淺談非充分灌溉在關(guān)刀橋水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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(四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，成都，610072)

充分灌溉是按照傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)作物要求的灌水定額和灌溉定額進(jìn)行的灌溉，即每次灌水都使作物根系土壤水分充足、灌足，符合“及時(shí)足量”的傳統(tǒng)要求，其主要目標(biāo)是獲得作物的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，并以控制土壤濕度為約束條件。以目前應(yīng)用最廣泛的彭曼公式而言，計(jì)算需水量就是在土壤水分充足條件下，討論各種大氣因素與需水量之間的關(guān)系，普遍沿用的灌溉制度及灌溉管理軟件等也是以充分灌溉為前提。在這種充分灌溉理論的支配下，增加了作物的蒸騰水量，造成了一些不必要的棵間蒸發(fā)、地表徑流和深層滲漏損失。近代水分生理學(xué)的研究認(rèn)為，適當(dāng)?shù)馗蓾窠惶鎸?duì)于促進(jìn)群體的高產(chǎn)更為有效。非充分灌溉在國(guó)外也叫有限灌溉或蒸發(fā)蒸騰量缺虧的灌溉，是作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量小于潛在蒸發(fā)蒸騰量的灌溉。非充分灌溉正是利用作物本身具有一定的生理節(jié)水與抗旱能力的特點(diǎn)，達(dá)到既節(jié)水，又高產(chǎn)高效，以有限水量的投入獲得最大效益的目的。由于作物產(chǎn)量不僅取決于生長(zhǎng)期的灌水量，還取決于灌水量在生長(zhǎng)期內(nèi)時(shí)間上、數(shù)量上的分配[1]。因此，非充分灌溉就是在最大限度節(jié)約作物生長(zhǎng)期灌水量的前提下，尋求作物全生長(zhǎng)期的最佳灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額，使農(nóng)作物產(chǎn)量最大，提高水分生產(chǎn)效率、效益。

上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)北方開始進(jìn)行專門試驗(yàn)探索非充分灌溉問題。經(jīng)過二十多年有關(guān)專家學(xué)者的潛心研究與努力，得到了一些非充分灌溉的理論基礎(chǔ)和實(shí)用技術(shù)。由于非充分灌溉在灌溉領(lǐng)域中是個(gè)新課題，比探索其它節(jié)水措施要復(fù)雜得多，目前在我國(guó)還處于試驗(yàn)研究階段和初步示范推廣階段，沒有形成完整的理論體系和計(jì)算方法，本文僅根據(jù)有關(guān)專家學(xué)者的研究成果在關(guān)刀橋水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中進(jìn)行一些探索。

1 項(xiàng)目背景

關(guān)刀橋水庫(kù)早在上世紀(jì)60年代初便開始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、規(guī)劃工作?！端拇ㄊ《冀吖鄥^(qū)毗河供水一期工程項(xiàng)目建議書(審定修編本)》(2008)中，根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源條件及現(xiàn)有水利設(shè)施分布，從充分挖潛當(dāng)?shù)厮Y源利用的角度對(duì)毗河供水工程總體布局進(jìn)行了局部調(diào)整，調(diào)整后的一期工程僅修建至干渠末端的朝陽(yáng)水庫(kù)，關(guān)刀橋水庫(kù)屬毗河供水工程的末端囤蓄水庫(kù)，未進(jìn)入毗河供水一期工程之列。為解決關(guān)刀橋水庫(kù)灌區(qū)現(xiàn)狀人畜飲水與農(nóng)業(yè)灌溉用水十分困難的局面，迫切需要盡快開工建設(shè)該項(xiàng)目。

由于關(guān)刀橋水庫(kù)壩址以上集雨面積97.9km2，多年平均來水量?jī)H有約3717萬(wàn)m3，因此在毗河供水工程建成前可考慮依靠當(dāng)?shù)貜搅餍藿ㄋ畮?kù)，水庫(kù)和灌區(qū)渠系按毗河供水工程補(bǔ)水后的規(guī)模一次建成，灌溉面積1.0573萬(wàn)hm2，采用非充分灌溉方式，毗河供水工程向關(guān)刀橋水庫(kù)補(bǔ)水后，可提高灌溉保證率。

