農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)在景電灌區(qū)水資源高效利用中的運用

崔 燕

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

景電灌區(qū)工程作為一項重大的引黃灌溉工程，不但能有效推動灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，對改善周圍的生態(tài)環(huán)境以及有效提升人民生活水平也發(fā)揮了重要作用。隨著我國水資源的日益緊缺，景電灌區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源存在著很大的供需壓力，這就要求積極運用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，通過保證水資源的高效利用逐漸實現(xiàn)供需平衡，并大力開展節(jié)水農(nóng)業(yè)，充分發(fā)揮景電灌區(qū)的最大價值。

1 景電灌區(qū)的用水現(xiàn)狀分析

1.1 農(nóng)業(yè)用水分析

景電灌區(qū)灌溉面積有100多萬畝（1畝≈667 m2），其中夏季主要種植小麥及大麥，占所有耕地的50%以上，秋季主要種植玉米，占所有耕地的30%以上。根據(jù)不同作物在播種之前以及生長周期內(nèi)的灌水次數(shù)以及灌水時間進行分析，對不同作物需水規(guī)律、降雨時間分布、地下水的利用情況進行充分考慮，就可以得出景電灌區(qū)農(nóng)業(yè)一年所需用水大概4.64 億m3，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 景電灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水需求表 單位：億m3

1.2 生活用水以及其他用水分析

與此同時，景電灌區(qū)還承擔(dān)著紅水、漫水灘等21個城鄉(xiāng)的供水任務(wù)，其中，城鎮(zhèn)的生活用水主要包括城鎮(zhèn)居民生活用水、公共用水以及城鎮(zhèn)河湖環(huán)境補水等等。近年來，隨著城鎮(zhèn)人口的增加以及生活水平的不斷提升，城鎮(zhèn)生活用水量也在逐年遞增。為了保證灌溉區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定以及生態(tài)環(huán)境能實現(xiàn)良性動態(tài)平衡，每年還需要運用部分水資源作為生態(tài)用水。

1.3 水資源的供需平衡分析

通過對灌區(qū)供水量以及用水量進行計算就可以得出灌區(qū)的水資源供需平衡關(guān)系。近年來雖然灌區(qū)對節(jié)水灌溉技術(shù)進行了改造，有效提高了水資源的利用系數(shù)，但是隨著城鎮(zhèn)人口的不斷增加以及水資源的緊張，灌區(qū)的水資源供需平衡依然存在很大不足，并且有逐年加劇的趨勢，具體數(shù)據(jù)如表2 所示。所以需要積極運用節(jié)水灌溉技術(shù)，實現(xiàn)水資源的高效利用。

表2 景電灌區(qū)水量供需平衡表 單位：億m3

2 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)對景電灌區(qū)的意義

景電灌區(qū)在實際的灌溉過程中，采用景電工程的泵站從黃河提水進行灌溉，整體的供水成本較大，在國家的調(diào)控下水價一直保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)，但是隨著灌區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人口數(shù)量的不斷增加，調(diào)水任務(wù)的壓力也在逐漸增大。同時景電灌區(qū)灌溉面積逐漸擴大，這就要求必須加強對水資源的管理，從而對水資源利用和水資源保護進行有效結(jié)合。所以在景電灌區(qū)持續(xù)發(fā)展過程中，采用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)對實現(xiàn)水資源的高效利用有著重要作用。對景電灌區(qū)的水資源運用現(xiàn)狀進行研究，可以發(fā)現(xiàn)，景電灌區(qū)的供水能力很難得到有效提升，特別是在提水量受限以及供水能力嚴重不足的情況下。因此，景電灌區(qū)必須應(yīng)用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，采用有效的節(jié)水措施以保證水資源能實現(xiàn)高效利用，從而建立節(jié)水型社會，保證景電灌區(qū)和諧健康發(fā)展。在景電灌區(qū)應(yīng)用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，這對景電灌區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，并且能為我國社會的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)缺點分析

3.1 地面灌溉法

地面灌溉法主要通過田間渠道或者管道將水資源輸入田間，在灌溉過程中水流呈連續(xù)薄水層或者小水流進行灌溉。這種灌溉方式主要借助重力作用以及土壤毛細血管作用對土壤進行浸潤，通常這種方式也被稱為重力灌溉法，這種灌溉方式主要可以細分為以下幾種。

1）畦灌法。這種方式是在實際應(yīng)用過程中通過修筑的土埂將灌溉土塊分成一系列的長方形田塊，在進行灌溉時，灌溉水進入田間后會在田間形成一個很薄的水層，然后隨著重力作用在田間均勻流動，借助重力作用以及土壤毛細血管作用，以垂直的方式對土壤進行浸潤，從而達到灌溉的目的。這種方式主要適用于灌溉窄行距密植作物或撒播作物。

