庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)推廣應(yīng)用效果研究

劉 平，王 文，翟汝偉，孟成才，楊存祥

(1.寧夏水利科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750021；2.彭陽(yáng)縣水務(wù)局，寧夏 彭陽(yáng) 756500)

1 庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)的來(lái)源及原理

庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)來(lái)源于2002年寧夏水利科技重點(diǎn)項(xiàng)目“庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源研究”課題。該課題主要是針對(duì)寧南山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林草措施干旱缺水，效益不能充分發(fā)揮，同時(shí)小型水庫(kù)和水土保持?jǐn)r蓄工程攔蓄的有限水資源利用率不高的現(xiàn)狀開(kāi)展的。該課題獲得了2005年度寧夏回族自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)主要原理是通過(guò)對(duì)庫(kù)、壩、池、窖等水資源的聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)“秋水春用、低水高用”，并通過(guò)節(jié)水灌溉，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物春季干旱缺水的問(wèn)題。庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)可以解決以下問(wèn)題：

(1)解決寧南山區(qū)自然降水與作物需水不同步的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“秋水春用”。寧南山區(qū)的自然降水主要集中在每年的7—9月，占全年降水量的80%左右。而寧南山區(qū)主要自然災(zāi)害之一的干旱，主要出現(xiàn)在春夏相交的3—5月，該時(shí)期也是當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物需水的主要季節(jié)。自然降水與作物需水嚴(yán)重不同步，是導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮Y源利用率不高的主要原因之一。利用庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)，將7—9月相對(duì)集中的自然降水調(diào)蓄至次年3—5月的作物主要需水期，可以解決寧南山區(qū)自然降水與作物需水不同步的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“秋水春用”，提高水資源利用率。

(2)解決寧南山區(qū)水資源空間分布不匹配的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“低水高用”。寧南山區(qū)多年平均降水量327 mm，約86%的區(qū)域多年平均降水量小于400 mm，但自然降水主要集中在每年的7—9月，由于降水集中且降水強(qiáng)度相對(duì)較大，有70%以上的降水徑流無(wú)法直接利用或攔蓄而以洪水形式匯入溝道中。與此同時(shí)，該區(qū)域的絕大部分農(nóng)田因位于溝道上部的坡面上而無(wú)法直接利用溝道內(nèi)的降水徑流。水資源空間分布不匹配是導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮Y源利用率不高的又一主要原因。利用庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)，將溝道水資源調(diào)節(jié)至坡面中上部的蓄水池中，并通過(guò)自壓管道輸水為坡面作物供水，可以解決水資源空間分布不匹配的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“低水高用”，提高水資源利用率。

(3)通過(guò)節(jié)水灌溉，緩解水資源緊張的問(wèn)題，提高水資源利用效率。節(jié)水灌溉是庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)的核心之一。庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)的應(yīng)用，需要建設(shè)庫(kù)壩池窖等各類蓄水設(shè)施，并需要通過(guò)揚(yáng)水將水調(diào)節(jié)至高位儲(chǔ)存利用，調(diào)節(jié)調(diào)蓄后的水資源成本較高，采取傳統(tǒng)灌溉方法難以保證效益；同時(shí)，人均水資源量較小、蒸發(fā)強(qiáng)烈等客觀因素，也要求必須配套節(jié)水灌溉技術(shù)，緩解水資源緊張的問(wèn)題，提高水資源利用效率。

