引黃灌區(qū)冬灌用水分析研究

萬虎

（寧夏水利水電工程咨詢有限公司，寧夏 銀川 750000）

一、主要作物冬灌必要性分析

冬灌是寧夏長(zhǎng)期以來形成的一種傳統(tǒng)灌溉方式，是作物收獲后至土壤封凍前（10 月底-11 月底）進(jìn)行的一次非生長(zhǎng)季灌水過程，基于冬灌對(duì)寧夏引黃灌區(qū)土壤墑情、溫度、鹽分、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和主要作物產(chǎn)量的影響，具體分析如下。

（一）水稻。水稻機(jī)插秧和點(diǎn)播種植水稻，要求播種前灌淺水至1cm左右，冬灌無法滿足該需求且用水重復(fù)浪費(fèi)，因此無冬灌必要性。

（二）玉米。冬灌能夠在一定程度上提升1m 土層內(nèi)的土壤儲(chǔ)水量，有利于保障玉米前期的生長(zhǎng)發(fā)育。較大的土壤含水率可以一定程度上保護(hù)土壤免受氣溫驟降帶來的凍害影響，但綜合整個(gè)生育期來看，冬灌玉米相較于非冬灌玉米對(duì)產(chǎn)量的提高并不明顯，玉米采用播前灌溉的方式只是對(duì)播種時(shí)間和生育期進(jìn)程有部分影響，但對(duì)最終收獲產(chǎn)量影響不大，在4%左右，理論上玉米也可以不進(jìn)行冬灌。

但寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)玉米播種面積大，范圍廣，占比高。2018 年玉米種植面積分別為342.95 萬畝，分別占總面積的53.17%。其中引黃灌區(qū)玉米種植面積為222.76 萬畝，占總面積47.89%。揚(yáng)黃灌區(qū)玉米種植面積為120.19 萬畝，占總面積的66.81%。若玉米全面停止冬灌，改為播前灌，一方面會(huì)引起冬灌引水量驟減，地下水補(bǔ)充不足，灌區(qū)長(zhǎng)達(dá)5 個(gè)月的休耕期無法對(duì)區(qū)域地下水進(jìn)行有效補(bǔ)給，可能產(chǎn)生一系列灌區(qū)生態(tài)、局部微氣候的影響，另一方面會(huì)增加來年春灌壓力，若遇上次年春季黃河供水不足和春季旱情疊加，則嚴(yán)重影響玉米播種和生產(chǎn)。因此，從生態(tài)安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)節(jié)水綜合考慮，自流灌區(qū)玉米可進(jìn)行冬灌。

（三）小麥。寧夏引黃灌區(qū)春小麥需要在每年3 月中下旬播種，若不進(jìn)行冬灌，土壤墑情對(duì)于小麥的發(fā)芽和出苗率影響較嚴(yán)重，最終導(dǎo)致千粒重、平米株數(shù)和畝產(chǎn)全面減產(chǎn)。若將冬灌改為春灌，由于黃河來水等因素限制，春灌在4 月初才能進(jìn)行，再加上晾曬的土地，旋耕播種的時(shí)間，延誤了春小麥的最佳播種時(shí)機(jī)，造成顯著的減產(chǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)研究，冬灌農(nóng)田小麥產(chǎn)量最低509.03kg/畝，最高537.26 kg/畝，畝均523.76 kg/畝。非冬灌農(nóng)田小麥產(chǎn)量最低218.04kg/畝，最高500.51 kg/畝，畝均342.25 kg/畝，不冬灌小麥相比于冬灌小麥減產(chǎn)35%左右。因此，來年種植春小麥的農(nóng)田建議進(jìn)行冬灌。

（四）蔬菜。全區(qū)供港蔬菜種植共約101 片區(qū)，面積約為21.5 萬畝，供港蔬菜種植區(qū)主要分布在引黃灌區(qū)，中南部井灌區(qū)分布相對(duì)較少。全區(qū)的供港蔬菜種植灌溉取水水源主要為黃河水、地下水、水庫水和排水溝水，其中以黃河水和地下水作為共同取水水源的最多，涉及75 個(gè)片區(qū)共140120 畝，占比為65.17%，冬灌則全部取用黃河水。生產(chǎn)基地基本都采用固定管道式噴灌，生育期內(nèi)采用淺層地下水為灌溉水源較多，年內(nèi)水位動(dòng)態(tài)變化平穩(wěn)，沒有明顯的增大或減小趨勢(shì)，年內(nèi)變化大致呈雙峰雙谷形態(tài)，地下水動(dòng)態(tài)為典型的灌溉入滲補(bǔ)給型，冬灌主要作用為地下水回補(bǔ)，能夠?qū)Φ叵滤M(jìn)行有效補(bǔ)給，保證區(qū)域地下水平衡。因此，供港蔬菜建議進(jìn)行冬灌，以保證區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)平衡。

