关键词节水灌溉技术;发展模式;安徽淮北;杜集区
1杜集区发展节水灌溉的必要性和迫切性
杜集区位于淮北市东北部,总面积240km2,耕地面积逾6 666.67hm2,仅占全市耕地面积7%,属暖温带半湿润季风气候,四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,春秋气候温和。年平均气温14.5℃,雨量充沛,历年平均降雨量750~950 mm,蒸发量1 000~1 357mm,降雨时空分布不均,6~9月雨量占全年的60%~70%,其中7月占全年的20%~30%,且汛期多暴雨。年径流量的年内分配也不均匀,汛期6～9月的占全年的80%,非汛期1～2月,径流深只有3mm左右,年内径流深的最大值出现在7月为85mm,其次是8月为58.7mm,年径流量年际变化大。春季多偏东风,夏季多偏南风,秋季多东北风,冬季多北风,年均风速3.0m/s,最大风速19.0m/s,土壤冻结深度30~50cm。统计分析表明,杜集区多年平均受旱面积2 000hm2,成灾面积800hm2,旱灾比较频繁,而且比较严重。
目前,杜集区实际灌溉面积逾5 333.33hm2,现有的灌溉工程主要是石、土渠输水,田间灌水方法为传统的大水漫灌。由于土壤渗漏严重,土地平整难度大,基础差,渠输水利用率低,灌水定额大,有时灌后遇雨产生渍害,造成作物减产,严重影响灌溉工程效益的发挥。但从另一方面看,对汛期天然降水和河道上游来水由于蓄水能力低,使得部分水白白流掉,甚至造成洪涝灾害;再者,农业用水有效利用率低,传统的土渠输水近1/2的水被渗漏、蒸发;落后的大水漫灌方式造成实际灌水量比需要量多1倍,甚至2倍以上。wwW.lunwen.net.cn据测定,目前淮北地区土渠输水利用系数为0.5左右,毛灌水定额高达900~2 250m3/hm2。灌溉技术落后是制约杜集区灌溉发展和影响现有灌溉工程效益发挥的重要因素。大量的实践证明,发展节水灌溉是解决农业用水“双重困扰”问题的迫切需要和有效途径。
随着城镇化建设,人民生活提高,乡镇企业发展等用水量的增加,受比较效益影响,农业用水比重将不断下降,若仍采取大水漫灌传统用水方式,过度开发水资源,势必加剧本来就紧缺的有限水资源的浪费和破坏,使生态环境更加恶化。若通过发展节水灌溉,不仅可以缓解农业、工业、城镇用水的矛盾,而且可以有效保护水资源,维护生态平衡,实现农业可持续发展[1,2]。
2适宜杜集区发展的节水灌溉技术
目前,国内节水灌溉技术主要包括渠道防渗技术、喷灌技术、微灌技术、低压管道输水技术、水稻节水灌溉技术、耕作保墒技术、节水作物品种筛选技术及化学制剂保水节水技术等[3,4]。现把宜于杜集区发展的主要节水灌溉技术介绍如下。
2.1渠道防渗技术
该项技术是通过对渠床土壤处理或建立不易透水的保护层,如混凝土护面、浆砌块石衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等工程技术措施,减少输水渗漏损失,加快输水速度,提高浇地效率。与土渠输水相比,浆砌块石防渗可减少渗漏损失60%~70%;混凝土护面可减少渗漏损失80%~90%;塑料薄膜可减少渗漏损失90%以上。这项技术是我国,尤其是河灌区目前应用最广泛的节水灌溉工程技术措施。渠道防渗材料普遍采用的是混凝土,结构型式以梯形断面和u型断面为主。
2.2低压管道输水灌溉技术
低压管道输水灌溉技术是指利用管道进行输水,减少水量损失的一种节水工程型式,与其他节水灌溉工程型式比较,具有成本低、耗能少、运行管理方便等特点。安徽省从1987年和1993年相继开展了井灌区和河灌区的低压管道输水灌溉技术的研究与试点工作。至目前推广面积已达4万hm2之多,研究和推广表明采用管道输水,同土渠相比节约水量30%以上,节能20%~30%,减少占地2%~4%,井灌区管道输水灌溉是一项技术完善、完全可行、运行管理方便的节水技术,杜集区井灌区应主要发展此项技术。值得注意的是,目前手持软管灌溉由于可有效控制灌溉水量且便于一家一户购置、管理、使用,很受农民的欢迎,农民也易接受,但这种节水灌溉型式劳动强度高,能耗大。
2.3喷灌技术
喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统,形成具有一定压力的水,由喷头喷射到空中,形成细小水滴洒落在土壤表面,对作物实行灌溉。喷灌有灌水均匀、自动化程度高、可以控制灌水量、不易产生深层渗漏和地面径流、不破坏土壤结构、可调节农田小气候等优点,具有明显的增产效果。据测定,喷灌水资源利用系数可达0.72~0.93,比坡面灌溉省水30%~50%。喷灌几乎适用于除水稻作物外的所有大田作物,以及蔬菜、果树等。在大风的情况下,会出现喷洒不均匀、蒸发损失大的问题。与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可省水30%~50%,增产10%~30%,喷灌最大的优点是使农田灌溉从传统的人工作业变成半机械化、机械化,甚至自动化作业,加快了农业现代化进程。但该种技术投资高。在目前的经济发展水平状况下,喷灌的发展应优先应用于经济价值高,且连片种植集中管理的作物。
