汾河灌區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展方向與技術(shù)模式

王 婧

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁縣 030900）

1 汾河灌區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

汾河灌區(qū)是山西省最大的自流灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積近10萬hm2，占全省總灌溉面積的7%左右，由三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的灌區(qū)組成，即汾河一壩灌區(qū)、二壩灌區(qū)、三壩灌區(qū)。在解放以來的近七十年間，汾河灌區(qū)供水量呈逐漸增加趨勢(shì)，實(shí)灌面積不斷擴(kuò)大，骨干渠系及其建筑物工程配套率保持較高水平，灌區(qū)管理水平不斷提升，將解放前單一引洪漫灌的老灌區(qū)，逐步改造為具有一定保證率的水資源調(diào)控工程體系，沿河多點(diǎn)取水口樞紐，完善的干、支渠骨干輸水系統(tǒng)和較齊全田間配水灌溉系統(tǒng)的現(xiàn)代化大型灌區(qū)工程[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和流域內(nèi)水資源工農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水供需矛盾的尖銳，灌區(qū)水源保證體系已發(fā)展成以引用地面水為主，地下水為輔，水源組成包含引用庫水、洪水和太原市、榆次市城市中水的綜合性灌區(qū)。盡管隨著區(qū)域性降水量的減小，地面水有減小的趨勢(shì)[2]，但一方面汾河中水量日趨增加，另一方面山西萬家寨引黃工程的運(yùn)行，使得汾河灌區(qū)近年來的供水量基本穩(wěn)定，灌水范圍始終維持其最大規(guī)模。

近二十多年來國家大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水技術(shù)改造項(xiàng)目的實(shí)施，為汾河灌區(qū)的發(fā)展注入了巨大的活力，表現(xiàn)為干支渠系輸水、配水能力、灌溉效率大幅提高，直接原因是對(duì)主要控制性渠系及建筑物的技術(shù)改造、多年成熟的運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)管理水平的提升起到了十分重要的作用。由于灌區(qū)的前身是在解放前八大冬堰引洪灌溉，自然條件微地形起伏較大、常年田間工程投入不足，目前的田面工程狀況與灌溉水的高效節(jié)水利用和國家的糧食安全不相適應(yīng)。主要表現(xiàn)在：1）部分農(nóng)渠間距過大，導(dǎo)致灌水畦過長，灌水過程深層滲漏損失大，田間水利用率大幅降低；2）斗、農(nóng)渠以土渠居多，常年雜草叢生，加之地面坡度緩，輸水能力下降，大多過水?dāng)嗝嫫骩3]；3）斗、農(nóng)渠（尤其是農(nóng)渠）基本上沒有配套控制性固定建筑物；4）斗、農(nóng)渠量水設(shè)施普遍缺失；5）灌水畦田規(guī)格普遍大于國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 建設(shè)發(fā)展方向

汾河灌區(qū)歷史悠久，灌溉事業(yè)發(fā)展較快。上世紀(jì)50年代，汾河灌區(qū)灌溉排水系統(tǒng)的骨架已經(jīng)形成，幾十年來，尤其是近二十余年，盡管城市擴(kuò)張和城鎮(zhèn)化發(fā)展，以及國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度空前，城市農(nóng)村建設(shè)用地、公路、鐵路建設(shè)，市郊灌溉面積有所萎縮[4]，但經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水利工程依賴性增強(qiáng)，灌區(qū)灌溉系統(tǒng)運(yùn)行可靠性在與日俱增，水土資源配置走向新的平衡，以全面提升用水效益和效率為主要目標(biāo)，汾河灌區(qū)今后的灌溉發(fā)展方向是：

1）穩(wěn)定灌溉規(guī)模

在汾河灌區(qū)市郊灌溉面積逐年減少的情況下，以耕地替代發(fā)展模式，分別向東、西個(gè)方向擴(kuò)張和復(fù)墾土地，維持灌區(qū)的灌溉規(guī)模和灌溉面積，即維持近8.8萬hm2的灌溉面積。

2）全面完成干支渠系工程的技術(shù)改造

到2020年底以前，全面完成各干渠渠首工程改造、干支兩級(jí)渠系工程、渠系建筑物、量水建筑物及橋、渡等配套建筑物的建設(shè)任務(wù)，使灌區(qū)的骨干渠系的渠系水利用系數(shù)達(dá)到0.85以上，并做到清水、洪水、中水引取控制自如，輸水到位，防沖防滲，部分渠道自動(dòng)化計(jì)量等。

3）全面啟動(dòng)田間渠系工程技術(shù)改造

汾河灌區(qū)田間渠系工程從約70年前開始運(yùn)行，一直未完全配套。是導(dǎo)致汾河灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)低的根本原因。我國目前正在啟動(dòng)“打通最后一公里”工程，對(duì)高效節(jié)水工程建設(shè)提出新的要求。在2025年前完成灌區(qū)60%田間渠系及其建筑物的改造任務(wù)，輔以田間土地的平整和優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)的使用，使大型灌區(qū)的田間水利用系數(shù)達(dá)到0.8，灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.54和0.65左右。

4）灌區(qū)末級(jí)渠系的管道化。

汾河灌區(qū)具有地面坡度特小、微地形起伏較大、灌溉水渠道底坡特緩，甚至逆坡供水的特點(diǎn)，這導(dǎo)致渠道橫斷面特大、占地面積特大、雜草叢生等問題，應(yīng)論證平原灌區(qū)末級(jí)渠系的管道化問題，積極開展示范工程建設(shè)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后建立符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的管道輸水技術(shù)體系，以期大范圍推廣應(yīng)用。

