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節水灌溉技術論文8篇

時間:2023-03-17 18:00:55

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節水灌溉技術論文

篇1

關鍵詞:節水;灌溉;技術;工程模式

現在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊,各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些,有些技術還有待進一步研究,有些技術優點更多些,適用范圍更廣些,而有些技術稍遜而已。

節水灌溉技術大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。

一、灌溉技術

節水灌水方法:灌水方法即田間配水方法,就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌,微灌和地下灌溉。

(一)地面灌溉地面灌溉是最傳統的灌水方法,一般說來它是作為比較是否節水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發展不斷完善,所以最近也有許多比傳統地面灌溉技術更節水的方法。

1灌水技術要素的優化灌水技術要素指溝、畦規格、入畦(溝)流量,改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節水的效果,一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸,就可以大大提高灌溉均勻度和灌水斂率.即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜,則因不同地形與土質而異,各地要通過試驗來確定。

2新的淘畦灌水工具傳統的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦,這樣既不準確又不方便,而且常因放水口滲漏造成水的田間損失.國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水,但這種方法造價較高,在我縣很少使用。我們也做了一些試驗,證明可提高田間水利用率5%~10%。

3尾水回收系統在土壤入滲速度較小時,每條溝的人流量大一些容易灌得均勻一些,但是往往使得水已流到溝尾時,溝首還沒有灌夠,這樣就不可避免地造成溝尾泄水,如將泄水排掉就會浪費灌溉用水.如果此時在溝尾安裝集水系統把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉,或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節水的措施。但我縣目前還很少采用。

4膜上灌(叉稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀,水就在膜上流動,到作物長出孔處才滲入土地,這樣灌水效率高,一般可節水25%~35%。增產15%~20%,又不要專門的設施。

(二)噴灌式灌溉噴灌技術是利用專門德設備將水加壓或是利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間,再經噴頭噴射道空中散成細小德水珠均勻的灑在農田上。適合灌溉所有的旱作物,糧食、蔬菜等。適用于氣候溫暖的平原和山丘。也適用噴灑農藥,但在北方很少使用。一是北方土地少,而是造價高。現在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統的形式很多,其優缺點也就有很大差別。

(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水由滴頭慢慢滴出,是一種精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不是灌土地。這種方法也多在南方和大面積土地上使用。此法可長時間使作物根區的水分處于最優狀態,因此既省水又增產,我國現有面積34萬公頃,但其最大缺點就是滴頭出流孔口小,流速低,因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理。

1固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(千、支管一般埋在地下),整個灌水季節都不移動,毛管用量大,造價與固定式噴灌相近,其優點是節省勞力,由于布置在地面,施工簡單而且便于發現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等),但是毛管直接受太陽曝曬.老化快,而且對其他農業操作有影響,還容易受到人為的破壞。

2半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間,而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50%~70%。這樣就增加了移動毛管的勞力,而且易于損壞。

3膜下灌在地膜裁培作物的田塊,將滴灌毛管布置在地膜下面,這樣可充分發揮滴灌的優點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難,而且還大大減少地面無效蒸發。

二、節水灌溉工程技術模式

為大規模發展節水灌溉技術,各地結合自身的特點均采用了不同的節水灌溉工程技術模式。為了使這些模式更加完善,下面介紹幾種有代表性的節水灌溉工程技術模式。

(一)、城郊設施農業節水高效工程技術模式

設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高產、高效。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。

郊區是發展設施農業節水高效工程技術最理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備).輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。

設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內。尤其在現階段,應在吸收國內外先進技術的基礎上,大力發展適合當地的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。

(二)、純井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式

目前,純井灌區大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的可持續發展。因此.在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”,二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉,對經濟作物可采用微灌。:

(三)、水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式

在各水庫周邊灌溉水源緊缺,農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。

篇2

1.1農民們積極推行

節水灌溉業的發展離不開農民們的支持和參與。因此,一定要讓農民們參與到節水灌溉農業中來,不僅如此,還要把意識貫穿到農業生產的全過程。首先,不僅要樹立節約用水的意識,還要大力促進農業所生產的增產,這是最根本的目標。其次,一定要全面促進高效節水的落實,具體來說,就是要控制用水量,關注灌溉技術在增產增收方面對農業的促進作用。針對以上兩點,要廣泛結合國內高效節水灌溉技術的應用成功的典型事例,從這些事例中學習成功的經驗和方法,分析與研究他們這些事例中的成功的經驗,根據實際轉化為具有當地特點的技術并落實。

1.2灌溉設備的支持

首先,發展節水灌溉需要節水灌溉設備的支持。任何節水灌溉技術的使用都需要先進設備的支持,我國的技術之所以沒有長足的發展,很重要的原因是國內的設備制造業專業化的生產程度都不高,具有滯后性。如果設備的質量不過關,就會直接導致農業的灌溉技術不能合理有效的利用,直接給農民帶來嚴重的經濟損失,甚至在某些情況下,還會嚴重損傷農民的灌溉的積極性。因此,必須使用優質的設備來保障灌溉技術的落實。其次,節水灌溉業的發展離不開國家的資金的支持。建議國家在對水利業進行投資的時候,著重向節水灌溉方向走。對資金的籌措要盡量多元化,把這些資金集中起來,集中地資金用來對各個地區的大型灌溉區進行綜合合理的整治。最后,結合農業的種植結構,進行全面的調整。對一些高效的節水灌溉工程進行投資建設,全面實現農業從傳統走向現代化進程。要做到經過合理整治之后的灌溉區不僅能夠實現農業的增產增收的,還能夠促進農業生產方式的進步與提高,全面的走一條農業產業化經營的道路。

2創新節水灌溉技術

2.1創新觀念發展高效現代農業

節水灌溉技術的落實,最大的收益者農民群眾。因此,農民群眾要積極的對土地資源進行大力整合,根據土壤結構來實現高效率節水。此外,還要對農民進行技能培訓,全面實現農村勞動力的轉移,提高農民產業經營的自主性,實現共同經營,共同收益。在這個過程匯中,還可以由政府組織實現合伙承包,農戶可以加入到合作社,由合作社組織大力發展高效節水農業。

2.2引導農業現代化發展

首先,要建立起高效節水示范區來引領農民們進行高效農業的發展。建立示范區以后,促進高效節水農業發展的先進技術和模式才能被廣泛應用,這一示范區域的產量和增產效益也會明顯的比其他地方的產量高;同時,也能帶動周邊農民大力發展生產的積極性。其次,適時的更新農民的生產觀念,解放農民思想,發揚農民生產的自主性。面對農業發展的新形勢,必須要從實際出發轉變農民們的思想,要求農民的思維開闊,敢于創新。

