汾河灌區(qū)灌溉水利用率提高措施探析

王 銳

（山西省汾河灌溉管理局一壩分局，山西 太原 030002）

1 灌區(qū)基本情況

汾河灌區(qū)位于山西省中部太原盆地，北起太原市北郊上蘭村，南至?xí)x中地區(qū)介休縣洪相村。灌區(qū)控制范圍土地總面積約13.67萬hm2，總耕地面積10.46萬hm2，設(shè)計灌溉面積9.97萬hm2，有效灌溉面積8.79萬hm2，是山西省最大的自流灌區(qū)，也是全省主要的糧食產(chǎn)地之一。灌區(qū)主要種植作物有小麥、玉米和高粱，覆蓋太原、晉中、汾陽、介休等重要城市，城市、工業(yè)及農(nóng)業(yè)灌溉用水量巨大。由于汾河水資源有限，已不能滿足用水需求，水資源緊張的同時還存在水利用率低、水浪費嚴(yán)重的現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)灌溉中，普遍存在配水系統(tǒng)效率較低、用水管理粗放、灌排應(yīng)用技術(shù)落后、灌排工程老化失修嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重制約了汾河灌區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著節(jié)水改造工程和灌區(qū)建設(shè)的不斷發(fā)展，汾河灌區(qū)灌溉水利用率不斷提高。因此，有效提高灌溉水利用率是解決汾河灌區(qū)水資源短缺、實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要手段。

2 灌溉水損失原因

通常情況下，灌溉中僅有部分灌溉水會被農(nóng)作物有效利用，在輸水及灌水過程中還會損失一部分，這部分消耗主要包括以下幾個方面：一是輸水和灌水過程中的滲漏，如一些輸水渠道由于年久失修或質(zhì)量問題而導(dǎo)致的滲漏。二是各種因素造成的退水。由于管理不善以及過量灌溉，經(jīng)常會引起跑水，還有一些渠道和閘門存在漏水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致部分灌溉用水從灌溉系統(tǒng)又重新退回到河道。三是水分的自然蒸發(fā)。輸灌水過程中，與大氣接觸的水面必然會造成大量的水分蒸發(fā)，輸送到田間的水分也會有部分被蒸發(fā)掉，從而造成損失。

通常以上三種因素造成的灌溉水損失的大小基本遵循以下順序：滲漏＞退水＞蒸發(fā)。就汾河灌區(qū)而言，其渠道工程較好，滲漏現(xiàn)象不是很嚴(yán)重。但管理不到位、渠道和閘門缺乏養(yǎng)護等會造成較多的退水。

除了在輸水、配水和灌水過程中的損失外，還存在農(nóng)業(yè)節(jié)水意識薄弱、灌溉工程維護投入不合理、灌區(qū)管理嚴(yán)重滯后以及沒有考慮灌溉回歸水利用等問題。

3 提高灌溉水利用率的措施

3.1 減少渠道系統(tǒng)的水損失

由于各級渠道的渠床質(zhì)量不好或損壞，以及工程配套不完善等問題，經(jīng)常會導(dǎo)致漏水、泄水以及渠堤決口的現(xiàn)象。因此，需要通過渠道防滲、使用低壓管道來進行輸水等改造工程來減輕漏水和泄水等問題，從而提高灌溉水的利用率。

一是改進渠道質(zhì)量。改進渠道質(zhì)量是提高渠道系統(tǒng)水利用率的一條行之有效的重要途徑。傳統(tǒng)的土渠滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，采用石塊、混凝土和塑料薄膜等材料修筑的渠道能夠有效防止?jié)B漏，水分損失水量可減少50%～80%。此外，加強渠道襯砌也可在一定程度上減少灌溉水的滲漏。在輸送量相同的情況下，襯砌渠道具有比非襯砌渠道更小的斷面，因而滲漏水損失會更少。同時還具有防止渠底和邊坡被沖刷的作用，減輕外界環(huán)境造成的破壞。

二是使用低壓管道進行輸水。在使用明渠輸水過程中，暴露在外的水面會造成嚴(yán)重的蒸發(fā)損失。如果采用低壓管道，則可大幅降低水面蒸發(fā)造成的損失。通過對渠道質(zhì)量的改進和使用低壓管道進行輸水，可有效提高灌溉水利用率。但滲漏水的減少使地下水補給不足，從而引起地下水水位降低，進而可能造成生態(tài)環(huán)境破壞等一系列問題。因此，在提高灌溉水利用率的同時，需要考慮其可能帶來的副作用。

