劉東善
(甘肅省民樂縣節(jié)水型社會建設(shè)中心,甘肅 民樂 734500)
民樂縣位于祁連山北麓青藏高原向北延伸段第二階地,屬典型的大陸荒漠草原氣候??h境內(nèi)大小河流廣布,河流不長,屬內(nèi)陸河水系,可供全縣利用的水源主要為大氣降水,以及冰川、融雪、山泉水和地下水。年降水相對集中,且地域分布不均,水資源總量不足。全縣的平均水資源量為4.35 億m3,其中:地表水量為4.10億m3,可使用的地下水量為0.25億m3??h境內(nèi)可利用的水量為3.75億m3,可供水量3.70億m3,現(xiàn)全縣需水量為4.20億m3,年缺水約0.50億m3,缺水程度13.50%。地表水冬、春季主要以積冰和降雪融化形成的水流補給,夏、秋季主要以大氣降水補給,山泉水常年補充,維持了水的補給平衡。民樂縣所處的地理位置和海拔高度,決定了其氣候特點,呈現(xiàn)出冬長、夏短、春寒、秋涼的獨有特色。
在水資源的分配利用上,要緊盯生態(tài)、節(jié)水、高效目標(biāo),強化水資源計劃管理,大力推廣節(jié)水技術(shù),淘汰耗水量大的生產(chǎn)工藝和落后產(chǎn)能,加大節(jié)水宣傳,推進(jìn)全社會節(jié)水,走資源集約化利用之路。
民樂縣為灌溉農(nóng)業(yè)縣,現(xiàn)有耕地8.64 萬hm2,是典型的內(nèi)陸山區(qū)自流灌溉農(nóng)業(yè)大縣,農(nóng)業(yè)是其支柱產(chǎn)業(yè)。但其所處的地理位置,決定其水資源先天不足,加之海拔高,氣候冷涼、干旱少雨??h境內(nèi)多年平均降水量僅356 mm,但蒸發(fā)量高達(dá)1 860 mm,人均水資源擁有量不足全國平均水平的一半,耕地畝均水資源量約為全國平均水平的35.70%,降水少、蒸發(fā)大,縣境內(nèi)大量土地缺水荒蕪。
民樂縣境內(nèi)分布有大量小溝小河,地表水主產(chǎn)于南部的祁連山區(qū),約占總資源量的94.30%;中部平原區(qū)有少量地下水可供開采,占資源量的5.70%;北部荒漠區(qū)地下水埋深大,水的礦化度高,水質(zhì)苦咸,無開采價值。綠化景觀生態(tài)用水可供選擇的水源為地表水、地下水和再生水。為緩解水生態(tài)壓力,減少地下水的開采量,實現(xiàn)用水占補平衡,綠化景觀灌溉應(yīng)優(yōu)先使用地表水,輔之以地下水,充分利用再生水。淺山區(qū)和中部平原區(qū)宜大力實施雨水集流工程,在祁連山沿山地區(qū)建設(shè)集雨池塘,充分利用大氣降水對祁連山生態(tài)帶進(jìn)行雨水集流灌溉;城市景觀綠化帶可充分利用中水,興建必要的中水處理回用設(shè)施,對城市四周綠化帶進(jìn)行灌溉,把中水除色除味后用于景觀用水,提高再生水利用水平;北部防護(hù)林帶要充分利用季節(jié)性棄水和灌溉退水,輔之以地下水進(jìn)行灌溉,使有限的水資源得到充分利用。
民樂縣水資源以7-9月份汛期降水補給為主,水資源年度分布極為不均。對多年的水文觀測資料分析,地表水年際變化系數(shù)在0.19~0.36之間,汛期產(chǎn)水量約占總水量的86.20%。為緩解生態(tài)用水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)爭水矛盾,民樂縣生態(tài)灌溉應(yīng)避開農(nóng)業(yè)灌溉高峰期,統(tǒng)籌規(guī)劃,合理配水,灌水時段應(yīng)選在每年的3-5 月份和9-11 份月為宜,特旱年景夏季灌水可配合機泵補水、生態(tài)調(diào)水等方式予以解決。
民樂的生態(tài)綠化應(yīng)選擇抗寒、耐旱、抗風(fēng)沙、耐鹽堿、對嚴(yán)酷自然環(huán)境適應(yīng)強的本地產(chǎn)土種樹種,主要以毛白楊、青楊、青海云杉、長枝榆、大葉榆、柳樹、祁連圓柏、樟子松為主,可少量栽植紫葉矮櫻,小葉海棠,北部戈壁荒漠地帶可選用紅柳、檸條、花棒、梭梭、芨芨草等沙生植物防風(fēng)固沙。白楊、青楊是鄉(xiāng)土樹種,需水量少,對土壤的要求不高,適合防風(fēng)林帶建設(shè),應(yīng)大量栽植;青海云杉、祁連圓柏、樟子松為常綠喬木,不擇地,對自然環(huán)境的適應(yīng)性強,耗水量不大,可作為風(fēng)景樹木選用;長枝榆、大葉榆、柳樹樹冠大,耐干旱,生長茂盛,可做為行道樹選用;紫葉矮櫻,小葉海棠屬風(fēng)景樹木,對水的要求高,可在草坪內(nèi)組團(tuán)栽植和點綴;紅柳、檸條、花棒、梭梭、芨芨草為本土沙生植物,抗寒、耐旱、耐貧瘠、防風(fēng)沙,對水的需求量小,一旦成活,無需再進(jìn)行灌溉,是防風(fēng)固沙的優(yōu)良品種,宜在北部荒漠區(qū)大量栽種。
