永川地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)的適應(yīng)性探析

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【摘 要】節(jié)水灌溉技術(shù)工程實(shí)施的目的就是為了結(jié)合永川地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉特點(diǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，通過對此次水利工程方案來分析永川區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)的適應(yīng)性。

【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉技術(shù)；永川區(qū)；適應(yīng)性；水利工程；設(shè)計(jì)

自2014年開始，永川區(qū)部分地區(qū)就已經(jīng)開始實(shí)施節(jié)水灌溉增效示范項(xiàng)目。例如圣水湖現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)，施工總面積達(dá)到4130畝，在何埂鎮(zhèn)內(nèi)完成。此次節(jié)水灌溉技術(shù)方式采用了滴灌、噴灌和管灌，其中管灌最多達(dá)到3210畝，滴灌和噴灌各有820畝和100畝。

1 工程概況

1.1地質(zhì)及水文條件

永川區(qū)地貌是典型的四川山丘陵體系，最高最低海拔相差僅800m，全地區(qū)被花果山、巴岳山、英山、黃瓜山等環(huán)繞，組成該地區(qū)淺丘、中丘、深丘與低山四種地形相結(jié)合的地貌特征。在水利工程重點(diǎn)實(shí)施區(qū)域的圣水湖現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)，土質(zhì)較好且土層深厚，其沙土粘性比例適中，易于耕作，同時(shí)沖積土肥力較高而且沙性重，再結(jié)合當(dāng)?shù)刎S富的礦質(zhì)、光熱及肥力資源，非常適合農(nóng)業(yè)種植。在永川區(qū)的重點(diǎn)項(xiàng)目區(qū)域黃瓜山，其構(gòu)造呈現(xiàn)背斜南東翼，底層巖性主要以泥巖居多，整體分布為第四系全新統(tǒng)殘坡積土和侏羅系中下統(tǒng)自流井組基巖，沒有不良地質(zhì)現(xiàn)象，適合于農(nóng)業(yè)項(xiàng)目開發(fā)。

水文方面，由于永川區(qū)此次節(jié)水灌溉技術(shù)項(xiàng)目隸屬于長江流域，整個(gè)區(qū)域以泥質(zhì)巖為主，是典型的丘陵地貌。由于丘包與溝槽穿插相間分布，當(dāng)丘包處于地勢較高的斜坡時(shí)，可能出現(xiàn)地表水排泄流失的現(xiàn)象，難以保持水土。但根據(jù)含水巖的巖性與地下水賦存條件，此處還存在大量的潛水型地下水，它是第四系孔隙水和淺部基巖裂隙水的結(jié)合體。但在第四系土層中，水含量卻較小，而且當(dāng)旱季來臨時(shí)就會(huì)出現(xiàn)枯水狀況，此時(shí)孔隙水也相當(dāng)貧乏，基本只能靠大氣降水補(bǔ)充。所以此次水利項(xiàng)目需要大幅優(yōu)化節(jié)水灌溉施工與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)的適應(yīng)性，爭取達(dá)到最優(yōu)的農(nóng)業(yè)灌溉效果。雖然水文方面存在一定問題，但是該地區(qū)沒有任何工業(yè)污染源，水文地質(zhì)條件均表現(xiàn)良好。

1.2節(jié)水灌溉技術(shù)工程實(shí)施的必要性

到2012年底，永川區(qū)已經(jīng)有水利工程17673處，其中包括了大量的水利蓄水工程（6735處），以及137座不同規(guī)模的水庫，引水工程和提水工程各有43和750處，微型水利工程3100處。

在此次施工的圣水湖農(nóng)業(yè)園區(qū)中，大部分地塊存在上游水庫自流管理取水，但由于自流管道管線過長而導(dǎo)致取水口水壓過低，不能滿足灌溉條件的情況，這使得整個(gè)水庫無法通過自流進(jìn)行土地灌溉。另外，圣水湖自身缺乏配水設(shè)施，灌溉方式原始，水源利用率極低，無法實(shí)現(xiàn)灌溉。整體來看，水源設(shè)施的缺乏和不完善導(dǎo)致了永川區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉存在種種問題，浪費(fèi)了大量的現(xiàn)成資源，從節(jié)水灌溉技術(shù)角度來看，有必要改善灌溉條件，提高水土資源的利用率，從而推進(jìn)圣水湖現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和農(nóng)民收入。同時(shí)，此次工程也希望發(fā)揮一定的農(nóng)業(yè)灌溉輻射作用，讓永川區(qū)的節(jié)水灌溉理念也能帶動(dòng)其它地區(qū)，所以此次工程叫做節(jié)水灌溉增效示范項(xiàng)目不無道理[1]。

2 灌溉區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)

本工程規(guī)?；?jié)水灌溉主要采用了提灌和加壓灌溉相結(jié)合的灌溉模式。首先在上游兩地塊進(jìn)行由上至下的自流管道取水灌溉，還有一部分地塊通過自流管道取水配合加壓泵站灌溉。其他地塊由圣水湖直接取水灌溉。為了確定灌水定額與灌水周期，要進(jìn)行兩個(gè)參數(shù)的計(jì)算，首先是灌水定額的計(jì)算：

如果以管灌方式則：

公式中，m表示設(shè)計(jì)灌水定額（m3/hm2）；h為設(shè)計(jì)土壤濕潤程的深度（0.3m）；β1為適宜土壤的含水率上限（田間持水率的90%）；β2為適宜土壤含水率下限（田間持水率的70%）；η為灌溉水的有效利用系數(shù)（0.9）。

