提高景電灌區(qū)灌溉用水效益的措施與方法

收稿日期：2023-11-30

作者簡介：郝國棟（1975—），男，甘肅景泰人，高級工程師，主要研究方向水利工程運行管理、灌溉管理與水資源的節(jié)約利用。

摘 要：景電灌區(qū)是我國西部地區(qū)最大的、高揚程、大流量電力提灌工程之一，對電力的需求很高，電力提灌成本高，導致灌區(qū)的用水效益問題日益突出，亟須解決。景電灌區(qū)用水需求多集中在農(nóng)業(yè)用水和生產(chǎn)生活等方面，用水管理方面存在一些困難及問題，若想有效提高景電灌區(qū)灌溉用水效益，必須重視從已經(jīng)存在的困難和問題進行分析，以尋找解決之法。探討了提高景電灌區(qū)灌溉用水效益的措施與方法，為相關行業(yè)提供一定的參考。

關鍵詞：景電灌區(qū)；灌溉用水；效益；措施；方法

中圖分類號：S274 文獻標識碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

景電灌區(qū)位于我國甘肅省中部、河西走廊東端，橫跨區(qū)域大，覆蓋面積廣，主要用水來源于黃河流域，用電量大，需水量大，是我國目前最大的提灌工程之一。景電灌區(qū)灌溉用水量排在灌區(qū)用水量的首位，其用水管理存在一些困難及問題，已經(jīng)影響到了灌區(qū)灌溉用水效益，不利于景電灌區(qū)灌溉用水的可持續(xù)發(fā)展[1]。為此，從可持續(xù)發(fā)展和效益最大化角度分析提高景電灌區(qū)灌溉用水效益的措施與方法，并從用水管理、工程技術以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術3個方面開展分析討論，探討提高景電灌區(qū)灌溉用水效益提高的措施與方法。

1 景電灌區(qū)灌溉用水管理存在的困難及問題

分析景電灌區(qū)灌溉用水管理存在的困難及問題，主要存在以下6個方面。

第一，灌區(qū)灌溉方式使用不當，造成水資源大量浪費。景電灌區(qū)一直以來采取的灌溉方式屬于粗放式，如大水串灌、漫灌等，這種灌溉方式并沒有考慮農(nóng)作物的具體需水量，沒有思考水資源是否被浪費，只重視是否完成灌區(qū)灌溉任務。雖然對小塊地的部分經(jīng)濟作物采取了一些較為經(jīng)濟的灌溉方式，但整體節(jié)水效果并不明顯，灌區(qū)的水浪費情況突出。

第二，灌區(qū)節(jié)水措施落實不到位。目前，我國已經(jīng)研發(fā)出多種節(jié)水灌溉新技術和新方法，且已經(jīng)開始在灌區(qū)灌溉區(qū)域推廣，但推廣質(zhì)量和速度不佳，還未充分落實經(jīng)濟灌溉。

第三，灌區(qū)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植技術并未按照計劃有效地大范圍推廣?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植技術的研究與推廣應用，極大地提高了農(nóng)業(yè)種植質(zhì)量和效率，創(chuàng)造了更多經(jīng)濟效益。但灌區(qū)并未將以水定植、定額配水等現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植技術大范圍地推廣應用，導致農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)混亂，隨意種植，在農(nóng)業(yè)集中灌溉用水時出現(xiàn)供需不足、不平衡等問題。

第四，灌區(qū)未重視使用高效節(jié)水新技術，如微灌、膜上灌、噴灌等。

第五，灌區(qū)未重視采取經(jīng)濟手段推動節(jié)水管理工作取得成效，如實行季節(jié)水價等手段。

第六，灌區(qū)未重視制定水資源的最優(yōu)化調(diào)度方案。

2 提高景電灌區(qū)灌溉用水效益的措施與方法

2.1 用水管理措施

2.1.1 科學、合理配水，穩(wěn)步實施計劃用水

科學、合理配水，及時配水給需水地區(qū)，讓可等待地區(qū)延后配水，有效避免水資源浪費，穩(wěn)步落實提高用水效益任務要求。在配水管理中，應重視制定科學、合理的配水計劃，依據(jù)實際情況穩(wěn)步實施計劃用水對策。

灌區(qū)的供需水情況具有明顯的季節(jié)差異，因此在制定配水計劃時，工作人員需要調(diào)研分析灌區(qū)的實際供需水情況，從而確定自上而下的冬夏配水方案和自下而上的春秋配水方案。

