陜西省涇惠渠試驗(yàn)站節(jié)水改造措施探討

查蘇麗

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 試驗(yàn)站高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目區(qū)概況

涇惠渠灌溉試驗(yàn)站成立于1953年，是我國最早建設(shè)的試驗(yàn)單位，2003年被水利部列為陜西省重點(diǎn)試驗(yàn)站（編碼：38221410314）。該站具備優(yōu)良的試驗(yàn)資源，擁有國有土地142畝，地界產(chǎn)權(quán)明晰，擁有常規(guī)實(shí)驗(yàn)室60m2，分析化驗(yàn)室 60m2，氣象觀測場 625m2，有效雨量觀測場625m2，設(shè)施農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場2000m2，標(biāo)準(zhǔn)旱作測坑24個(gè)（其中無底6個(gè)，有底18個(gè)），總面積413.28m2。試驗(yàn)站與陜西省儀祉農(nóng)校、西北農(nóng)林科技大學(xué)近臨，在新技術(shù)、學(xué)術(shù)上經(jīng)常開展試驗(yàn)合作與指導(dǎo)。建站五十多年來，在氣象觀測、科學(xué)試驗(yàn)、灌水技術(shù)、節(jié)水措施等方面發(fā)揮了積極的作用。另外，該試驗(yàn)站還是長安大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地之一，在配合開展課題研究的同時(shí)，也可以作為技術(shù)人員教育培訓(xùn)基地。

2 試驗(yàn)站目前存在主要問題

通過對該站高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查，目前項(xiàng)目區(qū)及周邊主要存在以下問題：

2.1 試驗(yàn)站試驗(yàn)設(shè)施落后、老舊、破損嚴(yán)重

原有的灌溉試驗(yàn)監(jiān)測系統(tǒng)、儀器設(shè)備老化、破損嚴(yán)重。隨著灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、耕作條件的變化及灌溉技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的灌溉模式已無法保證農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)優(yōu)產(chǎn)。同時(shí)試驗(yàn)場地和房屋等基礎(chǔ)設(shè)施因長時(shí)間無力維護(hù)，已無法滿足高標(biāo)準(zhǔn)、高精度試驗(yàn)的要求。

2.2 試驗(yàn)站缺乏新型節(jié)水灌溉設(shè)施，不能滿足新型節(jié)水灌溉試驗(yàn)的要求

隨著灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，機(jī)械化耕作普遍存在，灌區(qū)農(nóng)田灌溉對水的需求高度集中，現(xiàn)在的灌溉模式和技術(shù)基本上還是應(yīng)用上世紀(jì)八十年代的成果，已無法適應(yīng)新形勢下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，急需開展各項(xiàng)農(nóng)業(yè)、農(nóng)作技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究來指導(dǎo)灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著項(xiàng)目的改造實(shí)施，將逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉，逐步使農(nóng)業(yè)耕作方式、種植結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)技術(shù)等由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。近幾年隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，當(dāng)?shù)匕l(fā)展了大棚蔬菜，苗圃業(yè)等新型產(chǎn)業(yè)，而水利設(shè)施跟不上，造成了經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)。為了更好地發(fā)展、鼓勵(lì)新型農(nóng)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)急需進(jìn)行水利設(shè)施配套。

3 試驗(yàn)站節(jié)水改造的必要性和迫切性

3.1 試驗(yàn)站節(jié)水改造項(xiàng)目的必要性

近年來，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，新型農(nóng)產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)民收入的主導(dǎo)，農(nóng)業(yè)對水資源的依賴程度也越來越高。尤其是近年來發(fā)生的多年不遇的連續(xù)干旱，凸顯出農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施在抗旱減災(zāi)、保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位和作用。因此，應(yīng)在涇惠渠試驗(yàn)站項(xiàng)目區(qū)實(shí)施高效節(jié)水改造工程。試驗(yàn)站將成為農(nóng)業(yè)灌溉試驗(yàn)研究和現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉的示范點(diǎn)，對推行新型節(jié)水灌溉形式起到示范帶頭作用。

3.2 試驗(yàn)站節(jié)水改造項(xiàng)目的迫切性

涇惠渠灌區(qū)位于關(guān)中平原中部，是陜西省著名的商品糧供應(yīng)基地。灌區(qū)耕地面積雖小，但糧食的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)卻為陜西省糧食安全起到了關(guān)鍵的支撐作用。然而，灌區(qū)經(jīng)過多年運(yùn)行，水利工程基礎(chǔ)設(shè)施普遍老化失修、破損嚴(yán)重，制約灌區(qū)糧食生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，試驗(yàn)站也由于經(jīng)費(fèi)不足，儀器老化，無法進(jìn)行灌溉試驗(yàn)工作，更失去了指導(dǎo)灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極作用。因此，改造灌區(qū)灌溉試驗(yàn)站試驗(yàn)設(shè)施，恢復(fù)各項(xiàng)灌溉試驗(yàn)工作，以實(shí)驗(yàn)研究成果指導(dǎo)灌區(qū)乃至全省糧食生產(chǎn)，建設(shè)一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化節(jié)水灌溉示范點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，必將對灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到巨大的促進(jìn)作用。因此試驗(yàn)站高效節(jié)水項(xiàng)目區(qū)的改造工程迫在眉睫。

