山東黃泛平原區(qū)節(jié)水灌溉模式探討

李 璨 ，陳秀梅 ，王建眾

（1.山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250014；2.金鄉(xiāng)縣水務局，山東 金鄉(xiāng) 272200）

山東黃泛平原是第四紀中晚期以來，以黃河沖擊作用為主形成的廣闊平原，主要包括境內小清河以北、大運河及南四湖以西的全部區(qū)域，土地面積約5.57萬km2，占全省總面積的35.5%，涉及8市48個縣（市、區(qū)），是全國人口密度較大的地區(qū)之一。該區(qū)域土地利用指數(shù)87%以上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占區(qū)域國民生產(chǎn)總值的43%左右，科學的節(jié)水灌溉模式對指導該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本文以地處南四湖湖西黃泛平原的金鄉(xiāng)縣為例，探討節(jié)水型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，為黃泛平原農(nóng)業(yè)灌溉提供技術參考。

金鄉(xiāng)縣是典型農(nóng)業(yè)縣，土壤質地多為輕壤土和中壤土，土質疏松，易耕作，適宜大蒜等經(jīng)濟作物及傳統(tǒng)農(nóng)作物生長。大蒜及糧食種植一直都是當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要支柱和農(nóng)民收入的重要來源。但由于受水文、氣候、地形、土質等諸多因素共同影響，洪、澇、漬、旱、堿災害頻繁發(fā)生。另外，受傳統(tǒng)“大水漫灌”灌溉習慣影響，種植戶農(nóng)灌節(jié)水意識不強，水資源浪費現(xiàn)象較為普遍。

1 研究區(qū)灌溉存在的主要問題

金鄉(xiāng)縣耕地面積6.27萬hm2，其中有效灌溉面積5.67萬hm2。全縣機井約2.3萬眼，渠道總長965 km，配套渠系建筑物964座，初步形成了蓄、引、提相結合的灌溉體系。但由于現(xiàn)狀水利設施建設標準普遍偏低，運行時間長，持續(xù)穩(wěn)定的投入機制和高效的運行管理機制尚未建立，現(xiàn)有農(nóng)田水利工程抗御旱澇自然災害的能力仍有短板，對照國家節(jié)水行動方案提出的農(nóng)業(yè)節(jié)水增效的目標要求還有一定差距。近年來，金鄉(xiāng)縣在實施最嚴格水資源管理制度、地下水超采區(qū)綜合整治等方面取得明顯成效，但農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉仍面臨以下三方面問題：

1.1 跑水漏水現(xiàn)象普遍

調研發(fā)現(xiàn)，該縣部分引河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)較為混亂，灌區(qū)取水多采用泵站提水至干渠，干渠再放水至排水溝，之后農(nóng)民利用小型抽水機進行抽水灌溉，效率較低且跑水、漏水現(xiàn)象比較嚴重。另外，全縣淺層地下水較為豐富，井灌區(qū)控制面積較大，但相當數(shù)量的機井配套設施老舊，管道銹蝕老化，也造成地下水的跑冒滴漏，水資源利用效率較低。

1.2 灌溉計量設施缺乏

灌溉方式上仍然存在傳統(tǒng)的大水漫灌、深水淹灌，造成水資源浪費、電力能源浪費及灌溉成本提高。特別是普遍缺少必要的量水設施，使得用水無法科學計量，水費多按畝均攤，不利于提高農(nóng)民節(jié)水的自覺性和積極性，也難以推動實施農(nóng)業(yè)用水水權交易。

1.3 取用水管理較為粗放

渠道引水建筑物及控制建筑物不配套，容易引起上下游用水戶的用水矛盾，尤其是灌溉高峰期，很難實施分區(qū)輪灌和計劃用水，導致上游大水漫灌，下游灌水困難，難以實現(xiàn)計劃和科學用水。

2 節(jié)水灌溉模式

2.1 引河灌區(qū)灌溉模式

對于配套較為完善的引河灌區(qū)，可結合原有灌溉系統(tǒng)，對干、支、斗、農(nóng)等各級渠道進行襯砌，提高灌溉水利用系數(shù)。干、支渠可結合輸水渠沿線渠床巖性、地下水的埋深、原渠道斷面形式及當?shù)亟ㄖ牧系纫蛩?，采用漿砌石、預制混凝土板等襯砌型式，對于1.0 m3/s以下的斗、農(nóng)渠，可采用鋼筋混凝土矩形槽或U型渠，具有防滲效果好、便于管理等優(yōu)點，相比較素混凝土渠道，不易損壞，耐久性更好。