2）溝灌法。這種方式是先在作物的種植行間挖掘灌水溝，灌溉用水從輸水溝進入灌水溝后，在重力作用下流動，同時借助土壤毛細血管作用從溝底和溝壁向周圍滲透，從而達到濕潤土壤以及灌溉的目的。灌溉過程中，在溝底也有重力作用對土壤進行浸潤。所以將其和畦灌法進行比較就會發(fā)現(xiàn)，這種方式的節(jié)水效果要優(yōu)于畦灌法。

3）涌流灌溉法。這種方式是在實際應(yīng)用過程中斷續(xù)性地按照一定周期向灌水溝、畦內(nèi)供水，在達到一定水量后停止供水，過一段時間后再繼續(xù)供水，通過反復(fù)向灌水溝、畦內(nèi)供水，達到節(jié)約用水的目的。

4）地膜覆蓋節(jié)水灌溉。膜畦灌：這種方法在實際應(yīng)用過程中先將塑料薄膜平鋪在畦面上，然后將作物種植在塑料薄膜的畦面以下，這樣灌溉用水在引入畦田后，就可以直接在薄膜上流動，水通過放苗孔或者人工打的補水口滲入土中，達到灌溉的目的。膜溝灌：這種方法指實際應(yīng)用過程中在溝底和溝坡甚至一部分溝背上鋪塑料薄膜，在溝坡或溝背上種植作物，水流通過溝內(nèi)地膜上專門打的孔滲入土壤，完成澆灌過程。膜下滴灌：這種方法指實際應(yīng)用過程中先在土壤表面覆膜，然后在地膜下設(shè)置滴灌帶進行灌溉，這種方式比較適用于干旱缺水地區(qū)，其在我國西北地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用[1]。將膜畦灌、膜溝灌、膜下滴灌這三種方法與傳統(tǒng)的畦灌法及溝灌法進行比較就會發(fā)現(xiàn)，前者蒸發(fā)量小、深層滲漏少，同時在灌溉過程中不會沖刷溝、畦，不會造成土壤板結(jié)。在應(yīng)用過程中，還能做到保溫、保墑，保證田間的灌水均勻等，能實現(xiàn)對水資源的高效利用。

3.2 噴灌法

噴灌法是運用專門的設(shè)備將灌溉水加壓或者利用地形落差形成自壓，然后通過管道系統(tǒng)運輸進行灌溉的一種技術(shù)。這項技術(shù)在實際應(yīng)用過程中通過壓力將水運送至噴頭，以噴射形式在空氣中形成分散的細小水滴，水滴像天然降雨一樣降落到地面，并在土壤毛細血管作用下滲透到土壤內(nèi)部進行灌溉。噴灌法具有省水、增產(chǎn)、省工、省地以及適合機械化灌溉等優(yōu)點。噴灌法也有一些缺點，例如在應(yīng)用中需要一定量的壓力管道以及動力機械裝備，在應(yīng)用中會消耗較多的能源，前期投資較大，需要較高的維護保養(yǎng)費用以及很強的管理技術(shù)，而且在實際應(yīng)用過程中易受到風(fēng)力影響，假如風(fēng)速大于三級時不宜使用噴灌法[2]。

3.3 微灌法

微灌法是通過一套專門的設(shè)備對水資源加壓或者利用地形落差進行灌溉的一種技術(shù)，這項技術(shù)在實際應(yīng)用過程中能夠使水或者溶于水的化肥以較小的流量均勻、緩慢地對作物根系周圍的土壤進行浸潤。微灌法在實際應(yīng)用過程中主要借助土壤的毛細血管作用，對作物周圍的土壤進行浸潤，所以這項技術(shù)也被稱為局部灌溉法。根據(jù)細小水流由灌水器流出方式的不同，微灌法又可以分為微噴灌法和涌泉灌法等。微灌法具有節(jié)能、省水等優(yōu)點，對于環(huán)境適應(yīng)性較強，可以有效增加作物的產(chǎn)量。但是微灌法也存在一些缺點，例如這項技術(shù)投資成本較高，在應(yīng)用過程中對水質(zhì)的要求較高，可能會影響到根系發(fā)育，在應(yīng)用過程中存在鹽堿化威脅[3-4]。

