高農(nóng)民的生活質量。在此期間,相關部門及其人員需要重點防治面源污染,并采取有效措施處理面源污染,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。
當前要解決我國農(nóng)業(yè)水利灌溉中存在的面源污染問題,可以從污染層面展開分析,采用先進可視化手段對現(xiàn)有的污染問題展開溯源跟蹤調(diào)查行動,尋找問題出現(xiàn)原因,通過分析原因調(diào)整解決方案,妥善處理運行機制,進而提高農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術應用質量。而對于環(huán)境污染問題,可以采用綠色環(huán)保、無害化處理手段,保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,進而推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。
在開展農(nóng)業(yè)水利灌溉的過程中,需要立足整體深入研究灌溉節(jié)水技術應用方法,并提高農(nóng)民的節(jié)水意識,為節(jié)水相關工作的順利開展提供充分的保障。而在進行農(nóng)業(yè)水利灌溉時,需要結合農(nóng)田實際情況和水利工程建設程度合理應用灌溉節(jié)水技術,保證能夠解決各種問題,充分提升水資源的利用效率,為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。