浙江南部山區(qū)高效節(jié)水灌溉模式探究

姚悅鈴,姚建芬

(浙江同濟科技職業(yè)學院，浙江 杭州 311231)

浙江省水資源豐富，但浙江南部大部分山區(qū)海拔落差大，靠自然地形不容易蓄積水量，并且缺乏水利設(shè)施造成大部分山區(qū)工程性缺水[1]，灌溉方式較為落后。根據(jù)浙江省水利廳、財政廳《浙江省財政廳關(guān)于組織編制2018—2020年水利項目計劃的通知》(浙水計〔2017〕20號)、《浙江省水利廳關(guān)于印發(fā)2018年中央財政水利發(fā)展資金小型農(nóng)田水利項目任務(wù)清單的通知》(浙水農(nóng)〔2017〕35號)文件要求，要突出支持服務(wù)農(nóng)業(yè)“兩區(qū)”建設(shè)，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，繼續(xù)支持山塘綜合整治、灌區(qū)改造等山丘區(qū)“五小水利”工程的建設(shè)，為此，亟需全方位推動小型農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進而提高水分生產(chǎn)率和土地生產(chǎn)率，增加農(nóng)民收入，為全面建設(shè)小康社會和建設(shè)社會主義新農(nóng)村提供基礎(chǔ)保障。

1 浙江南部山區(qū)灌溉現(xiàn)狀及對策

1.1 灌溉現(xiàn)狀及問題分析

根據(jù)山區(qū)徑流特點，山區(qū)地勢陡峭，雨水來流急，去流快[2]，灌區(qū)田間蓄水能力差，即使灌區(qū)附近有河流，枯水期水位也相對較低，取水困難。同時，山區(qū)山塘水庫分散，單一水源地無法滿足大面積作物灌溉需求。目前，大部分農(nóng)田仍是“一家一戶”小規(guī)模生產(chǎn)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，種植的作物結(jié)構(gòu)變化大，不易形成成片灌溉，這種現(xiàn)象導致現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉方法難以實施，灌溉效益大打折扣。此外，還存在灌溉方法落后、灌溉渠道長年失修等問題，小規(guī)模種植下，部分農(nóng)戶采用提水灌溉的方式，較難擴大種植規(guī)模。

1.2 解決對策

針對山區(qū)水源不足的問題，可設(shè)置蓄水設(shè)施，建設(shè)針對性的“開源”工程。根據(jù)作物用水需求及實際地形，在周邊無可用水源時，可在山頂建蓄水池、山谷處設(shè)堰壩。堰壩蓄水后對地面高程較低的田塊可通過管道自流灌溉；對地面高程較高的田塊，可設(shè)置泵站，將堰壩攔蓄的水量提至山頂蓄水池，然后利用蓄水池的高水頭進行自流灌溉。如果水源地較遠，也可通過管道將蓄水池串聯(lián)進行遠距離輸水，保障其他田塊的用水問題。

根據(jù)當?shù)卣撸钊胪七M種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加黃茶、果樹、油茶等適合當?shù)氐奶厣r(nóng)產(chǎn)品的種植。根據(jù)不同作物的種植比例及作物需水量要求，對田塊進行合理分區(qū)?？茖W合理地布置管線，按相應的輪灌制度進行有序灌溉[3]，改變傳統(tǒng)的灌溉方式，可以減少人工的勞動量，并能提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，增加經(jīng)濟效益。利用自動化設(shè)備還可以進行自動監(jiān)測和科學管理，促進農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)變。此外，山區(qū)丘陵地區(qū)土地利用受限，導致當?shù)卮迕窠?jīng)濟收入不高，合理的灌溉方式和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可以增加緊缺農(nóng)產(chǎn)品供給，能有效加快農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展[4]。

將先進設(shè)備和技術(shù)應用于農(nóng)田灌溉，例如高性能水泵可以提高灌溉效率節(jié)約能源；強度高、抗老化、無毒害的管材可以延長灌溉系統(tǒng)的使用壽命；水肥一體、自動化監(jiān)測控制設(shè)備可減少人力物力的投入，提高工作效率；通過有壓管道輸水灌溉可以彌補明渠引水的滲漏和浪費問題[5]。

