高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究與應(yīng)用

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摘要：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源需求量極大，為加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)積極探索更有效的節(jié)水方案，做好灌溉用水控制，提高水資源利用率。以甘肅省張掖市臨澤縣為例，分析臨澤縣農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，提出根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、建立農(nóng)田灌溉用水自主管理機(jī)制、加強(qiáng)高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用、控制水資源價(jià)格及加大資金投入力度等改善策略。

關(guān)鍵詞：高效節(jié)水；灌溉技術(shù)；甘肅省張掖市臨澤縣

科學(xué)灌溉是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的前提，但目前國(guó)內(nèi)有很多地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉仍以大水漫灌為主，缺少科學(xué)規(guī)劃，灌溉技術(shù)落后，存在明顯的水資源浪費(fèi)問題，與可持續(xù)發(fā)展理念不符。臨澤縣是甘肅省重要的糧食、蔬菜產(chǎn)區(qū)，農(nóng)田灌溉技術(shù)水平直接決定了區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)能減少農(nóng)業(yè)成本投入、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。臨澤縣從2004年即開始建設(shè)節(jié)水灌溉工程，但受制于技術(shù)、資金等因素，節(jié)水灌溉工程技術(shù)水平低、推廣范圍小，進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水灌溉管理非常必要。

1實(shí)施現(xiàn)狀

1.1臨澤縣基本情況介紹

臨澤縣隸屬甘肅省張掖市，位于河西走廊中部，轄區(qū)面積2729km2。受氣候因素影響，臨澤縣降水集中在7—9月，經(jīng)常面臨季節(jié)性干旱，干旱缺水一直是制約縣域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的最大瓶頸。

1.2臨澤縣節(jié)水灌溉基本情況

自2004年開始，臨澤縣嘗試采用渠道防滲等技術(shù)著手建設(shè)節(jié)水灌溉工程。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平較低、缺少維護(hù)資金、管護(hù)不到位等問題，目前部分節(jié)水灌溉工程已停用。從已有灌溉工程來看，臨澤縣有效灌溉面積0.36萬hm2，實(shí)際灌溉面積3.72萬hm2，其中高效節(jié)水灌溉面積僅0.13萬hm2，灌溉水利用系數(shù)約0.27，農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率還有很大提升空間[1]。同時(shí)，區(qū)域內(nèi)耕地主要是碎片化的小畦農(nóng)田，難以推廣機(jī)械化大規(guī)模農(nóng)業(yè)作業(yè)，也增加了灌溉管理的難度。整體而言，臨澤縣受自然條件、地形地貌的影響，水資源短缺問題突出，對(duì)高效節(jié)水灌溉技術(shù)的需求十分迫切。但在建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程的過程中，受各方面因素影響，高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)滯后，推廣力度不足，未能充分發(fā)揮出其高效、節(jié)水的優(yōu)勢(shì)。

1.3存在的問題

1.3.1相關(guān)設(shè)備、設(shè)施少，農(nóng)民用水不規(guī)范1）20世紀(jì)八九十年代，臨澤縣修建了一定數(shù)量的農(nóng)田水利工程，但受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件、管理體制等因素的影響，農(nóng)田水利工程基礎(chǔ)設(shè)施條件薄弱，配套設(shè)備滯后。2）農(nóng)民是實(shí)施灌溉的主體，但農(nóng)民普遍文化程度較低，灌溉前沒有進(jìn)行調(diào)查研究，既不懂得結(jié)合農(nóng)田實(shí)際情況選擇合適的灌溉技術(shù)方式，也不會(huì)根據(jù)農(nóng)作物的不同生長(zhǎng)需求合理設(shè)計(jì)灌溉量，最終不但無法增產(chǎn)增收，還可能因土壤中水分過多導(dǎo)致植物爛根死亡[2]。1.3.2農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)不合理目前，臨澤縣的種植方式還是以農(nóng)民自行種植和管理為主，生產(chǎn)方式粗放，且不同農(nóng)民理念不同，很難統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)灌溉；農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)體現(xiàn)不了規(guī)模效益，達(dá)不到集約經(jīng)營(yíng)、機(jī)械耕種的要求，高效節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用也受到了限制。1.3.3高效灌溉節(jié)水技術(shù)水平低1）20世紀(jì)70年代，節(jié)水灌溉技術(shù)被引入我國(guó)并逐漸推廣，但國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)的研究還不夠深入，普及程度較低，很多地區(qū)依舊沿用大水漫灌的灌溉方法，造成了嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)[3-4]。2）臨澤縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平較低，投入農(nóng)田水利的資金、技術(shù)較少，灌溉時(shí)主要依靠人力，導(dǎo)致技術(shù)指導(dǎo)人員不能準(zhǔn)確掌握農(nóng)田灌溉情況，也不能根據(jù)農(nóng)田實(shí)際灌溉需求作出技術(shù)調(diào)整，高效節(jié)水灌溉技術(shù)難以真正應(yīng)用到實(shí)際中。1.3.4資金缺口大，工程效益低1）臨澤縣投入的資金主要依賴中央和省級(jí)財(cái)政，來源渠道單一，沒有形成分級(jí)管理、分級(jí)負(fù)責(zé)的水利投入機(jī)制，難以滿足水利工程建設(shè)需求，也沒有形成社會(huì)融資、農(nóng)民集資的有效管理機(jī)制，解決不了水利工程資金困難的問題。2）受傳統(tǒng)觀念的影響，臨澤縣部分農(nóng)民對(duì)灌溉設(shè)備的養(yǎng)護(hù)漠不關(guān)心，導(dǎo)致灌溉設(shè)備老化失修，無法保證有效供水，難以正常發(fā)揮工程效益，水費(fèi)收繳難度增加，工程運(yùn)行經(jīng)費(fèi)短缺，灌溉效益衰減，水管單位經(jīng)營(yíng)困難[5]。