2.3把農民群眾作為主體

首先,堅持把農民當成是農業生產發展的主體,全面提高農民生產的積極性,充分發揮農民的創造力,引導他們合理籌集資金,使農民們真正的成為發展高效節水農業的真正的受益者。充分發揮農業是第一生產力的作用,堅持以人為本為原則,要全面落實以人為本的觀念,充分地體現出科技的發展離不開人類的思維的創新。其次,廣泛調動起農業科研人員的積極性,在科研人員的帶領下,農民們的勞動熱情也逐漸的高漲,全面促進農業的增產增收。讓農民們都參與到科技創新中來,使他們切實的享受到創新的成果,充分有效的發揮農民在農業生產中的積極性和熱情,走協調、可持續發展的道路。

3結語

篇3

關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議

節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。

1.節水灌溉技術含義及體系

節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。

節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。

2.節水灌溉新技術

目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。

3.節水灌溉技術發展趨勢

我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。

4.發展節水灌溉技術的政策建議

(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。

(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。

篇4

全國大型灌區續建配套與節水改造規劃工作已經圓滿完成,但從規劃審查中所接觸的一些問題看,大型灌區續建配套與節水改造的技術論證和決策,仍是一個有待進一步研究和總結的問題。不同地區、不同條件、不同類型的大型灌區應該因地制宜、科學地論證和選擇自己的技術方案和技術路線、本文僅就規劃審查中反映出的共性技術問題,談幾點對北方大型灌區節水改造的認識,供參考。

2.北方大型灌區節水改造任務艱巨

根據水利部1999年組織的大型灌區續建配套與節水改造規劃成果,規劃灌溉面積30萬畝以上的大型灌區共402處,現狀有效灌溉面積2.37億畝,占全國耕地面積的12.2%,規劃灌溉面積2.88億畝。其中位于北方地區的大型灌區有252處,占總數的62.7%,現狀有效灌溉面積1.55億畝,占全國現狀有效灌溉面積的65.4%,規劃灌溉面積1.82億畝,占大型灌區規劃灌溉面積的63.2%。由此可見,北方大型灌區在節水改造中占有非常重要的位置。

北方大型灌區和全國大型灌區同樣面臨工程不夠配套、建設標準偏低、老化失修、管理落后等一系列問題,還面臨灌溉水量不足的嚴峻問題。通過節水改造,不但要解決現狀缺水,而且在不增加灌溉用水總量的前提下,還要在灌區控制范圍內擴大灌溉面積。大型灌區節水改造建設周期長,綜合性強,投入巨大,技術方案和技術路線既要立足于生產上已經得到驗證的成套技術,同時應有必要的前瞻性,制定科學、合理的改造標準,積極、慎重地采用新技術、新材料、新工藝,以增加灌區改造的科技含量、提升灌區功能,保證工程質量,降低建設費用和運行成本,提高灌區經濟效益。

3.北方大型大型灌區節水改造共性技術問題

北方和南方大型灌區所處氣候條件有顯著差異,節水改造方向和技術路線也有明顯的差別,但就北方大型灌區而言,節水改造技術決策也存在一定的共性,可歸納為下述幾個主要方面:

3.1以水資源承載能力確定灌區發展規模

我國農業面臨的水資源嚴峻形勢不僅表現為水資源的人均占有量和畝均占有量低,而且更突出地表現為水土資源配置失衡。黃河、淮河、海河三大流域的土地面積占全國的13.4%,耕地占39%,人口占35%,GDP占32%,而水資源僅占7.7%,是水資源最為緊張的地區。我國西部大部分灌區墾殖率僅為50%左右,即灌區控制范圍有近一半的面積為各類荒地。充足的光熱資源和豐富的土地資源誘發起人們以擴大灌溉面積發展農業生產的愿望,但往往忽視了水資源承載能力的限制,造成上游開荒、下游棄耕,湖泊干涸,河道斷流,綠州萎縮,自然生態惡化的嚴重后果。因此大型灌區改造必須正確把握水資源的承載能力,確立以水資源承載能力決定灌區發展規模的技術原則。

水資源承載能力主要取決于水資源條件,一般而言,水資源豐富地區的水資源承載能力大,而水資源匱乏地區的水資源承載能力小。但是,水資源的承載能力又表現出明顯的可變性,廣義上講開源、節流都是為了提高水資源的承載能力,當然這種提高是有限制的。水資源開發程度超出安全限度意味著水資源的承載風險加大;超出技術、經濟合理性的節流,也必然帶來運行、管理上的風險。水資源承載能力還表現為相當大的彈性,例如超采淺層地下水的短期合理性與長期危害性是并存的。正確利用水資源承載能力的彈性可以大大提高水利工程的經濟合理性,超出限度則最終會影響農業生產。

在考慮水資源承載能力時,還必須考慮對生態環境的影響。水資源短缺的北方地區,在當前技術水平下,提高水資源對經濟發展的承載能力,不能不影響到生態環境用水,因此生態環境脆弱地區應首先保證必要的生態環境用水,其他地區也要同時從長遠上考慮生態環境的承受能力。

3.2根據作物要求分別確定灌溉標準

大型灌區通常采用單一灌溉設計保證率,例如有關規范規定的影響因素中,作物影響是以“作物組成”的形式出現的,并未明確同一灌區的不同作物可采用不同的灌溉設計保證率。這種狀況與我國農業傳統上強調糧食生產有關,也與規劃設計的粗放有關。大型灌區節水改造中如何正確選擇灌溉設計保證率是一個有爭議的問題,一方面北方水資源短缺,不可能選擇過高的灌溉標準,另一方面灌區節水改造的效果又應該體現在灌溉保證率的提高上。

我國大型灌區多建于50~70年代,灌溉設計保證率是根據當時的水文氣象、水土資源、作物組成、灌區規模等因素確定的。80年代以來全國氣候呈現北旱南澇的態勢,北方河流年徑流量明顯減少,不少灌區的灌溉實際保證率并未達到設計保證率。例如山西省有65%的灌溉面積每年只能灌水1~2次,且遠低于設計灌溉定額。因此,北方大型灌區節水改造的效果首先不是體現為提高灌溉設計保證率,而應該體現在恢復灌溉保證率上。

我國農業種植面臨重大結構調整,即由目前以糧為主的“糧、經”二元結構變為“糧、經、飼”均衡發展的三元結構,農業用水形態呈多樣化趨勢。優質、專用糧食作物和大多數經濟作物因產值高、適用水肥條件好等原因,要求較高的灌溉保證率,而耐旱牧草和一般糧食作物則不要求較高的灌溉保證率,因此同一灌區應該針對作物要求確定不同的灌溉設計保證率,這是適應農業種植結構調整,發展灌區經濟的必然選擇。

采用多種灌溉設計保證率給灌區規劃設計和運行管理帶來技術上的難度,解決的辦法應依水源條件不同而異。在單一水源條件下,可通過調整作物種植布局和實行作物區域種植、規模經營的方法解決,在多水源特別是開發利用地下水的條件下,應在供水保證率高的水源受益地區種植要求灌溉保證率高的作物。渠道也可以參照國外經驗,采用既適合大流量輸水,也適合較小流量輸水的形式。