2 彭陽(yáng)縣南山流域庫(kù)壩池窖水資源調(diào)蓄工程建設(shè)情況

茹河是黃河的主要支流之一，是流經(jīng)南山流域的主要河流，河道常年有水。根據(jù)寧夏水文資料，茹河10年一遇洪峰流量為141.4 m3/s。

彭陽(yáng)縣南山流域庫(kù)壩池窖水資源調(diào)蓄工程主要以茹河河道水和地下水為主要水源。首先在茹河河道陳溝段修建取水建筑物1處，建設(shè)360 m深井1眼、200 m3蓄水池1座，安裝50 m3/h水泵1臺(tái)，通過(guò)Dg80壓力管道480 m揚(yáng)水至坡面中部的南溝臺(tái)山腰蓄水池，山腰蓄水池容積500 m3，與河道蓄水池的高差為60 m；其次，在山腰蓄水池附近安裝20 m3/h水泵1臺(tái)，通過(guò)Dg80壓力管道380 m揚(yáng)水至坡面上部的西岔灣山頂蓄水池，山頂蓄水池容積200 m3，與山腰蓄水池的高差為82 m；再次，利用低壓管道將調(diào)蓄至山腰和山頂蓄水池的水資源直接輸送至田間灌溉，控制灌溉面積111.73 hm2。水資源調(diào)蓄時(shí)間主要是秋季調(diào)水，蓄積至次年春季利用，也可根據(jù)需水情況，適時(shí)調(diào)蓄。彭陽(yáng)縣南山流域庫(kù)壩池窖水資源調(diào)蓄工程情況詳見(jiàn)圖1。

圖1 彭陽(yáng)縣南山流域庫(kù)壩池窖水資源調(diào)蓄工程示意

3 在彭陽(yáng)縣南山流域的推廣應(yīng)用效果

2012年，水利部將庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)列入2012年水利部科技推廣項(xiàng)目進(jìn)行推廣。2013年，寧夏水利科學(xué)研究院將南山流域作為技術(shù)的推廣示范點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)刂饕魑?，推廣種植面積75.73 hm2，其中設(shè)施果樹(shù)和蔬菜2.4 hm2、大田經(jīng)果林53.33 hm2、大田玉米20 hm2，并對(duì)灌溉區(qū)域內(nèi)的農(nóng)地全部配套建設(shè)了滴灌設(shè)施，實(shí)施節(jié)水灌溉，提高水資源的利用效率。由于工程尚在調(diào)試階段，因此2013年累計(jì)調(diào)蓄水量還較小，只有1萬(wàn)m3。

通過(guò)庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)的推廣應(yīng)用，南山流域農(nóng)業(yè)種植效益有了顯著提高。

以設(shè)施辣椒為例，采用滴灌方式后，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施棚(400 m2)次灌水量減少為6 m3，年灌水次數(shù)16次，年灌水量96 m3，年灌水量較原來(lái)的拉水軟管溝灌(次灌水量12 m3，年灌水次數(shù)12次，年灌水量144 m3)減少48 m3，減少了33%，且極大地節(jié)約了人力、物力和財(cái)力。在經(jīng)濟(jì)效益方面，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施棚年種植辣椒1茬、葉菜類2茬，年毛收入可達(dá)到2萬(wàn)元，年純收入1.2萬(wàn)元。

地膜玉米采用滴灌方式后，次灌水量減少為75 m3/hm2，年灌水次數(shù)6次，年灌水量450 m3/hm2，年灌水量較原來(lái)的拉水軟管溝灌(次灌水量375 m3/hm2，年灌水次數(shù)4次，年灌水量1 500 m3/hm2)減少1 050 m3/hm2，減少了70%，不僅極大地節(jié)約了人力、物力和財(cái)力，且產(chǎn)量不受影響。

4 在寧夏南部山區(qū)的推廣應(yīng)用前景

該技術(shù)來(lái)自于寧南山區(qū)，因此在寧南山區(qū)各個(gè)區(qū)縣均適宜。同時(shí)，該技術(shù)也適用于地形、地貌、降水特點(diǎn)、氣候條件類似的整個(gè)黃土高原地區(qū)。

寧南山區(qū)已建各種小型水保工程1 832座，其中水土保持治溝骨干工程213座、淤地壩1 169座、塘壩450座，還有許多沒(méi)有統(tǒng)計(jì)在冊(cè)的小塘壩、澇池，總庫(kù)容3億m3左右，年均總蓄水量0.4億m3左右，但這些水資源的利用率都還較低，許多季節(jié)性河流中的水資源利用率更低。庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)將會(huì)為這些水資源的開(kāi)發(fā)利用提供有力的技術(shù)支持，同時(shí)對(duì)于一些沒(méi)有自流灌溉條件和已經(jīng)失去灌溉條件的小型水庫(kù)的開(kāi)發(fā)利用，也有著很好的參考利用價(jià)值。該技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)極大地推進(jìn)寧南山區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

寧南山區(qū)目前還有13 000多km2的水土流失面積沒(méi)有治理，有2 500多條溝道適宜于建設(shè)各類庫(kù)壩攔蓄工程。因此，庫(kù)壩池窖聯(lián)合高效利用水資源技術(shù)在寧夏南部山區(qū)的推廣應(yīng)用前景非常廣闊。