4 試驗(yàn)站高效節(jié)水工程改造總體方案

涇惠渠試驗(yàn)站高效節(jié)水項(xiàng)目區(qū)計(jì)劃打造一個(gè)集農(nóng)作試驗(yàn)、節(jié)水灌溉、技術(shù)研究于一體的高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水示范區(qū)。改造后的節(jié)水示范區(qū)內(nèi)田方、地平、渠端、路直、樹成行，田間配套工程設(shè)施齊全。能更好更科學(xué)的進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉試驗(yàn)研究和現(xiàn)代化的節(jié)水灌溉試驗(yàn)，同時(shí)對推行新型節(jié)水灌溉起到示范帶頭作用。本次試驗(yàn)站高效節(jié)水改造方案主要包括：增加新型節(jié)水灌溉試驗(yàn)形式，以及新增試驗(yàn)站配套設(shè)備等內(nèi)容。

本次改造涉及四種節(jié)水灌溉形式：①低壓管道灌溉，主要灌溉對象包括大田作物、小麥、玉米等；②噴灌灌溉，灌溉對象包括油松、白菜等大田經(jīng)濟(jì)作物；③大棚蔬菜滴灌；④樹苗培育小管出流灌溉。四種灌水方式節(jié)水灌溉面積共計(jì)592畝，其中發(fā)展大田低壓管道灌溉364畝，苗木噴灌101畝，大棚滴灌44畝，樹木小管出流灌溉83畝。同時(shí)，在新增配套設(shè)施方面，新打200m深機(jī)井2眼，配套維修機(jī)井2眼。新建井房21m2，維修井房55.5m2；配套機(jī)電設(shè)備2臺套，更換機(jī)電設(shè)備1臺套，總裝機(jī)75kW；更換低壓配電柜2臺套。對有條件的田間道路進(jìn)行綠化，對凹凸不平、影響農(nóng)民耕作的田間道路進(jìn)行平整維修。

5 試驗(yàn)站高效節(jié)水改造工程布局及工程設(shè)計(jì)

5.1 高效節(jié)水灌溉工程布局

本次項(xiàng)目全部為井灌區(qū)，灌溉水源為機(jī)井，管網(wǎng)布置以單個(gè)井控制的灌溉面積為一個(gè)獨(dú)立的灌溉系統(tǒng)。共分為4個(gè)灌溉系統(tǒng)，其中試驗(yàn)站院內(nèi)井1灌溉系統(tǒng)工程布局為深井—高位水塔—施肥罐—過濾器—排氣閥—配水管網(wǎng)。其它井2、井3、井4灌溉系統(tǒng)工程布局為深井—排氣閥—施肥罐—過濾器—配水管網(wǎng)。管網(wǎng)根據(jù)等級一般分為干管、分干管、支管。干管、分干管一般沿田間道路埋設(shè)，支管一般垂直于作物種植方向埋設(shè)。

5.2 高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)

5.2.1 低壓管道灌溉

低壓管道灌溉簡稱管道輸水灌溉，它是以管道代替明渠輸水灌溉系統(tǒng)的一種工程形式。這種灌溉方式較明渠灌溉具有節(jié)水、省地、省工、低成本、效益高等優(yōu)點(diǎn)。而且，如果可以實(shí)現(xiàn)供水平衡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以根據(jù)需要輸水、供水，避免在輸水過程中因蒸發(fā)和滲漏而引起的損失，也能夠加快實(shí)現(xiàn)引、輸、灌水的自動化。這種灌水方式適合大田糧食灌溉。本次試驗(yàn)站低壓管道灌溉面積共計(jì)364畝，主要包括小麥和玉米等的大田糧食灌溉。由于灌區(qū)試驗(yàn)田都比較平整，所以主要采用在支管上布置給水栓，給水栓選用DN90型玻璃鋼給水栓。支管間距按40m布置，遇到地形復(fù)雜處，間距可適當(dāng)?shù)睦蠡蛘呖s小，給水栓上接PE管進(jìn)行垅溝灌溉。

