建設節(jié)水型灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水關鍵技術的推廣應用

張 蘭

（山西省運城市鹽湖區(qū)水務局）

0 前言

資料顯示，中國淡水資源為27 435億/m3，人均所占水資源僅有2 206 m3，在世界平均水平之下。中國雖然地域廣闊，但人口眾多，且是農(nóng)業(yè)大國，不論在南方還是在北方，農(nóng)業(yè)建設的前提都是保障灌溉基礎。尤其在北方地區(qū)，如果沒有有效的灌溉措施，農(nóng)業(yè)發(fā)展將十分困難。在實際灌溉的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)水資源浪費的情況，在水資源短缺的背景下，農(nóng)業(yè)灌溉必須要采取全新的技術，實現(xiàn)節(jié)水型灌區(qū)的改造建設。節(jié)水型灌區(qū)建設的過程中，節(jié)水技術的應用十分重要，其能夠保障灌區(qū)水資源的合理利用，是帶動農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心技術。

1 節(jié)水型灌區(qū)建設的主要內(nèi)容

1.1 規(guī)劃方法和建設模式

為了解決水資源短缺的問題，中國應該加強灌區(qū)節(jié)水技術的研究，應該進行更加深入、科學的規(guī)劃，加強水資源的循環(huán)利用，并實現(xiàn)節(jié)水減排的建設目標。此外，還要針對大部分灌區(qū)生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種廢棄物（如秸稈等）進行低耗能、廣適性的技術開發(fā)和應用，從而建設一個節(jié)能、環(huán)保的生態(tài)灌區(qū)。傳統(tǒng)灌區(qū)中普遍存在灌排水系統(tǒng)不順暢、缺少生態(tài)化建設、溝渠硬質(zhì)化、系統(tǒng)凈污能力不足等問題。針對這些問題，應該從以下幾個方面入手：首先，以生態(tài)學為建設規(guī)劃的基礎原理，建設生態(tài)化的灌區(qū)生產(chǎn)模式；其次，合理規(guī)劃灌排系統(tǒng)，采取科學有效的節(jié)水技術，加強濕地的優(yōu)化布局；最后，建設生態(tài)環(huán)保型農(nóng)業(yè)結構，對傳統(tǒng)、落后的布局方案進行調(diào)整和優(yōu)化。以此實現(xiàn)灌區(qū)結構優(yōu)化、布局合理、規(guī)劃科學等目標，使灌區(qū)能夠滿足可持續(xù)發(fā)展、資源循環(huán)利用的要求。

1.2 水資源優(yōu)化配置

在中國，許多農(nóng)業(yè)灌區(qū)都存在各類用水擠占生態(tài)用水的情況，沒有對水資源進行合理的配置，無法保障生態(tài)用水，并且存在生態(tài)系統(tǒng)退化等問題。所以，要加強環(huán)境用水、水資源配置等技術方法的研究，要合理控制灌區(qū)的生態(tài)水量，應用退水循環(huán)技術，采取綜合管理模型，針對不同類型的灌區(qū)采用不同的控制方法。

1.3 溝渠和濕地建設

溝渠單一化、硬質(zhì)化等問題很容易造成污染截留能力下降、水生生物滅絕、生物多樣性降低等問題，這些問題對農(nóng)業(yè)區(qū)的生態(tài)環(huán)境有很大的影響。所以，要采用溝渠縱橫形式與斷面形式生態(tài)化技術，還要采用生態(tài)護坡、基底修復等技術、為了緩解水質(zhì)變差等問題，可以使用水質(zhì)凈化生物裝置技術［2］。此外，還要做好濕地系統(tǒng)的合理規(guī)劃和構建，進而實現(xiàn)邊坡生態(tài)化、溝渠綠色化等建設目標，確保灌區(qū)的輸水效率提升，且整體結構穩(wěn)定合理。

1.4 污染物截流凈化

農(nóng)田退水、生活污水、生活垃圾、田間塑料、秸稈等都是灌區(qū)比較常見的污染物，會對灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境、水體系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。所以要采用地表徑流攔截、蓄水的技術，加強資源的利用效率。還要采用生態(tài)攔截、養(yǎng)分循環(huán)利用的技術，合理處置農(nóng)田中的廢棄物、生活污水、生活垃圾等污染物，確保灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境。可以采用截留凈化的技術，針對秸稈等可回收廢物，可以采取相應的資源利用技術，在治理污染的同時，也能提升資源的利用效率。

