西北地區(qū)工程節(jié)水技術(shù)研究論文

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[論文關(guān)鍵詞]：西北地區(qū)；工程節(jié)水；研究

[論文摘要]：從我國西北地區(qū)的水資源量著手，分析了當(dāng)前該地區(qū)水資源特點(diǎn)。總結(jié)西北地區(qū)工程節(jié)水技術(shù)主要措施。

我國西北地區(qū)包括新疆、青海、寧夏、甘肅、陜西五省(區(qū))的全部和內(nèi)蒙古自治區(qū)的西部等地區(qū)，面積360萬km2，約占全國土地面積的37.5%。西北地區(qū)特定的自然環(huán)境和水資源條件，決定了水在其經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的極端重要性。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是西北地區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)性發(fā)展的重要保證。

西北地區(qū)降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，水土資源分布不平衡，水資源供需矛后突出；另一方面，水資源開發(fā)利用不合理，農(nóng)業(yè)用水效率低，農(nóng)田灌溉水利用率僅為0.3～0.4左右，浪費(fèi)極其嚴(yán)重。在發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)方面，問題表現(xiàn)在:節(jié)水認(rèn)識上存在誤區(qū)；節(jié)水灌溉技術(shù)水平低；灌區(qū)工程不配套，老化失修嚴(yán)重；節(jié)水資金投入不足；農(nóng)業(yè)灌溉水價(jià)偏低，水費(fèi)到位差；節(jié)水管理體制不健全；節(jié)水農(nóng)業(yè)政策有待完善；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不夠合理；節(jié)水設(shè)備質(zhì)量不高，產(chǎn)業(yè)化程度低。

1.工程節(jié)水技術(shù)

工程節(jié)水主要從渠系輸水到田間灌水過程來考慮節(jié)水。渠系輸水過程的主要措施有節(jié)水渠道防滲和改渠道輸水為管道輸水節(jié)水等；田間灌水過程節(jié)水主要是改進(jìn)地面灌水技術(shù)，如大畦改小畦、長畦改短畦、平整土地，在缺水地區(qū)推廣膜上灌或膜下灌，有條件的地方推廣噴灌、微灌等灌溉新技術(shù)。

2.修建水利工程，對現(xiàn)有灌區(qū)工程進(jìn)行技術(shù)改造和配套建設(shè)

在西北內(nèi)陸河源流區(qū)，興建必要的山區(qū)水庫，攔蓄調(diào)控水資源，因地制宜的合并、改造、廢棄平原水庫，可減少蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi)。同時，在有條件的支流興建控制性水利樞紐工程和局部調(diào)水工程，科學(xué)配置水資源，解決局部地區(qū)缺水問題。對現(xiàn)有的大、中、小型灌區(qū)工程進(jìn)行以高效節(jié)水為中心的更新改造，這是壓縮農(nóng)業(yè)用水的重要措施。

3.加強(qiáng)渠道防滲襯砌

渠道防滲工程節(jié)水效益明顯，成本低廉，是諸多農(nóng)田灌溉節(jié)水措施中經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的主要節(jié)水措施之一，同時又是當(dāng)前農(nóng)田灌溉節(jié)水工程改造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。渠道采用防滲技術(shù)，一是能加快輸水速度，縮短灌溉時間，能充分利用渠水，擴(kuò)大灌溉面積，減少地下深層淡水的開采；二是與土壟溝相比，渠道防滲可節(jié)水40%～45%；二是灌區(qū)大部分為自流灌溉，節(jié)能效益顯著。四是省去土渠每年維修費(fèi)用、縮短澆地時間，可省工30%～50%。陜西、甘肅等地試驗(yàn)資料表明:渠道防滲可使渠系水利用率提高20%～40%，減少渠道滲漏損失50%～90%，此外，渠道防滲還具有加大過水能力、減小過水?dāng)嗝妗⒓涌燧斉渌乃俣取⒐?jié)省土地等優(yōu)點(diǎn)。

4.鋪設(shè)低壓管道輸水

管道輸水具有節(jié)水、輸水迅速、省地、增產(chǎn)和有利于搶季節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，與土渠相比較，利用管道輸水水的利用系數(shù)可提高到0.95，節(jié)電20%～30%，省地5%～增產(chǎn)幅度10%左右。管道輸水灌溉技術(shù)被認(rèn)為是投資最省、節(jié)水最有效、管理最方便的一種輸水灌溉技術(shù)[1]，目前管道輸水技術(shù)主要在井灌區(qū)推廣應(yīng)用，自流灌區(qū)也開始采用管道輸水技術(shù)。低壓管道輸水已有于幾年的發(fā)展歷史，適用于各種地塊、作物及種植方式，為群眾所熟悉和接受，工程使用率高，是目前非常成熟的工程節(jié)水技術(shù)。

5.平整土地，溝畦改造，改進(jìn)地面灌水技術(shù)

地面灌溉方法是目前應(yīng)用最廣泛、最主要的灌水技術(shù)[2]。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果表明，畦田、溝的規(guī)格適宜，操作合理得當(dāng)，田間水利用系數(shù)可達(dá)到0.8以上，灌溉定額可大幅度下降。膜上灌較一般地面灌溉可節(jié)水30%以上，高者可達(dá)50%以上，波涌灌(包括畦灌、溝灌)可節(jié)水10%～30%灌水均勻度及儲水效率均明顯提高，分根交替灌溉可節(jié)水15%～30%，這足以表明地面灌水改進(jìn)提高應(yīng)用后的節(jié)水潛力[3]。