2 典型案例分析——以縉云地區(qū)為例

縉云縣位于浙江省南部，山地、丘陵占總面積的80%，是“八山一水一分田”的山區(qū)縣，具有典型的山區(qū)農(nóng)業(yè)特點?？N云縣目前正全面推動小型農(nóng)田水利建設(shè)，為全面建設(shè)小康社會和建設(shè)社會主義新農(nóng)村提供基礎(chǔ)保障。本文以縉云地區(qū)高效節(jié)水灌溉工程為例進行分析。

2.1 項目區(qū)灌溉現(xiàn)狀

縉云縣地處浙江省中部偏南，麗水地區(qū)東北部，地域面積1 503 km2。山區(qū)有天然山溪、小型水庫提供水源，灌溉水量較為豐富，由于項目區(qū)缺少配套灌溉設(shè)施，目前以傳統(tǒng)的地面畦灌為主，主要采用人工挑抬澆灌，灌溉渠道基本為土渠，襯砌率不高，渠系配套建筑物不完善，灌溉保證率較低。經(jīng)濟作物日常生長以降雨補給為主，干旱季節(jié)無法得到有效灌溉，導致作物產(chǎn)量及品質(zhì)無法得到保障，經(jīng)濟效益相對較低，大大降低了農(nóng)民收入。

為全面了解縉云縣高效節(jié)水灌溉項目開展情況，共調(diào)研收集了五個灌區(qū)的資料，灌區(qū)主要以種植水稻、果樹、油茶為主。其中雙龍村及岱石村附近山塘較多，水量充足，但配套灌溉渠道多為土渠，年久失修、漏水嚴重、淤積堵塞，造成水資源的浪費并且田塊不能得到有效灌溉。橫塘岸村及龍坑村目前無灌溉工程設(shè)施，作物用水全靠自然降雨。廟下村灌溉水源為清水宮山塘，但山塘高程較低，田塊均位于山坡處，缺少配套提水泵站。

2.2 節(jié)水灌溉模式應用設(shè)計

在各個灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田散落于各山凹中，分布廣，田塊小，渠道布置困難，投入大，目前灌區(qū)沒有完善的灌溉系統(tǒng)，各田塊自成灌溉體系，以引用溪溝水灌溉為主。灌區(qū)工程情況(見表1)。

表1 灌區(qū)基本狀況分析表

2.2.1 取水水源開發(fā)

浙江南部山區(qū)農(nóng)田灌溉普遍存在水源不足、基礎(chǔ)設(shè)施短缺、灌溉水利用系數(shù)低等問題。根據(jù)南部山區(qū)種植結(jié)構(gòu)及地形特點，水稻等需水量較大的作物一般種植在海拔較低的山腳等平緩地區(qū)，高效節(jié)水灌溉可利用部分原灌溉系統(tǒng)，采用低壓管道替代明渠，灌溉水利用系數(shù)可大幅增高；山坡地主要種植油茶、果樹、茶葉等經(jīng)濟作物，需水量相對較小，但山區(qū)灌溉水源普遍不足。為解決水源問題需采取建設(shè)堰壩或泵站等工程措施。根據(jù)不同作物可采用噴灌、滴灌等方式，能有效解決山區(qū)的灌溉問題。按照以上方式，本案例中經(jīng)水量平衡分析，水源地取水量基本能滿足作物用水需求(見表2)。

表2 水量平衡分析情況

2.2.2 灌溉系統(tǒng)布置

就近選擇水量充足、水質(zhì)較好的水源，盡量選擇自流灌溉；根據(jù)作物品種選取適宜的灌溉方式；依據(jù)地形、地塊、道路等情況布置合理分區(qū)，并建立相應的輪灌制度；盡量利用項目區(qū)已建成路網(wǎng)，避免過大的土方開挖及回填；做到管理設(shè)施、路、管等統(tǒng)一規(guī)劃，布局合理，全面配套；管道系統(tǒng)依據(jù)實際地形合理布置，力求管道長度短，水頭損失小，造價低，控制面積大，便于耕作和管理。

各項目區(qū)根據(jù)作物需水量、地形選擇灌溉方式，各區(qū)灌溉模式如表3所示。

表3 各區(qū)灌溉模式

五云街道雙龍村灌溉工程分為兩個區(qū)，水源分別為冷石山塘和周雙水庫，利用泵站從山塘提水至山頭蓄水池，蓄水池出水口接干管，支管垂直于干管布置，沿支管布設(shè)噴頭，靠蓄水池高水頭自流對梨樹進行噴灌，水稻田每隔0.2～0.3 ha設(shè)置一個放水口。

