对巩乃斯河下游北岸大渠灌区灌溉形式的探讨

吴吉祥

(新疆伊犁州巩乃斯河流域管理处，新疆 伊犁 835000)

1 灌区概况

巩乃斯河下游北岸大渠灌区位于新源县西北部。东起则克台沟口，西止巩乃斯种羊场西界，北抵阿吾拉勒山南麓，南濒巩乃斯河，东西长67km，南北平均宽4．3km，总面积290km2。灌区设计净灌面积24653hm3，现实灌面积22633hm2。灌区南面是巩乃斯河，自东向西流淌，北面为阿吾拉勒山，地形北高南低、东高西低，总地势由东向西倾斜。除东部的则克台沟、铁木里克沟等形成小冲积扇突出起伏外，大部分土地连片且地形比较平坦，由河滩、谷地、丘陵三部分组成。灌区东西平均坡度约为1/1200，而南北坡度则较陡峻，约为1/30～1/80。灌区海拔高程在800～900m之间。灌区骨干工程全长72．4km，已全部配套通水，干渠防渗衬砌31．5km，土渠运行40．9km。由于灌区内部作物种植业结构发生变化，广大农牧民争相种植经济效益好、耗水高的农作物等原因，导致灌区水资源紧缺，水资源供需矛盾日趋突出。鉴于灌溉现状，研究调整灌溉模式，加快推进灌区节水建设尤为必要。

2 灌溉方式的选择

2.1 常规灌溉与高效节水灌溉方式比选

从灌区地形、地貌、土壤状况以及工程运行中水费、电费等多种因素考虑，灌区采用高效节水灌溉方式优于地面灌溉。分析如下:

(1)灌区土壤以砂壤土为主，土层厚度普遍小于80cm，灌区南北向地形坡度平均1/60，如采用地面灌溉田面集水困难，水流容易冲蚀地表土层形成沟壑，田间管理难度大。

(2)灌区表层砂壤土以下为透水性较强的砂砾石层，如采用地面灌溉，水量渗漏损失非常大，无法满足灌区节水要求。节水灌溉可以采用较小灌水定额进行浅浇勤灌，便于严格控制土壤水分，使之与作物生长需水更相适应，实现适时适量的灌水，给农作物创造更好的生长条件，达到增产的目的，喷滴灌较地面常规灌溉节水25～35%，提高产量10～15%。

(3)灌区用水成本高，水费贵，只有采用高效节水灌溉才能最大限度节约用水量，降低灌溉成本。节水灌溉便于实现机械化和自动控制，提高生产效率，节省劳动力，喷滴灌、涌泉灌还可以结合施化肥和农药。

(4)节水灌溉采用管道输水，无需田间的灌水沟渠和田埂，一般情况下可增加耕地7～10%;与地面灌溉相比，节水灌溉一次性投资较高，需配套管网和附属设施。

(5)采用管道输水，灌溉水利用系数可达0．80～0．85，而渠道全防渗输水灌溉水利用只能达到0．65 ～0．70，提高0．20 ～0．25%。

根据以上分析灌区采用高效节水灌溉方式优于地面灌溉。

2.2 不同节水灌溉形式的比选

喷灌优点在于利用灌区有利地形形成自压喷灌，能耗小，运行成本低;适应性较强，适合于大多数作物，对地面平整度要求较低;灌水较均匀，均匀度可达80%左右;灌水定额小，一般不会产生地表径流造成水土流失，也可避免深层渗漏，不会引起地下水位抬升。缺点:喷灌受风的影响较大，风力超过3级不宜进行喷洒作业，采用半固定系统时，搬移管道的劳动强度大，固定资产投资较高，平均亩投资约为615元。

滴灌是目前最先进的灌水技术之一，其主要优点在于灌水均匀、控制性好，节水效益显著，不受风的影响，对土壤和地形的适应性好，可实现全自动控制，具有明显的省水、省肥、省工的特点。然而滴灌也有缺点，滴灌对水质要求高，过滤系统投资大。

管道灌优点在于以管道代替明渠输水，可减少输水过程的渗漏蒸发损失，适应性较强不受风的影响，可减少输水渠道占地，节省土地3%左右，平均亩投资230元。缺点:管道灌对地面平整度有一定要求，灌水均匀受田间平整程度影响较大，灌水定额比喷灌大，可能产生一定的深层渗漏，可能产生一定水土流失。

以上是对节水灌溉的一些定性分析，就本灌区而言，各种节水灌溉形式的对比分析如下(以下叙述的亩投资为分干管以下不包括分干管的亩均直接投资，运行费主要为人工费):

2.2.1 固定式喷灌

固定式喷灌系统是指全部管道在整个灌溉季节固定不动，一般埋于地下，与半固定式喷灌相比，相当于将半固定式喷灌的移动支管变为固定管道。固定式喷灌系统设备利用率不高，亩投资高，使用方便，适合于经济发展水平高，劳动力紧张，以种植灌水频繁、经济价值高的作物为主的大规模化经营。全固定喷灌系统亩直接投资1800～2000元，运行费一年50元/亩。

2.2.2 半固定式喷灌

半固定式喷灌系统在新疆已应用了20余年，就各种喷灌而言，也是目前全疆应用最广的一种喷灌型式，积累了丰富的生产实践经验。此种型式喷灌的主要优点是投资相对较低，设备利用率高，运行管理简单;主要缺点是需人工拆装、搬移地面支管，劳动强度较大、劳动条件较差，同时，还喷灌共有的受风和空气湿度影响大的缺点。

同固定式喷灌相比，半固定式喷灌的地面管道可以是部分固定，部分移动的，以下分三种情况:

(1)地面支管也为固定管道，仅移动同时轮灌的地面竖管，同时选择两套地面竖管备用，此种形式的半固定喷灌系统较固定喷灌系统每亩节约200元，其亩直接投资1600～1800元，运行费一年50元/亩。

(2)根据灌溉制度来选择同时需要开启的地面支管数量，同时选择两套备用的地面支管。此种形式是比较常规的半固定式喷灌形式，其亩直接投资600～700元，一条地面支管一个灌溉周期内需要搬运9次左右，管理起来不方便，运行费一年60元/亩。

(3)为了尽可能减少地面移动支管的搬运次数，减轻负担，选择较多数量的备用地面支管。并且使亩均直接投资控制在1200元内，经计算一条地面支管备用6套，该地面支管一个灌溉周期内仅需要搬运3次左右，管理起来不方便，运行费一年60元/亩。

2.2.3 滚移式喷灌

滚移式喷灌机是一种动力移动、定点喷洒的喷灌机械，是在半固定式移动喷灌系统的基础上发展起来的一种大型半机械化喷灌机具，该结构简单，操作方便，适应性广，劳动强度低，适合小麦、棉花、大豆、甜菜、牧草等多种作物。运行方向与耕作方向一致。灌区滚移式喷灌系统亩直接投资900～1100元，但由于其运行需要柴油等动力支持，则运行费比较高，为350元/亩。

2.2.4 平移式喷灌

平移式喷灌机与滚移式喷灌机在管道布置方面相似，只是平移式喷灌机规模更大一些。平移式喷灌机喷洒强度偏大，适合在沙性土壤上使用，对地形要求较高，对条田形状要求高。平移式喷灌机一般来说单机控制面积大，适宜在地形平坦且风小的平原区使用，平移式喷灌机系统机械化(或自动化)程度高、省工，但亩均投资较高，运行费也高，需统一管理，灌区平移式喷灌系统亩直接投资900～1200元，但由于其运行需要柴油等动力支持，则运行费比较高为450元/亩。

2.2.5 低压管道输水细流沟灌

低压管道灌工程是以管道输水进行地面灌溉的工程，由取水工程部分、输水配水管网系统和田间灌水系统三部分组成。为达到灌水均匀减少田间损失的目的，通常应进行土地平整，将长畦(沟)改为短畦(沟)，田间一般采用给水栓接移动软管等措施。低压管道灌投入较低、效益明显，但其田间节水力度较喷灌和微灌低，灌区低压管道灌系统亩直接投资300～400元，年运行费为38元/亩。

2.2.6 滴灌

滴灌灌水很均匀、控制性好，节水效益显著，不受风的影响，对土壤和地形的适应性好，可实现全自动控制，具有明显的省水、省肥、省工的特点。然而滴灌也有缺点，一是对水质要求高，过滤系统投资大;二是主要用在灌溉经济价值较高的作物上，投资相对较高，灌区滴灌系统亩直接投资800～900元，年运行费为35元/亩。

2.2.7 喷滴结合灌

一个系统喷灌和滴灌相结合比较灵活，喷灌进行播前灌，达到洗盐压碱的目的，播后采用滴灌，灌水均匀、控制性好，节水效益显著，不受风的影响，对土壤和地形的适应性好，喷滴结合可满足作物倒茬、不同作物灌溉需要。近两年用滴灌进行粮食作物的灌溉在北疆地区有了一定的推广。灌区喷滴结合灌系统亩直接投资1000～1100元，年运行费为45元/亩。

2.2.8 涌泉灌

该系统的末级灌水器为小细管，布置形式与滴灌类同，一次性投资较高，但对水质的要求比滴灌低，不易赌塞。而涌泉管的灌水器流量比滴灌大，在保水能力差的沙性土壤中使用，节水效果比滴灌差。涌泉管适宜种植间距较大的果树等经济作物。灌区滴灌系统亩直接投资1000～1200元，年运行费为25元/亩。几种灌溉方式比选见表1。

表1 灌溉方式比选表

综上所述，从技术角度，上述几种灌溉形式均可在灌区使用，但哪种形式最适合本灌区，还需考虑宏观经济发展、区域特色、投资运行等多方面因素。通过现场实地调研并结合灌区地形、土壤、气象、农作物等自然条件状况综合考虑，滴灌、喷滴结合灌和低压管道三种灌溉方式更适合本灌区地面纵坡大、土层相对较薄等特点。其中，对玉米、大豆、油葵、打瓜等采用膜下滴灌;对冬小麦、牧草采用喷灌;对林业采用低压管道灌溉;考虑到灌区农作物轮作和农业种植的随机性，对这一部分作物采用喷滴结合灌。

3 结语

灌区是一个以农业为主的区域，区域气温相对于全疆其它地区低，降水相对较多，蒸发量相对较少，较适宜发展以喷滴灌、管道灌等为主的节水灌溉形式。灌区以小麦、玉米、大豆等粮食作物为主，部分区域也有棉花等经济作物，以上作物的节水灌溉经验较为丰富，已在全疆推广。节水型农业是未来农业的发展方向，如何选择更合适的节水灌溉方式尤为重要。科学合理的灌溉方式可提高灌区的灌溉水利用系数与水资源利用率，防止土壤次生盐渍化;减少由于灌溉方式不当而导致的风蚀面积的扩大，生态环境的恶化。通过优化产业结构，采取客观、高新灌溉技术，合理利用水资源，提高农作物产量，创造良好的经济效益。

［1］周和平，徐小波，马福忠，于江海．新疆21世纪初节水灌溉问题［J］．中国农村水利水电，1999(10):15-16．

［2］张志新．滴灌工程规划设计原理与运用［J］．节水灌溉，2000(06):11-12．

［3］张志新．对新疆发展喷灌的认识［J］．节水灌溉，2007(07)．

［4］节水灌溉实用手册［M］．中国水利水电出版社，2005．