（五）設(shè)施農(nóng)業(yè)

設(shè)施農(nóng)業(yè)大多采用滴灌噴灌等高效節(jié)水灌溉，灌溉方式靈活便捷，冬季是設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)季節(jié)，設(shè)施農(nóng)業(yè)大多采用地下水作為水源，應(yīng)密切關(guān)注區(qū)域地下水位變化，建議適宜考慮冬灌。

（六）油葵。寧夏引黃灌區(qū)油葵種植面積3 萬畝左右，采用傳統(tǒng)的覆膜畦灌，當(dāng)年灌溉后進(jìn)行種植，因此可不進(jìn)行冬灌。

（七）葡萄。葡萄是一種根系深廣且生長(zhǎng)旺盛的果樹，抗旱能力強(qiáng)的同時(shí)又具有需水量大的特性。冬灌能夠促進(jìn)葡萄樹體花芽分化，讓花芽更飽滿，有利于下一年的開花坐果，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；增強(qiáng)樹體抗寒和抗凍能力，減輕并減少凍害的發(fā)生；防止和減輕幼樹抽條，提高肥效，促進(jìn)基肥的吸收和利用，保證光合作用的持續(xù)，增加樹體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)貯藏量。因此，葡萄建議進(jìn)行冬灌。

（八）枸杞。枸杞是一種耐干旱、耐貧瘠、耐鹽堿的多年生灌木經(jīng)濟(jì)作物，在壤土、砂土或者貧瘠的鹽堿土都可以種植，冬灌對(duì)枸杞越冬十分重要，能夠促進(jìn)樹體花芽分化，讓花芽更飽滿，有利于下一年的開花坐果，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；增強(qiáng)樹體抗寒和抗凍能力，減輕并減少凍害的發(fā)生；還可以起到淋洗土壤表層鹽分的作用。因此，枸杞建議進(jìn)行冬灌。

（九）黃花。黃花百合科多年生草本植物，耐瘠、耐旱，對(duì)土壤要求不嚴(yán)，地緣或山坡均可栽培。冬灌對(duì)黃花樹體越冬十分重要，能夠促進(jìn)樹體花芽分化，有利于下一年的開花坐果，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；增強(qiáng)樹體抗寒和抗凍能力，減輕并減少凍害的發(fā)生，還可以起到淋洗土壤表層鹽分的作用。因此，黃花建議進(jìn)行冬灌。

（十）牧草。寧夏人工牧草主要為苜蓿，冬灌對(duì)苜蓿越冬十分重要，可有效改善苜蓿越冬期和返青期土壤溫度和水分條件，可防止苜蓿幼嫩根莖和木質(zhì)化程度高的根莖凍傷，特別是對(duì)多年生苜蓿第一茬的生產(chǎn)具有促進(jìn)作用。因此，苜蓿建議進(jìn)行冬灌。

（十一）經(jīng)果林木（生態(tài)防護(hù)林）。冬灌能夠使經(jīng)果林木減輕凍害，防止干旱，減輕風(fēng)蝕，增加土壤濕度，緩解冬季葉片蒸騰和供水的矛盾，避免經(jīng)果林木因生理失水而引起的干凍，有利于根系對(duì)水分和養(yǎng)料的吸收，增強(qiáng)經(jīng)果林木樹抗凍、抗旱能力。因此，經(jīng)果林木（生態(tài)防護(hù)林）進(jìn)行冬灌。

