新疆干旱區(qū)節(jié)水灌溉工程技術(shù)的探討

王海軍

(新疆瑞祥農(nóng)牧工程咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，新疆烏魯木齊 830000)

新疆地處內(nèi)陸干旱地區(qū)，最主要特點(diǎn)就是“荒漠綠洲，灌溉農(nóng)業(yè)”，而對(duì)新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展起決定性的因素就是干旱缺水。新疆地區(qū)嚴(yán)重缺水，而且輸配水工程也已過(guò)于陳舊，防滲策略已不能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，田地灌溉水平不高，灌溉方法不科學(xué)，因此，整個(gè)新疆地區(qū)水資源利用率只有0.4，單方水糧食產(chǎn)量只有0.7kg，形成了對(duì)水的極大浪費(fèi)［1］。因此，在新疆地區(qū)為了發(fā)展農(nóng)業(yè)，不但需要應(yīng)用調(diào)水工程，還需重視發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，創(chuàng)建節(jié)水型農(nóng)業(yè)，使水資源發(fā)揮最高效益。

1 灌區(qū)的特點(diǎn)與形式

新疆的地理形態(tài)和氣候特點(diǎn)與其他地區(qū)存在較大差異，要選擇性應(yīng)用灌溉技術(shù)。新疆的綠洲很多，因此綠洲經(jīng)濟(jì)得到了迅速發(fā)展，形成了自己的系統(tǒng)，灌區(qū)則分布在這些綠洲當(dāng)中，新疆的耕作、種植作物、水利設(shè)施、水利化程度都與眾不同。新疆的灌溉區(qū)大多都位于沖積扇平原地區(qū)，地面坡度自上游開(kāi)始逐步向下游變小，上游地區(qū)的坡度通常是1/300～1/500，而下游的坡度一般為1/500～1/2000，前山一般情況下都是丘陵。灌溉地區(qū)自上游地區(qū)到下游地區(qū)，農(nóng)業(yè)氣候呈現(xiàn)較大不同，前山地區(qū)到下游灌區(qū)氣候又濕又涼，具有較多降水，一般情況下種植牧草、玉米、春麥和油料等，因此這一地區(qū)適宜發(fā)展畜牧業(yè)。山前沖積扇中下游灌溉地區(qū)氣候溫和，降水量較為適中，一般情況下種植冬小麥、棉花、瓜果、蔬菜、甜菜和復(fù)播玉米等，新疆主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)就位于這一地區(qū)。新疆擁有大量的河流，一共有570多條大小河流，有272萬(wàn)處山泉，這些水流的發(fā)源地都處于天山、昆侖山和阿爾泰山地區(qū)，河川徑流總量達(dá)到882億m3。這些縱橫交錯(cuò)的河流共同構(gòu)成了新疆不同的灌溉地區(qū)，而且在水資源分布方面，自上流地區(qū)到下游地區(qū)分布特點(diǎn)也不相同。處于中上游的灌溉地區(qū)一般情況下都是利用地表水，以地面灌水技術(shù)進(jìn)行灌溉，前山區(qū)通常情況下利用自壓噴灌進(jìn)行灌溉。中下游地區(qū)的地下水可以自行溢出，具有極淺的地下水位，有利于開(kāi)發(fā)利用，建成了許多水源地，一般情況下可以建設(shè)地表水和地下水混合灌區(qū)和純井灌區(qū)，因此，這一地區(qū)都是利用地面灌和低壓管道輸水灌溉和微灌技術(shù)［2］。

2 灌區(qū)的現(xiàn)狀

a.缺乏統(tǒng)一區(qū)劃，節(jié)水灌溉工程技術(shù)適應(yīng)性研究不夠。新疆地區(qū)幅員遼闊，此地區(qū)的地理情況、氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r存在較大不同，水利發(fā)展情況在不同地區(qū)也不同，不同的先進(jìn)節(jié)水灌溉工程技術(shù)需要不同的地理?xiàng)l件，因此也要進(jìn)行合理的選擇。新疆地區(qū)雖然在最近幾年大量研究了高效節(jié)水灌溉工程技術(shù)，但截至目前，還沒(méi)有形成科學(xué)的節(jié)水灌溉模式，節(jié)水灌溉工程技術(shù)還不能在此地得到應(yīng)用。因此，要認(rèn)真研究新疆不同地區(qū)的自然地理和氣候條件，對(duì)整個(gè)地區(qū)進(jìn)行合理的節(jié)水灌溉區(qū)劃，在研究不同地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平、水資源利用情況等基礎(chǔ)上，選擇最為科學(xué)的節(jié)水灌溉發(fā)展模式。

