柴窩堡灌區(qū)農田高效節(jié)水灌溉技術應用與發(fā)展思路

李曉麗

(烏魯木齊市達坂城區(qū)河湖管理中心(水利管理站)，烏魯木齊，830039)

1 灌區(qū)基本情況

柴窩堡灌區(qū)為一般中型灌區(qū)，現(xiàn)有耕地1381.73hm2，屬重干旱地區(qū)，灌溉地表水源主要有白楊溝及三個山河水，不足水量抽取地下水。通過白楊溝渠首、三個山引水渠首引水，經干渠、支渠、農渠進入灌區(qū)進行灌溉，歷年灌溉方式為漫灌，水資源利用系數(shù)僅為0.45。

柴窩堡灌區(qū)位于柴窩堡湖周邊，由于近年城市用水不斷增加、氣候變暖、農牧灌溉等原因，柴窩堡湖湖水面積由多年前近30km2急劇萎縮至2014年的0.18km2，幾近干涸。針對柴窩堡湖面萎縮、水位下降等問題，柴窩堡片區(qū)全面實行“休耕補湖”、“限采地下水”、“關停農用機井”等生態(tài)修復措施，減少用水全部補入柴窩堡湖內，2020年湖面面積已從0.18 km2恢復至20.92km2，標志著烏魯木齊市最大的天然淡水湖、重要的生態(tài)屏障和水源地的生態(tài)環(huán)境惡化趨勢得到有效遏制[1]。7年時間里，灌區(qū)耕地全部休耕，停止三個山、白楊溝河農業(yè)灌溉用水，關停24眼農用機井，周邊農田、草場灌溉可用水量幾乎為零，植被枯死，土地裸露，養(yǎng)分流失，受干旱、大風、缺水等不利因素影響，部分耕地不同程度地出現(xiàn)了鹽漬化、沙漠化，風沙天氣明顯增多，次生生態(tài)問題開始凸顯。在保證柴窩堡湖最小生態(tài)需水基礎上，充分利用農田水利高效節(jié)水灌溉技術對柴窩堡灌區(qū)進行復耕顯得尤為重要。

2 節(jié)水灌溉方式選擇

目前，我國高效節(jié)水灌溉技術主要包括低壓管道灌溉、滴灌、噴灌三種。應結合灌區(qū)的水利、土壤、農作物、天氣等各種基本條件，因地制宜地選擇合適的節(jié)水灌溉方式。柴窩堡灌區(qū)處于重干旱區(qū)，降雨量少，蒸發(fā)量大，且年平均8級大風149天，是新疆有名的“百里風區(qū)”之一，加之休耕太久，農田水利設施基本損壞，故不適合推廣管道灌溉、噴灌等高效節(jié)水灌溉技術。而滴灌技術廣泛適用于果樹、蔬菜、經濟作物等灌溉，節(jié)水效果明顯，地形適應能力強，灌溉均勻度高，還能有效解決低處積水、高處積鹽形成的鹽漬化問題，滿足柴窩堡灌區(qū)復耕實際需求。本文就加壓滴灌、自壓滴灌兩種節(jié)水灌溉方式進行分析研究。

根據(jù)新疆自治區(qū)質量技術監(jiān)督局《農業(yè)灌溉用水定額》(DB65/T 3611-2014)，達坂城區(qū)常規(guī)灌溉方式平均灌溉定額為350m3/畝，水資源利用系數(shù)0.45，節(jié)水灌溉方式平均灌溉定額為220m3/畝。

2.1 加壓滴灌方式

利用現(xiàn)有渠道輸水系統(tǒng)，在田間地頭布設加壓系統(tǒng)進行滴灌。滴灌首部至渠首渠系水資源利用系數(shù)為0.81，節(jié)水灌溉首部至田間灌溉水資源利用系數(shù)為0.9，節(jié)水灌溉毛定額302m3/畝，灌區(qū)節(jié)水灌溉需水量626萬m3，與常規(guī)灌溉方式相比，年節(jié)水總量為987萬m3。實施節(jié)水加壓灌溉畝投資1850元，總投資3834萬元，年運行電費545萬元，后期運行管理技術性要求高，投入大。

2.2 自壓滴灌方式

從干渠合適位置取水建自壓首部，布設輸水管網(wǎng)，充分利用柴窩堡灌區(qū)明顯地形高差進行自壓滴灌，節(jié)水灌溉首部至田間灌溉水資源利用系數(shù)為0.85，節(jié)水灌溉毛定額為259m3/畝，節(jié)水灌溉需水量537萬m3，與常規(guī)灌溉方式相比，年節(jié)水總量為1076萬m3。實施自壓滴灌畝投資2700元，總投資為5596萬元，無運行電費，后期運行管理技術要求低，投入小。

通過綜合比較分析加壓滴灌與自壓滴灌可知，自壓滴灌一次性投資大，但能借助于柴窩堡灌區(qū)的天然地形差，運行管理技術要求較為簡單，便于操作，節(jié)水量大，運行費用低等；而加壓滴灌后期運行持續(xù)投入大，管理技術要求高，且需專業(yè)技術人員進行管理，運行電費高。兩者相比，柴窩堡灌區(qū)推薦使用自壓滴灌，每年需水量為537萬m3，僅占柴窩堡湖水資源可利用量7754萬m3的6.92%。

