□宋 艳 聂鑫鑫
(1河南省豫东水利工程管理局;2河南省豫东水利工程管理局三义寨分局)
自建国初期开始,我国就注重对使用黄河水灌溉农作物模式的发展,在长期的努力后,黄河下游地区的山东与河南两个省份已经建立了近100处面积超过万亩的引黄灌溉区域。近几年,随着生活水平的提高,居民生活用水量正在不断上升,再加上气候的变化,导致黄河下游出现水资源短缺的情况。在原有的使用黄河水灌溉农作物的过程中,会因各种环境因素收到一定的制约,必须在通过详尽的论证才可以开展,已经无法满足更高的灌溉需求因此,需要对这种灌溉模式进行创新,确保黄河下游水资源能够满足农业灌溉、居民生活与工业生产等多方面需求。
为了对使用黄河水灌溉农作物的模式进行创新,设计了一套完整的黄河水灌溉模式,在这个模式中,设计的灌溉面积为300万hm2,整体的饮水能力约3 400 m3/s,设计规划的土地总面积达到59 000 km2。在黄河下游地区建立的引黄灌溉区域引用黄河水的总量能够达到2 340亿m3,全年的引水总量高达80多亿m3。但是,在灌溉的过程中,水资源携带大量的泥沙大幅度的提高了引黄灌溉区域的运行成本,如果在对泥沙的治理工作无法取得良好效果的情况下,就会出现土地沙化严重、排水河道中淤泥量增加以及土地盐碱化等各种问题,不利于黄河水灌溉区域的进一步发展。因此,对黄河下游地区出现泥沙问题进行有效的治理,对使用黄河水灌溉农作物的模式进行创新,是合理利用黄河水资源,提高水资源利用率的最有效措施。
在河南省内,有超过60%的地区正在采用这种灌溉模式,这是由于这些地区属于内陆平原地形,这种地形占整个河南省总面积的55%以上,总面积超过9.30万km2。这些地区所处的位置大部分在黄河中下游地区与黄河的距离较短,在应用自流灌溉模式时具有十分明显的优势。自流灌溉模式中的饮水操作简单易行,但在应用的过程中容易出现大量的水资源浪费。
山东省内的很多地区目前正在应用这种灌溉模式。这些引黄灌溉区域的地形大多数是受黄河冲击形成的平原,大部分位于鲁西北地区,是华北平原上的棉粮产地的重要组成部分。由于山东省内的地形相对复杂,应用自引流灌溉的水资源利用率偏低,只有部分地区应用这种灌溉模式。
河南省豫东地区的大部分区域都会采用井灌的方式进行补源灌溉,那是由于这些地区相对远离黄河,采用这种灌溉模式能够有效的解决干旱季节中地下水资源严重缺乏的问题。
黄河下游的引黄灌溉区域多数处于华北平原,灌区内水资源的用途又各不相同,大部分区域主要用于农业生产生活,距离水源地较远的地区不仅仅用于农业,还用于居民生活、工业生产等。这些地区年内降雨分配不均,夏季降水偏多,冬季降水较少。由于地形的原因,这些地区的地表水、地下水以及引黄灌溉水资源的利用率会受到不同程度的影响,形成各自的特点,特别是在雨季结束后,使用黄河水灌溉的模式必须进行一定的调整。由于受到季节变化的影响,这些地区的水资源会出现不同程度的浪费。根据相关的数据统计可以看出,每年都会有大量的黄河水浪费,水资源利用率严重不足。
黄河是中华民族的母亲河,河水哺育了一代又一代的中华儿女。但是,在引黄灌溉区域对黄河水的利用方面,却没有修建并有效利用水库。这些地区主要依赖黄河水进行灌溉,属于水利工程中的粗放型思想,并没有对水资源形成足够的认识,并且人们没有形成良好的节水意识,在用水过程中没有制定相应的计划与目的,对水资源的循环与生态环境造成了一定的破坏。