對于配套不完善，現(xiàn)狀干渠放水至排水溝，農(nóng)民采用小型抽水機從排水溝抽水灌溉的引河灌區(qū)，可采用泵站提水+管道灌溉的高效節(jié)水灌溉模式。由于管道一般采用地埋式，基本上可以消除水的蒸發(fā)損失和滲漏損失。另外，低壓管道接軟管灌溉，可順畦埂由遠而近逐段進行澆地，長畦短灌，灌水更為均勻，一般管道灌溉比渠灌要節(jié)水30%，節(jié)地3%，輸水更快、供水更及時，更有利于適時適量灌溉，及時有效滿足作物生長期用水，特別是作物需水關鍵期的要求，可實現(xiàn)增產(chǎn)增收的效果。

2.2 井灌區(qū)灌溉模式

該模式是以提高農(nóng)田灌溉用水效率和地下水采補平衡為目標而提出來的，將工程措施和管理措施綜合配套而形成的一項綜合節(jié)水技術。研究區(qū)部分區(qū)域土壤鹽漬化較為嚴重，合理的開發(fā)和利用淺層地下水，通過“井灌井排”技術，可有效降低及調節(jié)地下水位，達到防治旱、澇、漬及土壤鹽堿化，改造中低產(chǎn)田的目的。機井抽水時，井周地下水位下降，形成以機井為中心的水位降落漏斗，尤其是群井抽水情況下，地下水位降低的效果更為顯著。隨著地下水埋深的增大，潛水蒸發(fā)的減少，可逐步降低地表積鹽強度。因此，利用機井抽水灌溉的同時，還可改善區(qū)域土壤鹽堿化，維持區(qū)域水鹽平衡，綜合防治旱澇鹽堿。

另外，機井配套射頻IC卡智能灌溉管理系統(tǒng)，將計算機管理、智能卡技術和單片機自動控制應用于水利自動灌溉，采取用戶預交電費、憑卡開機的方式進行灌溉，自動計時計費，同時還能統(tǒng)計用水量和用水時間。據(jù)實際綜合測算，平均公頃次灌溉可減少4.5個工日，按每公頃農(nóng)田年灌溉5次、每工日按80元計，年每公頃可節(jié)省用工成本1 800元。另外可選取典型井，安裝遠程終端控制系統(tǒng)（RTU），利用水資源管理信息系統(tǒng)平臺對用水數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，為下一步建立農(nóng)業(yè)用水水權交易制度、推進農(nóng)業(yè)水價改革提供技術支撐。

對于種植花卉、大棚蔬菜等高附加值經(jīng)濟作物的地塊，可結合作物需求，采用機井提水，噴灌、微噴、滴灌等灌溉方式來提高灌溉效益。噴灌噴頭的射程較大，田間管道布置較為稀疏，噴頭用量比較少，投資成本相比微噴、滴灌低，主要適用于丘陵地區(qū)、低矮作物。微噴每小時的出水流量較小，射程較近，噴灑均勻性好，能夠為作物生長創(chuàng)造更為良好的環(huán)境，但田間管網(wǎng)布置密度較高，畝均投入較普通噴灌高，主要可應用于花卉、果園、蔬菜、藥材種植場所等。滴灌相比微噴灌，灌水均勻度更高，可結合水肥一體化滴灌技術實施，一般大棚藤架作物可采用內鑲式滴灌管，丘陵灌木可采用補償式滴灌管，達到節(jié)水、省肥的目的。需要注意的是，因滴灌管道較細，易被水中礦物質和有機物堵塞，若日常中維護不當，可影響微灌系統(tǒng)正常運行。

3 結語

綜上所述，針對金鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)灌溉主要提出以下建議：對于地表水相對比較豐富，灌溉條件較好的引河灌區(qū)，可充分利用地表水，適當改造現(xiàn)有渠系或結合實際情況將渠道改為管道；對于淺層地下水較為豐富的地區(qū)，推廣井灌區(qū)節(jié)水灌溉綜合技術模式，單井自成系統(tǒng)，農(nóng)戶自行管理，調度更為靈活，有利于控制和降低地下水水位，可預防和改良鹽堿地；對于以種植經(jīng)濟作物為主的高效優(yōu)質作物區(qū)，科學分析，合理規(guī)劃，適度發(fā)展微、噴灌技術，以期達到節(jié)水節(jié)能高效增收的目標?？傊?，宜井則井、宜渠則渠，極盡合理工程布局，確保田間工程“實際、實在、實用、實效”，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水增效的目標。