對鞏乃斯河下游北岸大渠灌區(qū)灌溉形式的探討

吳吉祥

(新疆伊犁州鞏乃斯河流域管理處，新疆 伊犁 835000)

1 灌區(qū)概況

鞏乃斯河下游北岸大渠灌區(qū)位于新源縣西北部。東起則克臺溝口，西止鞏乃斯種羊場西界，北抵阿吾拉勒山南麓，南瀕鞏乃斯河，東西長67km，南北平均寬4．3km，總面積290km2。灌區(qū)設計凈灌面積24653hm3，現實灌面積22633hm2。灌區(qū)南面是鞏乃斯河，自東向西流淌，北面為阿吾拉勒山，地形北高南低、東高西低，總地勢由東向西傾斜。除東部的則克臺溝、鐵木里克溝等形成小沖積扇突出起伏外，大部分土地連片且地形比較平坦，由河灘、谷地、丘陵三部分組成。灌區(qū)東西平均坡度約為1/1200，而南北坡度則較陡峻，約為1/30～1/80。灌區(qū)海拔高程在800～900m之間。灌區(qū)骨干工程全長72．4km，已全部配套通水，干渠防滲襯砌31．5km，土渠運行40．9km。由于灌區(qū)內部作物種植業(yè)結構發(fā)生變化，廣大農牧民爭相種植經濟效益好、耗水高的農作物等原因，導致灌區(qū)水資源緊缺，水資源供需矛盾日趨突出。鑒于灌溉現狀，研究調整灌溉模式，加快推進灌區(qū)節(jié)水建設尤為必要。

2 灌溉方式的選擇

2.1 常規(guī)灌溉與高效節(jié)水灌溉方式比選

從灌區(qū)地形、地貌、土壤狀況以及工程運行中水費、電費等多種因素考慮，灌區(qū)采用高效節(jié)水灌溉方式優(yōu)于地面灌溉。分析如下:

(1)灌區(qū)土壤以砂壤土為主，土層厚度普遍小于80cm，灌區(qū)南北向地形坡度平均1/60，如采用地面灌溉田面集水困難，水流容易沖蝕地表土層形成溝壑，田間管理難度大。

(2)灌區(qū)表層砂壤土以下為透水性較強的砂礫石層，如采用地面灌溉，水量滲漏損失非常大，無法滿足灌區(qū)節(jié)水要求。節(jié)水灌溉可以采用較小灌水定額進行淺澆勤灌，便于嚴格控制土壤水分，使之與作物生長需水更相適應，實現適時適量的灌水，給農作物創(chuàng)造更好的生長條件，達到增產的目的，噴滴灌較地面常規(guī)灌溉節(jié)水25～35%，提高產量10～15%。

(3)灌區(qū)用水成本高，水費貴，只有采用高效節(jié)水灌溉才能最大限度節(jié)約用水量，降低灌溉成本。節(jié)水灌溉便于實現機械化和自動控制，提高生產效率，節(jié)省勞動力，噴滴灌、涌泉灌還可以結合施化肥和農藥。

(4)節(jié)水灌溉采用管道輸水，無需田間的灌水溝渠和田埂，一般情況下可增加耕地7～10%;與地面灌溉相比，節(jié)水灌溉一次性投資較高，需配套管網和附屬設施。

(5)采用管道輸水，灌溉水利用系數可達0．80～0．85，而渠道全防滲輸水灌溉水利用只能達到0．65 ～0．70，提高0．20 ～0．25%。

根據以上分析灌區(qū)采用高效節(jié)水灌溉方式優(yōu)于地面灌溉。

2.2 不同節(jié)水灌溉形式的比選

噴灌優(yōu)點在于利用灌區(qū)有利地形形成自壓噴灌，能耗小，運行成本低;適應性較強，適合于大多數作物，對地面平整度要求較低;灌水較均勻，均勻度可達80%左右;灌水定額小，一般不會產生地表徑流造成水土流失，也可避免深層滲漏，不會引起地下水位抬升。缺點:噴灌受風的影響較大，風力超過3級不宜進行噴灑作業(yè)，采用半固定系統(tǒng)時，搬移管道的勞動強度大，固定資產投資較高，平均畝投資約為615元。

滴灌是目前最先進的灌水技術之一，其主要優(yōu)點在于灌水均勻、控制性好，節(jié)水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，可實現全自動控制，具有明顯的省水、省肥、省工的特點。然而滴灌也有缺點，滴灌對水質要求高，過濾系統(tǒng)投資大。