3 灌區(qū)高效節(jié)水灌溉發(fā)展思路

3.1 推進灌區(qū)規(guī)?；c集約化發(fā)展

通過承包、土地流轉等方式，改變現(xiàn)有的分散式農業(yè)種植模式，推進適度規(guī)?；N植、統(tǒng)一化管理。農業(yè)生產種植統(tǒng)籌安排規(guī)劃，機械化對大塊農田進行平整、修復，促進標準化農田建設，逐步由分散式低效種植向集約化高效經營轉變，形成農田水利高效節(jié)水灌溉工程的統(tǒng)一布網(wǎng)管理和使用。不僅可大幅度降低滴灌系統(tǒng)建設管理成本，還能增加節(jié)水灌溉效益，達到水資源利用率最大化，促進灌區(qū)灌溉節(jié)水工作取得實效。

3.2 實現(xiàn)水資源配置最優(yōu)化

在高效節(jié)水灌溉布網(wǎng)工程具體規(guī)劃設計前，必須對灌區(qū)的土壤、氣候、水文、水資源量及地理位置等因素進行現(xiàn)場實地考察，全面系統(tǒng)地分析研究，準確掌握農業(yè)灌溉可用水總量及來源，對灌區(qū)灌溉所需最大用水量及最小用水量進行科學預估，避免產生投入性資本浪費。把水資源的優(yōu)化配置滲透到農作物生產過程中，如在生長期間的灌溉次數(shù)、灌溉周期、灌溉定額等，對灌區(qū)的用水情況隨時調節(jié)，使灌區(qū)的發(fā)展和水資源的最優(yōu)化配置能夠科學融合到一起[2]。

3.3 合理規(guī)劃節(jié)水布局

不斷優(yōu)化設計方案，避免節(jié)水灌溉工程與灌區(qū)農業(yè)種植方案不匹配，設計方案與農田基本情況不相符，使節(jié)水灌溉工程建設流于形式，無法發(fā)揮預期效果。設計人員應熟悉滴灌相關設備及材料的基本性能，在設計節(jié)水滴灌工程時，注重對首部樞紐系統(tǒng)的優(yōu)化，特別是滴灌管網(wǎng)的布置，應對農作物種植方向進行科學定位。在設計輸配水管道時，要合理預判管道流量大小，保證使用過程中的輸水安全；要優(yōu)化首部過濾結構，根據(jù)灌溉用水水質情況，確定合適的過濾方式，柴窩堡灌區(qū)建議選擇網(wǎng)式過濾。同時還需考慮管材材質的抗氧化性、抗老化、滴灌器的灌水均勻度、滴灌管的行距、滴頭的抗堵塞性能等能否達到灌溉實際需求，切實保障管網(wǎng)規(guī)劃設計的科學性、合理性，達到理想節(jié)水效果。

3.4 確保灌溉技術和種植作物相匹配

針對灌區(qū)已出現(xiàn)的鹽漬化、沙漠化，宜采用種植技術對灌區(qū)因休耕出現(xiàn)鹽漬化的農田進行生態(tài)整治，減輕鹽漬化的形成。種植作物應優(yōu)先選擇苜蓿、紫菀等耐旱、耐堿、抗沙、適應性強的牧草品種，還可以選擇種植一些根系較為發(fā)達的耐旱性、耐貧瘠、易生長的樹木等，紅柳可作為鹽堿地樹木種植的首選樹種。在種植種類確定后，優(yōu)化灌溉技術方案設計，使其在灌溉過程中能夠與實際生產中作物種植結構科學合理的相匹配，如滴管間距等，避免發(fā)生所種植物屬于生長密集的作物，而灌溉技術卻采用了適合于生長疏松作物的技術等問題。

3.5 重視節(jié)水灌溉工程的管理

由于灌溉工程普遍存在“重建設、輕管理”問題，投入運行后，將節(jié)水設備及操作規(guī)范移交于種植管理單位，明確責任，落實管護要求及運行方式，簽訂節(jié)水灌溉工程后期管護責任書，確保節(jié)水工程建設與管護責任有機結合，促進節(jié)水灌溉工程能夠長期有效運行。同時設立一定的管護資金和提供人才技術支持，由專門的技術服務機構定期對節(jié)水工程進行技術性指導、維護和處理，灌溉管理者準確掌握節(jié)水灌溉運行操作基本要求，避免建設和使用嚴重脫節(jié)。

4 結語

實現(xiàn)柴窩堡灌區(qū)高效節(jié)水灌溉，合理利用有限水資源，不僅可推動柴窩堡地區(qū)的農業(yè)經濟發(fā)展，關鍵還能緩解柴窩堡湖生態(tài)環(huán)境修復治理引起的次生生態(tài)問題，因此，加快柴窩堡灌區(qū)農田水利高效節(jié)水灌溉的建設步伐迫在眉睫。除了選擇合適的節(jié)水灌溉技術，還應在技術實際運用過程中，加強節(jié)水灌溉管理技術相關知識的專業(yè)學習和培訓，加大運行管護力度，保證節(jié)水灌溉技術在實際運用中達到應有的效果，實現(xiàn)農田水利工程的節(jié)水型發(fā)展[3]。