同時，工作人員需重視統(tǒng)計全灌區(qū)各級渠道的灌溉面積，全面掌握當年的農(nóng)作物需水、種植分布及面積等，然后再結(jié)合各級渠道的實際輸水能力以及泵站機組的實際工作性能進行整理，最后結(jié)合氣候特點制定最優(yōu)化的渠系配水計劃[2]。

此外，在實施渠系配水計劃前，工作人員還需要動態(tài)觀察、分析農(nóng)業(yè)農(nóng)作物的生長情況、需水程度以及當前田間的蓄水狀況等，最終確定最適合的灌溉時間和灌溉量，穩(wěn)步實施用水計劃，提高水利用率。

2.1.2 科學用心調(diào)度，確保水量平穩(wěn)運行

景電灌區(qū)是我國西部地區(qū)最大的電力提灌工程之一，其具有揚程高、梯級多、用電量大等特點，提灌工程調(diào)度工作的質(zhì)量和水平是景電灌區(qū)灌溉用水效益提高的根本保障。工作人員必須按照灌溉工程設計時的各項要求、指標和規(guī)范等進行用水調(diào)度方案和計劃的設計，避免水資源的無效損失，同時也可以使灌溉水利用率最大化。

灌溉時水量平穩(wěn)也是提高灌區(qū)用水效率的關鍵因素，工作人員可通過控制各泵站前池水位處于設計水位和加大水位之間的方式來整體性提高水泵工作效率，將提灌水流量增加至最佳水平，整體性提高渠系水利用率，確保水量平穩(wěn)運行。

2.1.3 實行季節(jié)水價，促進種植結(jié)構(gòu)調(diào)整

實行季節(jié)水價是依靠經(jīng)濟手段推動節(jié)水管理工作取得成效的一種管理手段，其目的是利用價格杠桿影響灌區(qū)農(nóng)民的種植思想，從而使其主動調(diào)整農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)節(jié)約用水，提高水的利用率。通過實行季節(jié)水價促進灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，也將有效緩解用水高峰期出現(xiàn)的水量供需矛盾[3]。

分析景電灌區(qū)的農(nóng)業(yè)用水水價可知，景電灌區(qū)統(tǒng)一水價為0.38元/m3，由此可以下浮夏灌期間的農(nóng)業(yè)水價，上調(diào)秋灌期間的農(nóng)業(yè)水價。此時，農(nóng)民會出于農(nóng)業(yè)成本考慮，主動調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，壓夏擴秋，讓夏季灌溉用水高峰期的需水量下降，穩(wěn)步緩解供需水之間的矛盾。經(jīng)過一年的經(jīng)濟手段改革管理后，景電灌區(qū)的農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)會發(fā)生明顯變化，可以達到適時、適量、適宜灌溉目的。

2.1.4 提高量水精度，強化水利用率管理

過去，景電灌區(qū)采取的供需用水計量方式是人工計量，工作人員針對獲取到的灌區(qū)用水需求相關數(shù)據(jù)報告合理計算當前所需的用水量，然后確定灌溉水量，實施灌溉任務。此種工作模式不僅工作量大，工作質(zhì)量和效率難以保障，同時也會造成大量的水浪費情況發(fā)生。

為此，相關部門應重視建設水自動化計量系統(tǒng)，精準計算每個灌溉區(qū)域的所需水量，然后在灌溉渠道的總干渠和各個分支干渠上安全自給式水位計，以此精準控制各級渠道的過水量，一方面對各級渠道的水利用率進行計算考核，另一方面對灌區(qū)的量水精度進行整體性提高，從而有效減少因管理不善造成的跑水、冒水、漏水等水浪費情況，整體上提高渠系水的利用率[4]。

2.1.5 做好總量控制，落實定額配水方案

做好總量控制，落實定額配水方案，可以讓所有的農(nóng)業(yè)用水戶都形成水權(quán)觀念，進而主動節(jié)約用水，提高灌區(qū)的灌溉水利用率。

定額配水的實行有利于合理控制灌區(qū)內(nèi)的各級渠道的灌溉水總量，通過實行水量到戶原則，定額配水，超出定額的水量不補，可以將節(jié)約的水量歸農(nóng)戶所有。當所有的農(nóng)業(yè)用水戶都形成定額配水意識后，在用水高峰期來臨時，相關部門可以實現(xiàn)精準控水，從根本上實現(xiàn)節(jié)約用水，精準灌溉效果和目的。

同時，定額配水的實行可以將水的計量單位縮小至斗，將水的分配精準到各組，不僅可以有效提高灌溉的速度，將水的利用率最大化，而且還可以減少水資源浪費，緩解灌溉水的供需矛盾。

