汾河灌区巩固和扩大灌溉面积的研究

段树强

（山西省汾河灌溉管理局，山西 祁县 030900）

1 概况

汾河灌区位于汾河中游太原盆地底部，是20世纪50年代初建成的大（一）型自流灌区，担负着太原、晋中、吕梁3市11个县（市、区）10万hm2农田的灌溉任务。灌区现有引水枢纽工程3处，干、支、斗、农四级渠道3 006条，总长3 605 km，其中干渠5条196 km，支渠20条225 km，斗、农渠2 981条3 184 km。闸、桥、涵洞等建筑物10 535座，渠道及建筑物运行至今，工程老化严重，约有1/4的建筑物不能正常运行。

2 灌溉面积萎缩的原因

2.1 工程老化失修严重

汾河灌区渠道建筑物配套完成于20世纪五六十年代，末级渠道斗、农渠部分配套率低。多年来，由于投资不足、建设少，导致工程老化失修，超负荷带病运行，渗漏严重，灌溉效益衰减。另外，因农村义务工的取消，干、支渠清淤和整修不及时，水管单位因管护资金不到位，使得管护质量差，干、支渠淤积严重。

2.2 灌溉水源连年减少

近年来水土保持工作力度很大，在上游兴建了许多湿地。由于汾河上游降雨量少加之拦截，使汾河水库蓄水从3亿m3降到1亿m3。灌区年均引水量由“九五”期间的1.6亿m3降到了“十五”期间的0.95亿m3。在引水量减少的同时，太钢、电厂、美锦等企业工业用水量和太原公园水系等的用少量不断攀升，导致农业灌溉水量越来越少。

2.3 灌溉水资源费不断增加

面对日趋短缺的水资源，为了节约合理利用水源，国家把水作为商品，利用经济杠杆进行调节，灌区的农业水价由20世纪70年代的0.004元/m3，调至目前的0.2元/m3以上，50倍以上涨价使得农民浇地积极性下降。

2.4 井灌面积发展迅速

由于春浇库水水量不足，适时水紧缺的状况，迫使群众想方设法，组织打井抗旱，形成了良好的成井运行机制，井灌成为很多村庄的主导灌溉方式。地越浇越坏，盐碱和板结成为影响作物产量的主要问题，导致井灌区地下水位逐年下降，在祁县东观和平遥五里庄出现地面裂缝。

3 巩固和扩大灌溉面积的途径

3.1 运用污水资源实现多渠道引用，为农业灌溉增加新水源

水资源短缺和水环境恶化是经济社会发展的重要制约因素。在节水的同时，开发利用非传统水资源是解决缺水的重要途径，其中污水是水量稳定、供给可靠的水源，将处理后的污水用于农田灌溉，既可在一定程度上缓解农业水资源紧缺的局面，又可利用土壤微生物和农作物的净化能力消除污水中的污染物。同时污水含有作物生长必需的养分，合理用于灌溉，既可节省大量化肥，增加作物产量，还可改善土壤物理化学性质，提高土壤肥力，有利于农作物的生长。

农业灌溉对水质的要求为Ⅲ级，经过一级强化处理，中水水质可完全满足农业灌溉用水要求，将一级强化处理后的水引用便可达到合理引用污水的途径。

污水处理技术主要包括物理法、生化法和化学法等。单独利用其中一种或综合利用其中几种方法的污水处理系统可以达到不同的排放要求。污水中含有大量的氨氮、磷等营养物，利用污水灌溉农田，可以充分利用污水中的这些营养物。通常情况下，一级处理污水中氨氮、磷平均浓度15~59 mg/L和30~34.6 mg/L。按较低值15 mg/L和30 mg/L考虑，污水中的氨氮、磷完全可以满足作物需要。据推算，全国每年排放的污水中所含氮、磷相当于20亿kg硫氨和8亿kg过磷酸钙，充分利用可以节约大量肥料。

