静宁县山地梯田高效节水灌溉技术应用研究

邹军军

（平凉市新水工程设计咨询有限公司，甘肃 平凉 744000）

1 县域概况

静宁县位于甘肃省东部黄土高原丘陵区，地理位置为东经 105°20′～106°06′、北纬 35°01′～35°45′，海拔在1 345～2 245 m，总面积2 193.9 km2，总耕地面积9.82万hm2，全县辖24个乡（镇）338个村2 319个社，总人口48.78万人，其中农村人口40.05万人。

静宁县是典型的农业产业县，农业产业以“果、畜、薯”为主，现有果园面积7.47万hm2、全国绿色食品果业生产基地2.00万hm2、万亩农业规范苹果基地和出口基地0.68万hm2，现有大家畜17.5万头、小家畜24.0万头，洋芋种植面积2.00万hm2，县域产业结构较为合理。县内交通便利，省、县、乡、村道路网络畅通，高、低压输电线路网络遍布各个乡（镇）和村社，广播电视通信网络全覆盖，社会经济发展基础条件较好。2016年，静宁县国民生产总值49.4亿元，人均10 127.0元，城镇居民人均可支配收入21789.7元，农民人均纯收入6462.0元，经济社会发展较快。

静宁县地处内陆季风性半干旱气候带，年均气温7.5℃，年均降水量467.2 mm，年均蒸发量1 411.1 mm，年均干旱指数为1.95，气候条件较差；县内年径流总量1.049 9亿m3，其中自产径流量0.429 0亿m3，入境径流量0.620 9亿m3，年用水量0.456 7亿m3，水资源总量少、供需矛盾突出，严重制约着县域经济社会的发展，是当地政府和广大干部群众急切盼望解决的重大问题。

2 静宁县高效节水灌溉技术应用现状

高效节水灌溉技术是相对于农田灌溉渠系衬砌配套节水而言的高效率、高效益节水技术，目前国内外主要有大田管灌、喷灌、滴灌和温室微喷、微滴等技术类型。20世纪70年代末，静宁县为节水节能、解决水源供需矛盾，学习外地经验，开始在境内推广喷灌、滴灌、低压管道灌溉，先后在平山、甜水岔建成固定式机械喷灌3处，喷灌面积22.47 hm2，在田沟建成固定式自压喷灌3处，并配有移动式喷灌机6台，喷灌面积33.33 hm2，这6处工程建成运行2 a后因管护、技术、喷灌机性能等问题而废掉。20世纪80年代末，随着果园产业的初步发展，静宁县开始试用滴灌及低压软管灌溉技术，先后在胡家原建成滴灌苹果园33.33 hm2，在威戎镇李沟村建成低压软管灌溉20.00 hm2，通过试灌，认为低压软管灌溉节水、节能效果明显。2003年起，随着果园面积的不断扩大，低压管灌技术得到一定的发展。2012年以来，静宁县果园面积达到近百万亩，灌溉需水量迅猛增加，高效节水灌溉得到大力发展。截至2017年底，静宁县高效节水灌溉技术推广面积达到0.46万hm2，其中滴灌占30%，喷灌占10%，低压管灌占60%，特别是山地梯田高效节水灌溉成效凸显。

3 静宁县山地梯田高效节水灌溉新技术的应用发展

黄土高原丘陵区耕地除一小部分川谷地外，大部分是山坡地经过人工改造后的梯田，一般田面宽5～20 m、台差2～8 m，中间开拓产业道路和生产道路，山地农田灌溉存在高差大、水头变化大、难控制等困难，过去渠道灌溉发展面积很少，后来随着新材料、新工艺、新技术的出现才逐步得以扩展。静宁县是典型的黄土高原丘陵区，近年来随着管灌管道、滴灌管带、喷灌喷头等新材料的研发，也发展起了低压管灌、滴灌、喷灌等山地高效节水灌溉，探索运用了一些新技术、新措施，推动山地梯田高效节水灌溉迈向规模化、成熟化、持久化［1-2］。

3.1 大规模推广运用山地自压管道输水灌溉新技术

山地自压管道输水灌溉就是将山下地表水源或浅层地下水源通过高扬程泵站提升到山顶蓄水池，然后通过输水管道将蓄水池中的水输送到田间地块给水栓进行灌溉。近年来，静宁县在山地梯田高效节水灌溉建设中探索应用了多种山地自压管道输水灌溉新技术。

3.1.1 多种方式开发利用水源。采用高扬程潜水泵利用现有大口井或新打大口井浅层地下水，采用坝旁集水井、渗水管、浮船泵利用现有水库水、塘坝水、淤地坝水，采用渗流坝结合蓄水池利用沟渠水，多水并用、共同灌溉。

