節(jié)水灌溉技術(shù)在巴楚縣某灌區(qū)的應(yīng)用及設(shè)計

羅 帆

（新疆水利水電科學(xué)研究院 新疆烏魯木齊 830049）

節(jié)水灌溉技術(shù)在巴楚縣某灌區(qū)的應(yīng)用及設(shè)計

羅 帆

（新疆水利水電科學(xué)研究院 新疆烏魯木齊 830049）

通過對巴楚縣某灌區(qū)概況及存在問題的分析，選取適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)，對該灌區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)實施前后用水量進行分析，并對該節(jié)水灌溉技術(shù)需水量設(shè)計，總結(jié)出該灌區(qū)采取節(jié)水灌溉技術(shù)后對當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的社會效益和生態(tài)效益。

節(jié)水灌溉 灌溉技術(shù) 需水量 社會效益 生態(tài)效益

1 概況

巴楚縣位于新疆西南天山南麓，塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠西北邊緣，東與阿克蘇地區(qū)阿瓦提縣接壤，東南穿越沙漠與和田地區(qū)墨玉縣、皮山縣相望，南與麥蓋提縣為鄰，西南與莎車縣、岳普湖縣相接，正西與伽師縣相接，西北與克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿合奇縣、阿圖什市毗鄰，北至天山支脈柯坪山系與阿克蘇地區(qū)柯坪縣為界。巴楚縣東西最長218km，南北最寬134km，總面積2.17萬km2，地理坐標(biāo)為東經(jīng)77°22′ 30″～79°56′15″，北緯38°47′30″～40°17 ′30″。

巴楚縣地處歐亞內(nèi)陸腹地，為溫帶大陸性干旱氣候。其氣候特點是：四季分明，夏季酷熱，氣溫年際變化小，日差較大，降水量小，蒸發(fā)量大，年日照時數(shù)達2700小時以上，無霜期232天，全年多東北風(fēng)，大風(fēng)多在初春、初夏。

巴楚縣地表水主要來自葉爾羌河。根據(jù)《葉爾羌河流域灌區(qū)節(jié)水改造工程五年實施方案》，葉爾羌河多年平均總徑流量為65.2×108m3，流域內(nèi)各縣可利用葉爾羌河的水量根據(jù)多年來的用水習(xí)慣及各縣協(xié)商決定，巴楚縣可利用的葉河水量多年平均為8.17×108m3。但為了達到在P=50%年份葉河能夠下放到塔河3.3×108m3生態(tài)水的目標(biāo)，巴楚縣P=50%年份可利用葉河水量減至7.16×108m3，P=75%年份可利用葉河水量為6.92×108m3。項目區(qū)目前灌溉用水主要從恰爾巴格干渠引水，該干渠已于2008年11月全部完成防滲，渠道水利用系數(shù)為0.95。項目區(qū)在P=75%保證率下從該干渠上的引水量為966.04×104m3。

據(jù)《巴楚縣地下水開發(fā)利用規(guī)劃報告》，巴楚縣地下水的補給主要有降水入滲補給、河道入滲補給、渠系入滲補給、田間灌溉入滲補給、水庫入滲補給、井灌回歸入滲補給及側(cè)向補給等，地下水的排泄主要有潛水蒸發(fā)、人工開采、排堿渠排水量及側(cè)向排泄量。根據(jù)地下水均衡計算結(jié)果表明：地下水的補給量為6.27235×108m3/a，排泄量為6.28614×108m3/a，均衡誤差小于5%。區(qū)綜合可開采系數(shù)取0.37，則可開采量為2.3320×108m3/a。

根據(jù)2010年土地變更調(diào)查年底數(shù)據(jù)，巴楚縣土地總面積1837688.52公頃，其中農(nóng)用地442722.16公頃，占全縣土地總面積的24.09%；