東方鎮(zhèn)橫塘岸村滴灌工程利用堰壩截斷溪流蓄水，新建泵站從堰壩提水至山頭蓄水池，蓄水池出水口接干管，支管垂直于干管布置，沿支管布設(shè)噴頭，噴頭菱形布置，靠蓄水池高水頭自流對桃樹和油茶樹進行噴灌，蓄水池周圍水壓力不足的部分田塊，在蓄水池處設(shè)出水口，利用橡膠軟管進行灌溉。

大源鎮(zhèn)龍坑村噴灌工程項目區(qū)山塘庫容較小，不能滿足整個項目區(qū)用水要求。對于可以利用山塘水灌溉的區(qū)域采用自流灌溉；對于其他地勢較高或周邊無水源的田塊可以利用項目區(qū)山間7條溪流新建7座堰壩，通過泵站提水至山頂蓄水池，并把剩余田塊按水源不同劃分為7個區(qū)，每個蓄水池對應一個灌溉區(qū)。由于蓄水池高程較大，水壓力可以滿足大部分田塊噴灌要求，蓄水池周圍水壓力不足的少量田塊，在蓄水池處預埋出水口，利用橡膠軟管進行灌溉。

廟下村灌溉水源為清水宮山塘。由于山塘高程較低，需新建泵站提水至山頂蓄水池，蓄水池出口接干管，支管垂直于干管布設(shè)，滴灌管沿果樹種植行一側(cè)布置。

東方鎮(zhèn)岱石村項目區(qū)主要種植水稻和少量蔬菜。根據(jù)地理位置和水源分為兩個區(qū)，水源分別為塔塘山塘和橫路塘水庫，水源高程滿足自壓灌溉要求，無需設(shè)置加壓裝置。干管沿路邊鋪設(shè)，支管垂直于干管布設(shè)，每隔0.2～0.3 ha布置一個放水口。

2.3 預期效益

2.3.1 社會效益

高效節(jié)水灌溉項目的實施和節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應用，可促進項目區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快農(nóng)業(yè)先進技術(shù)的推廣應用，提高科學技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的貢獻率，引導當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向，使農(nóng)業(yè)逐步向優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)水、增產(chǎn)型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。同時引導廣大農(nóng)民更新觀念，改變陳舊的灌溉和生產(chǎn)模式，進一步增強水患和節(jié)水意識，改善水資源開發(fā)利用環(huán)境，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和優(yōu)化配置，提高水的利用率和水分生產(chǎn)率，使有限水資源，最大限度地為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收以及國民經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)[6]。

2.3.2 生態(tài)環(huán)境效益

高效節(jié)水灌溉工程的實施，改善了農(nóng)業(yè)灌溉條件，農(nóng)作物得到適時適量的灌溉，增強了作物抗病蟲害能力。將田間節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水等節(jié)水措施有機地結(jié)合起來形成田園化生產(chǎn)格局，改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，將使農(nóng)業(yè)生態(tài)處于良性循環(huán)狀態(tài)[7-8]。

2.3.3 經(jīng)濟效益

有利于調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)綜合效益。通過集中部分資金用于科技推廣，對項目區(qū)的新品種引進、先進栽培技術(shù)等技術(shù)和農(nóng)機推廣進行重點支持，可大幅度提高經(jīng)濟效益，為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)邁出堅實步伐提供保障。以龍坑村黃茶種植為例，采用噴灌后，黃茶每公頃增產(chǎn)約900 kg，根據(jù)市場價：單價為20元/kg，水利增產(chǎn)效益分攤系數(shù)取0.5，則104 ha黃茶增產(chǎn)效益為：104×900×20×0.5=93.60萬元。

3 結(jié) 語

本文通過分析浙江南部山區(qū)灌溉現(xiàn)狀，提出了高效節(jié)水灌溉模式，從水源、灌溉方式選取兩方面進行設(shè)計，提出了在山區(qū)建設(shè)堰壩截蓄水流，分區(qū)分塊種植，利用管道與微灌的方式節(jié)水灌溉，提高了水利用率，并應用于工程實例中旨在解決山區(qū)灌溉問題。今后，應逐步完善灌區(qū)農(nóng)田節(jié)水技術(shù)路線，進一步探索適宜區(qū)域的農(nóng)田節(jié)水技術(shù)模式，為大面積推廣農(nóng)田節(jié)水技術(shù)提供科學依據(jù)。