山東黃泛平原區節水灌溉模式探討

李 璨 ，陳秀梅 ，王建眾

（1.山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250014；2.金鄉縣水務局，山東 金鄉 272200）

山東黃泛平原是第四紀中晚期以來，以黃河沖擊作用為主形成的廣闊平原，主要包括境內小清河以北、大運河及南四湖以西的全部區域，土地面積約5.57萬km2，占全省總面積的35.5%，涉及8市48個縣（市、區），是全國人口密度較大的地區之一。該區域土地利用指數87%以上，農業產值占區域國民生產總值的43%左右，科學的節水灌溉模式對指導該區域農業生產具有重要意義。本文以地處南四湖湖西黃泛平原的金鄉縣為例，探討節水型農業生產方式，為黃泛平原農業灌溉提供技術參考。

金鄉縣是典型農業縣，土壤質地多為輕壤土和中壤土，土質疏松，易耕作，適宜大蒜等經濟作物及傳統農作物生長。大蒜及糧食種植一直都是當地農業生產的主要支柱和農民收入的重要來源。但由于受水文、氣候、地形、土質等諸多因素共同影響，洪、澇、漬、旱、堿災害頻繁發生。另外，受傳統“大水漫灌”灌溉習慣影響，種植戶農灌節水意識不強，水資源浪費現象較為普遍。

1 研究區灌溉存在的主要問題

金鄉縣耕地面積6.27萬hm2，其中有效灌溉面積5.67萬hm2。全縣機井約2.3萬眼，渠道總長965 km，配套渠系建筑物964座，初步形成了蓄、引、提相結合的灌溉體系。但由于現狀水利設施建設標準普遍偏低，運行時間長，持續穩定的投入機制和高效的運行管理機制尚未建立，現有農田水利工程抗御旱澇自然災害的能力仍有短板，對照國家節水行動方案提出的農業節水增效的目標要求還有一定差距。近年來，金鄉縣在實施最嚴格水資源管理制度、地下水超采區綜合整治等方面取得明顯成效，但農業高效節水灌溉仍面臨以下三方面問題：

1.1 跑水漏水現象普遍

調研發現，該縣部分引河灌區灌溉系統較為混亂，灌區取水多采用泵站提水至干渠，干渠再放水至排水溝，之后農民利用小型抽水機進行抽水灌溉，效率較低且跑水、漏水現象比較嚴重。另外，全縣淺層地下水較為豐富，井灌區控制面積較大，但相當數量的機井配套設施老舊，管道銹蝕老化，也造成地下水的跑冒滴漏，水資源利用效率較低。

1.2 灌溉計量設施缺乏

灌溉方式上仍然存在傳統的大水漫灌、深水淹灌，造成水資源浪費、電力能源浪費及灌溉成本提高。特別是普遍缺少必要的量水設施，使得用水無法科學計量，水費多按畝均攤，不利于提高農民節水的自覺性和積極性，也難以推動實施農業用水水權交易。

1.3 取用水管理較為粗放

渠道引水建筑物及控制建筑物不配套，容易引起上下游用水戶的用水矛盾，尤其是灌溉高峰期，很難實施分區輪灌和計劃用水，導致上游大水漫灌，下游灌水困難，難以實現計劃和科學用水。

2 節水灌溉模式

2.1 引河灌區灌溉模式

對于配套較為完善的引河灌區，可結合原有灌溉系統，對干、支、斗、農等各級渠道進行襯砌，提高灌溉水利用系數。干、支渠可結合輸水渠沿線渠床巖性、地下水的埋深、原渠道斷面形式及當地建筑材料等因素，采用漿砌石、預制混凝土板等襯砌型式，對于1.0 m3/s以下的斗、農渠，可采用鋼筋混凝土矩形槽或U型渠，具有防滲效果好、便于管理等優點，相比較素混凝土渠道，不易損壞，耐久性更好。

