童子壩灌區節水灌溉技術的應用及節水措施

張 超

（甘肅省民樂縣童子壩河水利管理處，甘肅 民樂 734511）

民樂縣的經濟收入以農業為主，農業生產對水資源的需求量較大。縣域內水資源分布西多東少，童子壩灌區位于縣城東部，流域面積331 km2，地表水資源由童子壩河、石灰窯、砂嘴口、乃堵壩等幾條支流匯集而成，引水以童子壩河為主，多年平均水資源總量為10 976 萬m（3多年平均地表水資源量為7 848 萬m3，地下水允許開采量3 128 萬m3）。童子壩灌區轄民樂縣南豐、永固、洪水、民聯、六壩5 個鎮59 個行政村及5 個機關農林場，設計灌溉面積2.021 萬hm2，有效灌溉面積1.921 萬 hm2，水權面積 0.719 萬 hm2。目前整個灌區范圍內所有鄉（鎮）大部分村組仍采取大水漫灌的澆灌方式，水資源浪費嚴重。近幾年用水量不斷增長，同時降水逐年減少（多年平均降水量342.6 mm，降水多集中于8 月，年平均蒸發量1 623 mm），且灌區管理的翟寨子水庫經多年運行泥沙淤積嚴重、庫容逐年損失，導致水資源供需矛盾日益尖銳。基于此，童子壩灌區必須樹立節水意識、應用節水灌溉技術，從而提高水資源利用率，緩解農業用水危機。

1 童子壩灌區應用的節水灌溉技術

1.1 水肥一體化技術

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術，通過新建蓄水池、田間配套建設管道設施將可溶性固體肥料或液體肥料按照一定標準配兌在蓄水池內，借助壓力灌溉系統適時的灌溉。水肥一體化技術是童子壩灌區最先進的節水灌溉技術，主要應用于洪水鎮費寨村、劉山村及民聯鎮河灣村。與傳統大水漫灌方式相比，水肥一體化技術可節約大量灌溉用水。大水漫灌根據灌區輪廓配水計劃逐村依次灌水，雖能一次性補足水分，但由于童子壩灌區土壤厚度薄、含水量低，大部分灌溉水直接滲到地下，水資源浪費嚴重。此外，水肥一體化技術應根據農作物的生長需求適時補水。

1.2 噴灌技術

隨著科學技術的發展，噴灌技術在農業生產中的應用越來越廣泛。噴灌技術利用輸水水泵和田間布設的管道工程根據農作物生長需求進行灌溉，利用水泵產生的高壓將水噴灑到空中，使灌溉水以類似降雨的方式均勻噴灑到農作物的莖、葉等部位。童子壩灌區地形南北高差較大，配備輸配水管道系統、水源系統、田間工程及其附屬設配時應選用承壓能力強的設備，同時管道鋪設最好為東西走向。噴灌技術根據農作物的生長需求進行灌溉，節水效果明顯，在童子壩灌區具有較大的發展潛力[1]。

1.3 微灌技術

微灌技術在田間鋪設管道系統，并在末級管道上安裝灌水器，根據農作物的生長需求利用加壓設備將水資源以較小的流量均勻、準確地輸送到作物根部。目前童子壩灌區微灌技術的應用較少，僅應用于祁連山黑河流域山水林田湖生態保護修復工程民樂縣童子壩河流域治理項目，均為地表滴灌方式，在植物根部鋪設毛管與主管連接，利用水泵將水資源輸送到毛管滴頭。但童子壩灌區微灌技術受管道埋深較淺、易損壞及維修保養費用較高的限制，難以大范圍推廣應用[2]。

1.4 膜下滴灌技術

隨著農業科學技術的發展，膜下滴灌技術逐漸興起，其原理是在滴灌帶上鋪設地膜，既能使水分和養分送達植物根部，又能利用地膜聚集水分、減少水分蒸發、保持土壤濕度，但管道鋪設成本較高、無法開展大型機械作業，目前主要應用于大棚蔬菜種植，節水效果優于噴灌技術和微灌技術。

2 節水措施

2.1 實施高標準農田建設項目

童子壩灌區的耕地從地塊大小上來說，大的少、小的多，且田埂多；從地勢上來看，南北向土地高低落差較大，東西向的土地平整度不高。灌溉時易造成灌水不均，低洼處易造成農作物根系發軟癱倒、光合作用不夠等問題；地勢較高處農作物吸收水分較少，易造成農作物矮小、產量低等問題。因此，須實施高標準農田建設項目，對土地進行平整，確保灌溉均勻，同時減輕或預防土壤板結、鹽堿化等問題。有研究表明，土地不平會導致灌水不勻，至少20%的灌溉水被浪費，同時土壤易出現鹽斑。因此，要勤整土地，使灌溉水順暢地流進田間、流到作物根部被吸收。作物種植密度較大時可應用畦灌技術，減少田間輸水損失，提高灌溉用水利用率。應用畦灌技術時要做好土地平整工作，可運用激光控制平地技術[3]。田間作物是向日葵、甜菜、玉米等寬行距作物時應用溝灌法，可提高灌溉水利用率。