在美国的农场生产中,使用的农作物滴灌技术能够节省大量的灌溉用水,为保护生态环境、节约水资源工作做出一定的贡献。而我国的农作物灌溉技术处于相对落后的状态,需要引进这些先进的即使,实现灌溉过程中节水的目的。国家加大节水灌溉的宣传,提倡实施节水灌溉方式,更加有效的节约水资源,提高水资源利用率。例如,近年来豫东地区逐步推进节水灌溉,把先进的灌溉技术应用到实际中去,使水资源的利用率有了大幅度的提高;在山东省的一些地区,通过引进先进的灌溉技术,能够将水资源的利用率提高到80%左右。
总体而言,本文中分析的3种灌溉模式均能够满足引黄灌溉的需求,但是,无论是哪种灌溉模式,对水资源的利用率均处于较低的水平上,造成了黄河水资源的严重浪费。
引黄灌溉计划的制定,需要以灌溉区域的用水计划为基础,根据相关的程序进行管理,并需要根据季节与河水中含沙量的变化对计划进行适当的调整,制定相应的奖惩制度,落实到各个灌溉区域执行,并要求严格按照制度执行,保证这些区域能够均衡发展。在灌溉过程中,避免出现大水漫灌的现象,坚持采用滴灌、喷灌等节水灌溉形式提高水资源利用率。
由于引黄灌区的范围较大,在确定引水量时,需要根据不同区域不同时期具体的干旱情况来确定,确保全面实现节水灌溉,在灌溉过程中对土壤的温度、水分、水流参数以及用水量等进行严格的控制。这样不但能够为灌溉区提供参数,而且能够使农作物增产,实现经济与生态效益的共同最大化。
引水灌溉的过程中,由于会受到渠道坡度与转弯,以及河水含沙量的影响,会造成河水输送效率降低,对河水输送模式进行创新,能够促进对水资源调度的优化,有利于提高引水灌溉的合理性。在黄河水资源丰沛的季节中,补源灌溉区域建立了多座水库,将原有的黄河故道变成了旅游景点。在进行河水输送时,应用大流量的引入模式,实现即时灌溉,保证供水量充沛。
工程管理是引黄灌溉过程中的关键环节。在工程进行中,在明确所有工作人员的岗位与之职责的同时,还要建立完善的管理体系,并保证基层工作人员的利益。引黄灌区引水渠道逐步完成续建配套建设工作,由原来的土方渠道发展成现在的混凝土硬化标准断面渠道,从每年在清淤的工作中就需要20万人进行作业,到目前引黄灌溉工作逐渐实现了机械化,节省大量的劳动力,大幅度的降低清淤成本。从凡是都需要大量人员现场操作,发展到现在的信息自动化管理模式的逐步建设。为了提高灌区管理水平,必须做到树立先进管理理念,利用管理模型指导灌区工程管理。
在黄河下游的灌溉区域,一些地区已经开展水费与计量供给。一般情况下,灌溉区域每年需收取两次水费,而夏季主要以补助粮为主,冬季则主要是清淤费用。在进行水费收取工作时,必须严格遵守规定,防止出现挪用公款的现象。各地区的水费必须保证专款专用,并进行定期的核算。在引黄灌溉模式不断创新的基础上,灌溉用的水价也必须符合规定的标准。
为了提高灌溉区域的水资源利用率,必须引进先进的科学技术,可以坚持以自流灌溉为主,辅以井灌,以井灌为主,辅以补源提灌,以及上游自流灌溉,下游补源提灌3种方式。只有这样,才能实现长期的发展目标。建立有关引黄灌溉的水资源调度模型,通过技术手段来进行水资源的预测与调度,并根据用水状态制定调度计划,对水资源进行科学的管理。在数字化技术发展的带动下,灌溉区域可以使用先进的水文观测仪器,为所有相关的水文信息建立档案,这种信息化建设能够有效的提高水资源利用的合理性,促进引黄灌溉区域实现可持续发展。此外,引进的计算机与移动网络技术,用于对灌溉区域的水情进行采集与处理,能够用最小的成本获得最高的水位价值。
总而言之,对黄河下游灌溉模式进行创新,不但能够创建新的管理理念,并且可以创新管理模式。这种模式的创新有利于提高水资源利用率,加大对生态环境的保护。只有坚持做好模式创新工作,才能够确保水资源的合理利用。
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