1.5 水肥精準灌溉和自動監(jiān)控

圍繞灌區(qū)中的農(nóng)作物生長、農(nóng)田排水、水體污染等問題進行灌溉的精準計量，并且采用水量水質(zhì)的自動監(jiān)控技術，實時掌握和把控用水量和水體質(zhì)量。為了確保水質(zhì)水量的有效控制，可以采用相應的計量裝置，并且應用自動化控制技術、精準灌溉系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、反饋調(diào)控系統(tǒng)等技術，實現(xiàn)對水肥、污染物的自動化、智能化管理。

2 節(jié)水型灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水關鍵技術的應用

2.1 技術思路

目前，中國積極建設節(jié)水型社會，利用各種科學技術來進行水資源的管理和利用，進而滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。在發(fā)展和建設的過程中，科學技術的應用十分重要，其中包括：以自然環(huán)境為基礎對灌區(qū)水資源進行合理評價的技術；以農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)等為核心的水資源配置技術；以宏觀配置為基礎的水資源調(diào)度技術；在經(jīng)濟學角度宏觀和微觀分析水資源的技術。應用這四種技術有利于節(jié)水型社會的建設，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的高效利用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，工業(yè)用水占總體用水量的20%，生活用水占9%，其余為農(nóng)業(yè)用水，占71%?？梢娹r(nóng)業(yè)用水量的巨大。根據(jù)節(jié)水型社會的要求以及中國灌區(qū)中水資源的分布情況，需要合理配置生態(tài)系統(tǒng)水資源，確保各項節(jié)水技術能夠充分發(fā)揮作用。生態(tài)節(jié)水灌區(qū)建設不應該僅僅停留在灌溉方面，應該上升到流域?qū)用?，著重開展綜合治理，將水肥高效利用、面源污染物協(xié)同治理等作為發(fā)展的基本理念，將灌區(qū)中的渠道、排水溝、生活污水等都作為治理的對象，圍繞節(jié)約用水、生態(tài)改善進行節(jié)水、減源、生態(tài)、截留的節(jié)水型灌區(qū)建設。

2.2 技術應用

為了實現(xiàn)節(jié)水環(huán)保的目的，灌區(qū)應該先采用防滲凍脹新技術，同時提升輸配水的效率，通過渠系防滲襯砌來實現(xiàn)節(jié)水的目的［3］?？梢圆捎玫蛪汗艿垒斔夹g，結合井渠技術，實現(xiàn)地下和地表水的綜合運用，使水資源結構更加合理?？梢允褂玫孛婀喔燃夹g，包括膜下滴灌、覆蓋貯水等技術。此外，還要配合膜壟溝灌、免耕等技術。在非充分灌溉條件下對作物進行灌溉，采用不同的灌溉方式，并制定相應的灌溉制度，根據(jù)當?shù)胤N植結構進行合理的水資源分配和調(diào)整，著重進行大田經(jīng)濟作物、溫室經(jīng)濟作物灌溉制度的研究，確保灌溉工作更加科學合理，從而滿足節(jié)水環(huán)保的要求。此外，要做好生態(tài)化建設，對傳統(tǒng)灌區(qū)進行全面改造和優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)水、控源、生態(tài)等建設目標。具體可以采用膜下滴灌技術，大棚蔬菜的灌水期普遍為4 d，滴管送水需要的壓力為1～1.50 kg/cm2，可以使用水泵，也可以使用附近的水塔。水塔的高度需要超過10 m，這樣才能確保壓力。管道采用三級管道，分別是干管、支管和毛管。干管官選擇塑料管，直徑為0.10 m，埋在地下50 cm的位置，伸進大棚后就反出地面；支管采用軟質(zhì)塑料管，直徑為0.03 m，長度和大棚長度相同，采用南北排列的方式，其中一端和干管接通；毛管采用塑料軟管，直徑為16 mm，根據(jù)栽培習慣一行一條或兩行一條。采用東西排列的方式，一端和支管接通，另一端折回栓死。采用該灌溉方式，能夠起到省水效果，也能滋潤作物根系，由于滴水強度比土壤的入滲速度小，所以不會出現(xiàn)徑流的情況，也不會出現(xiàn)土壤板結的問題。

