童子壩灌區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用及節(jié)水措施

張 超

（甘肅省民樂縣童子壩河水利管理處，甘肅 民樂 734511）

民樂縣的經(jīng)濟(jì)收入以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源的需求量較大?？h域內(nèi)水資源分布西多東少，童子壩灌區(qū)位于縣城東部，流域面積331 km2，地表水資源由童子壩河、石灰窯、砂嘴口、乃堵壩等幾條支流匯集而成，引水以童子壩河為主，多年平均水資源總量為10 976 萬m（3多年平均地表水資源量為7 848 萬m3，地下水允許開采量3 128 萬m3）。童子壩灌區(qū)轄民樂縣南豐、永固、洪水、民聯(lián)、六壩5 個(gè)鎮(zhèn)59 個(gè)行政村及5 個(gè)機(jī)關(guān)農(nóng)林場(chǎng)，設(shè)計(jì)灌溉面積2.021 萬hm2，有效灌溉面積1.921 萬 hm2，水權(quán)面積 0.719 萬 hm2。目前整個(gè)灌區(qū)范圍內(nèi)所有鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）大部分村組仍采取大水漫灌的澆灌方式，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。近幾年用水量不斷增長，同時(shí)降水逐年減少（多年平均降水量342.6 mm，降水多集中于8 月，年平均蒸發(fā)量1 623 mm），且灌區(qū)管理的翟寨子水庫經(jīng)多年運(yùn)行泥沙淤積嚴(yán)重、庫容逐年損失，導(dǎo)致水資源供需矛盾日益尖銳?；诖?，童子壩灌區(qū)必須樹立節(jié)水意識(shí)、應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，從而提高水資源利用率，緩解農(nóng)業(yè)用水危機(jī)。

1 童子壩灌區(qū)應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)

1.1 水肥一體化技術(shù)

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，通過新建蓄水池、田間配套建設(shè)管道設(shè)施將可溶性固體肥料或液體肥料按照一定標(biāo)準(zhǔn)配兌在蓄水池內(nèi)，借助壓力灌溉系統(tǒng)適時(shí)的灌溉。水肥一體化技術(shù)是童子壩灌區(qū)最先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，主要應(yīng)用于洪水鎮(zhèn)費(fèi)寨村、劉山村及民聯(lián)鎮(zhèn)河灣村。與傳統(tǒng)大水漫灌方式相比，水肥一體化技術(shù)可節(jié)約大量灌溉用水。大水漫灌根據(jù)灌區(qū)輪廓配水計(jì)劃逐村依次灌水，雖能一次性補(bǔ)足水分，但由于童子壩灌區(qū)土壤厚度薄、含水量低，大部分灌溉水直接滲到地下，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。此外，水肥一體化技術(shù)應(yīng)根據(jù)農(nóng)作物的生長需求適時(shí)補(bǔ)水。

1.2 噴灌技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，噴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。噴灌技術(shù)利用輸水水泵和田間布設(shè)的管道工程根據(jù)農(nóng)作物生長需求進(jìn)行灌溉，利用水泵產(chǎn)生的高壓將水噴灑到空中，使灌溉水以類似降雨的方式均勻噴灑到農(nóng)作物的莖、葉等部位。童子壩灌區(qū)地形南北高差較大，配備輸配水管道系統(tǒng)、水源系統(tǒng)、田間工程及其附屬設(shè)配時(shí)應(yīng)選用承壓能力強(qiáng)的設(shè)備，同時(shí)管道鋪設(shè)最好為東西走向。噴灌技術(shù)根據(jù)農(nóng)作物的生長需求進(jìn)行灌溉，節(jié)水效果明顯，在童子壩灌區(qū)具有較大的發(fā)展?jié)摿1]。

1.3 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)在田間鋪設(shè)管道系統(tǒng)，并在末級(jí)管道上安裝灌水器，根據(jù)農(nóng)作物的生長需求利用加壓設(shè)備將水資源以較小的流量均勻、準(zhǔn)確地輸送到作物根部。目前童子壩灌區(qū)微灌技術(shù)的應(yīng)用較少，僅應(yīng)用于祁連山黑河流域山水林田湖生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程民樂縣童子壩河流域治理項(xiàng)目，均為地表滴灌方式，在植物根部鋪設(shè)毛管與主管連接，利用水泵將水資源輸送到毛管滴頭。但童子壩灌區(qū)微灌技術(shù)受管道埋深較淺、易損壞及維修保養(yǎng)費(fèi)用較高的限制，難以大范圍推廣應(yīng)用[2]。

