節水補灌工程在寧夏中部干旱帶的應用及前景分析

2011-09-03 10:21:58張偉魯浩李東

水利技術監督 2011年6期

張偉魯浩李東

（寧夏水利廳，寧夏銀川 750001）

1 寧夏中部干旱帶水資源概況

寧夏中部干旱帶是指寧夏多年平均降水量在200～400mm之間的中部地區，區域多年平均水面蒸發量在1210～1600mm之間（E601），干旱指數在3～8之間，區域內多年平均徑流深在25mm以下，大部分在 10mm以下。當地人均水資源占有量 50m3，僅為寧夏全區平均水平的16%，全國平均水平的2%，是我國最干旱缺水的地區之一。

2 寧夏中部干旱帶社會經濟現狀

寧夏中部干旱帶2010年GDP為93.1億元，占自治區GDP的6.9%；人均GDP5448元，僅為自治區人均GDP的1/4；地方財政收入3.5億元，僅占自治區的3.1%；農民人均純收入2950元，不足自治區平均水平的2/3。

按照現行貧困人口標準劃分，中部干旱帶還有年純收入1350元以下的絕對貧困人口39.3萬人，貧困面廣，貧困程度深，是國家和自治區扶貧開發的重點和難點地區。現有耕地面積 1431.8萬畝，其中旱耕地 1272.85萬畝。旱耕地長期“靠天吃飯”，畝產不足50kg，生產能力低下。

寧夏中部干旱帶的鹽池、同心、紅寺堡、海原、原州區、西吉、彭陽等7縣(區)屬國家級貧困縣，是全國目前經濟最落后、最貧困的幾個地區之一。

3 中部干旱帶水利工程現狀

20世紀70年代以來，在國家的大力支持下，在寧夏中部干旱帶相繼建成了固海、固海擴灌、紅寺堡、鹽環定4個大型揚黃灌溉工程及扁擔溝、南山臺子等中小型揚黃灌區。截止目前，共發展灌溉面積150多萬畝，解決了60.4萬農民和10余萬頭大家畜、近100萬羊只溫飽和飲水困難問題。

在持續干旱缺水的情況下，有限的揚黃水為糧食連年豐收創造了條件，保障了干旱帶的社會穩定，是群眾的“生命工程”和“希望工程”。四大揚水灌區干渠周邊揚程在 300m以內尚有靠天吃飯的旱地197.5萬畝，土地開發利用潛力巨大。

寧夏中部干旱帶的貧困是長期的人口壓力和經濟貧困相互作用、互為因果，導致人口、資源、環境的關系嚴重失衡，一方水土養活不了一方人。寧夏中部干旱帶水資源嚴重缺乏，但是也有光熱資源豐富，適合發展農業資源的獨特優勢。

只有依托當地非常有限的水資源和寶貴的引黃河水，通過轉變農業經濟發展方式，轉變水利常規灌溉模式，創新性的發展節水補灌工程，提高用水效率和效益，實現農業生產避災、節水、高效，才能有效解決當地生產發展問題。

4 高效節水補灌灌溉制度

4.1 作物選擇

有限的水資源決定了當地的農業產業發展布局必須要根據當地的水資源條件，選擇耐旱性極強的特色農業作物。根據寧夏中部干旱帶長期以來群眾的種植習慣，選擇在中部干旱帶發展壓砂瓜、馬鈴薯、紅棗等高效耐旱的特色設施產業，以特色、規模、效益、品牌為出路、為希望。目前已形成了不同的優勢作物區域布局。

（1）在中衛市、中寧縣、海原縣等環香山地區形成硒砂瓜、棗瓜間作產業帶。

（2）同心縣下馬關、紅寺堡區等環羅山地區和靈武市、利通區、鹽池縣、原州區北部形成馬鈴薯和紅棗產業帶為主棗瓜間種產業帶。

（3）海原縣馬路坡、紅寺堡灰家窯形成高酸蘋果產業帶。

4.2 補水時間與灌水次數

補灌工程是指作物灌水時間及灌水次數主要根據干旱帶的氣候特點，結合作物生長對水的敏感性，在作物需水的敏感期灌關鍵水。寧夏中部干旱帶降水少且分配不均，降水主要集中于7、8、9三個月內，中部干旱帶逐月降水量分布見圖1。

圖1 寧夏中部干旱帶逐月平均降水量(mm)

針對6月份前降雨少以及水資源短缺的現狀，通過補充作物 4～6月份灌溉關鍵水，重點解決作物“卡脖子”旱的問題，7月份進入雨季后就很少補水，作物需水主要依靠當地降雨。

一般補水按5次設計，每次補水間隔時間控制在15～20天。硒砂瓜灌水第一水在4月初～4月中旬澆好種植前的底墑水，第二、三水在4月下旬～5月下旬澆保苗水，第四、五水在5月下旬～7月上中旬灌催蔓水。

