李淑寧
(甘肅省慶陽水文水資源勘測局,甘肅 慶陽 745000)
20世紀中期為了有效解決水資源短缺問題,西方發達國家率先探索將先進的工業技術設備應用于農業節水。我國于1950年前后開始進行噴灌節水技術的探索與研究,并于1980年獨立研制了一套完整的噴灌技術設施,為后期高效節水灌溉技術的大面積推廣奠定了基礎。甘肅省于1991年開始引進噴灌、低壓管道輸水灌溉、滴灌等先進的節水灌溉設備,逐漸大面積推廣高效節水技術[1-3]。目前,微灌技術可通過微灌系統進行自動控制,增產和節水效果顯著;噴灌技術應用范圍逐漸擴大,其節水效果、發展速度、管理程度及投資范疇與初期發展相比均有所提升[4,5]。通過修建各類蓄水、引水、提水工程,進一步推廣高效節水灌溉技術,保障了糧食安全。截至目前重點流域(石羊河、黑河流域等)地區已建立了規模化高效灌溉基地,河西走廊灌區發展成了國家高效節水灌溉示范基地。
高效節水灌溉技術是指依靠工程技術手段,最大限度地減少輸水過程中的水資源損失,提高水分利用效率和灌溉水利用效率的灌溉工程措施。灌溉水經管道輸送至田間并轉化為土壤水被作物根系吸收利用的過程中,各種高效節水技術的應用構成了完整的節水灌溉體系[6]。其中水資源調配技術主要包括聯合調度地表水與地下水技術、水資源多樣化使用技術、田間灌溉水回歸及利用技術、水資源優化調配技術等;節水灌溉工程技術主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌與微灌技術、地面灌溉技術;生物措施及農藝技術主要包括覆蓋保墑技術、耕作保墑技術、優選抗旱品種和作物蒸騰調控技術等;節水管理技術主要包括灌溉自動用水管理信息系統、自動量測與檢測輸配水技術、土壤墑情自動監測技術等。
水資源消耗途徑主要為渠系輸水滲漏損失、田間灌水損失、土壤水分無效蒸發和作物過度耗水等,隨著灌溉技術的提高,將信息化技術與農業生產技術有機結合進行精準灌溉,在各灌區中已大面積實施,實現了由靜態水向動態水的管理,顯著提高了灌區的綜合水利用系數,進一步優化了高效節水灌溉體系[7]。
甘肅省屬干旱半干旱地區,降雨稀少且分布不均勻,氣候干燥。2018年的水資源總量為333.30×108m3(地表水225.7×108m3、地下水107.6×108m3),其中內陸河流域的水資源量為68.59×108m3(地表水59.86×108m3、地下水8.73×108m3),占甘肅省水資源總量的20.58%;黃河流域的水資源量為136.89×108m3(地表水130.44 億m3,地下水6.45×108m3),占甘肅省水資源總量的41.07%;長江流域的水資源量為127.82×108m3(地表水119.08×108m3、地下水8.74×108m3),占甘肅省水資源總量的38.35%[9]。
甘肅省每年的農業灌溉用水量呈下降趨勢,但下降率由2004年的7 230 m3/hm2下降至2018年的6 240 m3/hm2,下降率為13.69%。目前灌溉水利用系數僅為0.53,低于全國平均水平。為了提高灌溉水利用系數,應調整種植結構(降低高耗水作物的種植比例,提高低耗水作物種植比例),降低農田灌水定額;大力推廣高效節水灌溉技術,適時適量、精準灌溉;加強灌區工程運行管理,增加灌溉設備資金投入。