三江平原江萝灌区水资源利用及节水灌溉措施
2013-08-15王士兰
王士兰
(黑龙江农垦勘测设计研究院 黑龙江哈尔滨 150090)
1 灌区概况
江萝灌区地处三江平原西北部,位于松花江与黑龙江汇流地带,北靠黑龙江与俄罗斯相望,南至普阳农场,西为萝北县,东至绥滨农场。灌区范围包括萝北县及名山农场、江滨农场、军川农场。灌区属大陆性季风气候,多年平均降水量535.8mm,多年平均蒸发量 1130.8mm,年平均日照时数2274h左右,无霜期平均125d。地势总趋势是自西北向东南倾斜,地面平均坡降1/2000~1/8000。土壤主要为草甸土和沼泽土,土质肥沃。江萝灌区土地资源丰富,总控制面积14.45万 hm2,总耕地面积 8.73万 hm2,其中:旱田5.99万hm2,水田2.73万hm2。建成后的江萝灌区引黑龙江水灌溉,将成为一个灌溉水田面积6.76万hm2的大型灌区。
2 灌区水资源情况
2.1 地表水资源
江萝灌区内没有河流、水库等水源工程,灌区北面紧靠黑龙江,引江水灌溉有着得天独厚的水源条件。黑龙江是世界著名大河之一,河流以额尔古纳河为河源,全长 4440km,流域总面积187万km2,居世界第10位。其中我国境内流域面积约 89.11万 km2,占总流域面积的 48.0%。黑龙江江萝灌区段年径流量为1543亿m3,多年平均流量为4893m3/s,保证率为80%的年来水量为1212亿m3,5~8月多年平均径流量为991亿m3,5~8月最枯日流量为856m3/s,5~8月最枯旬流量为 2013 m3/s,水量丰富。在水量与水质方面,黑龙江水均满足灌区灌溉要求。
2.2 地下水资源
江萝灌区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水,含水层岩性为中细砂及砂砾石。地下水埋深 3~7m,水力坡降约 1/5000左右。地下水主要接受大气降水入渗补给和江水渗入补给。地下水富水性强,单井出水量 3000~5000 m3/d。灌区内地下水总储量 20630.26万 m3,可开采量18604.62万m3。地下水水质为Ⅲ类水体,适于工农业用水及生活用水。
3 灌区水资源开发利用存在的问题
灌区内没有利用地表水灌溉的水源工程,灌区所有的工农业用水及人畜用水都是采用地下水。特别是进入20世纪90年代,三江平原进行商品粮基地建设,调整种植结构,大力发展水稻种植,开始建设灌溉工程,均为打井抽地下水灌溉,水源井分布比较零散,地表水灌溉工程欠缺,水资源配置不合理。井灌区建设以来,随着农田灌溉面积的扩大,特别是水田灌溉面积的迅速增加及人民生活水平的提高,用水量也迅速增加,因而地下水开采量也随之迅速增加,目前灌区已经有机电井 2730眼。灌区内现状用水主要为农业灌溉用水、农村人畜用水、城市工业用水及城镇生活用水,各业用水量均为开发利用地下水。灌区内现有水田面积 2.73万 hm2,农村总人口4.41万人。2005年各业总用水量18894.78万m3,其中灌溉用水量 18450万 m3、农村人畜用量321.69万 m3、工业用水量 33.95万 m3、城镇生活用水量89.13万m3。灌区内现状地下水总储量20630.26万 m3,可开采量18604.62万 m3,总用水量18894.78万m3,供小于需,总量超采290.16万 m3。其中萝北县部分及江滨农场部分分别超采3666.85万m3、1627.58万m3,超采严重。超采导致灌区地下水位已经平均下降了1m左右。灌区水资源开发利用现状非常不合理,不能保证灌区的可持续发展。应该改变这种单一的采用地下水灌溉的水资源利用模式。
4 灌区水资源合理开发利用的对策
4.1 合理开发利用黑龙江水资源
江萝灌区北靠黑龙江,黑龙江流域雨量充沛,同时流域内植被良好,存在永久冻土层,径流条件良好,有丰富的水资源,引江水灌溉条件非常优越。所以灌区应尽快开发利用丰富的黑龙江水资源,采用江水进行灌溉。考虑到灌区的自然条件,不能够自流引水,目前正在建设提水泵站,提黑龙江水进行灌溉。灌溉站提水后用两条灌溉渠道为灌区输水,萝北干渠为萝北区供水,江山总干渠为江山区供水。由于渠道比较长,地质条件比较复杂,对一些渗漏严重的砂性土质渠段应采取渠道防渗措施,尽量减少水资源损失。
4.2 将地下水资源作为灌区用水的补充水源
灌区内地下水开发利用分布极不平衡,其中萝北县部分及江滨农场部分超采严重,地下水位已经平均下降了1m左右。针对这种现象,应切实搞好灌区地下水资源开发与利用规划,做到合理开发利用、有效保护和科学管理。地下水资源开发应以可开采量进行控制,并留有一定安全富余,使水资源能够可持续开发利用,决不能造成超采,破坏地下水环境。同时要严格控制深层地下水的开采。对于已经造成超采的萝北县部分及江滨农场部分区域应严格控制地下水的开采,以保护为主,尽量采用地表水灌溉。
