小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目建設與效益研究

劉玉明

（甘肅省武威市涼州區(qū)清源水利管理所，甘肅武威733021）

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求量逐漸增加與淡水資源逐漸減少的矛盾不斷加劇，因此要加快調(diào)整農(nóng)業(yè)用水體系，提高水資源利用率。近些年，我國大力推廣小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目，并在實際應用中取得了良好的成效，減緩了水資源匱乏與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展之間的矛盾。

1 小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目開展的重要性

1.1 保護生態(tài)環(huán)境和水資源

我國西北地區(qū)年均降水量不超過400 mm，由于深處內(nèi)陸，常年干旱少雨、氣候寒冷、土壤沙化，不適合大部分農(nóng)作物生長。多年來，為了滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的用水需求，地下水過度開采導致地下水位下降，生態(tài)問題愈加嚴重。開展小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目建設工作可以提高水資源的利用率，減少水資源的浪費，緩解地下水超采現(xiàn)象，有助于保護生態(tài)資源以及改善生態(tài)環(huán)境[1]。

1.2 降低災害發(fā)生的概率

我國地大物博，氣候條件復雜，農(nóng)業(yè)一直都是靠天吃飯，如大旱、大風、暴雨、冰雹等自然現(xiàn)象都會影響到農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。遇到干旱時，當?shù)厮Y源無法滿足農(nóng)作物的生長需求，建設小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目可以最大程度提高水資源利用率，如利用微灌技術(shù)可以直接為作物根系提供水分，無需大面積澆灌，從而滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求。

2 小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目建設方案

某灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源需求量為2.2億m3，工業(yè)、居民生活用水量大約在2 000萬m3，開展節(jié)水灌溉0.27萬hm2。該地區(qū)處于淮河下游平原區(qū)，地勢平坦，區(qū)域過境流量較豐富，地表水量豐富，造成農(nóng)業(yè)發(fā)展用水量大，水資源浪費問題嚴重。因此，該地政府決定開展小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目建設工作，旨在提高水資源利用率，實現(xiàn)當?shù)剞r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 水渠設計

灌區(qū)灌溉系統(tǒng)運行一段時間后，配套的水渠系統(tǒng)也更加完善。為了保證水渠設計的合理性、安全性，在原有的水渠工程基礎上進行改造設計，根據(jù)水利工程現(xiàn)場勘查結(jié)果制定最佳的規(guī)劃路線。依照放線資料布設渠道管線，保證縱斷面設計的合理性，在保證無沖刷情況下提高流速量，減少工程成本支出。根據(jù)實測、渠道縱坡，保證渠道縱坡和原渠道的一致性。渠道橫斷面襯砌中采用U字形預制混凝土板，圓弧半徑50 cm、厚度4.5 cm，渠道深度82 cm[2]。

2.2 沉砂池設置

該農(nóng)業(yè)灌區(qū)小型水利工程的主要水源為渠道水，在夏季降水量集中季節(jié)可能會產(chǎn)生水體渾濁的現(xiàn)象，水體中含有大量泥沙，為了保證水質(zhì)，避免發(fā)生堵塞現(xiàn)象，決定設置沉砂池作為蓄水調(diào)節(jié)池，主要包括戲水池、分水閘等，沉砂池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，使用年限長、防滲性好。

2.3 節(jié)水灌溉設施布設

在泵房中設置首部樞紐，臥式離心泵、控制閥、壓力表等共同組成水源首部。為了確保水利工程順利開展，各級管路凸起部位均設置進氣閥，確保順利排除管路中的空氣，避免出現(xiàn)負壓情況，達到正常供水的目的。同時，為了保證管道安裝、檢修的便利性，在已有道路、林帶中敷設干管、分管，管道承壓標準為0.4 MPa，采用承插式膠粘劑粘接。在垂直分干管上安裝PE軟管，滴灌帶間距控制在1 m左右。

2.4 田間灌溉

灌區(qū)的小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目覆蓋面積為0.27萬hm2，總設30個滴灌系統(tǒng)，區(qū)域主要種植作物為番茄、青椒等。在滴灌帶設計中，采用“一膜一管”“一灌兩行”的布置方案。根據(jù)小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目設計標準，該區(qū)域滴灌系統(tǒng)的有效用水率不低于90%，設置消耗水強度為6 mm/d，灌水器采用單翼迷宮式滴灌帶，滴頭間距30 cm，流量2 L/h，單個滴灌頭的濕潤直徑為70 cm，灌溉周期4 d。

首部樞紐設計主要由過濾設備、泵房構(gòu)成，水資源在沉淀完成后，由輸水管傳輸?shù)剿畮煜虏肯到y(tǒng)首部。設置專門的管理機房可以保證泵房設備安全、確保管理便利性、提高泵房美觀性。根據(jù)具體流量選擇過濾器，過濾器能力要比設計標準額定功率高20%，確保性能滿足使用需求。

3 小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目效益分析

3.1 經(jīng)濟效益

小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目實施后，新增節(jié)水灌溉面積0.27萬hm2，每年增產(chǎn)效益達到1 000萬元左右，省工效益達到240萬元，節(jié)地效益達到23萬元，節(jié)水量320萬m3，總效益多達1 200萬元。通過初步計算分析，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為5 000萬元左右，內(nèi)部收益率達到19%，經(jīng)濟效益費用比值為1.70。

3.2 生態(tài)效益

通過建設小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目，有效提升了控制面積作物的灌溉保證率，大幅度提高了作物產(chǎn)量，緩解了當?shù)厮Y源供需矛盾，有效改善了灌排條件、土壤條件、耕作條件，地下水開采量減少，在降水量較為充分、地下水補給好的區(qū)域，將非充分灌溉區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌浞止喔葏^(qū)，全面提高了作物產(chǎn)量，保證了水資源的可持續(xù)利用。同時，農(nóng)田小氣候得到了有效調(diào)節(jié)，進一步提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了先決條件。

3.3 社會效益

小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目實施之后，給當?shù)剞r(nóng)業(yè)用水提供了保障，農(nóng)業(yè)灌溉效率持續(xù)提升，水資源利用率和水分產(chǎn)生率得到了明顯優(yōu)化，不僅提升了農(nóng)作物的質(zhì)量、產(chǎn)量，而且優(yōu)化了作物種植結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了優(yōu)產(chǎn)、高產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的目標。同時，良好的農(nóng)業(yè)體系結(jié)構(gòu)帶動了新技術(shù)、新品種的推廣，推動了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展進程，加快了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，大量的農(nóng)村勞動力被安置，提高了農(nóng)民收入以及農(nóng)產(chǎn)品的科技含量。農(nóng)村信用社、涉農(nóng)企業(yè)等機構(gòu)的大批量進入，健全了農(nóng)業(yè)社會化服務體系，進一步優(yōu)化了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了進一步推動農(nóng)業(yè)發(fā)展，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，要不斷完善農(nóng)業(yè)基礎設施建設工作。通過實施小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉項目，構(gòu)建完善的水資源輸送體系、灌溉體系，能全面提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益，健全農(nóng)業(yè)服務結(jié)構(gòu)，吸引更多涉農(nóng)企業(yè)，有助于推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。