3.1.2 选用多级变频高扬程水泵。采用单泵扬程100～350 m高扬程变频泵，减少泵站级数，使水泵电机耗电、耗能根据提水量大小变化，大幅节省电能和投资。

3.1.3 因地制宜布设管网。山地梯田田面窄而长，地形蜿蜒曲折、高差大，难以实行规范标准上的“丰”字形管网布设模式，静宁县在设计建设中根据项目区地形，探索实施了“树枝”状、半“丰”字形、单阶地单管状干支管网布设模式，形成了长畦短灌双向和长畦短灌单向灌溉2种模式，每条支管每次单面开一个出水口轮灌，同时开两三条支管，并将支管平行等高线沿梯田埂底埋设，又视地形状况部分支管道逆坡埋设避免管道淤积和冻胀，灌溉停滞时将支管道存水排入干管，若地形坡度不宜逆坡埋设，将支管道余水从末端排水井排出，较好地适应了山地梯田灌溉需要。

3.1.4 采用整体式钢塑减压池和排水井。山地梯田阶地间高差大、灌溉管道水头亦大，要形成平稳的田间灌溉水头，就需要设置较好的减压池、排水井，而传统的钢筋混凝土结构减压池和砖混结构排水井占地多、工程量大、投资高，静宁县在设计建设中积极探索，大量使用了5～10 m3整体式钢塑减压池和直径1.2 m、深1.5 m的整体式钢塑排水井，大幅度减少了占地面积，降低了工程量和投资，有力推动了山地高效节水灌溉事业的发展。

3.1.5 应用新型带罩给水栓。在对常用的规范标准上的消防给水栓设置钢筋混凝土保护罩保持长久使用的过程中，与塑料制品厂家共同研讨，应用了WSD-01型有机塑料带罩给水栓，用以代替以往广泛采用的传统螺杆式阀板止水给水栓，实现了低压管灌田间给水栓自动关闭、自动进气排气、自动计量、移动使用、多向给水、方便连接软管和施工便捷等功能，解决了传统给水栓难接管、常漏水、易破损等问题。

3.2 部分优化配置山地自压滴灌灌溉技术

滴灌是较管灌节水效能更高的高效节水灌溉技术，林果灌水定额可降低8～12 m3/667 m2，灌溉水利用率可提高至0.95以上。所以，近年来静宁县在高效节水灌溉建设中采取国投建主体、农户建田间管网的机制，在部分山地梯田低压管道灌溉系统的基础上，动员专业农户安装田间滴灌软管管带，浇灌果园及经济作物，进一步提高了灌溉效益。

3.3 局部配置山地调压喷灌灌溉技术

推广运用自动调压喷灌灌溉技术，既充分利用了山地梯田管道输水灌溉主体系统，又克服了管道灌溉软管操作困难、滴灌供水滴头密集的问题。静宁县在发展山地梯田高效节水灌溉系统中，针对局部山地梯田无公害蔬菜基地和苗圃作物密集、需水量较大的情况，探索实施了山地自动调压喷灌灌溉技术，在山地梯田管道输水灌溉系统的供水主管道上每隔10～15 m高差安装一整体式钢塑减压池，自动调节各阶层梯田水头，然后安装低压小喷径的固定喷灌头喷灌，每个喷头喷洒半径5～8 m、控制面积0.017 hm2左右，保障山地梯田种植业优质高产高效。

4 山地梯田优质高效节水灌溉发展建议

黄土高原山丘区经过大规模梯田建设和产业结构调整后，大力发展高效节水灌溉能进一步提高旱作农业产出效益和灌溉水效率，因此，需广大水利工作者进一步努力探索和推广。

4.1 要坚持不懈筹资立项建设

要通过国投、省投、市配、县筹和专业户出资等方式，多层次多渠道筹资，多方协作配合建设。

4.2 要坚持“三水”共用配水源

要通过提取水库水、塘坝水、淤地坝水、窖水和大口井深井水，拦截沟渠水、雨水，实现天雨水、地表水、地下水共用，广开高效节水灌溉水源。

4.3 要坚持探索应用新技术、新工艺、新产品

特别是要注重滴灌管带管道和喷灌喷头、连接件等方面的新产品，推动高效节水灌溉技术更加成熟，应用更加广泛。

4.4 要持续创新建管机制

实现立项建设前先建立好管护机制，推动实行建管结合、建后管护有责、运行高效的机制体制，推动山地梯田高效节水灌溉规模化、集约化、高效化发展。