1.4 膜下滴灌技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，膜下滴灌技術(shù)逐漸興起，其原理是在滴灌帶上鋪設(shè)地膜，既能使水分和養(yǎng)分送達(dá)植物根部，又能利用地膜聚集水分、減少水分蒸發(fā)、保持土壤濕度，但管道鋪設(shè)成本較高、無法開展大型機(jī)械作業(yè)，目前主要應(yīng)用于大棚蔬菜種植，節(jié)水效果優(yōu)于噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)。

2 節(jié)水措施

2.1 實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目

童子壩灌區(qū)的耕地從地塊大小上來說，大的少、小的多，且田埂多；從地勢(shì)上來看，南北向土地高低落差較大，東西向的土地平整度不高。灌溉時(shí)易造成灌水不均，低洼處易造成農(nóng)作物根系發(fā)軟癱倒、光合作用不夠等問題；地勢(shì)較高處農(nóng)作物吸收水分較少，易造成農(nóng)作物矮小、產(chǎn)量低等問題。因此，須實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)土地進(jìn)行平整，確保灌溉均勻，同時(shí)減輕或預(yù)防土壤板結(jié)、鹽堿化等問題。有研究表明，土地不平會(huì)導(dǎo)致灌水不勻，至少20%的灌溉水被浪費(fèi)，同時(shí)土壤易出現(xiàn)鹽斑。因此，要勤整土地，使灌溉水順暢地流進(jìn)田間、流到作物根部被吸收。作物種植密度較大時(shí)可應(yīng)用畦灌技術(shù)，減少田間輸水損失，提高灌溉用水利用率。應(yīng)用畦灌技術(shù)時(shí)要做好土地平整工作，可運(yùn)用激光控制平地技術(shù)[3]。田間作物是向日葵、甜菜、玉米等寬行距作物時(shí)應(yīng)用溝灌法，可提高灌溉水利用率。

2.2 提高灌溉水利用率

灌溉水利用率是指灌入田間可被作物利用的水量與水源地灌溉取水總量的比值。童子壩灌區(qū)始建于20 世紀(jì)60—70 年代，截至目前共建成總干渠及干渠9 條96.38 km，筑物188 座；建成管道工程1 項(xiàng)，總長7 km，建筑物2 座；建成支渠52 條118.28 km，建筑物816 座；建成斗渠612 條906.42 km，其中高標(biāo)準(zhǔn)襯砌141.52 km，建筑物1 893 座。經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行部分干渠、支渠老化，甚至發(fā)生水毀問題，同時(shí)40%以上的支渠、80%以上的斗渠還是土溝土渠，渠道輸水過程中水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，減少了可被農(nóng)作物利用的水量，導(dǎo)致灌溉水利用率低。為提高灌溉水利用率，節(jié)約水資源，須加強(qiáng)對(duì)童子壩灌區(qū)各類渠道及管道工程的維修與保養(yǎng)，改建總干渠，提高支渠、斗渠的襯砌率，減少水資源在輸送過程中的損耗。

2.3 加大對(duì)農(nóng)民的培訓(xùn)力度

農(nóng)民在灌區(qū)節(jié)水工作中發(fā)揮著重要作用，目前童子壩灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化程度低，玉米覆膜壟作溝灌技術(shù)、小麥壟作栽培節(jié)水技術(shù)、馬鈴薯及番茄覆膜壟作栽培技術(shù)等應(yīng)用較少，需加大對(duì)農(nóng)民的培訓(xùn)力度，使其掌握先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，能根據(jù)耕地及灌區(qū)配水情況采取配套的農(nóng)業(yè)耕作方式和節(jié)水技術(shù)，減少水資源浪費(fèi)。引導(dǎo)農(nóng)民調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，采取與節(jié)水灌溉工程相配套的種植模式，開展連片種植（灌區(qū)南端種植油菜，北端種植玉米，中間依次種植藥材、小麥、馬鈴薯等），為實(shí)施高效節(jié)水提供基礎(chǔ)保障。大力推廣先進(jìn)的種植技術(shù)和灌溉技術(shù)，適量、適時(shí)、適墑種植，建立高效低耗的群體結(jié)構(gòu)，提高水、光、肥利用率及作物產(chǎn)量[4]。

