王亞兵
(甘肅省敦煌市黨河水庫管理所,甘肅 敦煌 736200)
敦煌市地處河西走廊最西端,是古代絲綢之路上的歷史文化名城,因世界文化遺產莫高窟、“沙漠奇觀”月牙泉、玉門關、陽關而聞名于世。全市總人口18.5萬人,其中農業(yè)人口占70%,轄區(qū)總面積3.12萬平方公里,綠洲面積1400平方公里,占總面積的4.5%。四周戈壁沙漠環(huán)繞,降水稀少,蒸發(fā)量大,年降雨量42.2毫米,年蒸發(fā)量達2848毫米,蒸發(fā)量是降雨量的60倍,屬嚴重干旱缺水地區(qū)。境內有黨河灌區(qū)和南湖灌區(qū)兩個灌區(qū),灌溉面積40萬畝,灌區(qū)以經濟作物為主,糧食種植面積只占很小一部分,糧食作物以小麥為主,經濟作物主要有棉花、瓜菜、果樹、葡萄、紅棗等,全市耕地主要依靠黨河河水和地下水灌溉。
就水資源利用現狀來說,農業(yè)這個用水大戶存在著水資源調配不平衡、水的利用效率不高、農業(yè)種植結構不盡合理等急需改進的突出問題。主要表現在以下4個方面。
第一,由于地表水利用率難以提高,不得不超采地下水,引起大面積地下水位下降,地表植被退化,地下水礦化度提高,致使境內獨特景觀月牙泉湖泊水位逐年下降,湖水面積持續(xù)萎縮,不僅影響了水資源的質量,還給部分地區(qū)群眾的生活帶來困難,更重要的是對生態(tài)環(huán)境和旅游業(yè)造成的危險及帶來的損失是不可估量的。
第二,由于水資源供需矛盾突出,引發(fā)了相應的生態(tài)環(huán)境問題。地下水位持續(xù)下降,濕地不斷萎縮,土地沙化嚴重,自然災害危害加劇,特別是大風及沙塵暴的頻率、強度在不斷增大。敦煌的生態(tài)問題已引起了黨中央、國務院的高度重視,要求一定要保護好敦煌的生態(tài)環(huán)境。
第三,農業(yè)灌溉方式落后,存在大水漫灌方式,提高水利用效率的潛力還很大。全市灌溉面積40萬畝。滴灌10萬畝,管灌10萬畝,其余均為渠灌,進行大水漫灌。
第四,由于水資源不足,嚴重制約著農業(yè)發(fā)展。棉花、葡萄是敦煌傳統(tǒng)的支柱產業(yè),是農民收入的主要來源。實施滴灌技術,采取高效節(jié)水灌溉不僅能夠增加產量、增加農民收入,更能節(jié)水,從根本上解決生態(tài)問題。
敦煌市農田滴灌通過近些年的實施、運行,不斷總結改進,設計情況如下。
敦煌農田滴灌工程主要安裝在葡萄及棉花種植區(qū),根據項目區(qū)的水質、施肥、施藥、機井出水量和水質情況,一般首部由水泵、過濾器(旋流式水沙分離與篩網式過濾器組合,規(guī)格為80毫米,數量為2套,每套過流量10~40立方米/小時)、施肥設施、壓力表、止回閥及相關配件組成。
葡萄:工程主管網布設通過多種技術方案比較,結合項目區(qū)實際情況確定。葡萄株行距為0.33米×4.0米,每壟鋪設一條毛管,毛管選用D15內鑲式滴灌帶,滴頭間距0.3米,滴頭設計流量2.8升/小時,工作壓力0.05~0.15兆帕,壁厚0.6毫米。棉花:根據項目區(qū)實測地形,考慮到條田中間有田間道和水渠,同時考慮兩條條田布設一條主管,這樣使分區(qū)灌溉更細,使灌溉管理更復雜,故每區(qū)設一條主管,每條支管運行一小區(qū),三個區(qū)同時灌溉。棉花種植普遍為1.45米寬種植壟,每壟4行棉花,壟間為0.4米過溝,滴帶每壟鋪設兩條,毛管選用D15內鑲式滴灌帶,滴頭間距0.5米,滴頭設計流量2.8升/小時,工作壓力0.05~0.15兆帕,壁厚0.6毫米。