管道灌優(yōu)點在于以管道代替明渠輸水，可減少輸水過程的滲漏蒸發(fā)損失，適應性較強不受風的影響，可減少輸水渠道占地，節(jié)省土地3%左右，平均畝投資230元。缺點:管道灌對地面平整度有一定要求，灌水均勻受田間平整程度影響較大，灌水定額比噴灌大，可能產生一定的深層滲漏，可能產生一定水土流失。

以上是對節(jié)水灌溉的一些定性分析，就本灌區(qū)而言，各種節(jié)水灌溉形式的對比分析如下(以下敘述的畝投資為分干管以下不包括分干管的畝均直接投資，運行費主要為人工費):

2.2.1 固定式噴灌

固定式噴灌系統(tǒng)是指全部管道在整個灌溉季節(jié)固定不動，一般埋于地下，與半固定式噴灌相比，相當于將半固定式噴灌的移動支管變?yōu)楣潭ü艿?。固定式噴灌系統(tǒng)設備利用率不高，畝投資高，使用方便，適合于經濟發(fā)展水平高，勞動力緊張，以種植灌水頻繁、經濟價值高的作物為主的大規(guī)?；洜I。全固定噴灌系統(tǒng)畝直接投資1800～2000元，運行費一年50元/畝。

2.2.2 半固定式噴灌

半固定式噴灌系統(tǒng)在新疆已應用了20余年，就各種噴灌而言，也是目前全疆應用最廣的一種噴灌型式，積累了豐富的生產實踐經驗。此種型式噴灌的主要優(yōu)點是投資相對較低，設備利用率高，運行管理簡單;主要缺點是需人工拆裝、搬移地面支管，勞動強度較大、勞動條件較差，同時，還噴灌共有的受風和空氣濕度影響大的缺點。

同固定式噴灌相比，半固定式噴灌的地面管道可以是部分固定，部分移動的，以下分三種情況:

(1)地面支管也為固定管道，僅移動同時輪灌的地面豎管，同時選擇兩套地面豎管備用，此種形式的半固定噴灌系統(tǒng)較固定噴灌系統(tǒng)每畝節(jié)約200元，其畝直接投資1600～1800元，運行費一年50元/畝。

(2)根據灌溉制度來選擇同時需要開啟的地面支管數量，同時選擇兩套備用的地面支管。此種形式是比較常規(guī)的半固定式噴灌形式，其畝直接投資600～700元，一條地面支管一個灌溉周期內需要搬運9次左右，管理起來不方便，運行費一年60元/畝。

(3)為了盡可能減少地面移動支管的搬運次數，減輕負擔，選擇較多數量的備用地面支管。并且使畝均直接投資控制在1200元內，經計算一條地面支管備用6套，該地面支管一個灌溉周期內僅需要搬運3次左右，管理起來不方便，運行費一年60元/畝。

2.2.3 滾移式噴灌

滾移式噴灌機是一種動力移動、定點噴灑的噴灌機械，是在半固定式移動噴灌系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的一種大型半機械化噴灌機具，該結構簡單，操作方便，適應性廣，勞動強度低，適合小麥、棉花、大豆、甜菜、牧草等多種作物。運行方向與耕作方向一致。灌區(qū)滾移式噴灌系統(tǒng)畝直接投資900～1100元，但由于其運行需要柴油等動力支持，則運行費比較高，為350元/畝。

2.2.4 平移式噴灌

平移式噴灌機與滾移式噴灌機在管道布置方面相似，只是平移式噴灌機規(guī)模更大一些。平移式噴灌機噴灑強度偏大，適合在沙性土壤上使用，對地形要求較高，對條田形狀要求高。平移式噴灌機一般來說單機控制面積大，適宜在地形平坦且風小的平原區(qū)使用，平移式噴灌機系統(tǒng)機械化(或自動化)程度高、省工，但畝均投資較高，運行費也高，需統(tǒng)一管理，灌區(qū)平移式噴灌系統(tǒng)畝直接投資900～1200元，但由于其運行需要柴油等動力支持，則運行費比較高為450元/畝。