5）高度重視水土資源的高效利用

依托高效節(jié)水項(xiàng)目和重點(diǎn)縣項(xiàng)目等示范性、引領(lǐng)性工程建設(shè)，灌區(qū)內(nèi)進(jìn)行分期、分批技術(shù)改造，全方位提高灌溉保證率、灌溉水利用效率和水分生產(chǎn)效率。爭(zhēng)取2030年全面完成現(xiàn)有灌溉面積的節(jié)水技術(shù)改造升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)水資源和土地資源的高效利用。

3 灌區(qū)發(fā)展技術(shù)模式

3.1 不同灌溉區(qū)域的發(fā)展重點(diǎn)

汾河灌區(qū)太原市的晉源區(qū)、小店區(qū)、尖草坪區(qū)、萬柏林區(qū)和清徐縣、晉中市的祁縣、平遙縣和介休市、和呂梁市的汾陽縣、交城縣和文水縣均土地資源集中，以糧菜果作物種植為主要地區(qū)，屬汾河河道清水、洪水、中水結(jié)合的自流灌溉區(qū)，水、土和作物匹配程度高[5]。因此，應(yīng)實(shí)施多水源體系條件下節(jié)水灌溉，期望發(fā)展節(jié)水工程模式與農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)相結(jié)合的農(nóng)業(yè)高效發(fā)展技術(shù)模式。主要有：

模式1：大田糧食作物+綜合水源+高標(biāo)準(zhǔn)低壓管道輸水（或渠道防滲）+長、短畦結(jié)合的地面畦灌模式+地膜覆蓋，典型作物以玉米為主，推廣范圍涵蓋汾河二壩灌區(qū)為主。

模式2：水稻+渠道防滲+井渠結(jié)合+精準(zhǔn)控制的格田灌溉+當(dāng)?shù)靥厣贩N，范圍主要指晉祠水稻現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)示范區(qū)。

模式3：果樹+井渠結(jié)合+骨干渠系防滲+田間管道輸水+小畦灌溉隔溝灌（小管出流灌溉），典型作物包括清徐葡萄園區(qū)、祁縣、文水等地梨樹園區(qū)，目前園區(qū)多沿河呈帶狀分布。

模式4：設(shè)施農(nóng)業(yè)+高效灌溉技術(shù)（微灌、噴灌）+節(jié)水品種，主要指各地零星分布的花卉、反季節(jié)果蔬基地等。

3.2 汾河灌區(qū)應(yīng)發(fā)展主導(dǎo)灌水方法與技術(shù)

汾河灌區(qū)節(jié)水的重點(diǎn)在田間。深受我國廣大農(nóng)民歡迎的低壓管道輸水灌溉技術(shù)，能很好地解決井灌地區(qū)輸水過程中的水量損失，防滲渠道也能很好地解決自流灌區(qū)輸水過程中的水量損失。但是，影響灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的另一主要環(huán)節(jié)更應(yīng)引起重視。那就是田間的灌水過程，即灌水過程中田間水利用系數(shù)的提高問題。目前，井灌區(qū)的田間水有效利用系數(shù)僅有0.75左右，自流灌區(qū)的田間水有效利用系數(shù)低于0.6。如果把田間水有效利用系數(shù)提高到0.85～0.90，節(jié)水效果是相當(dāng)可觀的。研究表明[5]，在小畦灌溉條件下（畦寬小于1.5 m，畦長小于50 m），田間水有效利用系數(shù)完全可以達(dá)到0.85～0.90。鑒于此，汾河灌區(qū)應(yīng)把小畦地面灌溉技術(shù)作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性措施進(jìn)行應(yīng)用，高度重視灌溉管理工程中的節(jié)水。

3.3 汾河灌區(qū)應(yīng)發(fā)展的主導(dǎo)農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)

結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，除農(nóng)業(yè)部門開展推行節(jié)水高產(chǎn)品種、增施有機(jī)肥等措施外，水利部門在汾河灌區(qū)應(yīng)大力推廣改進(jìn)灌溉制度、推廣地膜覆蓋等具有群眾基礎(chǔ)的主導(dǎo)農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)。隨著山西大水網(wǎng)骨干工程陸續(xù)投運(yùn)，東山供水和新增引黃水將納入汾河灌區(qū)水源體系，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響將由以往的水瓶頸將逐步轉(zhuǎn)化為新時(shí)期的水支撐，水資源調(diào)配將實(shí)現(xiàn)地表水供給，機(jī)井分步實(shí)施關(guān)停以涵養(yǎng)地下水，灌區(qū)內(nèi)灌溉制度將發(fā)生歷史性變革，灌溉配水的實(shí)時(shí)、足量供給成為可能。長期以來灌區(qū)內(nèi)大定額灌水、三壩灌區(qū)等下游冬季儲(chǔ)水灌溉等灌溉形式將逐漸取消，供水過程將滿足播種為主的“救命水”轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟪潭纫詽M足作物生長需求為主的“增產(chǎn)水”。此外，地膜覆蓋構(gòu)造了從薄膜到表層土壤的封閉空間的自有水分循環(huán)，具有很強(qiáng)的保墑、增溫、改善農(nóng)田生態(tài)條件和促進(jìn)作物生長發(fā)育等作用，節(jié)水、增產(chǎn)、高效的生產(chǎn)效果顯著。灌區(qū)群眾特別清徐灌域具有地膜覆蓋耕作習(xí)慣，在當(dāng)?shù)鼐哂泻芨哒J(rèn)可度，具有示范性和引領(lǐng)性，目前技術(shù)成熟可靠，應(yīng)加大推廣應(yīng)用范圍。