農(nóng)田灌溉水利工程方式選擇

賀國旗

摘要：水是決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先決條件，而農(nóng)田灌溉工程建設(shè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，水資源的緊缺與浪費是制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的瓶頸。山丹馬場近年來通過對田間節(jié)水灌溉工程各種形式的實踐，及成功和失敗經(jīng)驗的總結(jié)，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、氣候條件，初步探索出適合馬場的節(jié)水灌溉方式。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利工程；灌溉方式；選擇

前言

山丹馬場四場位于河西走廊中部祁連山北麓，地理位置介于北緯38°02-38。17，東經(jīng)101°17-101°29，海拔高程2400--3373m之間，地處高海拔，高緯度區(qū)，氣溫偏低、氣候干燥，雨量稀少，蒸發(fā)量大而強烈，多風(fēng)沙，屬典型的大陸性寒溫帶氣候。多年平均降水量230毫米，蒸發(fā)量2058毫米，降水量的70%主要在7、8、9月份。自然災(zāi)害主要有干旱、霜凍、低溫冷害、冰雹和秋季連陰雨等，6-7月常出現(xiàn)干熱風(fēng)。由于氣溫較低，屬一年一熟的旱作冷涼場區(qū)，主要農(nóng)作物種類有大麥、青稞、馬鈴薯、中藥材等。

場區(qū)大部屬于Ⅱ～Ⅲ級階地，地層結(jié)構(gòu)以兩層為主，上部細顆粒地層厚約2～6m，為粉土，表層砂壤土平均厚度1.5米左右；下部為粗顆粒地層，為巨厚的砂卵礫石層。耕地大部為山前坡耕地，少量為灘地，地形由西南向東北方向傾斜，海拔2400-2600米，其南北坡度較大，自然地面縱坡2.5%，沿等高線方向平均每公里1條自然溝，地形起伏，相對高差值大。

場區(qū)水資源嚴重短缺，主要來源于祁連山部分小溝小河長年匯聚起來的泉水、冰雪融水、大氣降水等。農(nóng)田依賴于大氣降水和西大河干渠河水灌溉，由于缺水嚴重，每年分配的西大河水量只能用于泡地保墑，而現(xiàn)狀渠道破損嚴重，基本為土渠運行，在輸水過程中滲漏損失大，灌水模式為大水漫灌，灌溉水利用率只有40%。作物生長期需水則完全依靠大氣降水補給。

1骨干工程渠道和管道輸水方式的選擇

我場水資源緊缺，農(nóng)業(yè)供水不足，缺水日益突出，短缺與浪費并存，灌溉水資源浪費嚴重，發(fā)展以節(jié)水和提高水分利用率為中心的節(jié)水型農(nóng)業(yè)，將是改善我場農(nóng)業(yè)缺水現(xiàn)狀的根本途徑。

灌溉工程人工輸水道有各種不同的形式，按構(gòu)筑物類型分有地面渠道、高架渠道（包括渡槽）、管道和隧洞等。灌區(qū)輸水系統(tǒng)往往是多種形式的組合，系統(tǒng)主體可分為輸水管網(wǎng)和輸水渠系。

渠道與管道的比較：（1）管道對輸送水質(zhì)有一定要求，須過濾、清淤，防止堵塞，運行費用比渠道高出一倍。（2）渠道易于維修，管道出現(xiàn)問題后維修困難，影響輸水。（3）工程造價，流量一定時，渠道（干渠）每公里約130萬元，管道每公里約180萬元。（4）渠道用于重力流水道，不能滿流以防溢水。管道既可用于重力流水道，亦可用于壓力流水道，但要增加調(diào)壓設(shè)施。（5）渠道蒸發(fā)損失比管道大。

場區(qū)現(xiàn)有渠系灌溉工程，只是因年久失修而破損嚴重，可在原有基礎(chǔ)上改建，且渠系每年只運行2次，利用率較低。自流灌區(qū)不考慮水壓問題，渠道防滲是減少輸水損失的重要措施，防滲渠道可使渠系水的利用率由40%提高到70%。從工程造價效益方面比較，建議骨干輸水工程以高標準防滲襯砌渠道建設(shè)為主。