民樂縣地形起伏變化較大,境內(nèi)分布有高山、丘陵、草地、荒漠和戈壁,有大量濕陷性黃土分布。海拔4 200 m 以上地區(qū),山勢高聳挺拔,群峰疊嶂,冰川分布其間,為民樂綠洲提供水源。雪線之上為裸露巖石,雪線以下依次為高山草甸,灌木叢以及青海云杉和圓柏為主的針葉林。低山和丘陵分布在走廊南山北麓一帶和傾斜平原東緣部分,土壤有機質(zhì)含量高,質(zhì)地較好,區(qū)域內(nèi)不僅可耕作,亦適宜發(fā)展畜牧業(yè)??h境內(nèi)中部為山前傾斜平原,以耕地為主。北部為荒漠沙灘,土壤為風(fēng)沙土和灰漠土,質(zhì)地較差,風(fēng)蝕比較嚴(yán)重??h境內(nèi)大部分植被稀疏,土地裸露,需要進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。該縣多年均氣溫在1 攝氏度左右,光熱條件不足,植物生長量小,綠化草種宜選擇高羊茅、黑麥草等耐寒、耐旱、抗風(fēng)沙、耐鹽堿品種。
3.2.1 高羊茅
高羊茅草可適應(yīng)嚴(yán)酷的自然環(huán)境,耐強堿、耐干旱,它對土質(zhì)的要求不高,適量灌溉就能成活。高羊茅草坪長成一勢時,可抗風(fēng)沙、抗嚴(yán)寒。它對水肥條件要求不高,適合貧瘠土壤種植。同時它適合不同高度的修剪,修剪對其生長影響小,條件惡劣也能正常生長,是生態(tài)修復(fù)草種的上上之選。
3.2.2 黑麥草
黑麥草是典型的冷季型草種,耐寒性好,適合低溫生長,河西地區(qū)極端氣溫不低于負(fù)20 度,絕大部分區(qū)域黑麥草都能夠安全過冬。黑麥草韌性好,牲畜踩踏對其生長影響小。自身抵抗能力強,病蟲害少。生長量大,很適合低溫冷涼、高海拔地區(qū)種植,是祁連山高山草甸修復(fù)的優(yōu)良品種。
民樂縣屬資源性缺水的農(nóng)業(yè)縣,境內(nèi)水資源蘊藏量小,水對其生產(chǎn)生活影響較大,計劃用水管理較嚴(yán),歷史形成的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水權(quán)致使生態(tài)用水指標(biāo)不足。解決生態(tài)用水水量不足的問題,只能是節(jié)約用水。把節(jié)水放在優(yōu)先位置,以水定需、以水定產(chǎn),統(tǒng)籌推進(jìn)水安全、水生態(tài)、水文化建設(shè)。加強重點用水監(jiān)管,深入推進(jìn)深度節(jié)水,使有限的水資源得以充分、合理、高效利用。就生態(tài)用水而言,推廣高效節(jié)水灌溉模式,就顯得尤為重要和緊迫。經(jīng)多年的建設(shè)和實踐,適合民樂綠化和景觀生態(tài)用水高效節(jié)水灌溉模式主要有以下幾種:
所謂的噴灌,就是把水通過一定的設(shè)施進(jìn)行加壓,或者是利用自然地形的落差,使水擁有勢能,將勢能水向空中噴射,水在空氣中霧化,進(jìn)而霧化水在空中形成雨滴,自由落體下降地面,進(jìn)行農(nóng)作物和草坪、樹木灌溉的方式。根據(jù)地形、地質(zhì)條件,噴灌的布置方式可以是固定式的,也可以是半固定式的或是移動式的。因為仿自然降水,噴灌可在多種地形條件下使用,環(huán)境適應(yīng)性強、保護(hù)土壤、降低水耗、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣,具有施工簡單、管理方便、投資省、安裝快的特點。民樂多低山丘陵,地形起伏變化較大,土質(zhì)為濕陷性黃土,可塑性差,水土流失嚴(yán)重。選用噴灌可以人為控制水流,很大程度在避免了水對地面的沖刷,較好地控制了地表徑流的形成,有效降低了水的深層滲透損失,減少了水資源的消耗,避免了水土流失。