3.3實現水資源的合理開發和聯合運用

我國大型灌區均以河流、湖泊、水庫等為主水源,但通常并未對區內全部水資源實行有效的統一管理。

降雨形成的土壤水是水資源的重要賦存形式,有效利用降水是提高農田水份生產效率,解決水資源短缺的重要技術方向。除西北部年降水量小于200mm的地區外,北方大部地區屬補充灌溉農業,對降水有較大的依賴性。據有關研究表明,北方地區土壤水的資源量占降水資源量的60%~70%,小麥生育期土壤水可達其全部耗水量的1/3,但多數地區土壤水并未得到充分利用。北方地區有為數不少的高揚程灌區,總揚程達200~300m,運行費用高,多年來一直由地方政府給予補助或享受優惠電價,但農民負擔仍然很重。有效利用降雨給高揚程灌區節水改造提示了新的出路。例如陜西省東雷灌區實行九級揚水,最高揚程331.7m,平均揚程214.7m,因運行費用高,有的二級泵站不能正常開機,灌溉效益也無法發揮。當地農民針對這種情況,開始在有效利用降水,種植果樹上做文章。但是降水集中在7、8、9三個月,春季少雨,為此農民打水窖,分散集蓄雨水,降水不足時則少量利用渠水補足蓄水,形成了“渠引窖蓄”的用水模式。這種用水模式大大減少了灌溉用水量,對該類灌區節水改造方向影響深遠。

地下水是北方灌區的重要水資源,我國在井渠結合方面取得了不少經驗,地下水開發利用對大型灌區的意義并不僅僅是增加可供水量,而且能控制耕地鹽漬化,為種植結構調整提供便利的水利條件。西北地區降水少,淺層地下水主要靠灌溉補給;淺層地下水往往礦化度較高,且在垂直方向和水平方面呈不均勻分布;灌區墾殖率低,灌區內各類荒地大量分布,潛水蒸發損失大,這些因素都給西北灌區的地下水開發利用帶來多方面的特殊性。實行井渠結合是大型灌區節水改造的重要內容,但處于不同自然條件的西北大型灌區,實行井渠結合的技術方案、工程布局、工程形式、管理方式等,仍有必要認真研究和總結。

3.4骨干渠道應是渠道防滲的重點

大型灌區渠系復雜,渠線長、渠道的工程地質條件和施工條件不同,輸水損失大,以渠道防滲作為節水改造主要措施是符合實際情況的。但是渠道防滲耗資巨大,而且還普遍存在凍漲破壞的威脅,如何正確選擇渠道防滲重點是大型灌區節水改造面臨的技術決策。骨干渠道與田間渠道比較有以下特點:①骨干渠道一般按續灌方式運行,行水時間長;田間渠道一般按輪灌方式運行,行水時間短。②各級渠道的合計設計流量,田間渠道一般為骨干渠道的幾倍至十幾倍,即一級田間渠道的合計斷面遠大于一級骨干渠道的合計斷面。③比較單條渠道長度,骨干渠道較田間渠道要大得多,但比較單位灌溉面積的渠道長度,結果正好相反。由此可以看出,骨干渠道輸水損失水量一般大于田間渠道輸水損失水量,骨干渠道防滲畝均費用一般小于田間渠道防滲畝均費用。因此,從投入的有效性考慮,大型灌區的渠道防滲應以骨干渠道為重點。

渠道的功能主要是輸水、配水,但同時還要求不沖、不淤,盡可能減少洇滲對周圍農田的影響,縮短行水時間,保證行水安全等等。從這些要求上看,骨干渠道防滲也應優先于田間渠道防滲。井渠結合灌區,渠道通常都有引水補源的作用,因此田間渠道除確有必要的渠段外,一般不易采取防滲措施。

3.5田間工程運行應與骨干工程運行相協調

大型灌區節水改造要求田間工程與骨干工程同步進行,以充分發揮改造效益。從技術上看,田間節水灌溉工程選型必須考慮田間用水過程和渠道供水過程的一致性。如前所述,大型灌區的田間渠道多以輪灌方式運行,盡管灌區灌水周期一般為15~20日,但某條田間渠道的行水時間不過1~2日。采用地面灌溉方式可以適應田間渠道的這種運行特點,但如采用噴灌、微灌,則供水過程往往難以滿足用水過程。可以通過修建田間調節池解決這個問題,但一是需增加投資,二是調節池的蒸發滲漏損失不容忽視,技術上、經濟上應進行論證。

北方大型灌區的田間工程,技術上應以改進地面灌溉為主要方向,有地形條件的應積極發展低壓管道輸水灌溉。農業種植結構調整要求采用噴灌、微灌等灌溉方式時,盡可能實行井渠結合,以地下水作為水源。

3.6適度發展噴灌、微灌,支持種植結構調整。

我國農業面臨農業資源特別是水資源不足的制約,同時還面臨比較效益低和加入WTO的挑戰,農業結構特別是種植結構的調整勢在必行。大型灌區具有較好的水利條件,而且不少都位于大中城市周圍的經濟圈、經濟帶內,進行種植結構調整既是大型灌區面臨的挑戰,也是大型灌區發展的機遇,因此大型灌區節水改造應高度重視提高農業經濟效益和有利于發展農村經濟。噴灌、微灌是先進的灌溉方式,對經濟作物有廣泛的適用性,應適度發展。其技術上的考慮是:不應照搬國外通過修建田間調節池協調田間用水過程和渠道供水過程的作法,而應提倡合理開發利用地下水,實行井渠結合運行模式。

3.7農藝措施是充分發揮節水改造效益的關鍵

提高降水利用率和生產效率的農藝措施主要是:以平整土地為中心的坡地整治措施,以秸稈和地膜覆蓋為重點的覆蓋保墑措施,以少耕、免耕為主的耕作保墑措施,以平衡施肥和施用抗旱劑為重點的化學調控措施,以選用抗旱品種為重點的生物節水措施,以優化農業資源配置為主的產業化發展措施等等。大型灌區節水改造的目的是為了提高水利用率和水分生產效率,應在技術方案和技術路線中明確農藝措施的重要作用,也應對農藝措施的篩選和配套提出指導性要求。

北方大型灌區多數面臨水資源短缺的困擾,提倡非充分灌溉的呼聲很高。但是應該看到,農業技術進步已經迫使人們對充分灌溉重新認識。例如棵間蒸發被認為是作物需水量的一部分,傳統上對其合理性并未有過什么苛求,僅僅要求進行較好的耕作和管理。但據河北省的試驗資料,桔稈覆蓋麥田可減少35%~66%的土壤水分消耗,其中大部分為棵間蒸發減少量。顯然這種覆蓋措施并不會造成作物水分的虧缺,也不會對作物生長環境造成顯著影響。因此在決定采用非充分灌溉之前,首先應該研究農藝措施對作物需水量的影響,使充分灌溉和非充分灌溉都建立在當代科學的基礎上。