對于配套不完善，現狀干渠放水至排水溝，農民采用小型抽水機從排水溝抽水灌溉的引河灌區，可采用泵站提水+管道灌溉的高效節水灌溉模式。由于管道一般采用地埋式，基本上可以消除水的蒸發損失和滲漏損失。另外，低壓管道接軟管灌溉，可順畦埂由遠而近逐段進行澆地，長畦短灌，灌水更為均勻，一般管道灌溉比渠灌要節水30%，節地3%，輸水更快、供水更及時，更有利于適時適量灌溉，及時有效滿足作物生長期用水，特別是作物需水關鍵期的要求，可實現增產增收的效果。

2.2 井灌區灌溉模式

該模式是以提高農田灌溉用水效率和地下水采補平衡為目標而提出來的，將工程措施和管理措施綜合配套而形成的一項綜合節水技術。研究區部分區域土壤鹽漬化較為嚴重，合理的開發和利用淺層地下水，通過“井灌井排”技術，可有效降低及調節地下水位，達到防治旱、澇、漬及土壤鹽堿化，改造中低產田的目的。機井抽水時，井周地下水位下降，形成以機井為中心的水位降落漏斗，尤其是群井抽水情況下，地下水位降低的效果更為顯著。隨著地下水埋深的增大，潛水蒸發的減少，可逐步降低地表積鹽強度。因此，利用機井抽水灌溉的同時，還可改善區域土壤鹽堿化，維持區域水鹽平衡，綜合防治旱澇鹽堿。

另外，機井配套射頻IC卡智能灌溉管理系統，將計算機管理、智能卡技術和單片機自動控制應用于水利自動灌溉，采取用戶預交電費、憑卡開機的方式進行灌溉，自動計時計費，同時還能統計用水量和用水時間。據實際綜合測算，平均公頃次灌溉可減少4.5個工日，按每公頃農田年灌溉5次、每工日按80元計，年每公頃可節省用工成本1 800元。另外可選取典型井，安裝遠程終端控制系統（RTU），利用水資源管理信息系統平臺對用水數據進行統計分析，為下一步建立農業用水水權交易制度、推進農業水價改革提供技術支撐。

對于種植花卉、大棚蔬菜等高附加值經濟作物的地塊，可結合作物需求，采用機井提水，噴灌、微噴、滴灌等灌溉方式來提高灌溉效益。噴灌噴頭的射程較大，田間管道布置較為稀疏，噴頭用量比較少，投資成本相比微噴、滴灌低，主要適用于丘陵地區、低矮作物。微噴每小時的出水流量較小，射程較近，噴灑均勻性好，能夠為作物生長創造更為良好的環境，但田間管網布置密度較高，畝均投入較普通噴灌高，主要可應用于花卉、果園、蔬菜、藥材種植場所等。滴灌相比微噴灌，灌水均勻度更高，可結合水肥一體化滴灌技術實施，一般大棚藤架作物可采用內鑲式滴灌管，丘陵灌木可采用補償式滴灌管，達到節水、省肥的目的。需要注意的是，因滴灌管道較細，易被水中礦物質和有機物堵塞，若日常中維護不當，可影響微灌系統正常運行。

3 結語

綜上所述，針對金鄉縣農業灌溉主要提出以下建議：對于地表水相對比較豐富，灌溉條件較好的引河灌區，可充分利用地表水，適當改造現有渠系或結合實際情況將渠道改為管道；對于淺層地下水較為豐富的地區，推廣井灌區節水灌溉綜合技術模式，單井自成系統，農戶自行管理，調度更為靈活，有利于控制和降低地下水水位，可預防和改良鹽堿地；對于以種植經濟作物為主的高效優質作物區，科學分析，合理規劃，適度發展微、噴灌技術，以期達到節水節能高效增收的目標。總之，宜井則井、宜渠則渠，極盡合理工程布局，確保田間工程“實際、實在、實用、實效”，最終實現農業節水增效的目標。