2田間配套工程噴灌與滴灌的選擇

傳統(tǒng)地面灌溉，灌溉效率低、灌水質(zhì)量差、勞動強度大，灌溉用水實際到達作物的量不足50%。因而對水資源比較缺乏地區(qū)，必須采用節(jié)水灌水方法，即噴灌、滴灌、滲灌等，以節(jié)約灌溉水量，增加保灌面積。

滴灌是將一定低壓的灌溉水，通過低壓輸、配水管道，輸送到設(shè)施內(nèi)最末級管道以及安裝在其上的滴頭，以較小的流量一滴滴均勻而準確地滴入作物根區(qū)附近的土壤表面或作物根系所在的土壤層中的灌溉方法，與傳統(tǒng)的地面灌和噴灌相比，滴灌只以較小的流量濕潤作物根區(qū)附近的部分土壤，可使水的利用率達到90%。滴灌屬局部灌溉法。噴灌借助于輸、配水管道將灌溉水輸送到設(shè)施內(nèi)最末級管道以及其上安裝的噴頭，均勻而準確地噴灑在作物的枝葉上和作物根系周圍土壤表面的灌溉方法。噴灌是進行全面灌溉。

噴灌與滴灌的比較：（1）建設(shè)費用，噴灌每畝約1300元，滴灌每畝約1350元。（2）噴灌與地面灌溉相比，一般可省水30%～50%，但在多風(fēng)、蒸發(fā)強烈地區(qū)容易受氣候條件的影響，出現(xiàn)噴灑不均勻，蒸發(fā)損失增大的問題，有時難以發(fā)揮其優(yōu)越性。（3）滴灌比噴灌省水，因為灌溉時，水不在空中運動，不打濕葉面，也沒有有效濕潤面積以外的土壤表面蒸發(fā)，空中飄逸，故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少；容易控制水量，不致產(chǎn)生地面涇流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35-75%。（4）滴灌作業(yè)后株間未供應(yīng)充足的水分，雜草不易生長，因而作物與雜草爭奪養(yǎng)分的干擾大為減輕，減少了除草用工。

噴灌和滴灌的選擇方式在于所種植作物的類型，一般作物以葉面為主的選擇噴灌比滴灌好，如果以根系為主的選擇滴灌比較好。此外，根據(jù)水源是否充足來選擇，水源足可用噴灌，不足用滴灌。在2058mm以上，四季多風(fēng)的氣候特點，以及發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的構(gòu)想，建議骨干輸水工程采用高標準防滲渠道，田間采用滴灌工程配套建設(shè)。工程項目實施后，節(jié)水效果顯著，對緩解場區(qū)用水緊張矛盾，改善生態(tài)環(huán)境將起到積極作用。

3結(jié)語

興建和改造小型農(nóng)田水利工程，一是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要；二是解決場區(qū)內(nèi)水資源嚴重短缺和利用不科學(xué)的主要措施；三是全面建設(shè)新型農(nóng)業(yè)場區(qū)的需要；四是農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力大幅提高的需要；五是建立節(jié)水型社會的需要；六是對中央“把水利作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，把農(nóng)田水利作為農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點任務(wù)，把嚴格水資源管理作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的戰(zhàn)略舉措”精神的積極貫徹。七是積極響應(yīng)2011年中央一號文件關(guān)于“必須下決心加快水利發(fā)展，切實增強水利支撐保障能力，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，大力加強水利建設(shè)，加快水利改革發(fā)展”的需要。

小型農(nóng)田水利工程建設(shè)要堅持水源、水利措施與農(nóng)業(yè)措施、環(huán)境和氣候條件相結(jié)合，確保工程建成后，充分發(fā)揮效益，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，提升農(nóng)業(yè)綜合效益。