3.8以信息化推動灌區生產服務的社會化

信息技術在大型灌區的傳統應用是水管理自動化和辦公自動化,顯而易見這種信息技術應用僅局限于灌區管理機構內部,并非服務于灌區社會。

基于對信息化認識的不斷深化,有些灌區已經在探索服務于灌區社會的信息化道路。例如山西省夾馬口灌區利用信息技術把農戶用水情況完全向社會公布,使農民理解節約用水和自身利益是息息相關的,收到很好的節水效益和經濟效益,也為大型灌區信息化提示了新的思路。

4.北方大型灌區節水改造的幾項關鍵技術

北方大型灌區的具體條件不盡相同,面臨的問題有其特殊性,對節水改造技術需求有顯著差異,但其中也有一些比較具有共性的需求:

4.1灌區水循環的模擬和評價技術

灌區引水量的減少以及渠道防滲等節水措施的廣泛采用將影響灌區水循環,特別是地下水的補給和消耗將發生顯著變化,并進一步影響到土壤鹽分運動以及自然植被、人工植被的生態耗水。如何依據節水改造實施前后條件的變化比較準確地推演未來的狀況和變化趨勢,是對這項技術的基本要求。

4.2渠道防凍漲技術

造成北方防滲渠道破壞的主要原因是凍漲,這種狀況與北方灌區普遍進行冬灌、秋澆等有直接關系。冬灌、秋澆一般定額較大,抬高了地下水位,特別是骨干渠道沿線的地下水位有時甚至高于渠底,致使凍漲量過大。國內外渠道防凍漲研究成果和成功經驗不少,技術上似乎沒有大的障礙,問題在于防凍漲措施的有效性往往和建設費用、運行費用成正比,對于發展中國家尚難以承受。北方灌區渠道防凍漲問題不宜單純依靠防凍漲措施解決,應提倡針對渠段實際情況采用綜合措施解決。例如,骨干渠道兩側地下水補給條件好,水質也較好,可以沿渠布設機井(或埋設水平排水管),將地下水提入渠中,一方面增加了可供水量,另一方面也可有效降低骨干渠道兩側的地下水位,減輕凍漲威脅,比單純排水的經濟性好。

4.3管道輸水技術

管道輸水、配水系統在井灌區已有較廣泛應用,但在大型灌區除水泵進出水管道外,尚未得到真正應用。從節水改造初步規劃來看,少數具有地形條件的灌區已經注意到這項技術的應用前景。北方灌區中有為數不少的高揚程灌區,運行費用很高,減少輸水損失不僅節約用水,而且減少能耗,經濟上、技術上都是可行的,應著手該項技術的開發和應用。如何根據灌區的基本條件合理規劃設計配套完善的管道輸配水系統,開發低成本大口徑管材,解決管道輸水管理上的困難等等是對管道輸水技術的主要需求。

4.4大規模、高精度平整土地技術

高精度平整土地是提高大型灌區田間水利用率的基礎性工作,以往用人工和推土機進行這項工作,精度不高,耕地大平小不平,致使灌水仍不夠均勻,灌水定額過大。目前提高田間水利用率的有效措施是劃小畦塊,縮短溝長,但不利于農機作業。國外降低農業生產成本,提高競爭能力的方向是擴大地塊,并同時采用激光平地,保證灌溉效率。激光平地在我國尚處于試驗階段,應該在大型灌區節水改造中推廣該項技術,這符合農業現代化的長遠要求。激光平地除機械、電子設備外,還應包括測量技術、規劃技術、施工技術等等。

4.5非充分灌溉技術

非充分灌溉是北方相當一部分缺水灌區的必然選擇,但如前所述,由于農藝節水技術的進步和廣泛應用,充分灌溉和非充分灌溉界限已發生明顯變化。故這里所講的非充分灌溉,應該是在較好農藝節水措施條件下進行的灌溉。對于大型灌區,普遍采用非充分灌溉的關鍵在于需要對灌溉系統功能重新定位,對灌區運行調度也提出嚴格要求,否則如果按照目前的工程條件和調度能力,作物水分的“短期虧缺”很可能成為“永久虧缺”。

4.6耕地鹽漬化的控制技術

西北地區的大型灌區因降水稀少,蒸發強烈,以及排水工程不配套等原因,開灌后都不同程度存在鹽漬化問題,因此必要的排水配套措施應該是這次灌區節水改造的重要內容之一。引黃灌溉曾在60年代初期發生過鹽漬化的問題,部分灌區一度被迫停灌,此后在鹽漬化綜合治理方面積累了不少經驗,但是這些經驗在多大程度上適合于西北的干旱、半干旱條件尚缺乏分析和驗證。

4.7灌區分析評價技術

灌區分析評價包括二方面的目的:一是對現狀灌排設施進行調查,總結經驗,找準問題;二是根據水資源條件、農業種植結構等變化趨勢,提出灌區節水改造的目標、標準、技術方案、技術路線、經濟技術指標、管理體制等等。灌區分析評價是灌區節水改造規劃工作的基礎,也是一項重要的前期性研究工作,但目前這項工作非常薄弱,仍停留在常規現場調查的水平上。

4.8信息技術

大型灌區節水改造對信息技術的需求是明顯的,但對信息技術的定位又很不明確。信息技術不同于傳統的自動化技術,它除采集數據和執行指令外,更強調信息的共享性。因此用于大型灌節水改造的信息技術將涉及信息網絡、信息平臺、信息倉庫、信息決策、信息服務等廣泛的領域,信息技術只有更直接地為農業生產和農村經濟服務,才能發揮提升傳統灌排工程系統的作用。

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一、低壓管道輸水灌溉:又稱管道輸水灌溉,是通過機泵(或利用天然水頭)和管道系統直接將低壓水引入田間進行灌溉的方法。這種利用管道代替渠道進行輸水灌溉的技術,避免了輸水過程中水的蒸發和滲漏損失,節省了渠道占地,能克服地形變化的不利影響,省工省力,一般可節水30%,增產20%,省地5%,且投資不大,普遍適用于我國北方井灌區。

二、噴灌:俗稱人工降雨,是利用專門設備將水噴射到空中分散成細小的水滴,形成類似下雨效果的一種灌溉方法。噴灌受地形條件的限制小,在砂土或地形坡度達到5%等地面灌溉有困難的地方都可以采用,一般能增產15%,節水40%,提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7%。但噴灌受風力影響大,且容易產生蒸發損失,不適宜空氣特別干旱、風力較大的地區。由于噴灌設備投資較高,目前多用在水資源缺乏的經濟較發達地區。

三、微灌:是利用專用設備將有壓水輸送分配到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌溉技術。微灌是目前節水、增產、優質效果最好的一種節水灌溉技術,但由于其投資較高,目前僅限于經濟作物中使用。微灌通常分為滴灌、微噴灌、小管出流灌和滲灌四種形式。

1.滴灌:是利用滴頭(滴灌帶)將壓力水以水滴狀或連續細流狀濕潤土壤進行灌溉的方法。常見滴頭有孔口滴頭、發絲管滴頭、內鑲式滴灌管、雙上孔滴灌帶、迷宮式滴灌帶等。滴灌主要用在果園、花卉、保護地栽培中。