平整土地是提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量，縮短灌水時間，提高灌水勞動效率和節(jié)水增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。一般而言，渠灌區(qū)若不采取任何節(jié)水措施，采用田間大塊劃小和土地平整工程，可是灌溉水利用系數(shù)提高0.05～0.10。畦灌是耕地經(jīng)平整后，利用畦埂將田塊劃分成小塊進(jìn)行灌溉；溝灌是在作物行間開挖灌水溝，灌溉水從輸水溝進(jìn)入灌水溝后，在水流動的過程中由溝底和溝壁向周圍入滲濕潤土壤的方式進(jìn)行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001～0.003為宜，最大不要超過0.01；溝灌要求地面坡度以0.003～0008為宜，最大不要超過0.02。

結(jié)合土地平整，進(jìn)行田間工程改造，劃長畦(溝)為短畦(溝)，改寬畦為窄畦，設(shè)計(jì)合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量，可大大提高灌水均勻度和灌水效率。陜西洛惠渠的研究表明，在入畦單寬流量為3～5L/s時，灌水定額隨畦長而變，當(dāng)畦長由100m改為30m時，灌水定額減少150～204m3/hm2；當(dāng)畦長30～100m時，畦單寬流量從2L/s增加到5L/s灌水定額可降低150～225m3/hm2。6.推廣應(yīng)用噴灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌節(jié)水新技術(shù)

噴灌可將水均勻地噴灑在作物上，它可以根據(jù)作物的不同生育期、不同需水量科學(xué)控制灌水定額，平均灌水定額30m3。噴灌工程不需平整耕地、修建田間毛渠和打埂，一般可以節(jié)省土地10%～20%。噴灌灌水均勻，節(jié)約用水，對地形的適應(yīng)性強(qiáng)，與地面灌溉相比，大田噴灌一般可省水30～50%，增產(chǎn)10～30%。噴灌的主要缺點(diǎn)是一次性投資較高，受風(fēng)的影響大，在多風(fēng)的季節(jié)，會出現(xiàn)噴灑不均勻，蒸發(fā)損失增大。

滴灌工程是目前科技含量最高、起點(diǎn)最高的節(jié)水形式，是高效農(nóng)業(yè)的首選。滴灌與一般的畦灌相比有很多優(yōu)點(diǎn)，具體主要體現(xiàn)在以下四個方面:一是省水，滴灌屬局部灌溉，僅濕潤作物根區(qū)附近的土壤，避免了輸水損失和深層滲漏損失，地表濕潤，減少了地面蒸發(fā)，節(jié)水率可達(dá)80%，能最大限度利用水源。二是省肥，在滴灌過程中，用施肥罐將可溶性肥料隨水滴入作物根部發(fā)育區(qū)，可有效地使肥料利用率由30%～40%提高到50%～60%。二是省工，無須平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板結(jié)，壟間于燥，可減少中耕和除草等投工，省工50%～80%。四是適應(yīng)性強(qiáng)，它對地形適應(yīng)能力強(qiáng)，在坡度為50°～60°的陡坡上，也可以采用滴灌系統(tǒng)，由于滴灌是小水勤滴，適時適量，土壤理化性能好，一般可增產(chǎn)20%～30%以上[3]，并可有效地改善蔬菜的品質(zhì)。不過，滴灌投資大，因此，更適于經(jīng)濟(jì)作物，是溫室大棚中最理想的灌水技術(shù)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深人和高產(chǎn)值、高效農(nóng)業(yè)的推廣，滴灌將得到更多的應(yīng)用。

微灌將水和肥料澆在作物的根部，它比噴灌更省水、省肥。當(dāng)前推廣的主要型式有微噴灌、滴灌、膜下滴灌和滲灌等。膜下滴灌具有增加地溫、防止蒸發(fā)和滴灌節(jié)水的雙重優(yōu)點(diǎn)，節(jié)水效果最好，近幾年，隨著產(chǎn)品國產(chǎn)化和價(jià)格的降低，在我國西北地區(qū)得到迅速推廣。

1996年新疆石河子墾區(qū)在大田(棉花)應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)取得成功，1999年開始大面積推廣應(yīng)用，力薦在全國范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)膜下滴灌單位面積平均用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的12.5%，是噴灌的50%，是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技術(shù)后，不需要修農(nóng)渠，也不需要筑硬打畦。操作簡便，節(jié)省機(jī)力費(fèi)和人工作業(yè)費(fèi)，并節(jié)省抽水電費(fèi)和肥料費(fèi)，有效降低了生產(chǎn)成本。膜下滴灌

可使作物根系經(jīng)常維持適宜{(lán)水分、通氣和養(yǎng)分狀態(tài)，因此，作物增產(chǎn)顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]孟兆江,黃淮豫.東平原冬小麥節(jié)水高產(chǎn)水肥禍合數(shù)學(xué)模型研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998(1):21-23.

[2]錢蘊(yùn)壁，李英能，楊剛.節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術(shù)[M].鄭州:黃河水利出版社，2002.