2.4 合理安排灌溉時(shí)間

目前童子壩灌區(qū)的灌溉時(shí)間主要為春季和夏季，只有少部分村組進(jìn)行秋灌。冬天氣溫低，土壤全部凍結(jié)，次年春天土壤解凍后氣候干燥、水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤表面積鹽、肥力下降，為提高土壤肥力，保持土壤墑情，需在秋季為土壤補(bǔ)足水分。童子壩灌區(qū)秋灌補(bǔ)水是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，除了動(dòng)員灌區(qū)群眾在思想上認(rèn)識(shí)到秋灌的重要性外，還要根據(jù)地塊大小、土壤肥力情況等控制好灌溉水量，并掌握好灌溉次數(shù)。若灌溉時(shí)未能科學(xué)控制水量，灌水定額過大會(huì)造成土壤潮塌返漿，使土壤表面的積鹽現(xiàn)象更加嚴(yán)重，同時(shí)也導(dǎo)致灌溉水被嚴(yán)重浪費(fèi)。為獲得理想的秋灌效果需參考相關(guān)研究人員的建議，在9 月10 日—10 月25 日開展灌溉，并做好土壤翻耕工作。灌溉時(shí)要合理控制灌溉面積，可只對(duì)次年進(jìn)行春播的地塊灌溉[5]。

2.5 根據(jù)灌區(qū)實(shí)際調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)

童子壩灌區(qū)南北跨度較大，各村組種植的農(nóng)作物種類較多，種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同農(nóng)作物對(duì)土壤環(huán)境的適應(yīng)性和水資源的需求差異較大，為了最大限度地提高水資源利用率、節(jié)約水資源，需動(dòng)員群眾調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，進(jìn)行連片種植。如灌區(qū)最南端的南豐鎮(zhèn)氣溫較低，農(nóng)作物生長周期較短，應(yīng)鼓勵(lì)群眾集中種植油菜等耐寒作物；最北端的六壩鎮(zhèn)溫度高、農(nóng)作物生長周期長，應(yīng)鼓勵(lì)群眾集中連片種植玉米等作物；中間的永固鎮(zhèn)、洪水鎮(zhèn)、民聯(lián)鎮(zhèn)等需引導(dǎo)群眾連片種植不同農(nóng)作物，錯(cuò)開灌水高峰期。

2.6 統(tǒng)籌利用地下水與地表水

童子壩灌區(qū)水資源短缺，地表水資源較少，地下水利用率低，如果在夏灌時(shí)灌區(qū)南部的南豐鎮(zhèn)、永固鎮(zhèn)采用地下水灌溉，灌區(qū)北部的洪水鎮(zhèn)、民聯(lián)鎮(zhèn)、六壩鎮(zhèn)采用地表水灌溉，可滿足農(nóng)作物的灌溉需求，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。此外，地下水與地表水的統(tǒng)籌利用還能起到調(diào)蓄地表徑流、改善地下水質(zhì)、調(diào)控地下水位的作用。

2.7 積極開展水庫清淤

童子壩灌區(qū)目前有中型水庫1 座，于1984 年動(dòng)工興建，1989 年8 月竣工投入運(yùn)行。水庫設(shè)計(jì)興利庫容 1 320 萬 m3，死庫容 150 萬 m3；正常蓄水位2 357.40 m，設(shè)計(jì)洪水位 2 356.62 m，校核洪水位 2 358.40 m，死水位 2 344.60 m，汛限水位2 356.00 m；設(shè)計(jì)灌溉面積 0.867 萬 hm2，有效灌溉面積 0.744 萬 hm2，保灌面積 0.505 萬 hm2。自建成至今已運(yùn)行33 年，水庫上游攜帶的泥沙經(jīng)常年淤積造成水庫庫容損失，能用于灌區(qū)灌溉的蓄水量逐年下降，尤其是2021 年7—8 月水庫蓄水量僅為241萬m3。因此，水庫清淤工作勢(shì)在必行。根據(jù)水庫實(shí)際蓄水和水庫所處地理位置情況，水庫清淤最合適的施工工藝為干清淤法清淤。每年7—8 月水庫蓄水幾近干涸，大型清淤設(shè)備均能進(jìn)場(chǎng)開展作業(yè)，可最大限度地清除庫底泥沙淤積，并直接將淤積料運(yùn)走，從而增大水庫庫容和蓄水量。

3 結(jié)語

童子灌區(qū)水資源稀缺，各受益村組的農(nóng)業(yè)發(fā)展受水資源限制，雖然部分村組修建了水利工程與灌溉設(shè)施，但因地表水資源較少，各類設(shè)施設(shè)備的功能發(fā)揮有限。因此，須在全灌區(qū)大力推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，引導(dǎo)農(nóng)民充分認(rèn)識(shí)應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)的重要性，并在生產(chǎn)中積極應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，進(jìn)而提高水資源利用率。