2.微噴灌:是利用微噴頭將壓力水以噴灑狀濕潤土壤進行灌溉的方法。常見微噴頭有固定式微噴頭、旋轉式微噴頭、多孔式微噴帶、脈沖式微噴頭等。微噴灌主要用在果樹、花卉、園林、草地、保護地栽培中。

3.小管出流灌溉:是利用直徑ф4毫米的塑料管作為灌水器,以細流狀濕潤土壤進行灌溉的方法。這種方式投資較低,主要用于果樹的節水灌溉。

4.滲灌:是利用一種特制的滲灌毛管埋入地表以下30-40厘米,壓力水通過滲水毛管管壁的毛細孔以滲流形式濕潤周圍土壤的灌溉方法。

四、改進溝畦灌溉:對傳統的溝灌和畦面灌溉適當改進,能節水10%-20%,增產10%-15%。基本原則是平整土地,加大灌水流量,將長溝、大畦改為較短溝、小畦,并采用合適的流量和引水時間進行灌溉。適宜溝灌的地面坡度為0.003-0.008,灌水溝長度不大于100米,寬度0.3米-0.8米,入溝流量控制在0.5升-3升/秒。畦灌要求地面平整,適宜的地面坡度為0.001-0.003,自流灌區取畦長50米-75米、井灌區25米-40米,畦的寬度不大于3米,并與農機具作業要求相適宜,入畦單寬流量(每米畦寬的流量)3升-6升/秒·米。

五、膜上灌:又稱膜孔灌,是在地膜栽培的基礎上,利用膜上行水,通過放苗孔和專用灌水孔向作物供水的灌溉方法,可節水25%-35%,增產15%-20%。采用該技術需要平整土地,田塊長度不超過75米,寬度不大于3米,覆膜后在膜兩側筑起畦梗,并把地膜兩邊翹起埋入畦便中,將水完全約束在膜上流動,完全通過膜孔灌水。單定流量控制在0.3升-0.6升/秒·米,每次畝灌水量10方-40方。

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【關鍵詞】小河西水庫灌區;節水改造;技術

1.前言

小河西水庫灌區水毀恢復工程與節水改造規劃工作已經完成,并且已經開始建設。小河西水庫灌區興建于1958年,以小河西水庫為灌溉地表水源,小河西水庫灌區位于通遼市扎魯特旗中西部,距旗政府所在地魯北鎮25km,地理坐標是東經120°36′-120°43′,北緯44°23′-44°37′,灌區全長74km(其中:香山灌域54km,工農灌域20km),平均寬2km,總面積148km2(合22.2萬畝),所轄服務范圍香山鎮六個村,魯北鎮四個村及香山農場兩個村,灌區總耕地面積11萬畝,播種面積8.4萬畝。灌區原設計灌溉面積5.0萬畝,歷史最高年度灌溉3.2萬畝,最少年份1.1萬畝,多年平均灌溉1.6萬畝。

2.小河西水庫灌區節水改造任務艱巨

根據通遼市水利勘察設計院完成的小河西水庫水毀恢復工程設計報告,規劃灌溉面積2.3萬畝,其中工農灌域2.0萬畝,全部為旱田;香山灌域0.3萬畝,全部為水田。水田灌溉保證率為75%,旱田灌溉保證率為50%。年可供水量為1160萬立方米。小河西灌區興建于1958年,以小河西水庫為灌溉地表水源,該灌區經過40余年的運行,渠系建筑物出現了嚴重的破損現象。1998年8月8日的特大洪水使小河西水庫的主壩決口,水庫溢洪道、工農涵洞及香山涵洞被沖毀,水毀以后,水庫原有的灌溉能力全部喪失,99年至2003年春旱,灌區人民群眾用柴油機水泵從河道抽水解決春種灌溉用水問題。

小河西水庫除險加固工程的實施,相繼重建了水庫香山涵洞及工農涵洞,恢復水庫向灌區輸水灌溉的功能。小河西灌區工農干渠下游的主要渠系建筑物建設年代久遠,多為砌石及草木結構,經多年運行,都相繼出現了不同程度的破損現象,并且在98洪水中也遭到了不同程度的破壞,均損毀廢棄,因此,小河西水庫除險加固的成功實施后,為了能盡快發揮其原有的灌溉效益,解決下游灌區人民群眾農田無法灌溉的難題,急需對小河西灌區水毀建筑物進行恢復重建。由于水源有限,為了擴大灌溉面積,必須對灌區進行節水改造。

小河西灌區面臨干渠工程不夠配套、建設標準偏低、老化失修、管理落后等一系列問題,還面臨灌溉水量不足的嚴峻問題。通過節水改造,不但要解決現狀缺水,而且在不增加灌溉用水總量的前提下,還要在灌區控制范圍內擴大灌溉面積。灌區節水改造建設周期長,綜合性強,投入巨大,技術方案和技術路線既要立足于生產上已經得到驗證的成套技術,同時應有必要的前瞻性,制定科學、合理的改造標準,積極、慎重地采用新技術、新材料、新工藝,以增加灌區改造的科技含量、提升灌區功能,保證工程質量,降低建設費用和運行成本,提高灌區經濟效益。

3.小河西灌區節水改造的技術問題

根據小河西灌區所處氣候條件有顯著差異,節水改造技術決策可歸納為下述幾個主要方面:

3.1以可供水資源總量確定灌區規模

我國農業面臨的水資源嚴峻形勢不僅表現為水資源的人均占有量和畝均占有量低,而且更突出地表現為水土資源配置失衡。小河西水庫灌區墾殖率僅為50%左右,即灌區控制范圍有近一半的面積為各類荒地。充足的光熱資源和豐富的土地資源引起人們以擴大灌溉面積發展農牧業生產的愿望,但往往忽視了水資源承載能力的限制,造成上游開荒、下游棄耕,湖泊干涸,河道斷流,綠州萎縮,自然生態惡化的嚴重后果。因此灌區改造必須正確把握水資源的承載能力,確立以水資源承載能力決定灌區發展規模的技術原則。

水資源承載能力主要取決于水資源條件,一般而言,水資源豐富地區的水資源承載能力大,而水資源匱乏地區的水資源承載能力小。但是,水資源的承載能力又表現出明顯的可變性,廣義上講開源、節流都是為了提高水資源的承載能力,當然這種提高是有限制的。水資源開發程度超出安全限度意味著水資源的承載風險加大;超出技術、經濟合理性的節流,也必然帶來運行、管理上的風險。水資源承載能力還表現為相當大的彈性,例如超采淺層地下水的短期合理性與長期危害性是并存的。正確利用水資源承載能力的彈性可以大大提高水利工程的經濟合理性,超出限度則最終會影響農業生產。

在考慮水資源承載能力時,還必須考慮對生態環境的影響。水資源短缺的北方地區,在當前技術水平下,提高水資源對經濟發展的承載能力,不能不影響到生態環境用水,因此本地區應首先保證必要的生態環境用水,也要同時從長遠上考慮生態環境的承受能力。