在節(jié)水型灌區(qū)建設的過程中，首先要做好生態(tài)化建設，采用有效的修復技術。在傳統(tǒng)的灌區(qū)中，采用全襯砌的方式，嚴重破壞了生物的棲息地，并且導致水生生物和陸地生物之間出現(xiàn)通道阻隔的問題。針對此類問題，可以采用防滲型護岸砌塊、水路聯(lián)通帶等技術，通過改造混凝土材料性質(zhì)、優(yōu)化結構形式、完善植物組合配置等技術，實現(xiàn)提升渠道輸水效率、改善生態(tài)環(huán)境條件等目的。針對比較突出和嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞問題，可以建設生態(tài)排水溝道，利用生態(tài)凈污砌塊、生物凈化器等進行農(nóng)田排水中含有的氮磷污染物的攔截。排水溝中可以設置水質(zhì)凈化器、凈化箱等，以此來提升溝渠系統(tǒng)的污染凈化能力，使其不僅可以具有凈污的功能，還能夠順利排水。針對灌區(qū)中存在的各類污染問題，可以從源頭控制，采用截留凈化的技術，建設符合滲濾強化凈化系統(tǒng)，堅持因地制宜的治理原則，可以利用活性炭、微生物等協(xié)同作用，實現(xiàn)面源污水的凈化處理。此外，還要加強洼陷濕地系統(tǒng)的建設，采用農(nóng)田退水循環(huán)利用技術，提升水資源的利用效率?？梢詰霉嗯篷詈纤h(huán)利用節(jié)水減污技術，對濕地進行循環(huán)調(diào)節(jié)，并做好田間的凈化減污工作，避免農(nóng)田面源污染物排放到外部進而污染河流、湖泊等水體。水體經(jīng)過灌排耦合系統(tǒng)之后會再次回到灌區(qū)，實現(xiàn)了水肥資源的循環(huán)利用，滿足了節(jié)水建設的要求。要堅持因地制宜的原則，根據(jù)當?shù)氐牡貏萁Y構建設灌排系統(tǒng)，將灌排功能和生態(tài)凈污系統(tǒng)、自排自灌系統(tǒng)結合在一起，進一步提升水資源的循環(huán)利用效率。次用多級梯形生物強化人工濕地建設技術，充分發(fā)揮該技術的污染凈化作用，減少灌區(qū)中的污染問題。

3 節(jié)水型灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術的集成推廣

在技術集成模式推廣的過程中，要做到以下幾個方面：首先，要根據(jù)農(nóng)業(yè)種植結構進行推廣方案的調(diào)整和優(yōu)化，明確各項技術的適用范圍和規(guī)模。需要根據(jù)相關的規(guī)定標準和實際情況進行技術層面的調(diào)整，合理分配生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)的用水比例，壓縮灌區(qū)中的水稻種植面積，重新規(guī)劃糧食、徑、草的布局和分配比例，并根據(jù)分配方式確定節(jié)水技術集成模式，確保應用技術與實際要求相符；其次，在技術選擇的過程中，要掌握灌區(qū)中農(nóng)作物的類型、水土條件等，根據(jù)不同的條件和因素選擇恰當?shù)墓?jié)水技術。在這個過程中，可以根據(jù)實際情況進行技術的變換，積極建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水示范區(qū)，并充分發(fā)揮示范區(qū)的示范作用。不僅如此，還要加強技術集成模式的宣傳與推廣，使更多農(nóng)業(yè)灌區(qū)都采用此類節(jié)水技術和模式，在滿足節(jié)水環(huán)保要求的同時，還要提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

4 結語

綜上所述，在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，要堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，加強水資源的節(jié)約利用，從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。為此，要加強節(jié)水型灌區(qū)的建設，積極應用各類節(jié)水灌溉技術，改善灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提升水資源的利用效率，促進農(nóng)業(yè)的進步與發(fā)展。