建設(shè)用地23804.5公頃，占土地總面積的1.3%；其他土地1371161.86公頃，占土地總面積的74.61%。

巴楚縣現(xiàn)有紅海、衛(wèi)星和草龍三座平原水庫，目前三座水庫蓄水總庫容為12700萬m3，興利庫容為10800萬m3；共有農(nóng)業(yè)灌溉機井1572眼，機井出水流量大多在80-160m3/h左右，年提水能力為1.6—2.4億m3；現(xiàn)有干渠12條，總長474.16km，干渠63.4%防滲；支渠51條，總長632.48 km，支渠1.5%防滲；項目區(qū)現(xiàn)有斗渠416條，總長1490.7km，已防滲長32.1km，由于運行多年、老化失修，需要進行重新防滲；農(nóng)渠7082條，總長3895.65km，農(nóng)渠為土渠。全縣渠系水利用系數(shù)現(xiàn)狀為0.44，田間水利用系數(shù)為0.88，灌溉水利用系數(shù)僅為0.39。

巴楚縣主要種植小麥、玉米、棉花、蔬菜和瓜果等，本項目區(qū)主要種植作物為棉花。

2 灌區(qū)存在問題

2.1水資源供需矛盾突出

巴楚縣是農(nóng)業(yè)縣，屬典型的“荒漠綠洲、灌溉農(nóng)業(yè)”，水資源緊缺，加上葉爾羌河“春旱、夏洪、秋冬枯”的特點，致使灌區(qū)春季缺水矛盾十分尖銳，加之農(nóng)業(yè)灌溉管理水平低，灌溉方式落后，水資源利用高耗、低效現(xiàn)象較為突出。同時隨著國家西部大開發(fā)的有序推進，目前對塔里木河流域綜合治理規(guī)劃的要求和流域國民經(jīng)濟及農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，區(qū)內(nèi)水資源總量匱乏，供需矛盾日益緊張，農(nóng)業(yè)灌溉粗放落后，生態(tài)環(huán)境日趨惡化等問題將會更加尖銳突出。

2.2農(nóng)業(yè)用水浪費嚴(yán)重

巴楚縣一方面水資源緊缺，春旱缺水矛盾十分尖銳。另一方面灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水浪費又十分嚴(yán)重，灌溉技術(shù)粗放，渠道防滲率僅40%左右，渠系滲漏損失很大，水資源利用有效率很低。同時由于田間灌水定額較大，灌區(qū)排水系統(tǒng)不健全，造成地下水位上升，土壤次生鹽漬化加重。

2.3水資源時空分布不均勻

項目區(qū)地表水徑流主要集中在6～8月的洪水期，約占年徑流量的70%，春季徑流量還不到10%，遠不能滿足春灌的需水。由于灌區(qū)供水不足，當(dāng)?shù)剞r(nóng)村產(chǎn)業(yè)規(guī)模無法進一步擴大，特別是春季水量小，春旱缺水的問題突出，農(nóng)業(yè)用水的保障率低，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量提高和區(qū)域經(jīng)濟的長遠發(fā)展。

總之，該灌區(qū)特殊的地理位置，導(dǎo)致水資源時空分布不均，加上粗放式的灌溉方式，水資源已經(jīng)不能滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的需求，并制約了該地區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展。

3 節(jié)水方式的選取

項目區(qū)屬于資源性缺水，因此采用節(jié)水灌溉技術(shù)已成為該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。目前節(jié)水灌溉技術(shù)很多，必須因地制宜，綜合考慮各方面的因素，選擇適宜本項目區(qū)的節(jié)水灌溉工程措施。該區(qū)常采用的節(jié)水灌溉技術(shù)有以下幾種：

（1）常規(guī)節(jié)水技術(shù)。所謂常規(guī)節(jié)水技術(shù)就是對支、斗渠進行防滲，田間灌溉采用標(biāo)準(zhǔn)溝畦灌。

（2）低壓管道灌節(jié)水技術(shù)。低壓管道灌節(jié)水技術(shù)就是以管道代替渠道，以低壓方式輸水到田間，田間灌溉仍然以地面灌為主。

（3）噴灌技術(shù)。將有壓水流經(jīng)過噴頭噴灑到田間的一種灌溉方式。

（4）滴灌技術(shù)。將有壓水流經(jīng)過管網(wǎng)滴頭滴到田間作物根系的一種灌溉方式。

從氣候條件看，作物為棉花，不適宜實施噴灌；而管道溝畦灌同現(xiàn)有常規(guī)灌溉相比節(jié)水效果不明顯，且由于管道溝畦灌在田間實際還是地面灌，對農(nóng)作物增產(chǎn)沒有多大效果，勞動強度減少也不明顯，實施管道溝畦灌的實際意義不大，綜合評定其效益不高；而滴灌方式節(jié)水程度高，管理方便，節(jié)省人力，增加產(chǎn)量。因此本項目區(qū)選用滴管節(jié)水灌溉技術(shù)。

