靜寧縣山地梯田高效節(jié)水灌溉技術應用研究

鄒軍軍

（平涼市新水工程設計咨詢有限公司，甘肅 平涼 744000）

1 縣域概況

靜寧縣位于甘肅省東部黃土高原丘陵區(qū)，地理位置為東經 105°20′～106°06′、北緯 35°01′～35°45′，海拔在1 345～2 245 m，總面積2 193.9 km2，總耕地面積9.82萬hm2，全縣轄24個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）338個村2 319個社，總人口48.78萬人，其中農村人口40.05萬人。

靜寧縣是典型的農業(yè)產業(yè)縣，農業(yè)產業(yè)以“果、畜、薯”為主，現有果園面積7.47萬hm2、全國綠色食品果業(yè)生產基地2.00萬hm2、萬畝農業(yè)規(guī)范蘋果基地和出口基地0.68萬hm2，現有大家畜17.5萬頭、小家畜24.0萬頭，洋芋種植面積2.00萬hm2，縣域產業(yè)結構較為合理?？h內交通便利，省、縣、鄉(xiāng)、村道路網絡暢通，高、低壓輸電線路網絡遍布各個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和村社，廣播電視通信網絡全覆蓋，社會經濟發(fā)展基礎條件較好。2016年，靜寧縣國民生產總值49.4億元，人均10 127.0元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入21789.7元，農民人均純收入6462.0元，經濟社會發(fā)展較快。

靜寧縣地處內陸季風性半干旱氣候帶，年均氣溫7.5℃，年均降水量467.2 mm，年均蒸發(fā)量1 411.1 mm，年均干旱指數為1.95，氣候條件較差；縣內年徑流總量1.049 9億m3，其中自產徑流量0.429 0億m3，入境徑流量0.620 9億m3，年用水量0.456 7億m3，水資源總量少、供需矛盾突出，嚴重制約著縣域經濟社會的發(fā)展，是當地政府和廣大干部群眾急切盼望解決的重大問題。

2 靜寧縣高效節(jié)水灌溉技術應用現狀

高效節(jié)水灌溉技術是相對于農田灌溉渠系襯砌配套節(jié)水而言的高效率、高效益節(jié)水技術，目前國內外主要有大田管灌、噴灌、滴灌和溫室微噴、微滴等技術類型。20世紀70年代末，靜寧縣為節(jié)水節(jié)能、解決水源供需矛盾，學習外地經驗，開始在境內推廣噴灌、滴灌、低壓管道灌溉，先后在平山、甜水岔建成固定式機械噴灌3處，噴灌面積22.47 hm2，在田溝建成固定式自壓噴灌3處，并配有移動式噴灌機6臺，噴灌面積33.33 hm2，這6處工程建成運行2 a后因管護、技術、噴灌機性能等問題而廢掉。20世紀80年代末，隨著果園產業(yè)的初步發(fā)展，靜寧縣開始試用滴灌及低壓軟管灌溉技術，先后在胡家原建成滴灌蘋果園33.33 hm2，在威戎鎮(zhèn)李溝村建成低壓軟管灌溉20.00 hm2，通過試灌，認為低壓軟管灌溉節(jié)水、節(jié)能效果明顯。2003年起，隨著果園面積的不斷擴大，低壓管灌技術得到一定的發(fā)展。2012年以來，靜寧縣果園面積達到近百萬畝，灌溉需水量迅猛增加，高效節(jié)水灌溉得到大力發(fā)展。截至2017年底，靜寧縣高效節(jié)水灌溉技術推廣面積達到0.46萬hm2，其中滴灌占30%，噴灌占10%，低壓管灌占60%，特別是山地梯田高效節(jié)水灌溉成效凸顯。

3 靜寧縣山地梯田高效節(jié)水灌溉新技術的應用發(fā)展

黃土高原丘陵區(qū)耕地除一小部分川谷地外，大部分是山坡地經過人工改造后的梯田，一般田面寬5～20 m、臺差2～8 m，中間開拓產業(yè)道路和生產道路，山地農田灌溉存在高差大、水頭變化大、難控制等困難，過去渠道灌溉發(fā)展面積很少，后來隨著新材料、新工藝、新技術的出現才逐步得以擴展。靜寧縣是典型的黃土高原丘陵區(qū)，近年來隨著管灌管道、滴灌管帶、噴灌噴頭等新材料的研發(fā)，也發(fā)展起了低壓管灌、滴灌、噴灌等山地高效節(jié)水灌溉，探索運用了一些新技術、新措施，推動山地梯田高效節(jié)水灌溉邁向規(guī)?；?、成熟化、持久化［1-2］。

3.1 大規(guī)模推廣運用山地自壓管道輸水灌溉新技術

山地自壓管道輸水灌溉就是將山下地表水源或淺層地下水源通過高揚程泵站提升到山頂蓄水池，然后通過輸水管道將蓄水池中的水輸送到田間地塊給水栓進行灌溉。近年來，靜寧縣在山地梯田高效節(jié)水灌溉建設中探索應用了多種山地自壓管道輸水灌溉新技術。