4.3 井渠结合,优化水资源配置
灌区灌溉方式为建灌溉泵站,提黑龙江水进行水田灌溉,在地下水尽量不影响米质的情况下泡田期利用地下水进行泡田,做到井渠结合。对灌区水资源进行全面规划,渠首灌溉站提水与灌区内的水源井联合运用,实现井渠结合的灌溉模式。井渠结合灌溉具有开源与节流的双重作用。以地下含水层作为天然的地下水库,对入渗的地表水进行调蓄,作为灌区新的水源,供河流来水少的季节或作物需水高峰时期灌溉之用,提高了灌溉水的有效利用率,同时又能有效的控制地下水位,达到既利用地下水又防止土壤盐渍化的目的。目前灌区拥有机电井 2730眼,但分布不尽合理。萝北县部分及江滨农场所占比例较大,这两个地区地下水已经严重超采,应注意地下水资源保护,严格控制地下水不合理利用。名山农场、军川农场部分可以新布置一些机电井,适当开发利用地下水资源。在水资源配置方面,城市生活及工业用水、人畜用水应优先采用地下水。考虑到地下水已经超采,地下水灌溉的水稻米质差、产量低、市场不好等因素,生育期宜用过境的黑龙江水灌溉,而泡田期以及黑龙江来水少的季节或作物需水高峰时期可以利用地下水作为补充灌溉水源。
5 灌区节水灌溉措施的应用
节水灌溉技术可以明显节约用水和高效用水。农业生产用水量大面广,应积极推广节水灌溉技术,在因地制宜、合理开发利用地表水和浅层地下水资源的同时,采取切实可行的措施,节约和保护水资源。依靠科学技术,积极推广节水型农业,科学灌溉,彻底改变传统的农业漫灌方式,推广抗旱节水技术措施,提高水资源的利用率,促进灌区农业可持续发展。江萝灌区的灌水方法仍以地面灌溉为主,而且节水的潜力也最大。为达到节水灌溉的目的,灌区采取的节水措施具体包括农业措施、工程措施和管理措施。
5.1 农业措施
(1)旱育苗。目前灌区已经基本采用旱育苗,旱育苗具有秧苗素质好、发根力强、抗逆性好、干物质积累多、缓苗快、分蘖率高、产量高等优点,一般可节省育苗水30%~40%。
(2)水田稀植。一般在合理的种植密度范围内,密度大,单位面积上植株总数增多,总的叶面积增大,叶面蒸腾量增大,而棵间蒸发量却相应减少。但棵间蒸发量的减少值小于叶面蒸腾量的增加值,结果水稻蒸腾蒸发量仍是随种植密度增加而增大。
(3)旱整平,早春泡田。过去采用水耙地,就是在插秧前,将春秋翻地放水浸泡十天左右,用拖拉机进行水耙地,拖平后建浅水层插秧。现在施行旱耙泡田,是在春秋翻地基础上推行旱耙地旱整地,施行边泡田、边拖平、边插秧,灌水深度可由水耙地的15cm减少为6~7cm,旱耙早春泡田节省成本,提高水温地温,利于消灭田间杂草,错开用水高峰期,保证泡田插秧,为适时早插秧创造条件。旱耙地,早春泡田比水耙地每亩可节省水50~70m3。
(4)推广水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉模式。“薄、浅、湿、晒”概括说,就是薄水插秧,浅水返青,分蘖前期湿润,分蘖后期晒田,拔节孕穗期回灌薄水,抽穗开花期保持薄水,乳熟湿润,黄熟期湿润落干。
5.2 工程措施
首先要注意积极推广渠系配套,土地平整,渠道防渗等技术。根据灌区工程地质勘察结果,江山总干渠的个别渠段黏土层较薄,黏土土方量及土质不能满足渠道取土量和取土质量的要求。为减少渠道输水损失,需要采取节水措施,衬砌渠道采用两布一膜防渗措施,膜上保护层采用膜上加预制混凝土板为保护层,混凝土板厚8cm,砂垫层厚 5cm。江山总干渠分段防渗总计为6.145km。
5.3 建设灌区供水监测系统,加强灌区信息化管理
加强管理,以节水节能为中心充分利用地表水资源。加强灌排渠系工程的维修养护,以保证工程设施的不断完善与正常运行。进行科学用水、计划用水、节约用水、提高灌水技术,研究新的节水灌溉方式,进行渠系水有效利用系数等方面研究;科学用水,大力推广先进经验。建设灌区水情水资源测报系统,进行灌区科学的信息化管理。水费制度采取按方收费,达到控制用水目的,在支渠上安装一套水情自动测报系统。中心监测站设在渠首灌溉站。建立供水实时测报系统,利用现代计算机和通讯技术,可实施对渠道提供准确、可靠、及时的数据资料,为按方收费提供可靠的用水量。
6 结语
江萝灌区土壤肥沃,水土资源丰富。通过大力发展高效节水灌溉,大幅度提高水资源利用效率,用有限的水资源发展更大规模的灌溉面积,是充分发挥该地区土地资源优势,提高粮食综合生产能力,推进现代农业大发展,为国家粮食安全提供坚实支撑的必然选择和必由之路。对于灌区中的旱田仍然属于雨养农业,下一步应根据实际情况大力推广喷灌、微灌、管道输水等高效节水灌溉技术,把整个灌区建设成一个现代化农业区。