將上述參數(shù)帶入可求得：

m = 1000×14×0.3×（0.25×（0.90-0.7））/0.9=233.33 m3/hm2=23.3m3/畝=15.56mm。

如果以滴灌為主則有：

公式中m為設(shè)計(jì)灌水定額（mm）；p為設(shè)計(jì)土壤濕潤比（50%）；z為設(shè)計(jì)土壤濕潤程的深度（30cm）； 為適宜土壤含水率的上限（田間持水率的90%）； 為適宜土壤含水率下限（田間持水率的70%）； 為灌溉水有效利用系數(shù)（0.9）。所以將以上參數(shù)帶入得到：

m = 0.001×30×50×（30×（0.90-0.7））/0.9=7.11m3/畝=10.67mm。

如果以噴灌為主則有：

公式中m為設(shè)計(jì)灌水定額（mm）；h為設(shè)計(jì)土壤濕潤層深度（30cm）；β1和β2為適宜土壤含水率上限與下限（各取田間持水率的90%和70%）；η為灌溉水有效利用系數(shù)（0.9）。所以按照參數(shù)帶入值得到：

m = 0. 1×30×（30×（0.90-0.7））/0.9=14.12m3/畝=21.18mm。

此時(shí)可以為三種灌溉法設(shè)計(jì)灌水周期，按照日需水量則有管灌E=4mm/d、噴灌E=4mm/d、噴灌E=5mm/d。按照T=m/d可以得到：

管灌：T = 23.33/4=5.8d，取6d。

滴灌：T = 10.67/4=2.7d，取3d。

噴灌：T = 21.18/5=4.2d，取5d[2]。

3 永川區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的適應(yīng)性分析

上文描述了三種節(jié)水灌溉技術(shù)，不同的技術(shù)就會(huì)帶來不同的適應(yīng)性分析，應(yīng)該結(jié)合永川地區(qū)的實(shí)際情況來思考，從而驗(yàn)證不同灌溉技術(shù)下的不同適應(yīng)性表現(xiàn)。

3.1滴灌

滴灌節(jié)水投資較大，但是節(jié)水效益好。永川區(qū)采用滴灌節(jié)水能夠根據(jù)作物的需水量來控制灌溉水量，做到定時(shí)定量灌溉。同時(shí)，也根據(jù)灌水情況對土壤土質(zhì)的變化輸配水系統(tǒng)灌溉情況進(jìn)行了監(jiān)測，并通過收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)方面處理，控制了土壤中水分的含量，避免了過去水土大量流失的狀況再次發(fā)生。而且做到了計(jì)劃用水、優(yōu)化配水和節(jié)水增產(chǎn)的目的。通過滴灌，永川區(qū)的工程內(nèi)部收益率提升到44.5%，效益費(fèi)用比率達(dá)到2.88。滴灌的水利用效率最高，所以在蔬菜、水果、花卉這些產(chǎn)值和收益都較高的經(jīng)濟(jì)作物中使用。根據(jù)永川地區(qū)2013年的節(jié)水現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)，滴灌節(jié)水面積達(dá)到了3400h㎡，占到節(jié)水面積1.5%。

3.2噴灌

永川區(qū)的噴灌節(jié)水工程內(nèi)部收益率達(dá)到31.78%，效益費(fèi)用比為2.49。此次工程的噴灌方式都是采用半固定式噴灌，它適用于耕作面積較小但整體不平整的山坡地塊。另外還有適用于固定農(nóng)作物的固定式噴灌，它針對一些效益較高的農(nóng)作物實(shí)施。為了加強(qiáng)噴灌效率，還設(shè)計(jì)了大型移動(dòng)式噴灌，它主要針對永川區(qū)大部分憑證的耕地地塊大面積灌溉。從2013年的節(jié)稅現(xiàn)狀來看，大型噴灌在噴灌省水、省工、增效方面具有突出優(yōu)勢，適用于大田作物，大面積蔬菜種植耕地等等，2013年度實(shí)現(xiàn)了噴灌面積20000h㎡，占節(jié)水面積達(dá)到9.5%[3]。

4 總結(jié)

此次永川區(qū)節(jié)水灌溉工程在技術(shù)上真正做到了多種技術(shù)緊密結(jié)合，結(jié)合當(dāng)?shù)厮翆?shí)際發(fā)展?fàn)顩r，效率高、成本低且規(guī)劃合理，避免了多數(shù)地區(qū)過去在灌溉工程中的重復(fù)建設(shè)。另外，節(jié)水灌溉水利工程也改善了永川區(qū)內(nèi)的區(qū)域性氣候和環(huán)境，維持了生態(tài)平衡的同時(shí)也提高了耕地質(zhì)量，保護(hù)了土地資源，對提高當(dāng)?shù)馗鼐C合生產(chǎn)能力具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬靜，喬光建.河北省農(nóng)業(yè)灌溉工程節(jié)水技術(shù)適應(yīng)性研究[J].水利經(jīng)濟(jì)，2009，27（5）：54-58.

[2] 李正平.運(yùn)城地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)的適應(yīng)性探析[J].山西水利科技，2013，（3）：82-83.

[3] 張國慶.紅崖山灌區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)探析[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2014，（24）：26-27.