汾河灌区灌溉水利用率提高措施探析

王 锐

（山西省汾河灌溉管理局一坝分局，山西 太原 030002）

1 灌区基本情况

汾河灌区位于山西省中部太原盆地，北起太原市北郊上兰村，南至晋中地区介休县洪相村。灌区控制范围土地总面积约13.67万hm2，总耕地面积10.46万hm2，设计灌溉面积9.97万hm2，有效灌溉面积8.79万hm2，是山西省最大的自流灌区，也是全省主要的粮食产地之一。灌区主要种植作物有小麦、玉米和高粱，覆盖太原、晋中、汾阳、介休等重要城市，城市、工业及农业灌溉用水量巨大。由于汾河水资源有限，已不能满足用水需求，水资源紧张的同时还存在水利用率低、水浪费严重的现象。在农业灌溉中，普遍存在配水系统效率较低、用水管理粗放、灌排应用技术落后、灌排工程老化失修严重等问题，严重制约了汾河灌区农业的发展。近年来，随着节水改造工程和灌区建设的不断发展，汾河灌区灌溉水利用率不断提高。因此，有效提高灌溉水利用率是解决汾河灌区水资源短缺、实现水资源可持续利用的重要手段。

2 灌溉水损失原因

通常情况下，灌溉中仅有部分灌溉水会被农作物有效利用，在输水及灌水过程中还会损失一部分，这部分消耗主要包括以下几个方面：一是输水和灌水过程中的渗漏，如一些输水渠道由于年久失修或质量问题而导致的渗漏。二是各种因素造成的退水。由于管理不善以及过量灌溉，经常会引起跑水，还有一些渠道和闸门存在漏水现象，从而导致部分灌溉用水从灌溉系统又重新退回到河道。三是水分的自然蒸发。输灌水过程中，与大气接触的水面必然会造成大量的水分蒸发，输送到田间的水分也会有部分被蒸发掉，从而造成损失。

通常以上三种因素造成的灌溉水损失的大小基本遵循以下顺序：渗漏＞退水＞蒸发。就汾河灌区而言，其渠道工程较好，渗漏现象不是很严重。但管理不到位、渠道和闸门缺乏养护等会造成较多的退水。

除了在输水、配水和灌水过程中的损失外，还存在农业节水意识薄弱、灌溉工程维护投入不合理、灌区管理严重滞后以及没有考虑灌溉回归水利用等问题。

3 提高灌溉水利用率的措施

3.1 减少渠道系统的水损失

由于各级渠道的渠床质量不好或损坏，以及工程配套不完善等问题，经常会导致漏水、泄水以及渠堤决口的现象。因此，需要通过渠道防渗、使用低压管道来进行输水等改造工程来减轻漏水和泄水等问题，从而提高灌溉水的利用率。

一是改进渠道质量。改进渠道质量是提高渠道系统水利用率的一条行之有效的重要途径。传统的土渠渗水现象严重，采用石块、混凝土和塑料薄膜等材料修筑的渠道能够有效防止渗漏，水分损失水量可减少50%～80%。此外，加强渠道衬砌也可在一定程度上减少灌溉水的渗漏。在输送量相同的情况下，衬砌渠道具有比非衬砌渠道更小的断面，因而渗漏水损失会更少。同时还具有防止渠底和边坡被冲刷的作用，减轻外界环境造成的破坏。

二是使用低压管道进行输水。在使用明渠输水过程中，暴露在外的水面会造成严重的蒸发损失。如果采用低压管道，则可大幅降低水面蒸发造成的损失。通过对渠道质量的改进和使用低压管道进行输水，可有效提高灌溉水利用率。但渗漏水的减少使地下水补给不足，从而引起地下水水位降低，进而可能造成生态环境破坏等一系列问题。因此，在提高灌溉水利用率的同时，需要考虑其可能带来的副作用。

三是加强输配水管理。输配水管理不当会造成灌溉水严重浪费。在一些发达国家，先进的计算机技术、自动化控制技术和系统工程技术等被广泛应用于渠系输配水的控制，通过自动化控制和调度系统，可实现灌溉水的合理输送与分配，使配水效率达到96%。因此，要充分利用当前高度发达的信息和自动化技术，高效管理输配水工程，从而有效减少灌溉水损失，提高水利用效率。

3.2 减少田间无效耗水

灌溉水输送到田间后，由于渗漏、径流、地表蒸发和植株蒸腾等原因，使得水分利用率降低。因此，需要采取措施来减少田间的无效耗水，从而提高水利用率。一是改进灌溉技术。在一些发达国家，水平畦灌、波涌灌、喷灌、微喷灌、滴灌和覆膜灌等先进的灌溉方法已得到了广泛运用，并取得了显著成效。汾河灌区应借鉴这些经验，采用灌溉技术来大幅提高灌溉水利用系数，有效减少灌溉水的损失。二是改进用水调控技术。对田间进行灌溉主要是使农作物充分吸收水分。然而，由于植株蒸腾和株间蒸发等原因，输送到田间的水分会有很大一部分被损失。事实上，农作物自身的根系和叶片气孔具有很好的调节功能，只要能够充分利用这些功能，就可以减少水分损失。因此，要深入研究水分传输过程和机制，运用科学手段和高效用水调控技术对农作物进行合理灌溉。三是采取合理的农艺措施。汾河灌区种植结构单一，大约40%的水分会渗透到砂层中而损失掉，导致灌溉水利用率不高和粮食产量偏低。因此，需要优化调整灌区农作物品种和结构来实现水资源的充分利用。此外，也可采取各种措施对土壤结构、蓄水能力以及作物根系的吸水能力进行改善，例如对土壤进行深耕中耕、在表面覆盖秸秆和使用人工保水剂等。

3.3 重复利用回归水

回归水的重复利用使得灌溉水利用率具有尺度效应，即灌溉水利用率会随空间尺度的增加而降低。可以通过加强管理、提高水价等措施来充分利用回归水，实现灌区灌溉水利用率的提高。同时，要制定科学的灌溉制度，实现不同尺度下回归水的重复利用。由于径流和渗漏所损失的部分水量会转化为地下水等其他形式的水，可以采用适当的工程对这些水进行部分重复利用。在灌区增设对灌溉水进行重复利用的设施，从而提高灌区灌溉水的利用系数和利用率。

3.4 加强管理，提高节水意识

一是推进管护机制创新。不断创新管理和养护机制，保证灌溉设施完好，充分发挥工程效益，促进灌区农业的持续、快速发展。同时，规范农业取水和用水管理制度，利用信息化手段提高管理水平。二是加强节水宣传。要努力提高公众节水意识，采用各种宣传方式，包括报刊杂志、电视、广告等媒体，宣传水资源紧缺和水源污染等问题，使群众意识到节水和治污的重要性。三是改革水价。当前水资源极其紧张，而用水价格相对低廉，这在一定程度上助长了水资源的浪费。为此要深入调研灌区农产品不同的用水需求，通过对水价进行改革，建立合理的水价体系，运用价格杠杆促使人们提高节水意识，控制农业用水量和促进节约用水，从而实现对有限水资源的高效利用。四是加强技术人员培训力度。要逐步建立健全农村节水灌溉技术服务体系建设，加强对技术人员的培训，引导农民走科技兴农的道路，促进灌区农业经济可持续发展。