同時噴灌充分利用現(xiàn)有節(jié)水技術(shù),采用自動化的運行控制系統(tǒng),用于田間管理人員少,節(jié)省了大量的勞動力。噴灌的自動化控制系統(tǒng)對水的管理精細(xì),通過對土壤的含水量分析測定和科學(xué)控制,既提供了植物生長所必須的水量,又降低了棵間蒸發(fā),水的深層滲透也明顯減少,節(jié)水效果顯著。噴灌的水霧和水滴滴落在植物葉面上,沖洗了植物的毛孔,防止了植物嗆死和黃葉的發(fā)生,凈化了空氣,促進(jìn)了光合作用,使葉片和莖干更加強壯旺盛。民樂北部地處河西走廊戈壁荒漠邊緣,土質(zhì)多為沙壤土和粉沙土,土層薄、透水性強,非常適合采用噴灌。南部山區(qū)為多年沉積黑壤土,采用噴灌可以使土壤保持團(tuán)粒結(jié)構(gòu),通氣性好,不板結(jié),不積水,利于根系生長發(fā)育。同時,選擇采用噴灌,可以控制縣境內(nèi)的水土流失。
滴灌是河西走廊普遍采用的節(jié)水灌溉方式,它是把水經(jīng)過事先過濾后,進(jìn)行加壓處理,通過一定的工程措施滴注到作物根系,進(jìn)行有效灌溉的一種方式。滴灌根據(jù)作物的需水量,將作物所需的水分通過滴頭,均勻地滴入植物的根系,緩緩地滴入,幾乎不產(chǎn)生地表徑流,減少了水的蒸發(fā),降低了水的深層滲漏,有效降低了水資源的消耗,進(jìn)而減少了灌溉水量。滴灌屬局部灌溉,主要特點是灌水量小,在干旱少雨的北方地區(qū)具有很好的節(jié)水效果,水的利用率可達(dá)90%。滴灌屬微量灌溉,與傳統(tǒng)的大水漫灌不同,它可使土壤免受水的沖刷和侵蝕。水分的滲透滲入,防止了土壤板結(jié),使土壤更為松散,毛細(xì)作用更強,為土壤營造了適宜的水、肥和光熱環(huán)境,對土壤具有很好的保護(hù)作用。在進(jìn)行綠化灌溉時,可對土壤的水肥條件進(jìn)行化驗,利用化驗結(jié)果將肥料溶解到水中,應(yīng)用水肥一體化技術(shù)將肥料一塊滴入植物根系,為植物提供必要的水分和養(yǎng)分,充分提高肥效,使植物生長得更加茁壯。滴灌是一種省水的灌水方式,較噴灌具有更高的節(jié)水效果。在連片綠化和生態(tài)修復(fù)地區(qū),可采用微電腦自動化控制技術(shù),對滴灌設(shè)施進(jìn)行自動化控制,實行小流量、短周期,常測土、勤灌溉,實現(xiàn)水的利用效率最大化。滴灌不僅省水,而且省工。比噴灌節(jié)省水50%以上,為水資源稀缺的河西走廊地區(qū)的綠化景觀生態(tài)用水開辟了新途徑。它提高了水的集約化利用水平,高效節(jié)水的優(yōu)勢決定其是缺水地區(qū)亟需普及的灌溉方式,特別適合在民樂推廣應(yīng)用。
所謂穴灌就是一棵樹或幾個樹連在一塊,挖一個穴,把水通過管道或者溝渠引入樹穴內(nèi)進(jìn)行綠化灌水的方式。穴灌可很好地控制水量,只是對植株根部灌水。穴灌不會形成地面徑流,對土壤具有很好的保護(hù)作用,特別適用于沙質(zhì)土壤。穴灌后,可在樹穴上覆蓋塑料薄膜,防止棵間蒸發(fā),起到保水保墑作用。穴灌的引水方式分溝渠引水和管道引水兩種。管道引水基本沒有損失,適合各種地形使用,不會對地面造成沖刷,從而避免了水土流失的發(fā)生。管道輸水有利于自動化控制,降低了綠化管護(hù)成本。管道輸水的缺點是一次性投資大,地形起伏變化較大時,對管材的耐壓等級要求高。
近三年不同灌溉方式的灌水量數(shù)據(jù)分析比對如表1所示,與大水漫灌相比,噴灌可節(jié)約水量44.11%,滴灌可節(jié)約水量71.57%,穴灌可節(jié)約水量79.21%,節(jié)水效果明顯,特別適合在民樂縣綠化景觀生態(tài)治理中大力推廣。
表1 不同灌溉模式下的灌溉水量比對表 單位:m3/hm2
生態(tài)綠化景觀節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用就顯得非常重要,要在水源、樹種、草種、灌水方式等的選擇上進(jìn)行科學(xué)論證才能破解水資源短缺瓶頸,促使生態(tài)文明建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。