節水防污型農田水利系統構建及其效果探究

王金嶺　張引開

摘要：由于我國經濟的快速發展，使得水資源陷入異常緊缺的狀況和農業生產出現了嚴重污染的情況。為貫徹落實好中央政府提出“節約資源、保護環境、發展現代農業”的方針政策，并結合中國當前實際，以國際上對灌溉現代化的定義與關注點進行借鑒，具體提出了運用由田間、草溝、塘堰濕地和骨干溝“四道防線”組成的系統凈化農田排水的策略。以水稻灌區種植為例，本文將對四道防線的主要構建及研究效果進行闡述。

關鍵詞：灌溉現代化；節水灌溉；節水污染；農田水利系統

就我國正面臨水資源總量不足、人口多、糧食及食品生產任務重的惡劣現狀，特別是農業用水極其匱乏，且農業生產污染十分嚴重。中央政府堅持在農村貫徹落實黨的任務——保護大自然、節約生產資源、加強社會主義新農村基礎建設、保障農業生產、增強農業綜合生產能力和農村經濟可持續發展，以此來推動三農工作在農村的實行及新農村的建設。因此，要落實好中央提出的農業現代化、節水與防污的任務，則需積極構建現代化節水防污型農田水利系統。

1 節水污染型農田水利系統的概述及特點

1.1 節水污染型農田水利系統的概述

農田水利工程措施被解釋為一項可以用來發展灌溉排水，改善農田水分狀況，調節缺水地區水情，防治農田上的旱、澇、鹽、堿災害，以促進農業穩產高產的綜合性科學技術。傳統意義上來說，現代化節水污染型農業水利系統指能夠實行灌溉現代化的水利系統機制，而灌溉現代化指為結合體制、制度改革，改進與提高灌溉系統的過程；其主要目標是對農民配水服務進行改善，對勞動力資源、水資源、經濟資源和環境資源利用上進行改進。

1.2 現代化節水防污型農田水利系統的特點

現代化節水防污型農田水利系統要具有一般灌排系統的特質，對引水、輸配水、灌水和排水功能上能進行適時適量的運作，還需具有以下特點：

（一）節水效果強，產量效益高。

對于通過科學技術配置而取到的水量進行合理、優化，對各類節水、高產的灌溉措施進行廣泛與有效的采用，定能讓水資源在經濟效益和社會效益上充分發揮自身優勢。

（二）保護環境效果好，防止水污染作用大。

現代化灌溉系統能減輕并改善由于灌區過度使用化肥、農藥等造成的農業生產污染，能有效的保護環境，防止污染水資源，并保持地下水位的動態平衡。

（三）提高水質量

將灌溉節水、防污減污及改善水質與灌溉水利系統相結合，有效的改善農村居民飲水安全問題，為水源地居民提供足夠水量及水質量標準的生活用水。

（四）先進、合理的組織管理

要實行符合國情發展、行之有效的管理體制，則需組織機制并良性運行。相關執法人員在組織上進行科學的決策程序，調整水價及征收辦法，再通過先進、合理的組織管理，建立好較為完善的灌排技術服務與推廣體系，保證水資源利用具有依法性和科學性。

2 節水污染型農田水利系統的構建概況

根據案例分析，于2013-2014年在青獅潭灌區枧江頭實驗區實地建設一個完整的“四道防線”節水污染型農田水利系統，將田間水肥、草溝、塘堰濕地和骨干溝“四道防線”之間相互串聯與最優調控，開展實驗觀測。與此同時進行綜合調控對比試驗的是廣西灌溉試驗中心站。試驗區的大體情況為，土質為黏壤土，呈弱酸性，土層厚度面積達到50厘米。氣候為熱帶季風，多年平均氣溫為19.5攝氏度，降雨量大，空氣相對濕潤，但在年內分布量不均。當地試驗中心站的地理坐標為110°33′E，25°30′N，居民每年種植早、晚兩季水稻，早稻生育期主要在4-7月份，降雨量占全年的70%左右；晚稻生育期為7-10月，降雨量少，土地易干旱。

在試驗站內開展稻田水肥綜合調控對比試驗，灌溉模式處理的方式主要分為兩種，常規淹水灌溉W1和間歇灌溉W2。在站內施2次氮肥，底肥為總量的一半；實施4種灌溉模式及施肥次數，其中每個處理進行3次重復，使用當地常規的水肥管理方式。除了對水稻進行不同次數的灌溉模式及施氮肥總量，其他條件的處理方式相同。

在青獅潭灌區選取常見的地勢區域，進行一定的改造再構建節水污染型農田水利系統。在田間挖出一條排水草溝，承接稻田排水量并進行觀測；塘堰濕地上改種適合的水生植物，如美人蕉、睡菜、睡蓮與水芙蓉等，于進出口處設三角堰，觀察水深，對水稻各生育期進出口水樣的氮磷濃度、灌溉、降雨及排水量進行仔細加測；最好在每個塘堰濕地上開設獨立的進、出水口，再使用三角堰來量水，每天進行一次觀測，面對降雨或者集中灌溉后兩小時采取加測，取出水樣進行氮磷濃度的分析。最后把骨干生態溝串聯在塘堰濕地上，凈化濕地的排水。利用相關的測試項目及計算公式開展試驗區觀測項目，完成節水防污型農田水利系統的一系列程序。

3 結果與分析

農田水利系統構建的“四道防線”有效的削弱了稻田內氮磷的含量，達到了凈化的效果。根據早稻的營養生長和生殖生長兩個時期，再到返青期、分蘗前期、分蘗后期、拔節孕穗期和黃熟期的生長狀況來看，氮磷的凈化效果明顯增強，氮磷濃度下降。其中得出的最佳水肥管理方式為間歇灌溉與4次施肥方式相結合，比傳統淹灌模式更能節約灌水量、減少排水量，實現了從源頭上減少面源污染物的目標，達到了節約水資源的要求。最后根據磷選出的最佳水肥管理模式進行田間管理，如對于過流斷面小的排水采溝，避免種植密度大的淺水植物，而是種植沉水植物。這樣通過優化田間水肥管理、草溝、塘堰濕地和骨干溝的優化，將農田排水從源頭控制到末端處理的生態凈化“四道防線”體系，合理設計每條防線的技術參數后，節水防污型農田水利系統已達到最佳的凈化效果。

4 結束語

為貫徹落實好中央關于節約資源、保護環境、發展農業現代化的方針，必須全力改善我國水資源短缺和農業生產污染嚴重的實際情況，構建現代化節水防污型農田水利系統，在初始階段實行由田間、草溝、塘堰濕地和骨干溝“四道防線”組成的系統凈化農田排水。這樣不僅能降低總氮、總磷的含量，也凈化了水質，對于排水量的循環型利用有所提高，以達到節約水資源的目的，所以構建該系統對于防止水污染、節約水資源是有所裨益的。