2.1.6 做好宣傳引導，調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)

做好科學種植、以水定植的宣傳引導教育工作，不僅可以為科學配水計劃制定實施奠定扎實基礎，還有利于調(diào)整灌區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)。

灌區(qū)管理單位應重視對以往年度的灌溉工作進行經(jīng)驗及教訓總結(jié)，在灌溉工作開展前，積極配合當?shù)卣掳l(fā)的有關灌溉節(jié)約用水相關規(guī)定，對農(nóng)業(yè)用水用戶進行以水定植、合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)的宣傳引導。在此過程中，灌區(qū)管理單位廣泛地宣傳已經(jīng)制定的水價調(diào)整機制，讓農(nóng)業(yè)灌溉用水用戶出于成本考慮進行種植方式和結(jié)構(gòu)的深度思考，主動調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)[5]。

為加大宣傳力度，擴大宣傳范圍，灌區(qū)管理單位還應重視使用“線上+線下”的方式進行宣傳，借助融媒體的信息宣傳優(yōu)勢讓更多的農(nóng)戶在最短時間內(nèi)了解到相關規(guī)定及政策變化，主動進行線下形式的詢問與咨詢，從而做出正確決策。

2.2 工程技術措施

2.2.1 加強工程維修管理，提高渠系水的利用率

加強工程維修管理，提高渠系水的利用率，是工程技術措施中最基礎措施之一，通過對已經(jīng)老舊的渠道、泵站、閘門等水利設施進行維修管理，可以第一時間發(fā)現(xiàn)已經(jīng)或者是將要損壞的零部件，然后進行維修管理，確保灌溉設施與設備可以正常運行。通過合理布置和優(yōu)化工程設施的布局，可以確保灌溉水順暢無阻地流入各個分渠中，為灌溉水利用率提高奠定基礎。

灌溉工程調(diào)度的優(yōu)化也是工程維修管理中的一部分內(nèi)容，將為渠系水最大化利用提供條件和助力。分析景電灌區(qū)一期及二期的灌溉工程管理情況，可以發(fā)現(xiàn)一期的灌區(qū)設計渠系的利用率不足70%，二期的灌區(qū)設計渠系的利用率要低于一期至少5%[6]。經(jīng)過多年的運行工作，景電灌區(qū)的工程完好率及輸水效率都明顯下降，因此必須重視以工程技術手段對灌區(qū)的灌溉工程進行優(yōu)化改進，整體性提高渠系水的利用率。

2.2.2 改大塊地為小塊地，全面推行小塊地灌溉

目前，景電灌區(qū)的農(nóng)業(yè)田是以區(qū)塊的形式存在的，且每個區(qū)塊的田地幅寬是40～50 m，面積在667～

1 332 m2之間，由此可以看出每個種植區(qū)的占地面積都較大，這意味著地塊內(nèi)的土地平整度一般，即使進行了全面的平整耕種管理，灌溉時的水量也將集中在低洼地帶，造成灌溉不均勻情況發(fā)生。同時，為保障所有的區(qū)塊都能有充足的水量，灌區(qū)常采取漫灌等灌溉方式，不僅會造成水資源的浪費，也容易導致低洼區(qū)域的農(nóng)作物生長質(zhì)量受影響。為此，從經(jīng)濟角度思考，相關部門可縮小農(nóng)業(yè)種植區(qū)域的面積，將大塊地改為小塊地，實行小塊地灌溉，提高灌溉水的利用率。

2.2.3 積極發(fā)展節(jié)水灌溉，穩(wěn)步提高灌區(qū)節(jié)水率

積極發(fā)展并推廣節(jié)水灌溉技術，通過電視、網(wǎng)絡、現(xiàn)場宣傳推廣示范等方式，讓灌區(qū)農(nóng)民對節(jié)水灌溉技術及方法有直觀認識，保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，穩(wěn)步提高灌區(qū)節(jié)水率。

隨著科學技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展，用于灌區(qū)的灌溉技術也在不斷改進，研究出了新一代的節(jié)水灌溉技術和設備，其中噴灌和微灌的節(jié)水效果最佳[7]。噴灌與微灌優(yōu)勢是節(jié)水效果好，缺點是前期的一次性投入成本高，運行時所需的費用高。但從長遠來看，噴灌和微灌在景電灌區(qū)的應用優(yōu)勢和價值更高，對水資源的充分利用效果最好，同時也能最大化提高農(nóng)作物的生長質(zhì)量，確保農(nóng)作物因水分供養(yǎng)及時而提高產(chǎn)量。通過采取噴灌和微灌節(jié)水技術，還可以將肥水按照一定的比例實行微灌，以此達到節(jié)省肥料目的。目前，景電灌區(qū)已經(jīng)開始大面積推廣微灌和噴灌技術，且已經(jīng)取得良好的節(jié)水成效。