4 項目區(qū)用水量

項目實施前用水量：項目建設(shè)前按地表水作為水源計算，項目區(qū)毛需水量為298萬m3。

項目實施后用水量：項目建設(shè)后按地下水作為水源計算，項目區(qū)毛需水量為255萬m3。

項目建設(shè)前后該灌區(qū)可節(jié)約用水量43萬m3。

5 滴管技術(shù)需水量設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)劃分面積，依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50485-2009）,在灌溉面積已定，需

要確定設(shè)計供水設(shè)計流量時，可按下式進行計算：

式中：Q-灌溉需水量，m3/h；A-有效灌溉面積，hm2；Ia-設(shè)計供水強度，Ia=Ea-P0；Ea-取5.5mm/d；P0-有效降雨量，取0 mm/d；t-水源每日供水時數(shù)，h；η-灌溉水利用系數(shù)。

代入上式進行計算，結(jié)果見表1。

表1 地下水各系統(tǒng)需水量表

6 社會效益和生態(tài)效益

6.1產(chǎn)生的社會效益

通過本項目的實施，可提高水資源利用率，降低生產(chǎn)成本，同時提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量，具有顯著的社會效益。

6.1.1 增加農(nóng)民收入，提高生活水平

由于采用高效節(jié)水灌溉新技術(shù)，降低了勞動強度，提高了勞動效率，擴大了經(jīng)營規(guī)模，降低了產(chǎn)品成本，使農(nóng)民收入水平明顯提高。

6.1.2 有利于帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

由于高效節(jié)水的建設(shè)改變了傳統(tǒng)的灌溉方式，具有省水、省肥、省勞力、增加單產(chǎn)等諸多優(yōu)點，已表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益。節(jié)水技術(shù)的大面積應(yīng)用，還可大幅度提高勞動生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強作物的市場競爭力。同時，能帶動了其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。使大量的勞動力從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來，從事其它產(chǎn)業(yè)，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，使農(nóng)民實現(xiàn)增產(chǎn)增收，對邊疆的穩(wěn)定、經(jīng)濟的繁榮和社會的安定都具有十分重要的現(xiàn)實意義，從而體現(xiàn)了顯著的社會效益。

6.2產(chǎn)生的生態(tài)效益

6.2.1 項目實施后使水資源得到合理利用，改善了項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀，使當(dāng)?shù)氐叵滤蔂顩r得到一定程度的緩解，將節(jié)余水量用于缺水的地塊，對維護周圍局部生態(tài)環(huán)境是十分必要的。

6.2.2 滴灌技術(shù)將改善土壤結(jié)構(gòu)，提高作物單產(chǎn)。

6.2.3 洗鹽壓堿效果明顯。由于灌水定額低，不產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏，避免地下水位上升，遏制了土壤次生鹽漬化的發(fā)展。同時由于地膜覆蓋，減少了棵間蒸發(fā)，減少地面返堿。

6.2.4 項目通過實施精準(zhǔn)施肥和施藥技術(shù)，降低農(nóng)田化肥、農(nóng)藥的使用量，提高了化肥、農(nóng)藥利用率，減少了農(nóng)藥、化肥對水、土壤的污染，保護了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，具有明顯的生態(tài)效益。為農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

通過對項目區(qū)概況及存在問題的分析，選取適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)，并對實施該技術(shù)前后的用水量進行分析得出：節(jié)水灌溉技術(shù)的實施有利于改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，緩解水資源緊缺矛盾，提高用水效率，具有很好的社會效益和生態(tài)效益。

1 《微灌工程技術(shù)規(guī)范》GB/T50485—2009.中國計劃出版社.

2 《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》GB/T 50363—2006. 中國計劃出版社.

3 《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》SL72—94. 水利電力出版社.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.029

TV93

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1672-2469(2014)07-0090-03

羅帆（1982年—），女，工程師。