3.1.1 多種方式開發(fā)利用水源。采用高揚程潛水泵利用現有大口井或新打大口井淺層地下水，采用壩旁集水井、滲水管、浮船泵利用現有水庫水、塘壩水、淤地壩水，采用滲流壩結合蓄水池利用溝渠水，多水并用、共同灌溉。

3.1.2 選用多級變頻高揚程水泵。采用單泵揚程100～350 m高揚程變頻泵，減少泵站級數，使水泵電機耗電、耗能根據提水量大小變化，大幅節(jié)省電能和投資。

3.1.3 因地制宜布設管網。山地梯田田面窄而長，地形蜿蜒曲折、高差大，難以實行規(guī)范標準上的“豐”字形管網布設模式，靜寧縣在設計建設中根據項目區(qū)地形，探索實施了“樹枝”狀、半“豐”字形、單階地單管狀干支管網布設模式，形成了長畦短灌雙向和長畦短灌單向灌溉2種模式，每條支管每次單面開一個出水口輪灌，同時開兩三條支管，并將支管平行等高線沿梯田埂底埋設，又視地形狀況部分支管道逆坡埋設避免管道淤積和凍脹，灌溉停滯時將支管道存水排入干管，若地形坡度不宜逆坡埋設，將支管道余水從末端排水井排出，較好地適應了山地梯田灌溉需要。

3.1.4 采用整體式鋼塑減壓池和排水井。山地梯田階地間高差大、灌溉管道水頭亦大，要形成平穩(wěn)的田間灌溉水頭，就需要設置較好的減壓池、排水井，而傳統的鋼筋混凝土結構減壓池和磚混結構排水井占地多、工程量大、投資高，靜寧縣在設計建設中積極探索，大量使用了5～10 m3整體式鋼塑減壓池和直徑1.2 m、深1.5 m的整體式鋼塑排水井，大幅度減少了占地面積，降低了工程量和投資，有力推動了山地高效節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展。

3.1.5 應用新型帶罩給水栓。在對常用的規(guī)范標準上的消防給水栓設置鋼筋混凝土保護罩保持長久使用的過程中，與塑料制品廠家共同研討，應用了WSD-01型有機塑料帶罩給水栓，用以代替以往廣泛采用的傳統螺桿式閥板止水給水栓，實現了低壓管灌田間給水栓自動關閉、自動進氣排氣、自動計量、移動使用、多向給水、方便連接軟管和施工便捷等功能，解決了傳統給水栓難接管、常漏水、易破損等問題。

3.2 部分優(yōu)化配置山地自壓滴灌灌溉技術

滴灌是較管灌節(jié)水效能更高的高效節(jié)水灌溉技術，林果灌水定額可降低8～12 m3/667 m2，灌溉水利用率可提高至0.95以上。所以，近年來靜寧縣在高效節(jié)水灌溉建設中采取國投建主體、農戶建田間管網的機制，在部分山地梯田低壓管道灌溉系統的基礎上，動員專業(yè)農戶安裝田間滴灌軟管管帶，澆灌果園及經濟作物，進一步提高了灌溉效益。

3.3 局部配置山地調壓噴灌灌溉技術

推廣運用自動調壓噴灌灌溉技術，既充分利用了山地梯田管道輸水灌溉主體系統，又克服了管道灌溉軟管操作困難、滴灌供水滴頭密集的問題。靜寧縣在發(fā)展山地梯田高效節(jié)水灌溉系統中，針對局部山地梯田無公害蔬菜基地和苗圃作物密集、需水量較大的情況，探索實施了山地自動調壓噴灌灌溉技術，在山地梯田管道輸水灌溉系統的供水主管道上每隔10～15 m高差安裝一整體式鋼塑減壓池，自動調節(jié)各階層梯田水頭，然后安裝低壓小噴徑的固定噴灌頭噴灌，每個噴頭噴灑半徑5～8 m、控制面積0.017 hm2左右，保障山地梯田種植業(yè)優(yōu)質高產高效。

4 山地梯田優(yōu)質高效節(jié)水灌溉發(fā)展建議

黃土高原山丘區(qū)經過大規(guī)模梯田建設和產業(yè)結構調整后，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉能進一步提高旱作農業(yè)產出效益和灌溉水效率，因此，需廣大水利工作者進一步努力探索和推廣。

4.1 要堅持不懈籌資立項建設

要通過國投、省投、市配、縣籌和專業(yè)戶出資等方式，多層次多渠道籌資，多方協作配合建設。

4.2 要堅持“三水”共用配水源

要通過提取水庫水、塘壩水、淤地壩水、窖水和大口井深井水，攔截溝渠水、雨水，實現天雨水、地表水、地下水共用，廣開高效節(jié)水灌溉水源。

4.3 要堅持探索應用新技術、新工藝、新產品

特別是要注重滴灌管帶管道和噴灌噴頭、連接件等方面的新產品，推動高效節(jié)水灌溉技術更加成熟，應用更加廣泛。

4.4 要持續(xù)創(chuàng)新建管機制

實現立項建設前先建立好管護機制，推動實行建管結合、建后管護有責、運行高效的機制體制，推動山地梯田高效節(jié)水灌溉規(guī)模化、集約化、高效化發(fā)展。