三是加強輸配水管理。輸配水管理不當(dāng)會造成灌溉水嚴(yán)重浪費。在一些發(fā)達國家，先進的計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于渠系輸配水的控制，通過自動化控制和調(diào)度系統(tǒng)，可實現(xiàn)灌溉水的合理輸送與分配，使配水效率達到96%。因此，要充分利用當(dāng)前高度發(fā)達的信息和自動化技術(shù)，高效管理輸配水工程，從而有效減少灌溉水損失，提高水利用效率。

3.2 減少田間無效耗水

灌溉水輸送到田間后，由于滲漏、徑流、地表蒸發(fā)和植株蒸騰等原因，使得水分利用率降低。因此，需要采取措施來減少田間的無效耗水，從而提高水利用率。一是改進灌溉技術(shù)。在一些發(fā)達國家，水平畦灌、波涌灌、噴灌、微噴灌、滴灌和覆膜灌等先進的灌溉方法已得到了廣泛運用，并取得了顯著成效。汾河灌區(qū)應(yīng)借鑒這些經(jīng)驗，采用灌溉技術(shù)來大幅提高灌溉水利用系數(shù)，有效減少灌溉水的損失。二是改進用水調(diào)控技術(shù)。對田間進行灌溉主要是使農(nóng)作物充分吸收水分。然而，由于植株蒸騰和株間蒸發(fā)等原因，輸送到田間的水分會有很大一部分被損失。事實上，農(nóng)作物自身的根系和葉片氣孔具有很好的調(diào)節(jié)功能，只要能夠充分利用這些功能，就可以減少水分損失。因此，要深入研究水分傳輸過程和機制，運用科學(xué)手段和高效用水調(diào)控技術(shù)對農(nóng)作物進行合理灌溉。三是采取合理的農(nóng)藝措施。汾河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)單一，大約40%的水分會滲透到砂層中而損失掉，導(dǎo)致灌溉水利用率不高和糧食產(chǎn)量偏低。因此，需要優(yōu)化調(diào)整灌區(qū)農(nóng)作物品種和結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)水資源的充分利用。此外，也可采取各種措施對土壤結(jié)構(gòu)、蓄水能力以及作物根系的吸水能力進行改善，例如對土壤進行深耕中耕、在表面覆蓋秸稈和使用人工保水劑等。

3.3 重復(fù)利用回歸水

回歸水的重復(fù)利用使得灌溉水利用率具有尺度效應(yīng)，即灌溉水利用率會隨空間尺度的增加而降低。可以通過加強管理、提高水價等措施來充分利用回歸水，實現(xiàn)灌區(qū)灌溉水利用率的提高。同時，要制定科學(xué)的灌溉制度，實現(xiàn)不同尺度下回歸水的重復(fù)利用。由于徑流和滲漏所損失的部分水量會轉(zhuǎn)化為地下水等其他形式的水，可以采用適當(dāng)?shù)墓こ虒@些水進行部分重復(fù)利用。在灌區(qū)增設(shè)對灌溉水進行重復(fù)利用的設(shè)施，從而提高灌區(qū)灌溉水的利用系數(shù)和利用率。

3.4 加強管理，提高節(jié)水意識

一是推進管護機制創(chuàng)新。不斷創(chuàng)新管理和養(yǎng)護機制，保證灌溉設(shè)施完好，充分發(fā)揮工程效益，促進灌區(qū)農(nóng)業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展。同時，規(guī)范農(nóng)業(yè)取水和用水管理制度，利用信息化手段提高管理水平。二是加強節(jié)水宣傳。要努力提高公眾節(jié)水意識，采用各種宣傳方式，包括報刊雜志、電視、廣告等媒體，宣傳水資源緊缺和水源污染等問題，使群眾意識到節(jié)水和治污的重要性。三是改革水價。當(dāng)前水資源極其緊張，而用水價格相對低廉，這在一定程度上助長了水資源的浪費。為此要深入調(diào)研灌區(qū)農(nóng)產(chǎn)品不同的用水需求，通過對水價進行改革，建立合理的水價體系，運用價格杠桿促使人們提高節(jié)水意識，控制農(nóng)業(yè)用水量和促進節(jié)約用水，從而實現(xiàn)對有限水資源的高效利用。四是加強技術(shù)人員培訓(xùn)力度。要逐步建立健全農(nóng)村節(jié)水灌溉技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)，加強對技術(shù)人員的培訓(xùn)，引導(dǎo)農(nóng)民走科技興農(nóng)的道路，促進灌區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。