5.2.2 噴灌灌溉

噴灌是利用噴頭等專用設(shè)備把有壓水噴灑到空中，形成水滴落到噴灌面和作物表面的灌水方法，由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏，能夠省水且節(jié)省成本。同時(shí)噴灌便于實(shí)現(xiàn)自動化、機(jī)械化，能節(jié)省勞動力，也能夠提高土地的利用率。所以試驗(yàn)站結(jié)合噴灌的特點(diǎn)，選擇油松和白菜作為噴灌實(shí)驗(yàn)的對象。噴灌灌溉試驗(yàn)面積101畝。試驗(yàn)站噴灌主要采用分干管上接輪灌組閥井，閥后接輔助支管，再接毛管，所有管道均為地埋固定式；噴頭裝置由三通與毛管連接。根據(jù)灌水器的種類和水力性能，擬選用ZY-1型金屬搖臂式噴頭，射程14.9m，噴嘴直徑5.5mm，工作壓力 0.2MPa，出水流量1.62m3/h。噴頭選擇全圓噴灑，組合形式選用正方形組合。布置間距為12m×12m。

5.2.3 滴管灌溉

滴灌是利用塑料管道將水通過直徑為10mm毛管上的孔口或者滴頭送到作物根部進(jìn)行局部灌溉。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，所以根據(jù)滴灌的自身特點(diǎn)，試驗(yàn)站項(xiàng)目區(qū)滴灌工程主要應(yīng)用于大棚蔬菜的灌溉，共有大棚滴灌44畝。溫室大棚內(nèi)部凈尺寸為長×寬=55m×8m，作物行距×株距=0.5m×0.3m，種植方向?yàn)槟媳毕?，即沿溫室大棚短邊方向種植。每個(gè)大棚內(nèi)部配備一套首部樞紐，即設(shè)計(jì)一套施肥裝置，包括1個(gè)球閥，1個(gè)水表，1個(gè)10L的施肥罐和2個(gè)1寸的施肥副閥，1個(gè)過濾器等。進(jìn)棚支管采用φ32UPVC管，溫室大棚內(nèi)的管道系統(tǒng)包括兩級，即棚內(nèi)支管和毛管（滴灌管）。棚內(nèi)支管選用φ32PE管。滴灌管選用內(nèi)鑲式滴灌管，公稱直徑16mm，壁厚0.2mm。額定流量1.2L/h，滴頭間距0.3m。間距0.5m，即一行作物鋪設(shè)一條滴灌管。溫室大棚內(nèi)沿長邊有一條1m寬的過道，所以每條滴灌帶的長度按7m計(jì)算。

5.2.4 小管出流

小管出流是指在支管上打孔安裝紊流器以后，在紊流器的另一端安裝一截毛管，直達(dá)作物根部的灌溉方式。在試驗(yàn)站項(xiàng)目區(qū)小管出流灌溉共83畝。小管出流主要應(yīng)用于樹苗灌溉，種植株行距1.5m×1.5m。每兩行樹布置一條毛管左右同時(shí)灌溉，即毛管間距3.0m，毛管采用φ25PE管，輔助支管采用φ50PE管。沿毛管在每棵樹根部附近布置一個(gè)灌水器，灌水器間距1.5m，出水量34L/h，每個(gè)灌水器安裝40L/h的穩(wěn)流器一個(gè)?？紤]運(yùn)行、檢修方便，分干管、支管進(jìn)口或有利于檢修的地方設(shè)置閥井；為了方便群眾耕作和管理，每條支管設(shè)置n個(gè)給水栓。地勢低洼處或管道末端設(shè)置泄水閘閥，為放空管道；在管道首段、凸點(diǎn)設(shè)置排氣閥。

6 結(jié)語

本項(xiàng)目實(shí)施后經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益顯著。通過工程設(shè)施和試驗(yàn)設(shè)施的更新改造，加上合理的科學(xué)引導(dǎo)，涇惠渠試驗(yàn)站高效節(jié)水灌溉示范項(xiàng)目區(qū)將成為一個(gè)集農(nóng)業(yè)灌溉試驗(yàn)研究于一體的高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化節(jié)水灌溉示范點(diǎn)。同時(shí)，在灌溉試驗(yàn)站試驗(yàn)研究的技術(shù)指導(dǎo)下，項(xiàng)目區(qū)一定能夠取得較好的示范效應(yīng)和科學(xué)的灌溉生產(chǎn)技術(shù)，并且以點(diǎn)帶面，必將對灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到巨大的促進(jìn)作用。

開展高效節(jié)水改造項(xiàng)目，不只限于項(xiàng)目自身的現(xiàn)實(shí)效益，更重要的是通過示范區(qū)的探索、試驗(yàn)、研究，探索出更符合灌區(qū)現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌溉生產(chǎn)模式，以獲得社會效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。在國家強(qiáng)調(diào)糧食生產(chǎn)安全的今天，盡快實(shí)施涇惠渠高效節(jié)水灌溉示范項(xiàng)目區(qū)建設(shè)，以項(xiàng)目區(qū)的示范效應(yīng)和科學(xué)的灌溉生產(chǎn)技術(shù)帶動灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對保障國家糧食安全意義重大。陜西水利