2 灌溉方式

旱作物的灌溉方式：控制性干濕交替灌溉模式，即通過人為的控制，干燥與濕潤(rùn)區(qū)域交替出現(xiàn)，即上次灌水的區(qū)域，下次灌水時(shí)讓其干燥，而上次保持干燥的區(qū)域，下次灌水，從而使不同區(qū)域的根系能夠交替，接受一定程度的水分脅迫(虧缺)。在常規(guī)溝灌的基礎(chǔ)上，采用交替隔溝灌溉的方式，可實(shí)現(xiàn)交替性灌溉。利用滴灌、滲灌等系統(tǒng)，輪流交替在作物的兩側(cè)供水，每次只讓一側(cè)的根系區(qū)域濕潤(rùn)，而另一側(cè)的根系區(qū)域則保持干燥，也可以實(shí)現(xiàn)交替性灌溉。交替灌溉與地面全部濕潤(rùn)灌溉相比，可以顯著減少作物株間水分蒸發(fā)損失和葉片水分蒸騰損失，提高水分的利用效率。據(jù)梁宗鎖等人研究，在灌水下限控制為田間持水量的55%～65%，根系分成相等兩部分實(shí)施交替灌水時(shí)，用水量減少34%～36.8%，而作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量?jī)H下降6%～12%，節(jié)水效果極為顯著。

3 灌溉定額

通過上述灌溉方式，首先保證水稻灌溉用水，其它作物灌“關(guān)鍵水”，并適當(dāng)延長(zhǎng)兩次灌水間隔時(shí)間，計(jì)算得到玉米、紅苕、油菜、小麥、蔬菜和果樹的多年平均定額分別為充分灌溉的48.5%、50.0%、60.5%、50.0%、60.2%(小春)和59.6%，非充分灌溉時(shí)灌區(qū)耕園綜合定額為133m3/畝，為充分灌溉時(shí)灌區(qū)耕園綜合定額193m3/畝的69%，節(jié)水31%，灌區(qū)主要作物單項(xiàng)定額及綜合定額成果見表1。

表1 灌區(qū)主要作物單項(xiàng)及綜合灌溉定額 單位：m3/畝

4 對(duì)非充分灌溉的建議

對(duì)于水資源供需矛盾突出地區(qū)，實(shí)行非充分灌溉勢(shì)在必行。適當(dāng)、合適的非充分灌溉，節(jié)水增效顯著。但非充分灌溉技術(shù)的實(shí)施存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，為使該項(xiàng)技術(shù)取得良好的效果，具體應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)避免作物需水關(guān)鍵期缺水受旱，特別是受重旱；

(2)避免兩個(gè)生育階段連旱，即便是輕旱，也要避免；

(3)非需水關(guān)鍵期可使作物短期缺水，避免長(zhǎng)期受旱；

(4)非充分灌溉制度的實(shí)施必須與天氣預(yù)報(bào)和土壤墑情監(jiān)測(cè)密切結(jié)合，才能把產(chǎn)量損失的風(fēng)險(xiǎn)降至最小。

5 結(jié)語(yǔ)

關(guān)刀橋水庫(kù)工程是四川省第一個(gè)采用非充分灌溉方式分析計(jì)算灌溉用水量的項(xiàng)目，通過非充分灌溉這種新的灌溉制度在關(guān)刀橋水庫(kù)工程上的運(yùn)用，使毗河供水工程補(bǔ)水前的灌溉面積由0.7133萬(wàn)hm2增加到1.0573萬(wàn)hm2，增幅48%，通過增加灌溉面積而獲得大面積總量的均衡增產(chǎn)，作物大面積總量增產(chǎn)39%，使水分利用效率-產(chǎn)量-經(jīng)濟(jì)效益三方面達(dá)到了有效統(tǒng)一，同時(shí)最經(jīng)濟(jì)、合理、有效地解決了毗河供水工程建成后與其的結(jié)合問題，為大型灌區(qū)中準(zhǔn)備先期實(shí)施的、而當(dāng)?shù)貜搅饔邢薜亩谛钏畮?kù)提供了一個(gè)探索的方向。

參考文獻(xiàn)

〔1〕康紹忠，蔡煥杰.農(nóng)業(yè)水管理學(xué)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1996.12：101-117.

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