b.不顧經(jīng)濟(jì)實(shí)力水平和地區(qū)特點(diǎn)，片面追求高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)水灌溉工程技術(shù)。當(dāng)前，新疆不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，人們還沒(méi)有形成濃厚的節(jié)水意識(shí)，因此在今后很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)可能還會(huì)應(yīng)用地面灌溉技術(shù)，而不能全面應(yīng)用噴灌和微灌技術(shù)。新疆地面灌溉方式還停留在傳統(tǒng)模式上，溝畦灌還不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，不但應(yīng)該大力發(fā)展噴灌和微灌技術(shù)，還需根據(jù)自身特點(diǎn)，充分應(yīng)用地面灌溉技術(shù)，如:標(biāo)準(zhǔn)溝畦灌、膜上二灌和波涌灌等形式。

c.節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用所配套的管理體制、政策法規(guī)等節(jié)水機(jī)制不健全。新疆當(dāng)前在建設(shè)灌溉節(jié)水工程過(guò)程中，還主要依靠國(guó)家和地方政府投資，在保護(hù)節(jié)水工程設(shè)備方面還需依靠農(nóng)民的自覺(jué)。當(dāng)前應(yīng)用的用水管理體制與高效節(jié)水灌溉技術(shù)不相適應(yīng)，當(dāng)前的水價(jià)設(shè)置不合理，只能收取水成本價(jià)格的五成左右。因此，要嚴(yán)格管理水資源，制定合理的節(jié)水政策，鼓勵(lì)集體、個(gè)人、非農(nóng)企業(yè)、社會(huì)各界在節(jié)水生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3 新疆節(jié)水灌溉工程技術(shù)的研究

3.1 分區(qū)的指標(biāo)

本文應(yīng)用張寶堃法，以《農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃及其方法》為標(biāo)準(zhǔn)，在確定氣候干濕指標(biāo)時(shí)應(yīng)用干燥度K值，氣候的濕潤(rùn)程度用K值來(lái)明確，指的是一定期限內(nèi)10℃以上的積溫與周期降水總量的比值，采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算［3］:

式中 K——干燥度(或稱(chēng)水熱系數(shù));

Σt—— －10℃以上的積溫，℃;

Σp—— －10℃以上期間的降水總量，mm。

干燥度與氣候濕潤(rùn)關(guān)系為:干旱地區(qū):k≥2.00;半干旱地區(qū):1.5≤k＜2.0;半濕潤(rùn)地區(qū):1.0≤k＜1.5;濕潤(rùn)地區(qū):0.5≤k＜1.0;十分濕潤(rùn)地區(qū):k≤0.5。

3.2 分區(qū)的結(jié)果

依據(jù)新疆不同地區(qū)的特征，分別由專(zhuān)家計(jì)算得出不同地區(qū)的特征指標(biāo)，同時(shí)針對(duì)特征指標(biāo)確定等級(jí)分值和權(quán)重值，得出不同地、州、市的氣候特點(diǎn)、地形地貌指標(biāo)、缺水情況指標(biāo)和灌區(qū)類(lèi)型等，在不同的計(jì)算結(jié)果和節(jié)水分區(qū)原則基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，確定新疆分為6個(gè)不同的節(jié)水灌溉區(qū)，不同地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和范圍為:一區(qū)400～360;二區(qū)330;三區(qū)320～280;四區(qū)270～260;五區(qū)240～210;六區(qū)160～110。一區(qū)為干旱缺水引、井、蓄灌區(qū);二區(qū)為干旱缺水引、井、蓄灌區(qū);三區(qū)為干旱微缺水引、井、提灌區(qū);四區(qū)為干旱缺水引、井、蓄灌區(qū);五區(qū)為干旱微缺水引、井、蓄灌區(qū);六區(qū)為干旱豐水引、井、蓄灌區(qū)。在當(dāng)前存在的農(nóng)業(yè)區(qū)劃和水利區(qū)劃前提下，調(diào)整塔城地區(qū)的烏蘇、沙灣到天山北面地區(qū)。調(diào)整巴州的且末縣和若羌縣到和田地區(qū)，最終形成新疆新的節(jié)水灌溉分區(qū)。

3.3 不同分區(qū)節(jié)水灌溉工程技術(shù)發(fā)展模式研究

采取的不同節(jié)水灌溉技術(shù)要適用于不同的種植作物，在當(dāng)前新疆節(jié)水灌溉分區(qū)和不同分區(qū)農(nóng)作物參照蒸發(fā)量、灌區(qū)地形地貌和類(lèi)型特征、氣候條件、缺水情況、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和作物結(jié)構(gòu)等因素的前提下，認(rèn)真研究總結(jié)新疆不同地區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展經(jīng)驗(yàn)、節(jié)水技術(shù)成果、節(jié)水灌溉效益，從而確定新疆不同地區(qū)應(yīng)用不同的節(jié)水灌溉工程技術(shù)。