2.4微灌技术
微灌是用水效率最高的节水技术之一,它的突出优点是可根据作物的实际耗水量适时、适量、准确地补充到作物根部土壤进行灌溉,并把田间渗漏和蒸发损失减少到最低限度。同时,微灌还具有可实行灌水的同时施肥的特点,便于实现灌溉自动化。相对于喷灌而言,微灌属局部灌溉和精细灌溉,水的有效利用程度最高,比地面灌节水50%~60%,增产20%~30%,比喷灌省水15%~20%,但微灌的工程投资较高,为了支撑高投入,微灌一般只用于水果、蔬菜和花卉等产值高和收益高的经济作物。
2.5平整土地及改进沟畦灌技术
沟畦灌是我国目前最主要的田间灌水方式,为了节水增产,可在精细平整土地的基础上将大畦改小畦、长沟改短沟,使沟畦规格合理化,可使灌水定额减少20%左右。但这项技术劳动投入大,增加占地。杜集区土地平整基础差、难度大,对土地实施精细平整是杜集区减少田间水渗漏和蒸发损失的有效措施。
2.6水稻节水灌溉技术
在稻田水、肥、气、热四大因素中,水是矛盾的主要方面,以水调气、以水调温、以水调肥,就可有效地对水稻生育进行促控,这是水稻节水灌溉技术的基本原因。据有关资料表明,该项技术在全国部分地区的推广应用,取得显著的节水增产效益。水稻节水灌溉投资很少,节水增产的灌溉措施应在杜集区石台等镇进行示范推广,如湿润制度、叶龄模式灌溉、浅湿间歇灌溉、薄露灌溉等。
2.7耕作保墒技术
利用深耕松土、镇压、耙耱保墒、中耕除草,增施有机肥、改善土壤结构等耕作方法,可以疏松土壤,增强雨水入渗速度和入渗量、减少降雨径流流失、切断毛细管、减少土壤水分蒸发,既提高对天然降水的蓄集能力,又减少土壤水分蒸发,保持土壤墒情,是一项行之有效的节水技术措施。
2.8覆盖保墒技术
覆盖一般可分为秸秆覆盖和塑料薄膜覆盖,秸秆覆盖可以抑制土壤水分蒸发、减少降雨地表径流,起到蓄水保墒,提高水的利用率,促进作物增产的效果。这种技术除了保墒以外,还有提高地温、培肥地力、改善土壤物理性状的作用;塑料薄膜覆盖目前已得到广泛应用,成为保墒节水增产效果非常显著的新技术。覆盖地膜可提高地温2~4℃,增加耕层土壤水分1%~4%,在干旱时全生育期可节水1 500~2 250m3/hm2,增产40%以上。目前,杜集区花生、蔬菜作物应用地膜表明,此项技术节水、增产效益非常明显。
3杜集区节水灌溉发展模式
总体思路:井灌区应以发展低压管道为主,河灌区以发展防渗渠道为主;水稻区应进行水稻节水灌溉技术示范推广;田间工程应采用改长沟为短沟、大畦改小畦、土地平整等节水技术;节水的非工程措施应采用耕作保墒和覆盖保墒技术;果树、蔬菜等高效作物应以发展微灌、喷灌为重点。
杜集区位于城乡结合部,主要种植蔬菜、水果等高效作物为主,且灌溉水源主要为井灌和河灌,土壤以两合土为主,年平均降水在750~950mm,地下水年平均补给模数在15~25万m3/km2,浅层地下水属较丰富的地区,但由于两合土渗漏严重,土渠输水损失大,土地平难度大,传统的沟畦灌渗漏严重,灌水定额大,灌溉效益差,仍存在灌溉难的问题。近年杜集区手持软管灌溉已为农民所接受,由于可有效控制灌水量,这一节水技术尤其是在抗旱播种有其突出优点。因此,杜集区的河灌区应发展渠道防渗为主,井灌区以发展低压管道为主,可适度发展喷灌,且以投资较少的移动式喷灌为主;渠道防渗输水的田间灌水技术应采用改进沟畦灌技术,低压管道输水的田间灌水技术应采用末级固定接移动软管退管浇技术适用于高岳镇等蔬菜区,其经济条件较好,可适当发展微灌技术,以示范推广。同时,还要加强技术指导,要通过办培训班、派技术人员下乡等手段,因地制宜地推广和应用新型节水技术和节水器具,不断提高节水效能。
4结语
提高单位面积的产量已经成为农民们普遍关心的问题,因此发展节水灌溉技术、努力提高单位面积产量已经成为杜集区农业经济的重点,实行节水灌溉技术有利于提高农产品产量、质量和经济效益,有利于节水、节能、节地、节工、省肥、省钱、增产、增收,促进传统农业向集约化、机械化、现代化农业发展。从一定意义上说,节水灌溉就是科学灌溉、现代灌溉,是农业生产上的一场深刻革命,是促进杜集区率先基本实现农业现代化的一项重要战略选择。
5参考文献
[1] 笪志祥.我国节水灌溉技术及其模式和发展趋势[j].天津农业科学,2008,14(3):33-36.
[2] 吕爱民,郭杨,梁铁山,等.浅谈几种节水灌溉工程技术模式的应用[j].水利科技与经济,2008,14(1):41-42.
[3] 付源瀚.对节水灌溉技术和技术模式的探讨[j].今日科苑,2009(10):56.
[4] 孙保鹏.浅谈几种节水灌溉工程技术模式[j].内蒙古水利,2009(1):109.
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