2.3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術措施

2.3.1 大力推廣膜上灌溉技術

從農(nóng)業(yè)發(fā)展角度研究景電灌區(qū)灌溉用水效益的具體措施和方法，應重視大力推廣膜上灌溉技術。膜上灌溉技術主要是將一層具有一定透水性的薄膜塑料膜鋪在土壤的表面，然后形成一個類似于隧道的輸水結(jié)構(gòu)，可將灌溉水滴落在塑料膜上，然后水順著塑料膜滲透到土壤中，達到給農(nóng)作物根系輸送水分及養(yǎng)分目的。膜上灌溉技術的節(jié)水效果顯著，可以有效減少灌溉過程中的水分蒸發(fā)及表面流失，有效提高水的利用率。同時，由于膜上灌溉技術的給水方式更溫和，對農(nóng)作物的根系生長環(huán)境及溫度的影響最小，可以讓農(nóng)作物在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境中生長，因而農(nóng)作物的生長質(zhì)量和品質(zhì)更有保障[8]。

此外，膜上灌溉技術將水先滴落在塑料薄膜上，可以避免水滴的飛濺和揮發(fā)，進而阻礙農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生與傳播，減少農(nóng)藥的使用量，提高農(nóng)作物質(zhì)量，也可在一定程度上降低農(nóng)作物水需求。

2.3.2 適當推廣溝灌技術

溝灌是一種常見的傳統(tǒng)灌溉方式，其具體的操作過程是在灌溉田地中開挖出一些溝渠，然后將灌溉水通過溝渠引入到田地中，以滲透的方式達到灌溉目的。

溝灌技術的優(yōu)點包括以下2點：第一，適用性更強。由于該技術的應用是在灌溉田地中挖出一些溝渠來引入灌溉水，因此對于田地中的農(nóng)作物種類和用水需求并沒有特別要求。同時，由于灌溉水是通過溝渠進入田地的，所以無論是什么土質(zhì)、地形都可以應用此灌溉方式，特別是不平整的、有傾斜的田地更加適用。

第二，灌溉效果更穩(wěn)定。溝灌是將水一點點滲透到土壤中，當灌溉區(qū)域缺水時，灌溉水會有效滲透；當灌溉區(qū)域不缺水時，灌溉水的滲透速度會變緩，直至土壤中的水分飽和，不再滲透，此時土壤中的水分狀態(tài)更加穩(wěn)定，有利于農(nóng)作物生長。由此可見，溝灌的優(yōu)勢很多，可在景電灌區(qū)適當推廣溝灌技術，擴大溝灌面積，達到節(jié)水控水目的[9]。

2.3.3 擴大省水作物的種植面積

景電灌區(qū)應重視通過擴大節(jié)水作物的種植面積的方式達到節(jié)水目的，提高灌溉水的整體利用率。在同等的生產(chǎn)條件下，省水作物相較于其他農(nóng)作物對水的需求量最少，經(jīng)濟效益更好，產(chǎn)量更高。分析景電灌區(qū)的氣候特點及土壤條件，可以選擇最適合的省水農(nóng)作物，如具有更好抗旱效果的玉米品種、對水的需求量最小的節(jié)水型蔬菜等[10]。

同時，還可以選擇水農(nóng)作物，可以從根本上降低灌溉水用量，達到整體用水量最小效果。此外，還可以選擇整個生長期灌溉水頻次和用量最少的農(nóng)作物，如豆類、枸杞、油葵等經(jīng)濟作物，從而有效減少灌溉水量，緩解灌溉水高峰期的供需矛盾，提高作物產(chǎn)量。

3 結(jié)束語

作為我國西部地區(qū)最大的電力提灌工程之一，景電灌區(qū)承擔的責任重大，其需要為此地區(qū)的所有用水對象負責。因此，相關部門必須重視分析現(xiàn)存的灌區(qū)灌溉用水管理困難和問題，從可持續(xù)發(fā)展及用水效益最大化角度進行分析，尋找提高景電灌區(qū)灌溉用水效益的措施和方法，從而提高農(nóng)業(yè)灌溉用水效率，提高灌區(qū)灌溉水管理質(zhì)量，促進灌區(qū)灌溉用水效益的提高。

參考文獻

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