2.2 提高灌溉水利用率

灌溉水利用率是指灌入田間可被作物利用的水量與水源地灌溉取水總量的比值。童子壩灌區始建于20 世紀60—70 年代，截至目前共建成總干渠及干渠9 條96.38 km，筑物188 座；建成管道工程1 項，總長7 km，建筑物2 座；建成支渠52 條118.28 km，建筑物816 座；建成斗渠612 條906.42 km，其中高標準襯砌141.52 km，建筑物1 893 座。經長時間運行部分干渠、支渠老化，甚至發生水毀問題，同時40%以上的支渠、80%以上的斗渠還是土溝土渠，渠道輸水過程中水資源浪費嚴重，減少了可被農作物利用的水量，導致灌溉水利用率低。為提高灌溉水利用率，節約水資源，須加強對童子壩灌區各類渠道及管道工程的維修與保養，改建總干渠，提高支渠、斗渠的襯砌率，減少水資源在輸送過程中的損耗。

2.3 加大對農民的培訓力度

農民在灌區節水工作中發揮著重要作用，目前童子壩灌區農業生產的機械化程度低，玉米覆膜壟作溝灌技術、小麥壟作栽培節水技術、馬鈴薯及番茄覆膜壟作栽培技術等應用較少，需加大對農民的培訓力度，使其掌握先進的農業生產方式，能根據耕地及灌區配水情況采取配套的農業耕作方式和節水技術，減少水資源浪費。引導農民調整種植結構，采取與節水灌溉工程相配套的種植模式，開展連片種植（灌區南端種植油菜，北端種植玉米，中間依次種植藥材、小麥、馬鈴薯等），為實施高效節水提供基礎保障。大力推廣先進的種植技術和灌溉技術，適量、適時、適墑種植，建立高效低耗的群體結構，提高水、光、肥利用率及作物產量[4]。

2.4 合理安排灌溉時間

目前童子壩灌區的灌溉時間主要為春季和夏季，只有少部分村組進行秋灌。冬天氣溫低，土壤全部凍結，次年春天土壤解凍后氣候干燥、水分蒸發強烈，土壤表面積鹽、肥力下降，為提高土壤肥力，保持土壤墑情，需在秋季為土壤補足水分。童子壩灌區秋灌補水是一項比較復雜的工作，除了動員灌區群眾在思想上認識到秋灌的重要性外，還要根據地塊大小、土壤肥力情況等控制好灌溉水量，并掌握好灌溉次數。若灌溉時未能科學控制水量，灌水定額過大會造成土壤潮塌返漿，使土壤表面的積鹽現象更加嚴重，同時也導致灌溉水被嚴重浪費。為獲得理想的秋灌效果需參考相關研究人員的建議，在9 月10 日—10 月25 日開展灌溉，并做好土壤翻耕工作。灌溉時要合理控制灌溉面積，可只對次年進行春播的地塊灌溉[5]。

2.5 根據灌區實際調整農業種植結構

童子壩灌區南北跨度較大，各村組種植的農作物種類較多，種植結構復雜，不同農作物對土壤環境的適應性和水資源的需求差異較大，為了最大限度地提高水資源利用率、節約水資源，需動員群眾調整種植結構，進行連片種植。如灌區最南端的南豐鎮氣溫較低，農作物生長周期較短，應鼓勵群眾集中種植油菜等耐寒作物；最北端的六壩鎮溫度高、農作物生長周期長，應鼓勵群眾集中連片種植玉米等作物；中間的永固鎮、洪水鎮、民聯鎮等需引導群眾連片種植不同農作物，錯開灌水高峰期。

2.6 統籌利用地下水與地表水

童子壩灌區水資源短缺，地表水資源較少，地下水利用率低，如果在夏灌時灌區南部的南豐鎮、永固鎮采用地下水灌溉，灌區北部的洪水鎮、民聯鎮、六壩鎮采用地表水灌溉，可滿足農作物的灌溉需求，同時可實現水資源的合理利用。此外，地下水與地表水的統籌利用還能起到調蓄地表徑流、改善地下水質、調控地下水位的作用。

2.7 積極開展水庫清淤

童子壩灌區目前有中型水庫1 座，于1984 年動工興建，1989 年8 月竣工投入運行。水庫設計興利庫容 1 320 萬 m3，死庫容 150 萬 m3；正常蓄水位2 357.40 m，設計洪水位 2 356.62 m，校核洪水位 2 358.40 m，死水位 2 344.60 m，汛限水位2 356.00 m；設計灌溉面積 0.867 萬 hm2，有效灌溉面積 0.744 萬 hm2，保灌面積 0.505 萬 hm2。自建成至今已運行33 年，水庫上游攜帶的泥沙經常年淤積造成水庫庫容損失，能用于灌區灌溉的蓄水量逐年下降，尤其是2021 年7—8 月水庫蓄水量僅為241萬m3。因此，水庫清淤工作勢在必行。根據水庫實際蓄水和水庫所處地理位置情況，水庫清淤最合適的施工工藝為干清淤法清淤。每年7—8 月水庫蓄水幾近干涸，大型清淤設備均能進場開展作業，可最大限度地清除庫底泥沙淤積，并直接將淤積料運走，從而增大水庫庫容和蓄水量。

3 結語

童子灌區水資源稀缺，各受益村組的農業發展受水資源限制，雖然部分村組修建了水利工程與灌溉設施，但因地表水資源較少，各類設施設備的功能發揮有限。因此，須在全灌區大力推廣應用節水灌溉技術，引導農民充分認識應用節水灌溉技術的重要性，并在生產中積極應用節水灌溉技術，進而提高水資源利用率。