3.2 確定不同的灌溉標準

灌區通常采用單一灌溉設計保證率,例如有關規范規定的影響因素中,作物影響是以“作物組成”的形式出現的,并未明確同一灌區的不同作物可采用不同的灌溉設計保證率。這種狀況與我國農業傳統上強調糧食生產有關,也與規劃設計的粗放有關。灌區節水改造中如何正確選擇灌溉設計保證率是一個有爭議的問題,一方面該區域水資源短缺,不可能選擇過高的灌溉標準,另一方面灌區節水改造的效果又應該體現在灌溉保證率的提高上。

小河西灌區建于50~70年代,灌溉設計保證率是根據當時的水文氣象、水土資源、作物組成、灌區規模等因素確定的。80年代以來氣候呈現逐年干旱的態勢,河流年徑流量明顯減少,灌區的灌溉實際保證率并未達到設計保證率。例如工農灌域有65%的灌溉面積每年只能灌水1次,且遠低于設計灌溉定額。因此,灌區節水改造的效果首先不是體現為提高灌溉設計保證率,而應該體現在恢復灌溉保證率上。

現在農業種植面臨重大結構調整,即由目前以糧為主的“糧、經”二元結構變為“糧、經、飼”均衡發展的三元結構,農業用水形態呈多樣化趨勢。優質、專用糧食作物和大多數經濟作物因產值高、適用水肥條件好等原因,要求較高的灌溉保證率,而耐旱牧草和一般糧食作物則不要求較高的灌溉保證率,因此同一灌區應該針對作物要求確定不同的灌溉設計保證率,這是適應農業種植結構調整,發展灌區經濟的必然選擇。

采用多種灌溉設計保證率給灌區規劃設計和運行管理帶來技術上的難度,解決的辦法應依水源條件不同而異。在單一水源條件下,可通過調整作物種植布局和實行作物區域種植、規模經營的方法解決,在多水源特別是開發利用地下水的條件下,應在供水保證率高的水源受益地區種植要求灌溉保證率高的作物。渠道也可以采用既適合大流量輸水,也適合較小流量輸水的形式。

3.3 合理開發和運用水資源,建設井渠結合灌區

灌區以小河西水庫為主水源,但并未對區內全部水資源實行有效的統一管理。降雨形成的土壤水是水資源的重要賦存形式,有效利用降水是提高農田水份生產效率,解決水資源短缺的重要技術方向。本地區多年平均降水量為399.5mm,降水年內分配不均,主要分布在6~9月份,站全年降水量的80%。屬補充灌溉農業,對降水有較大的依賴性。據有關研究表明,本地區土壤水的資源量占降水資源量的60%~70%,玉米生育期土壤水可達其全部耗水量的1/3,但土壤水并未得到充分利用。開始在有效利用降水上做文章。但是降水集中在7、8、9三個月,春季少雨,為此在有條件的地區建設蓄水工程,集蓄雨水,降水不足時則少量利用渠水補足蓄水,形成了“渠引庫蓄”的用水模式。這種用水模式大大減少了灌溉用水量,對該類灌區節水改造方向影響深遠。

地下水是該灌區的重要水資源,在井渠結合方面取得了不少經驗,特別是水庫沖毀之后,農民自發地打了部分機電井,為利用地下水打下了基礎,地下水開發利用對灌區的意義并不僅僅是增加可供水量,而且能控制耕地鹽漬化,為種植結構調整提供便利的水利條件。西因為該地區降水少,淺層地下水主要靠灌溉補給;淺層地下水往往礦化度較高,且在垂直方向和水平方向呈不均勻分布;灌區墾殖率低,灌區內各類荒地大量分布,潛水蒸發損失大,這些因素都給小河西灌區的地下水開發利用帶來多方面的特殊性。實行井渠結合是小河西灌區節水改造的重要內容。

3.4以干渠防滲為重點

小河西水庫灌區渠系復雜,渠線較長、渠道的工程地質條件為部分強風化巖層和含礫砂壤土層,輸水損失大,以渠道防滲作為節水改造主要措施是符合實際情況的。但是渠道防滲耗資巨大,而且還存在凍漲破壞的威脅,如何正確選擇渠道防滲措施是灌區節水改造面臨的技術決策。干渠與田間渠道比較有以下特點:①干渠一般按續灌方式運行,行水時間長;田間渠道一般按輪灌方式運行,行水時間短。②各級渠道的合計設計流量,田間渠道一般為骨干渠道的幾倍至十幾倍,即一級田間渠道的合計斷面遠大于一級干渠的合計斷面。③比較單條渠道長度,干渠較田間渠道要大得多,但比較單位灌溉面積的渠道長度,結果正好相反。由此可以看出,干渠輸水損失水量一般大于田間渠道輸水損失水量,干渠防滲畝均費用一般小于田間渠道防滲畝均費用。因此,從投入的有效性考慮,灌區的渠道防滲應以干渠為重點。

渠道的功能主要是輸水、配水,同時還要求不沖、不淤,盡可能減少洇滲對周圍農田的影響,縮短行水時間,保證行水安全等。從這些要求上看,干渠防滲也應優先于田間渠道防滲。井渠結合灌區,渠道通常都有引水補源的作用,因此田間渠道除確有必要的渠段外,一般不宜采取防滲措施。根據以上的特點,小河西灌區干渠采取鋼筋混凝土防滲是比較經濟合理的。

3.5 農藝措施是充分發揮節水改造效益的關鍵

提高降水利用率和生產效率的農藝措施主要是:①以平整土地為中心的坡地整治措施,②以秸稈和地膜覆蓋為重點的覆蓋保墑措施,③以少耕、免耕為主的耕作保墑措施,④以平衡施肥和施用抗旱劑為重點的化學調控措施,⑤以選用抗旱品種為重點的生物節水措施,⑥以優化農業資源配置為主的產業化發展措施等等。灌區節水改造的目的是為了提高水利用率和水分生產效率,應在技術方案和技術路線中明確農藝措施的重要作用,也應對農藝措施的篩選和配套提出指導性要求。

4.小河西水庫灌區節水改造的幾項關鍵技術和措施

根據小河西灌區的具體條件,面臨的問題有其特殊性,對節水改造技術有如下幾點需求:

4.1 灌區水循環的模擬和評價技術

灌區引水量的減少以及渠道防滲等節水措施的廣泛采用將影響灌區水循環,特別是地下水的補給和消耗將發生顯著變化,并進一步影響到土壤鹽分運動以及自然植被、人工植被的生態耗水。如何依據節水改造實施前后條件的變化比較準確地推演未來的狀況和變化趨勢,是對這項技術的基本要求。