3.2 利用蓄水灌溉技术实现弃水利用增加灌溉水量

蓄水灌溉是调节水资源在年内或年际间的调配。通过大定额灌溉，使土壤含水率达到深层饱和，对水分起到一种“储蓄”作用；到作物播种、出苗及生长期的各个阶段，再缓慢释放，以满足作物对水分的需求。根据灌区实际情况，灌水时间定为9月15日—11月10日，灌水定额偏大会造成水量上的经济损失，偏小又不能满足作物生长期对水分的需求，因此灌水定额取3 000 m3/hm2。蓄水灌溉时采用畦灌，根据地形高低、流量大小及种植和收获情况，将农田划分成合适的畦块，筑牢田埂便可进行。

蓄水灌溉可有效调节水资源在时空上的分布，通过淡季大定额灌水，使0～200 cm土层的土壤含水量达到最大值，供次年春播及作物生长期内对水分的需求，从而达到缓解供水矛盾、解决干旱缺水、优化配置水资源的目的。蓄灌后的土地，春季含水适中，可提前播种时间10～15 d，从而为瓜果、蔬菜、油料及药材等多种经济作物的种植创造条件，也为立体化套种奠定基础。由于干旱少雨和春浇库水严重缺乏，受益区内水井数量和井灌面积迅速增长，大量开采地下水资源，致使深井水位由40 m降到61 m。通过蓄水灌溉，不但及时补充了水源，使地下水位有所回升，而且淡化了水质，降低了矿化度。土壤不灌溉或采用井灌的情况下，由于蒸发作用，盐分随水分自下而上移动，积累在土壤表层，导致土地盐碱化；大定额蓄水灌溉形成的重力水使土壤表层的盐分变小，盐分在蒸发的作用下很难再升起，所以盐碱地经多次蓄灌后逐步改良。秋冬季蓄水灌溉后，耕作层土壤颗粒间的空隙充满水分，对空气中的氧气起到隔离作用，经反复冻融，能有效杀灭土壤里寄生的病虫。

3.3 运用活动渡槽实现灌区水量互补

渡槽是一种常见的水工建筑物，是输送渠水跨越山冲、谷口、河流、渠道及交通道路等的架空输水建筑物。磁窑河是汾河灌区与文峪河灌区的分界线，由于文峪河灌区水量少，磁窑河不能建倒洪和固定式渡槽，所以河西大面积耕地处于无灌溉状况。为实现汾河灌区与文峪河灌区水量的互补，解决文峪河灌区受益区演武镇4 000 hm2农田的灌溉问题，研制了钢板活动渡槽。

活动渡槽很好地解决了灌溉与行洪之间的矛盾。灌溉季节安装渡槽过水，以解决河流对岸耕地的灌溉用水问题；雨季来临时，以滑动或搬动形式将渡槽移开，顺利泄洪。

由于倒虹吸的水头损失要明显大于渡槽的水头损失，对平川自流灌区而言，水头极其宝贵。相对而言，渡槽方案的水头损失要比倒虹吸方案要小得多。

一般而言，自流灌区的灌溉水含有较多的泥砂，因而影响灌溉渠系和建筑物的输沙能力。倒虹吸的结构型式和运行特点决定了其对多泥砂水流的不适应性。一方面由于其淤积的可能性要比渡槽大，另一方面淤积之后清淤十分困难，所以采用移动渡槽结构可较好地解决输高含砂量水流问题和清淤问题。

3.4 科学建设末级渠道使适时水能有效利用

在干、支、斗、农、毛五级渠道中，斗、农、毛是群管渠道。近年来农田水利倍受重视，末级渠道建设得到了资金支持，汾河灌区采取先进的灌水技术和工程措施，通过合理的管理制度真正做到配套、续建和节水改造相结合，实现了工程设施的良好运营与维护。

末级渠道高效的输水技术主要是解决渠道畅通和防渗的问题。在进行防渗衬砌时，应结合现场土壤气候条件，从经济角度出发，选择合理的防渗面，如U形、弧底梯形等。针对灌区的实际情况，着重研究不同田间节水的适用条件，优化相应的主导模式，重点改进灌水沟畦规格，推进水畦灌溉及宽行作物沟灌。

4 结语

为巩固和扩大灌溉面积，汾河灌区组织管理运用灌溉技术、工程技术等多种办法，增加灌溉水量和灌溉水源渠道，实现了灌溉面积的扩充和发展。今后应从管理和技术方面摸索更好的办法，从而更好地为农业经济服务。