馬鈴薯主要是灌溉種植前的底墑水、保苗水和開花現蕾水，第一水在4月初開始，第五水在7月初～7月中旬。

棗樹主要是澆催芽水、灌花期水、灌膨果水，第一水在4月上中旬開始，第五水在7月上中旬結束。

4.3 特色農業灌溉制度

干旱帶特色農業的灌溉制度設計主要參照現狀農民灌溉實際，灌溉水量、作物產量、作物品質觀測分析的基礎上確定。

（1）硒砂瓜種植。硒砂瓜每畝種植220穴，每穴每次補水量采用 12L，考慮拉水點灌過程中的水量損失，田間水利用系數取 0.9，畝均一次灌水量為2.9m3，設計采用3m3。

（2）馬鈴薯種植。馬鈴薯畝均定植馬鈴薯1500株左右。按馬鈴薯每株一次澆水 4L計算，考慮移動軟管點灌過程中的水量損失，田間水利用系數取0.9，畝均一次灌水量為6.7m3，設計采用7m3。

（3）棗樹與硒砂瓜間作種植。畝均定植棗樹35棵，硒砂瓜220株。按棗樹每棵一次澆水25L、瓜每株一次澆水12L計算，田間水利用系數取0.9，畝均一次灌水量為3.9m3，設計采用4m3。

（4）棗樹與馬鈴薯間作種植。畝均定植棗樹35棵，馬鈴薯1500株左右。按棗樹每棵一次澆水25L、馬鈴薯每株一次澆水4L計算，田間水利用系數取0.9，畝均一次灌水量為7.64m3，設計采用8m3。

（5）大田瓜種植。大田西瓜每畝種植220穴，考慮到大田與壓砂地相比土壤保墑能力較差，每穴一次補水量提高 30%為 16L，再計入拉水點灌過程中的水量損失，田間水利用系數取 0.9，畝均一次灌水量為3.9m3，設計采用4m3。

（6）大田瓜與棗樹間作種植。畝均定植棗樹35棵，大田西瓜220株。按棗樹每棵一次澆水25L、瓜每株一次澆水16L計算，田間水利用系數取0.9，畝均一次灌水量為4.9m3，設計采用5m3。

（7）高酸蘋果與馬鈴薯間作種植。畝均定植高酸蘋果55棵，馬鈴薯1000株左右。按果樹每棵一次澆水50L、馬鈴薯每株一次澆水4L計算，田間水利用系數取0.9，畝均一次灌水量為7.5m3，設計采用8m3。

中部干旱帶高效補灌灌溉制度設計見表1。

表1 中部干旱帶高效補灌灌溉制度 (單位：m3/畝)

4.4 田間灌水方式

特色設施農業水源主要以中部干旱帶四大揚水工程為水源，全部采用管道輸水，田間灌溉方式根據作物種植方式和灌水定額確定為管道灌溉、拉水灌溉、滴灌三種方式。

（1）管道點灌。補灌區布置供水干管、支管、田間配水管道等各級壓力管道，田間配水管道設置給水栓，給水栓接移動軟管向田間地頭送水，種植點采用穴灌、點灌。田間配水管道間距 100m，每50m設給水栓。

（2）拉水補灌。在灌水定額相對較小、地形相對較高、并缺乏管道重力供水條件的硒砂瓜補灌區，補灌區布置供水干管、支管采用壓力管道，在供水支管末端設置田間蓄水池，以田間蓄水池為水源，利用水車拉水向田間地頭送水，種植點采用坐水種、點灌等人工灌水方式。

（3）滴灌。對于部分產值高的日光溫室，通過供水干管、支管、田間配水管道將水輸送到棚內后，田間以滴灌為主。

5 節水補灌效益分析

近兩年來，寧夏中部干旱帶的香山硒砂瓜、靈武長棗等特色農產品，由于高效節水補灌工程的建設，在作物關鍵需水期適時補水，有效解決了作物“卡脖子”旱問題，保障了特色作物穩定產出。同時由于當地光熱條件充足，晝夜溫差大等條件，特色農產品在全國各大城市均十分搶手，對旱作區農民脫貧致富起到了至關重要的作用。

以硒砂瓜為例，項目實施后，硒砂瓜畝產量可達到1400～2000kg，單價平均按0.8元/kg計，畝產值達到1100～1600元左右，扣除畝成本500元，畝凈效益為 600～1100元（不含勞力）。補灌工程區硒砂瓜產量與旱地硒砂瓜相比增產 600～1200kg/畝，增加效益640～1000元/畝；與旱地小麥相比，增加產值 700～1000元/畝。單純灌溉效益最大理論分析，灌水量應在300～500m3之間，但是考慮當地水資源條件，目前灌水量 20～50 m3的補灌定額是符合當地實際的一種選擇。硒砂瓜灌溉水量與投入產出關系示意圖見圖2。