节水灌溉技术的推广与应用

王李辉

(陕西省白水县防汛抗旱指挥部办公室,陕西白水 715600)

1 发展节水灌溉的必要性

白水县地处陕西省渭北黄土台塬沟壑区,东西长 45 km,南北宽43 km,总土地面积 986.6 km2,境内地貌形态明显,地形破碎,沟壑纵横,海拔高程在 446～1 548 m之间,平均为850m。地势西北高,东南低,塬面从北向南倾斜,斜度为10～22%。

白水县是一个山区农业县,水资源紧缺,而目前农田灌溉中水资源浪费的现象极为严重。根据石堡川、林皋两个中型灌区近三年的统计资料和调查分析,石堡川水库白水灌区的渠系水利用系数为 0.5,林皋水库灌区的渠系水利用系数更低,仅为 0.4,而真正被作物吸收利用的更少,仅为灌区水的三分之一。白水县降雨时空分布极不均匀,水资源分布年际之间极不平衡,干旱缺水,已成为白水农业乃至整个经济社会发展的主要制约因素。解决好这一突出矛盾有效途径就是发展节水型农业、推广节水灌溉技术。因此,切实改变农业灌溉模式,积极发展节水灌溉,已成为白水县缓解水资源紧缺状况,扩大农田灌溉面积,实现水资源可持续利用和国民经济发展的战略措施。

2 白水县水资源与工程现状

白水县地处渭北黄土台塬和陕北黄土高原的过渡地带,属关中东部阶地贫水区,水资源总量 4 956.82万 m3,其中可利用量 2676.9m3,仅占 54%,人均占有水资源量 177m3,只有全市平均水平的 40%,全省的 12%;亩均占有水资源量为69m3,仅占全市平均水平的 34%,占全省平均水平的 9%。地表水资源量 3539.23万 m3,已利用量 2070.66万 m3,占资源量的 58.5%;地下水资源量 3793.89万 m3,可开采量606.7万 m3,占资源量的 15.9%,目前已开发利用 108.75万m3。

经过多年的努力,水利建设取得了显著成绩,累计建成石堡川水库白水灌区、林皋水库灌区两个中型灌区,铁牛河水库、故现水库两个小(Ⅰ)型灌区。建成水库 7座,机井174眼,抽水站 72处,自流渠道 48条。设施灌溉面积 28万亩。在兴修水利工程的同时,致力于节水灌溉工程的发展,从早期的渠道防渗、暗管输水,到现在的渗灌、喷灌、滴灌各种形式并举,节水灌溉技术日益提高。这些水利工程为白水农村经济特别是苹果产业的发展和提升做出了巨大贡献,已成为白水经济发展和社会稳定不可替代的重要基础设施。

白水县水利设施大多建于上世纪六七十年代,因多年来工程老化失修,灌溉效益衰退,据统计,林皋水库、石堡川水库及铁牛河水库、故现水库灌区均超过折旧年限,40%的机电排灌设备老化失修,每年约 5%的机井报废。供水能力大幅衰减,灌溉面积逐年减少,单位流量日浇地效率明显下降。如林皋水库设施面积 11.23万亩,有效面积由 1995年的8.5万亩下降到现在的 4.3万亩。

3 白水县节水灌溉现状

根据统计资料,白水县自 20世纪 90年代以来,节水灌溉工程发展很快,止 2009年底,全县共发展节水灌溉面积 16.5万亩,其中微喷灌面积 0.3万亩,低压暗管输水面积3.3万亩,“U”型渠道防渗衬砌灌溉面积 12.9万亩,节水面积占耕地面积的 22.9%。通过多年来的节水措施,效果明显,一是节水。实践证明,渗灌果园比大水漫灌果园每次可节水 50～60m3,每年按灌溉两次计算,每年亩可节水 100～120m3,以现有的灌溉面积 4.8万亩全部可应用计算,一年就可节水480万 ～576万 m3,相当于修建 2座铁牛河水库。二是节约土地。传统灌溉方式需要干、支、斗、农、毛等多级渠道,田间还需修大量的埂、畦、沟,占用土地较多,而真正有效的种植面积只有 70%～80%。采用喷灌、滴灌取消了大量的田间沟渠及大小畦埂,可增加实播面积 15%～20%。采用“U”型渠和暗管输水措施,也可提高土地利用率 1%～5%。三是节约用工。渗灌不需疏松土壤,破除板结,且灌水和施肥可以同时进行,大大减轻了劳动强度,每亩年可节省 8个工日。四是节约化肥。节水灌溉可将化肥溶入水中,直接输送到果园根部,既有利于根系吸收,又减少了地表施肥的挥发损失,可提高化肥利用率 20%～30%,年可节约化肥 20～30公斤。

4 节水灌溉技术的推广和应用

根据我县的实际情况,白水县节水灌溉普及的类型大体分为三类,一是灌区普及混凝土渠道衬砌技术,大力推广“U”型衬砌防渗,加大建筑物的维护和更新。二是机井、抽水灌区普及管道输水技术,大力普及低压暗输水,实现安全输水、减少损失。三是田间节水大力普及果园微喷灌技术,实现田间节水。

4.1 渠道防渗技术

渠道防渗技术是通过对渠床土壤进行处理或建立不易透水的保护层,如混凝土渠道衬砌、浆砌块石衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等工程措施,减少输水渗漏损失,加快输水速度,提高灌水效率。目前在我县普遍采用的是混凝土U型渠道衬砌,渠灌溉面积 12.9万亩,占节水灌溉面积78%。与土渠输水相比,混凝土护面可减少渗漏损失 60%～80%,并加快了输水速度。

4.2 低压管道输水技术

低压管道输水灌溉技术是机井、抽水站灌区发展较快的节水灌溉技术,它是利用机泵抽取井水,通过管道系统把水直接输送到田间实施灌溉的技术。同其它节水灌溉工程型式比较,具有耗能少,运行管理方便的特点。低压管道输水的灌溉试验取得了良好的节水增产效果。用塑料或混凝土等管道输水代替土渠输水过程中的渗漏和蒸发损失,输配水的利用率可达到 95%。另外还能有效地提高输水速度,减少渠道占地。结合采用“小白龙”管地面输水灌溉,不仅能够有效地控制灌溉水量,而且便于一家一户管理在我县得到了许迅猛的发展。

4.3 微灌技术

微灌技术包括微喷、滴灌和渗灌,是一种现代化、精细高效的节水灌溉技术,具有省水、节能、适应性强等特点,灌水同时可兼施肥,灌溉效率能够达到 90%以上。微喷灌已由果树、蔬菜等少数经济作物向大田作物发展,与地面灌溉相比,微喷灌具有节水、增产、省工、提高耕地利用率和适应性强的优点。

5 节水灌溉的效果及结论

通过实践证明,灌区“U”型渠道防渗技术通过衬砌使渠系利用率提高,亩均可节水 50m3,暗管输水技术渠系利用率提高,亩均节水 75m3,渗灌技术亩均可节水 100m3。按白水县节水灌溉面积,“U”型渠道防渗 12.6万亩,暗管输水 3.3万亩,田间渗灌技术 12万亩,年可节水 2 000万 m3以上。白水县大力普及推广节水灌溉是非常必要的,也是可行之,前景也是广阔的。