二、寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)適宜灌溉定額

（一）農(nóng)田灌溉定額

根據(jù)冬灌定額試驗(yàn)研究，從節(jié)水、保溫、灌區(qū)生態(tài)角度綜合考慮，灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田冬灌水量應(yīng)為86～108m3/畝左右，寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)支斗農(nóng)渠渠系水利用系數(shù)0.72，折算至取水口畝均冬灌取水量應(yīng)為120～150m3/畝。銀北和銀南土壤鹽堿化較重的地區(qū)可每畝增加30m3/畝洗鹽水量，則鹽漬化較重農(nóng)田冬灌水量應(yīng)為150～180m3/畝。從有利于作物生長(zhǎng)角度分析，冬灌水量應(yīng)在102mm～154.5mm 之間，從節(jié)水、保溫、地下水角度綜合考慮，其冬灌水量應(yīng)為86～108m3/畝左右，寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)渠系水利用系數(shù)0.72，折算至取水口畝均冬灌取水量應(yīng)為120m3/畝。寧夏引黃灌區(qū)土壤鹽漬化比較嚴(yán)重的地區(qū)主要分布在銀北地區(qū)及部分銀南地區(qū)。在土壤鹽堿化較重的地區(qū)可每畝增加30m3/畝洗鹽水量，則鹽漬化較重農(nóng)田冬灌水量應(yīng)為150m3/畝。

（二）經(jīng)果林木冬灌定額

林果樹以及牧草等蓄根作物種如葡萄、枸杞、林果類、草地等，冬灌主要作用是增加了土壤濕度，可避免林木特別是果樹因生理失水而引起的干凍，同時(shí)增加根層土壤含水量，有利于根系對(duì)水分和養(yǎng)料的吸收，此外，還可起到穩(wěn)定土壤溫度的作用，從而增加了果樹抗凍、抗旱能力，預(yù)防春旱，提高果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)相關(guān)研究，經(jīng)果林木等冬灌田間用水量多在72～86m3/畝，寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)渠系水利用系數(shù)0.72，折算至取水口畝均冬灌取水量應(yīng)為100～120m3/畝。

三、冬灌現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)2018、2019、2020年冬灌期間總供水量分別為9.45、9.48、9.50 億m3，平均冬灌引水量9.47 億m3。其中生態(tài)用水分別為0.52、0.43、0.47 億m3，平均冬灌生態(tài)引水量0.47 億m3，扣除冬灌生態(tài)水量則農(nóng)業(yè)冬灌總用水量，8.92、9.05、9.05 億m3，平均冬灌引水量9.00 億m3。

2018、2019、2020 年冬灌總面積分別為504.7、509.5、512.3 萬畝，冬灌面積基本穩(wěn)定在510 萬畝左右，并有逐步增加的趨勢(shì)。2018、2019、2020 年全區(qū)畝均冬灌引水量分別為171、170、171m3/畝，基本保持穩(wěn)定。其中水稻、小麥、供港蔬菜畝均冬灌引水量較高，均超過200m3/畝；玉米、林地、棗樹和經(jīng)果林中的其他畝均冬灌引水量次之，在147～170m3/畝；葡萄、枸杞和牧草及其他畝均冬灌引水量在120～140m3/畝左右。

四、冬灌生態(tài)效應(yīng)分析與評(píng)價(jià)

（一）各生態(tài)類型生態(tài)水量

寧夏冬灌水量的生態(tài)效應(yīng)主要包含生態(tài)林保障用水、湖泊水體生態(tài)補(bǔ)水、草地生態(tài)維持用水需求以及洗鹽壓堿生態(tài)功能水量四個(gè)方面：

（1）人工生態(tài)林現(xiàn)狀實(shí)際灌溉生態(tài)功能水量為0.73 億m3；

需求灌溉水量為0.58 億m3；

（2）冬灌期間湖泊生態(tài)補(bǔ)水平均補(bǔ)水量為0.47 億m3；

（3）草地生態(tài)現(xiàn)狀實(shí)際灌溉生態(tài)功能水量為0.34 億m3；

需求灌溉水量為0.28 億m3；

（4）洗鹽壓堿及抑制鹽堿現(xiàn)狀生態(tài)功能水量為0.95 億m3，需求灌溉水量為1.02 億m3。

（二）非生態(tài)功能冬灌水量

寧夏非生態(tài)功能冬灌水量需求計(jì)算主要包含林草地生長(zhǎng)保障需水量、冬灌區(qū)域潛水蒸發(fā)水量、洗鹽壓堿非生態(tài)功能水量、設(shè)施農(nóng)業(yè)及供港蔬菜越冬需水量等四個(gè)方面：