a.一區(qū)——吐哈甕地干旱缺水引水、井水、蓄水灌區(qū)。一區(qū)位于天山南面東部，北面是天山，南面是沙漠地區(qū)，呈東部高西部低的地勢(shì)，東面是哈密盆地，西面是吐魯番盆地，還有吐魯番地區(qū)和哈密地區(qū)的四個(gè)縣兩個(gè)市。此地區(qū)是明顯的干旱綠洲灌溉農(nóng)業(yè)，嚴(yán)重缺水，此地區(qū)土壤生鹽漬化嚴(yán)重，水在其中不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，確定此地區(qū)的節(jié)水灌溉工程技術(shù)為:開(kāi)源節(jié)流，積極建設(shè)防滲設(shè)施，使渠系發(fā)揮應(yīng)有的作用，應(yīng)用優(yōu)良的灌溉措施，保證灌水越來(lái)越少，依據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況應(yīng)用先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉技術(shù)。

b.二區(qū)——昆侖山北麓干旱缺水引水、蓄水灌區(qū)。這一地區(qū)在塔里水盆地的南面、昆侖山的北面，地勢(shì)南面高而北面低。主要有和田地區(qū)的七個(gè)縣一個(gè)市和巴州的兩個(gè)縣。擁有大量的土地，但水資源分布不合理，春季缺水，秋季豐水，土地沙漠化趨勢(shì)明顯。在這一地區(qū)應(yīng)用的節(jié)水灌溉工程技術(shù)為:發(fā)展農(nóng)田水利，做好防風(fēng)固沙工作，發(fā)展防風(fēng)治沙工程，建設(shè)防滲工程和渠系配套設(shè)施，各個(gè)地區(qū)可以根據(jù)不同情況應(yīng)用微灌和管道灌溉技術(shù)。對(duì)地面灌溉技術(shù)要不斷加以改善，依據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，可以適當(dāng)發(fā)展果樹(shù)種植。

c.三區(qū)——天山南麓干旱微缺水引水、井水、蓄水灌區(qū)。三區(qū)在天山的南面、塔里木盆地的西北面，西面是帕米爾高原，平原呈西部高而東部低的情況。

d.四區(qū)——天山北麓干旱缺水引水、蓄水灌區(qū)。這一地區(qū)在天山的北面、準(zhǔn)噶爾盆地的南部，主要有烏魯木齊、昌吉州、石河子市、奎屯市、克拉瑪依市和塔城地區(qū)的烏蘇、沙灣兩縣，是此地區(qū)最為重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)。這一地區(qū)的地表水得到了普遍應(yīng)用，但存在較為嚴(yán)重的地下水超采現(xiàn)象，農(nóng)業(yè)用水與城市工業(yè)用水不能協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，一定要根據(jù)當(dāng)前存在的水資源情況，大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。

e.五區(qū)——河谷平原干旱微缺水引水、蓄水灌區(qū)。這一地區(qū)的發(fā)展方向是大力改造節(jié)水設(shè)施，做好渠系的防滲設(shè)施，要大力普及節(jié)水灌溉方式。大田作物區(qū)首先做好平整土地工作，著力改善當(dāng)前的地面灌技術(shù)，園藝作物一般情況下應(yīng)用微灌技術(shù)，井灌區(qū)一般情況下應(yīng)用噴灌技術(shù)和低壓管道灌溉技術(shù)。

f.六區(qū)——河谷平原干旱豐水引水、蓄水灌區(qū)。這一地區(qū)在準(zhǔn)噶爾盆地的東部和西部，位于額爾齊斯河谷平原，主要有阿勒泰地區(qū)和伊犁地區(qū)的十四個(gè)縣兩個(gè)市。這一地區(qū)在新疆范圍內(nèi)降水最多，氣候最為涼爽，蒸發(fā)量不大。最近幾年應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)主要應(yīng)該是做好渠道防滲工作和應(yīng)用新型地面灌水技術(shù)，發(fā)揮灌區(qū)渠應(yīng)有的作用，進(jìn)一步減輕土壤鹽漬化，種植經(jīng)濟(jì)作物和園藝作物過(guò)程中可以應(yīng)用噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

建設(shè)高效節(jié)水農(nóng)業(yè)、發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)不是短期內(nèi)可以完成的，它與多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)，目的是發(fā)揮水資源最大效益，提高水資源利用率。新疆地區(qū)幅員遼闊，存在多種多樣的地理情況與氣候條件，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r也不相同，不同的節(jié)水灌溉技術(shù)適應(yīng)于不同的地區(qū)。因此，要逐步形成不同的節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式，使新疆不同地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)得以全面發(fā)展，促進(jìn)新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速提升。

［1］郭杰.高效節(jié)水技術(shù)在新疆的推廣成效［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2011(5).

［2］張芝亞.新疆兵團(tuán)節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用與推廣［J］.黑龍江水利科技，2011(2).

［3］鄒艷紅，喬軍.談新疆發(fā)展節(jié)水灌溉的幾個(gè)問(wèn)題［J］.中國(guó)水運(yùn).2011(8).

［4］吳普特，牛文全，郝宏科.現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉設(shè)施［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［5］常立峰，馬哲理，張來(lái)文.節(jié)水灌溉方式的優(yōu)化選擇［J］.黑龍江水利科技，2004(1):64-66.