2改善策略

2.1建立農(nóng)田灌溉用水自主管理機(jī)制

1）相關(guān)部門做好用水監(jiān)督，對(duì)灌區(qū)內(nèi)水利工程進(jìn)行全面排查，及時(shí)排除隱患，做好灌區(qū)設(shè)備投入和維護(hù)工作，監(jiān)督灌溉用水合理使用，避免農(nóng)田水利工程設(shè)備帶病運(yùn)行。2）農(nóng)民是農(nóng)田灌溉用水的使用主體，應(yīng)發(fā)揮農(nóng)民在管理水利設(shè)施、維護(hù)用水設(shè)備方面的積極作用，加強(qiáng)農(nóng)村供水協(xié)會(huì)、用水者協(xié)會(huì)、農(nóng)業(yè)合作社等組織的建設(shè)，本著“誰受益、誰負(fù)責(zé)，誰投資、誰所有”的原則吸引農(nóng)民參與管理，明確產(chǎn)權(quán)，依靠農(nóng)民的力量做好灌溉設(shè)施管理、灌溉用水管理[6]。

2.2根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃

1）在推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)立足區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，分析制約節(jié)水灌溉技術(shù)推廣的原因，考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、農(nóng)民利益等情況，統(tǒng)籌規(guī)劃，整合各項(xiàng)資源，避免技術(shù)推廣的局限性。2）水利部門在制訂節(jié)水方案前，應(yīng)調(diào)查區(qū)域地形地貌、農(nóng)作物實(shí)際需水情況、適合的節(jié)水設(shè)施等，針對(duì)性地采用噴灌、渠道防滲等技術(shù)進(jìn)行灌溉。3）做好高效節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳工作，培養(yǎng)農(nóng)民節(jié)水意識(shí)，引導(dǎo)農(nóng)民提高水資源利用率；加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民群體的知識(shí)教育、技術(shù)培訓(xùn)，使其掌握節(jié)水灌溉技術(shù)，為節(jié)水灌溉的推廣和普及奠定良好的基礎(chǔ)[7]。4）為促進(jìn)節(jié)水灌溉設(shè)施的高效利用，應(yīng)明確水利設(shè)施各相關(guān)部門的職能。在農(nóng)田灌溉中，水利設(shè)施使用方、所有方易出現(xiàn)職權(quán)交叉進(jìn)而引起糾紛的問題，必須以法律規(guī)范各方的權(quán)利、責(zé)任、義務(wù)和利益，使各部門積極參與管理，明確水源、供水、治污等職責(zé)，理順管理體制，通過民主監(jiān)督、協(xié)商等方式解決全局性問題[8]。5）嚴(yán)格落實(shí)配水計(jì)劃，根據(jù)當(dāng)前河源來水、渠道引水情況，科學(xué)分析，合理配置水資源。各渠系、各村社嚴(yán)禁在灌溉高峰期隨意改變配水計(jì)劃、隨意調(diào)配水量，防止用水矛盾激化和水事糾紛發(fā)生，確保現(xiàn)有水量合理配置。