（1）林草地現(xiàn)狀生長(zhǎng)保障需水量為0.49 億m3；需求生長(zhǎng)保障需水量為0.39 億m3；

（2）冬灌區(qū)域現(xiàn)狀潛水蒸發(fā)量為0.56 億m3；現(xiàn)狀潛水蒸發(fā)量為0.49億m3；

（3）洗鹽壓堿現(xiàn)狀非生態(tài)功能水量為3.05 億m3；現(xiàn)狀非生態(tài)功能水量為2.34 億m3；

（4）設(shè)施農(nóng)業(yè)及供港蔬菜現(xiàn)狀越冬需水量為0.53 億m3；需求越冬需水量為0.43 億m3。

寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)現(xiàn)狀情況下冬灌用水的生態(tài)功能水量為3.27 億m3；相應(yīng)的冬灌用水生態(tài)貢獻(xiàn)為34.5%。寧夏引揚(yáng)黃灌區(qū)需求用水情況下冬灌用水的生態(tài)功能水量為3.086 億m3；相應(yīng)的冬灌用水生態(tài)貢獻(xiàn)為38.6%。

五、加強(qiáng)冬灌用水管理的意見

（一）準(zhǔn)確核查，合理計(jì)劃。各供水工程管理單位嚴(yán)格按照冬灌供水對(duì)象，落實(shí)供水任務(wù)。各單位在夏秋灌停水后積極指導(dǎo)配合地方水務(wù)部門、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門和受益鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）開展冬灌前本灌域范圍內(nèi)來年種植結(jié)構(gòu)調(diào)查，由地方水務(wù)部門結(jié)合來年種植結(jié)構(gòu)，制定各地詳實(shí)的冬灌用水計(jì)劃，并上報(bào)自治區(qū)水利調(diào)度中心。水利調(diào)度中心根據(jù)全年水量分配和調(diào)度情況向各地方和供水單位下達(dá)供水計(jì)劃。各供水單位不得超計(jì)劃供水，各縣（區(qū)）在冬灌期間和年度不得超指標(biāo)用水。

（二）多措并舉，節(jié)約用水。凡需冬灌的農(nóng)田結(jié)合秋季農(nóng)田水利基本建設(shè)，在冬灌前必須采用激光平地、機(jī)械平地等方式進(jìn)行平田整地（耙磨整平），加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。嚴(yán)格供用水計(jì)劃管理，細(xì)化優(yōu)化調(diào)度方案，指導(dǎo)協(xié)會(huì)做好支渠以下用水管理，做到水到即灌，提高冬灌灌水效率，嚴(yán)格控制冬灌定額，嚴(yán)禁縱水入溝、淹灘漫路等現(xiàn)象發(fā)生。

3.定額管理，價(jià)格調(diào)控。供港蔬菜嚴(yán)控定額，超冬灌用水實(shí)行累進(jìn)加價(jià)制度。結(jié)合水價(jià)改革以節(jié)約用水為準(zhǔn)則進(jìn)行建立加價(jià)制度。

六、保障措施

（一）明確任務(wù)，落實(shí)責(zé)任。水利廳全面負(fù)責(zé)冬灌工作，水利調(diào)度中心組織供水單位復(fù)核地方水務(wù)部門上報(bào)的冬灌用水計(jì)劃。受益鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門積極配合地方水務(wù)部門做好冬灌用水計(jì)劃上報(bào)，供水單位按照下達(dá)調(diào)度計(jì)劃做好供水服務(wù)。發(fā)改部門負(fù)責(zé)冬灌供水水價(jià)核定工作。

（二）加強(qiáng)協(xié)調(diào)，形成合力。各市縣水務(wù)部門積極協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門落實(shí)平田整地任務(wù)，水務(wù)部門積極協(xié)調(diào)發(fā)改部門落實(shí)骨干和末級(jí)渠系供水水價(jià)工作，各受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)積極組織落實(shí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門下達(dá)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)任務(wù)，各供水單位積極對(duì)接蓄水用戶做好越冬水量?jī)?chǔ)備工作。

（三）強(qiáng)化監(jiān)督，確保實(shí)效。各級(jí)水務(wù)部門要加強(qiáng)冬灌用水全過程管理，確保以水定植、以水定結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化水資源剛性約束，落實(shí)總量控制和定額管理，做到用水有計(jì)劃，種植有依據(jù)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)各業(yè)發(fā)展用水提供水安全保障。

結(jié)語：總之，為進(jìn)一步強(qiáng)化引黃灌區(qū)冬灌用水管理工作，在工作中還要貫徹落實(shí)新發(fā)展理念，堅(jiān)持以水而定，大力推進(jìn)水資源節(jié)約集約利用，推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設(shè)步伐。