4.2 渠道防凍漲措施

由于冬季氣候寒冷,防滲渠道破壞的主要原因是凍漲問題,特別是干渠沿線的地下水位有時甚至高于渠底,致使凍漲量過大。國內外渠道防凍漲研究成果和成功經驗不少,技術上沒有大的障礙,問題在于防凍漲措施的有效性往往和建設費用、運行費用成正比,對于我們這樣經濟落后地區尚難以承受。灌區渠道防凍漲問題不宜單純依靠防凍漲措施解決,應提倡針對渠段實際情況采用綜合措施解決。例如,干渠兩側地下水補給條件好,水質也較好,可以沿渠布設機井(或埋設水平排水管),將地下水提入渠中,一方面增加了可供水量,另一方面也可有效降低骨干渠道兩側的地下水位,減輕凍漲威脅,比單純排水的經濟性好。

4.3 高標準平整土地技術

高標準平整土地是提高灌區田間水利用率的基礎性工作,現在主要用人工和推土機結合進行土地平整,但是精度不高,耕地大平小不平,致使灌水仍不夠均勻,灌水定額過大。目前提高田間水利用率的有效措施是劃小畦塊,縮短溝長,但不利于農機作業。國外采用激光平地,保證灌溉效率。但是由于技術和經濟原因近期我們還不可能采用激光技術平整土地,可以在繼續采用人工和推土機的同時,瞄準先進的激光技術,一旦實際成熟則立刻采用。也可以向有關科研部門提供實驗基地,與科研部門進行合作,實驗成功馬上申請大面積推廣。

4.4 非充分灌溉技術

非充分灌溉缺水灌區節水技術改造的必然選擇,但如前所述,由于農藝節水技術的進步和廣泛應用,充分灌溉和非充分灌溉界限已發生明顯變化。故這里所講的非充分灌溉,應該是在較好農藝節水措施條件下進行的灌溉。普遍采用非充分灌溉的關鍵在于需要對灌溉系統功能重新定位,對灌區運行調度也提出嚴格要求,否則如果按照目前的工程條件和調度能力,作物水分的“短期虧缺”很可能成為“永久虧缺”。給農民帶來無法挽回的經濟損失 。

4.5 灌排結合,控制耕地鹽漬化

小河西灌區因降水稀少,蒸發強烈,以及排水工程不配套等原因,開灌后不同程度存在鹽漬化問題,因此必要的排水配套措施應該是這次灌區節水改造的重要內容之一。在干旱、半干旱地區,要解決巖漬化問題,目前最好的辦法就是灌排結合,井渠結合,放棄原有的重灌輕排思想,在加強灌溉管理的同時,也要加強排水措施。從田間排水開始,合理布設排水溝渠,使排水通暢。還要注意觀察,隨時發現和解決排水中的問題,嚴格控制耕地的巖漬化問題。

4.6 灌區分析評價技術

灌區分析評價包括二方面的目的:一是對現狀灌排設施進行調查,總結經驗,找準問題;二是根據水資源條件、農業種植結構等變化趨勢,提出灌區節水改造的目標、標準、技術方案、技術路線、經濟技術指標、管理體制等等。灌區分析評價是灌區節水改造規劃工作的基礎,也是一項重要的前期性研究工作,但目前這項工作非常薄弱,仍停留在常規現場調查的水平上。

5. 結束語

小河西水庫灌區在當地農業和農村經濟發展中,起著不可替代的重要作用,但也面臨著嚴峻的水資源短缺、工程設施老化和實現農業現代化等多方面的挑戰,進行以節水為中心的重建配套和節水改造勢在必行。當地政府和群眾已經認識到了水資源短缺對經濟和社會生活的影響,意識到了節水的重要性和緊迫性,我們進行節水改造時應該認識到經濟和技術方面的困難,但同時也要看到干部群眾對節水改造的積極性和能動性,從而增強戰勝困難的信心和決心。

參考文獻:

[1]扎魯特旗小河西水庫除險加固工程初設報告.

[2]扎魯特旗小河西水庫灌區水毀恢復工程規劃報告.

篇7

    論文摘要:地面灌溉是古老的田間施水技術,但它目前仍是世界上特別是發展中國家廣泛采用的一種灌水方法,約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統的地面灌溉技術。  

鑒于我國水資源與能源短缺,經濟實力不足,廣大農村地區的技術管理水平較低的現實,大面積推廣噴、微灌等先進灌水技術還受到很大的限制,因此在今后相當長的一段時間內,我國還仍須加大田間工程的建設力度,大力研究和推廣節水型地面灌水技術。  

一、我國節水灌溉現狀  

 近幾年來,我國高度重視和加強水利設施建設,以節水挖潛改造為中心,切實加強農田水利基礎設施建設。實施了小型農田水利工程、灌區節水改造與續建配套、節水增效示范、末級渠系改造、水權轉換等工程項目,有效提高了水資源調控能力和利用效率。在設施農業和特色農業種植區,推行了低壓管灌、滴灌、噴灌等現代化節水灌溉技術,推動了現代節水農業的發展。拿四平遼河灌區為例,截止目前,全區共發展工程節水灌溉面積10萬畝,總投資2千萬元。其中渠道防滲面積1.1萬畝,低壓管道灌溉面積3萬畝,噴微灌面積4萬畝。發展地面軟管灌溉、小畦灌溉等非工程節水灌溉措施面積1萬畝。年可節水4000萬立方米,增產1000萬公斤,節水灌溉技術的推廣應用,提高了水的利用率和產出效益,緩解了水資源供需矛盾,促進了農業種植結構調整、農工收入的增加和區域水資源平衡,改善了生態環境,拉動了節水灌溉設備產業的發展  

二、節水灌溉技術及發展趨勢  

  

 目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:一是與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。 就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。二是應用3s技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(gps)和地理信息系統(gis),遙感技術(rs)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。這是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。 三是智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。  

我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:一是噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。二是地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。三是地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。四是農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。  

三、發展節水灌溉技術的政策建議  

  

一是提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成好的節水灌溉技術發展環境。  

二是節水灌溉技術發展要符合農村實際。一是因地制宜,繼續普及與推廣噴、微灌技術。在節水灌溉模式中,噴、微灌應用越來越多,目前國內外噴、微灌技術正朝著低壓、節能、多目標利用、產品標準化、系列化及運行管理 自動化方向發展。二是灌溉渠系管道化。我國已基本普及了井灌區低壓管道輸水技術 ,今后的發展方向是大型渠灌區渠系管道化,并加快相應大口徑塑料管材的開發生產。  

三是現代精細地面灌溉技術。由于我國地面灌溉量大、面廣,需要采用推廣應用激光控制平地技術、水平畦田灌溉技術、田問閘管灌溉系統以及土壤墑情自動監測技術等一切改進地面灌溉措施,逐步實現 田間灌溉水的有效控制和適時適量的精細灌溉 。  

四是研究和推廣非充分灌溉技術。非充分灌溉理論將與生物技術、信息技術及“四水”轉化理論等高新節水技術和理論相結合,創建新的灌溉理論及技術體系。五是“3s”技術在農業節水中的應用。如果能在農業節水中推廣應用“3s”技術產生的節水效能將是革命性的。 此外,國外還 出現 了地面浸潤灌溉、坡地灌水管灌溉、土壤網灌溉、繩索控制灌溉等新的節水灌溉技術,都對我國的節水灌溉有積極的參考借鑒意義。 對于沙漠地區和缺乏淡水的沿海地區,利用空氣中的水分進行灌溉是一種可取的方法,但如何降低成本,提高效率和實用性是今后應著重解決的問題。總而言之,節水灌溉工程推廣,任重而道遠。我們有理由相信,通過節水灌溉的逐步推廣使用,實現水資源的科學開發,實現水資源的可持續利用,指日可待。  