2.3加強(qiáng)高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的高效節(jié)水灌溉技術(shù)包括步行式灌溉、渠道防滲、噴灌及滴灌等，各灌區(qū)應(yīng)根據(jù)自身自然條件、資金水平、維護(hù)能力等科學(xué)選擇高效節(jié)水灌溉技術(shù)[9]。2.3.1步行式灌溉步行式灌溉指的是利用農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)生灌溉動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)灌溉的效果。步行式灌溉對(duì)設(shè)備要求不高，適應(yīng)性和靈活性較強(qiáng)，在農(nóng)田急需灌溉，而噴灌、滴灌技術(shù)難以迅速達(dá)到灌溉目標(biāo)時(shí)，可采用步行式灌溉。同時(shí)，步行式灌溉較強(qiáng)的靈活性、適應(yīng)性，主要依賴組裝形成的灌溉系統(tǒng)，投入資金較少，且可根據(jù)水源所在位置配合灌溉機(jī)完成作業(yè)，不必修建大量水渠工程，勞動(dòng)力投入少，灌溉實(shí)效性較高。2.3.2渠道防滲渠道防滲技術(shù)在農(nóng)業(yè)水利灌溉中的應(yīng)用較為廣泛，技術(shù)原理為減少渠道輸水時(shí)的滲漏，節(jié)約灌溉水。目前，渠道防滲技術(shù)有兩種實(shí)現(xiàn)途徑：設(shè)置防滲層、改變?cè)矟B透性。防滲層設(shè)計(jì)可選擇混凝土、鋼筋混凝土、瀝青、塑料薄膜等材料，其中塑料薄膜具有防滲效果好、資金投入少的優(yōu)勢(shì)；改變?cè)矟B透性可采取壓實(shí)土壤、抹光、淤淀等方法，以減少土壤空隙，降低土壤透水性。2.3.3噴灌技術(shù)噴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用非常廣泛，適用于大面積種植區(qū)，其原理為利用水泵或自然落差將水輸送到種植區(qū)，利用噴頭大面積噴灑種植作物，噴灑出的小水滴可均勻鋪灑在種植范圍內(nèi)。噴灌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于灌溉設(shè)備占用耕地面積小，灌溉均勻，幾乎適用所有類型的種植作物，相比地面式灌溉可節(jié)水30%～50%；缺點(diǎn)是噴灌設(shè)備投資較高，噴出的水霧易受風(fēng)力影響[10]。2.3.4滴灌技術(shù)滴灌技術(shù)可利用動(dòng)力設(shè)備、水凈化設(shè)備、加壓設(shè)備等將水流引入灌水器內(nèi)，再通過篩網(wǎng)篩除水內(nèi)浮游藻、砂礫、金屬雜質(zhì)，并通過一定壓力將水滴灌到土壤中。滴灌技術(shù)能減少水分蒸發(fā)，防止雜草增長(zhǎng)，減少農(nóng)藥使用；滴灌技術(shù)對(duì)設(shè)備要求較高，使用中毛管、滴頭會(huì)因雜質(zhì)沉淀而堵塞，在大面積作物種植中的應(yīng)用還有待研究。2.3.5間歇式灌溉間歇式灌溉的原理為通過向種植區(qū)域內(nèi)的畦間歇性輸送水分，產(chǎn)生連續(xù)供水效果，主要靠間歇閥來完成，一般為兩組畦交替供水。間歇式灌溉主要的優(yōu)勢(shì)是：間歇式灌溉可比連續(xù)式灌溉節(jié)水22%以上，且灌溉更加均勻；可減少畦首和畦尾滲水量，提高水資源利用率，防止肥料流失；間歇閥和自動(dòng)控制裝置投資不高，造價(jià)低，能提高經(jīng)濟(jì)效益。2.3.6雨水集蓄利用雨水集蓄利用是指通過工程措施收集自然降水并儲(chǔ)存起來，在農(nóng)田有灌溉需求時(shí)利用管道將集蓄的雨水輸送到田地中。雨水集蓄利用不但能緩解農(nóng)田灌溉問題，也能補(bǔ)充人畜飲水，適用于季節(jié)性缺水及干旱的地區(qū)。同時(shí)，雨水集蓄利用對(duì)設(shè)備設(shè)施的需求較少，投資要求低，可大范圍推廣使用。此外，雨水集蓄利用體系可保護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止水土流失，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有效幫助。

2.4控制水資源價(jià)格

農(nóng)田水利工程的直接受益群體是廣大農(nóng)民，具有較強(qiáng)公益性，但為了提高農(nóng)民節(jié)約灌溉用水的積極性，有必要制定合理的水價(jià)政策，控制用水成本。在科學(xué)計(jì)算農(nóng)田水利設(shè)施效益的基礎(chǔ)上制訂水價(jià)范圍，既要體現(xiàn)水價(jià)的公益性，杜絕所有方隨意制訂供水成本的現(xiàn)象，從政策方面降低農(nóng)民負(fù)擔(dān)，又要保持水利工程管理單位有序運(yùn)行，避免出現(xiàn)大量虧損，維持科學(xué)的水價(jià)區(qū)間[11]。

2.5加大資金投入

相關(guān)部門應(yīng)向市級(jí)、省級(jí)政府申請(qǐng)資金，加大資金投入力度，緩解縣區(qū)財(cái)政壓力，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加配套資金，形成以政府資金為主，社會(huì)投資、村集體和個(gè)人資金統(tǒng)籌參與的多元化籌資渠道。同時(shí)，集體、個(gè)人自籌資金的使用必須遵循一定的章程，確保資金籌集、使用的透明，嚴(yán)禁挪用、截留資金，并由水利、財(cái)政部門聯(lián)合監(jiān)督資金使用情況。

3結(jié)語

高效節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有突出作用，節(jié)水灌溉技術(shù)不同，適用條件也存在差異。因此，農(nóng)民在開展高效節(jié)水灌溉時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，靈活選擇灌溉技術(shù)，以更好地發(fā)揮灌溉功效，節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

作者：李洪星 單位：臨澤縣平川水利管理所