2.2.5 低壓管道輸水細流溝灌

低壓管道灌工程是以管道輸水進行地面灌溉的工程，由取水工程部分、輸水配水管網系統(tǒng)和田間灌水系統(tǒng)三部分組成。為達到灌水均勻減少田間損失的目的，通常應進行土地平整，將長畦(溝)改為短畦(溝)，田間一般采用給水栓接移動軟管等措施。低壓管道灌投入較低、效益明顯，但其田間節(jié)水力度較噴灌和微灌低，灌區(qū)低壓管道灌系統(tǒng)畝直接投資300～400元，年運行費為38元/畝。

2.2.6 滴灌

滴灌灌水很均勻、控制性好，節(jié)水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，可實現全自動控制，具有明顯的省水、省肥、省工的特點。然而滴灌也有缺點，一是對水質要求高，過濾系統(tǒng)投資大;二是主要用在灌溉經濟價值較高的作物上，投資相對較高，灌區(qū)滴灌系統(tǒng)畝直接投資800～900元，年運行費為35元/畝。

2.2.7 噴滴結合灌

一個系統(tǒng)噴灌和滴灌相結合比較靈活，噴灌進行播前灌，達到洗鹽壓堿的目的，播后采用滴灌，灌水均勻、控制性好，節(jié)水效益顯著，不受風的影響，對土壤和地形的適應性好，噴滴結合可滿足作物倒茬、不同作物灌溉需要。近兩年用滴灌進行糧食作物的灌溉在北疆地區(qū)有了一定的推廣。灌區(qū)噴滴結合灌系統(tǒng)畝直接投資1000～1100元，年運行費為45元/畝。

2.2.8 涌泉灌

該系統(tǒng)的末級灌水器為小細管，布置形式與滴灌類同，一次性投資較高，但對水質的要求比滴灌低，不易賭塞。而涌泉管的灌水器流量比滴灌大，在保水能力差的沙性土壤中使用，節(jié)水效果比滴灌差。涌泉管適宜種植間距較大的果樹等經濟作物。灌區(qū)滴灌系統(tǒng)畝直接投資1000～1200元，年運行費為25元/畝。幾種灌溉方式比選見表1。

表1 灌溉方式比選表

綜上所述，從技術角度，上述幾種灌溉形式均可在灌區(qū)使用，但哪種形式最適合本灌區(qū)，還需考慮宏觀經濟發(fā)展、區(qū)域特色、投資運行等多方面因素。通過現場實地調研并結合灌區(qū)地形、土壤、氣象、農作物等自然條件狀況綜合考慮，滴灌、噴滴結合灌和低壓管道三種灌溉方式更適合本灌區(qū)地面縱坡大、土層相對較薄等特點。其中，對玉米、大豆、油葵、打瓜等采用膜下滴灌;對冬小麥、牧草采用噴灌;對林業(yè)采用低壓管道灌溉;考慮到灌區(qū)農作物輪作和農業(yè)種植的隨機性，對這一部分作物采用噴滴結合灌。

3 結語

灌區(qū)是一個以農業(yè)為主的區(qū)域，區(qū)域氣溫相對于全疆其它地區(qū)低，降水相對較多，蒸發(fā)量相對較少，較適宜發(fā)展以噴滴灌、管道灌等為主的節(jié)水灌溉形式。灌區(qū)以小麥、玉米、大豆等糧食作物為主，部分區(qū)域也有棉花等經濟作物，以上作物的節(jié)水灌溉經驗較為豐富，已在全疆推廣。節(jié)水型農業(yè)是未來農業(yè)的發(fā)展方向，如何選擇更合適的節(jié)水灌溉方式尤為重要?？茖W合理的灌溉方式可提高灌區(qū)的灌溉水利用系數與水資源利用率，防止土壤次生鹽漬化;減少由于灌溉方式不當而導致的風蝕面積的擴大，生態(tài)環(huán)境的惡化。通過優(yōu)化產業(yè)結構，采取客觀、高新灌溉技術，合理利用水資源，提高農作物產量，創(chuàng)造良好的經濟效益。

［1］周和平，徐小波，馬福忠，于江海．新疆21世紀初節(jié)水灌溉問題［J］．中國農村水利水電，1999(10):15-16．

［2］張志新．滴灌工程規(guī)劃設計原理與運用［J］．節(jié)水灌溉，2000(06):11-12．

［3］張志新．對新疆發(fā)展噴灌的認識［J］．節(jié)水灌溉，2007(07)．

［4］節(jié)水灌溉實用手冊［M］．中國水利水電出版社，2005．