3.4 滲灌法

滲灌法是利用建筑在地下的專門設(shè)施將灌溉用水引入田間耕作層，借助土壤毛細血管作用自下而上地對土壤進行浸潤，從而達到灌溉的目的。滲灌法在實際應(yīng)用過程中，利用地下管道將灌溉用水輸入田間，埋于地下一定深度的滲水管道，然后通過滲透作用進行灌溉，這項技術(shù)在應(yīng)用中能保證土壤依然保持疏松狀態(tài)，不會對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞，不會造成土壤表面板結(jié)，能為作物提供良好的土壤以及水分條件。由于地表土壤濕度低，所以可以有效減少地面的水分蒸發(fā)，輸水管道埋于地下，可以有效減少灌溉所占面積，保證田間作業(yè)以及交通能變得更加方便，保證在灌溉的同時能進行農(nóng)事活動。灌水效率較高，可以有效節(jié)約用水量，還能有效減少雜草的生長以及病蟲害的發(fā)生，在實際灌溉過程中由于壓力較低，可以有效減少能耗，對能源節(jié)約也有著重要作用[5-6]。

這項技術(shù)也存在一些缺點，例如由于表層土壤濕度較差，會不利于作物種子的發(fā)芽以及幼苗的生長，同時不利于淺根系作物的生長。該技術(shù)投資成本較高，具體施工過程比較復(fù)雜，同時在管理和維修中也存在很大困難。在應(yīng)用過程中一旦出現(xiàn)管道堵塞或破壞的情況，檢查和修理工作的難度很大，而且應(yīng)用過程中容易發(fā)生深層滲漏問題，特別是在透水性較強的輕質(zhì)土壤中應(yīng)用時很容易產(chǎn)生滲漏損失[7-8]。

4 景電灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用分析

景電灌區(qū)的氣溫變化較大，日常降雨量稀少，蒸發(fā)量較大，每日日照時間較長，無霜期較短，同時還存在著風(fēng)沙天氣，在春季特別明顯，屬于典型的大陸性氣候。因此，理論上選擇滲灌法以及微灌法的節(jié)水效果更好，但是在實際應(yīng)用過程中，由于這兩種方法整體的投資成本較高，會導(dǎo)致受益單位難以接受，從而影響到景電灌區(qū)整體發(fā)展。噴灌法在實際使用過程中由于受到自然因素的影響嚴重，特別是容易受到大風(fēng)天氣影響，故很難在景電灌區(qū)進行有效應(yīng)用，使用噴灌難以保證景電灌區(qū)作物的正常生長。所以經(jīng)過研究，在景電灌區(qū)的節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇過程中，筆者認為地面灌溉技術(shù)是最合適的選擇。在實際應(yīng)用畦灌法及溝灌法等灌溉技術(shù)的過程中，為了有效節(jié)約水資源，需要利用平地儀器整平土地，在應(yīng)用中可以改長畦為短畦，同時有效縮短畦寬及其大小，從而有效減少水分在田間的蒸發(fā)量以及深層滲漏量。通過采用這種節(jié)水灌溉方法，保證受益單位能夠更好地接受以及理解，達到應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)保證水資源的高效利用的目的。

地膜覆蓋節(jié)水灌溉技術(shù)是在畦灌法及溝灌法的基礎(chǔ)上進行研究得出的灌溉技術(shù)，在實際應(yīng)用中通過覆蓋地膜可以有效減少田間水分蒸發(fā)量及深層滲漏量，而且具有對土壤結(jié)構(gòu)破壞小以及保墑、保溫等優(yōu)點，同時灌溉需水量得到有效降低，充分提高了水資源的利用效率。覆膜節(jié)水灌溉技術(shù)又分為膜上滴灌以及膜下滴灌，在景電灌區(qū)有效應(yīng)用膜上滴灌技術(shù)，能夠極大程度地節(jié)約水資源。與膜下滴灌技術(shù)相比，膜上滴灌技術(shù)在實際應(yīng)用過程維修更加方便，從而更能被受益單位接受，所以這項技術(shù)推廣起來更加容易方便。

無論采用哪種節(jié)水灌溉方式，都必須要以節(jié)約水資源、提高經(jīng)濟效益為根本目標，這樣才能保證采用合理的灌溉方式，逐漸提高水資源的利用效率，有效保證景電灌區(qū)能實現(xiàn)水資源的供需平衡，為灌區(qū)的持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[9-10]。

5 結(jié)束語

綜上所述，景電灌區(qū)面積較大、受益單位較多，且目前各受益單位對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)認識不盡相同，這對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)在景電灌區(qū)的高效應(yīng)用造成了一定影響。這就要求在國家政策的大力支持下，景電灌區(qū)各受益單位充分認識到農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的重要意義，通過大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，有效實現(xiàn)增產(chǎn)、節(jié)水、增效的目標，通過采用科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)保證水資源的高效利用，推動景電灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。