參考文獻:  

篇8

論文關鍵詞:節水灌溉,管理體制,措施

1引言

榆林地處干旱半干旱,多年平均降水量398mm,多年平均水資源量32.01億m,人均水資源量910m,屬水資源短缺地區,水資源不能滿足建設適合人類生存和發展的良好生態環境用水的需求。灌溉用水是用水大戶,其用水量占全市總用水量的70%以上。發展節水灌溉是解決榆林水資源供需矛盾的重要途徑,榆林市在這方面已取得了可喜的成就,但隨著用水、生活用水和生態用水的增加以及農業持續發展對灌溉要求的提高,相應地對農業節水灌溉也提出了更高的要求。另外,隨著管理體制改革的進一步深化,發展農業節水灌溉面臨著新形勢。

2節水灌溉取得的成就

2.1節水灌溉面積

榆林市近年來節水灌溉發展速度較快,十一五期間,全市新增節水灌溉面積17萬畝,至2007年底,全市各種形式的節水灌溉面積已發展62.81萬畝,其中:噴灌面積1.37萬畝,微灌面積0.44萬畝,低壓管道輸水灌溉面積7.25萬畝,防滲渠道控制灌溉面積25.3萬畝,其他工程節水灌溉面積24.84萬畝。近幾年來圍繞大中型灌區節水改造項目、農業綜合開發水利骨干項目等,建成了30多個不同規模的以節水灌溉技術為支撐的農業示范園,這些示范園初步形成了從輸水到灌水、從工程到管理、從微觀到宏觀的立體化、多樣化、系統化農業節水格局。

2.2節水灌溉技術

已由過去的單項節水技術研究發展到綜合節水技術體系研究,把工程節水技術、管理節水技術、農藝節水措施作為農業節水體系的組成部分開展了綜合試驗研究。根據全市各地經濟條件的不同,提出了黃土丘陵區、井灌區、等不同類型的節水模式。涌現出米脂孟岔、靖邊東坑等一批節水高效產業典型。

2.3節水灌溉設備

建成了節水設備開發中試基地,研制或引進了管灌、噴灌的系列配套管件,溫室大棚微灌成套設備,低壓噴水管噴灌成套設備,新型混凝土構件成型機等。同時積極引進和消化吸收高新技術,引進推廣使用了美國雨鳥、英特耐克、以色列艾森貝克、法國、澳大利亞、奧地利以及北京綠源等國內外知名公司或廠家的幾十種節水灌溉設備,建成了一批具有國內領先水平的高標準節水示范工程。

3面臨的形勢與存在問題

3.1面臨的形勢

榆林市水資源嚴重不足,工農業生產、生活和生態“三生”爭水現象較為突出。工業用水和生活用水在全市總用水量中所占比例雖然不高(約占25%),但其對用水保證率要求高,越是干旱年份或干旱季節,工業用水和生活用水擠占農業灌溉用水的現象越突出,而且隨著經濟發展和社會進步,工業用水、生活用水和生態用水將大幅度增加。過去以向農業灌溉供水為主的水庫,不同程度地轉為向城市或工業供水,因而可供農業灌溉的用水量越來越少。

目前的狀況是一方面水資源明顯不足,另一方面,全市農業灌溉中仍存在著嚴重的浪費水現象,水的利用效率不高。據統計分析,全市灌溉水利用系數目前平均僅為0.45。在現行農產品價格體制下,農業供水收益遠遠低于工業供水和生活供水,隨著用水“多元化”的加劇,農業用水的缺水局面有更加嚴峻的趨勢。

隨著國家對農村稅費改革的進一步深化,農民勞動積累工和義務工被逐步取消,村內所需勞務實行一事一議,節水灌溉工程資金面臨地方籌集和匹配困難難度增大,且不能向農戶指令性攤派的新形勢,發展節水灌溉如仍沿用過去的工作方式、工作習慣則難有成效。

3.2存在的突出問題

一是節水灌溉新技術、新設備推廣力度小,噴、滴灌等高效節水灌溉技術目前也僅局限用于經濟作物,只是作為示范工程,有待于在更大范圍和更大規模推廣。二是全市灌區和節水灌溉工程都程度不同的存在著產權關系不明、管理職責不清、政事企不分、監督激勵機制缺乏、管理粗放、調度不靈活等問題。三是受經濟利益,水資源相對充足地區的農民對搞節水灌溉積極性不高。四是資金投入不夠。已建灌溉工程維護資金不足、老化失修,灌溉面積及灌溉效益逐年衰減和降低;新建節水灌溉工程建設資金短缺,特別是配套資金往往不到位,達不到應有的發展規模。五是有些地方在推廣先進節水技術過程中不能夠因地制宜規劃,可行性論證不夠,存在針對性差的問題,致使有些節水工程不能正常發揮效益。六是節水灌溉工程設備質量參差不齊,設備不配套,標準化、系列化程度差,維修服務跟不上。

4加快節水灌溉的措施

4.1改革現行管理體制和運行機制

采取的措施:對灌溉工程采取承包、租賃、拍賣及股份合作等形式;加大灌區用水者協會、供水協會、農民合作社等各種群眾組織參與灌溉工程管理經驗的推廣和規范力度。

根據榆林的實際情況,供水單位可采取以下三種組織形式:一是按照《公司法》組建有限責任公司和股份公司;二是非公司法人性質的非贏利企業;三是事業單位實施企業化管理。廣泛吸收用水戶產參與灌區經營管理,明晰產權,合理確定灌區專管機構與用水者協會的責、權、利,改革運營機制,以充分調動與激發用水產參與管理的積極性。

4.2全面推行農業節水獎懲機制

對灌溉超定額用水要加價收費,對節水灌溉工程要根據其節水效果并結合當地發展水平給予補償,要使農民對節水灌溉的投資獲得不低于平均投資利潤,利用經濟杠桿推動節水灌溉發展。

4.3多渠道融資,加大投資力度

改革灌溉工程建設和維護的投資體制,積極探索在市場經濟條件下,農村水利資金高效利用、滾動使用的合理方式,開辟股份制、股份合作制、合資、獨資等各種資金渠道,實行“多元化”融資,改變過去灌溉工程建設和維護過分依賴政府的局面。

4.4進一步搞好節水灌溉規劃

要根據各縣區經濟、水資源、土壤、作物種植等具體條件,選擇適當的節水灌溉技術,因地制宜地制定發展規劃,切忌盲目引進、盲目搞不適合當地推廣的“樣板工程”。要根據加入WTO后國際市場的需要,結合農業產業結構調整,大力發展設施農業。

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