滴灌系統(tǒng)管材D50毫米以上管材及管件選用聚氯乙烯PVC管材;D50毫米以下選用聚氯乙烯PE管材。
滴灌工程是按照作物生長發(fā)育的需求,將水通過滴灌系統(tǒng)及時向作物根區(qū)有限的土壤空間供給,由過去澆地變?yōu)楝F在的澆作物,從而可避免深層滲漏和地表流失,節(jié)水效果十分顯著。在節(jié)水的同時,又可以將農作物生長所需的各種養(yǎng)分通過滴灌系統(tǒng)精確、適量的輸送到作物根部,節(jié)肥、節(jié)地、節(jié)勞力、節(jié)機力,能大幅度降低生產成本,尤其是農田棉花、葡萄滴灌能科學有效地控制灌水質量、灌水時間、灌水量、灌水均勻程度等,通過測算,滴灌畝均節(jié)水量為200~250立方米,畝均節(jié)電28.8~34.6千瓦時,畝均經濟效益200元左右,有著很好的經濟和社會效益。
采用滴灌技術后,進一步挖掘農業(yè)內部潛力,灌溉定額大大降低,可減少地表水的引用和地下水的開采量,減少地下水開采,可以緩解敦煌地區(qū)地下水位下降,節(jié)省的地表水可以用于擴大保灌面積,可增加生態(tài)環(huán)境用水,可加大種草植樹面積,隨著綠洲面積擴大,風沙也將相應減少,生態(tài)環(huán)境得到改善。
滴灌工程所需設備和材料較多,成本較高,就目前已建成的滴灌看,畝投資仍然高達2500~3000元,一次性投入較大,如果國家不投資,農戶是很難承受建設費用的,這必將阻礙滴灌面積的擴大。
滴灌項目完成后,主管雖然可長久利用,但滴灌帶一年須更換一次,需年年投資,每畝約150元。首部控制樞紐的水泵、施肥罐、過濾裝置及各種控制和量測設備,如壓力調節(jié)閥門、流量控制閥門、水表、壓力表、空氣閥、逆止閥等都完好無損、正常運行才能發(fā)揮作用,使用幾年后維護都需要資金。正常年份,滴灌棉花、葡萄每畝可增收200元。但若遇農產品價格持續(xù)低迷或棉花、葡萄滯銷降價,農戶則將無利可圖,滴灌帶農戶籌資難度大,已建滴灌工程鞏固運行難。
近年來,受農產品市場需求和價格波動的影響,區(qū)域農作物耕作品種調整頻繁、多樣,已建成的棉花、大棗、葡萄高效節(jié)水灌溉工程難以適應瓜菜、向日葵、玉米、小麥、苜蓿等作物品種變化。
從實踐來看,在家庭承包經營模式下,農戶灌溉時間不一致,對水費、電費分攤有思想不一致,導致田間高效節(jié)水工程的使用率和保有率低,農場模式下,作物種類相對一致,集中統(tǒng)一灌溉,田間高效節(jié)水工程使用率較高。
滴灌灌溉技術對管理水平要求較高。針對農田棉花、農田葡萄管理,敦煌市雖然舉辦了多場培訓班,但要想讓使用者、管理者完全掌握技術規(guī)程,還需要一個過程,今后還要加強培訓、管理指導,才能使工程充分發(fā)揮效益。
按照“誰受益誰管理”的原則,運行管理以項目區(qū)水利管理機構為依托,以灌溉水源井為獨立灌溉單元,由機井控制的灌溉面積農戶成立用水戶協會對灌溉進行統(tǒng)一管理,對各協會工程管理人員進行專門的業(yè)務培訓,提高其管理水平和業(yè)務技能,用水協會制定出灌溉管理的章程和行之有效的配供水制度,監(jiān)督節(jié)水工程管理和運行,到目前共建立協會57個。
工程由協會管理后,從服務體系建設、工程管護方案、管理責任、人員培訓、水費征收、管護經費落實等方面制定各項制度,做到建得成、管得好,用得好,保證工程的良性運行,促進節(jié)約用水和農民增收。