高效节灌技术在庄浪县山地果园季节性缺水问题中的应用

徐颖

【摘 要】高效节灌技术在庄浪县山地果园季节性缺水问题中本着“实用、经济、高效、创新”的原则，充分利用本县三条河流浅层地下水及已建成的水保骨干坝及淤地坝为水源，修建节水灌溉工程，有效解决了庄浪县山地果园季节性缺水的问题，取得了显著经济效益和社会效益。

【关键词】节水灌溉；山地果园；应用

引言

庄浪县是一个农业大县，但十年九旱，降雨分布不均，面临着水资源严重短缺的局面，全县水资源总量9039.3万m3，人均水资源占有量204m3，不到全省人均水资源的（1100 m3）1/5，仅为全国人均水资源的（2200 m3）1/10，属水资源严重匮乏地区。对于一个农业大县来说，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水与水资源短缺已成为庄浪县经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化，甚至影响到人们的基本生存条件。

1.项目实施背景

庄浪县位于甘肃省东部，六盘山西麓，陇西黄土高原的东缘。地处东经105°46′15″—106°23′45″，北纬35°03′23″—35°28′26″，北连宁夏回族自治区隆德、泾源两县，东接华亭，西靠静宁，南与天水市张川、秦安两县毗邻。

全县共有18个乡镇，293个村，1521个村民小组，总面积1553.14km2。共有人口44.38万人，其中农业人口41.89万。是国家扶贫开发工作重点县之一。

近年来，庄浪县加大了产业结构调整步伐，大力栽植果树，至2014年底，全县共栽植果园60万亩，其中已挂果的20万亩，幼园40万亩。

在这60万亩果园中，川地果园仅有10万亩，其余50万亩均为山地果园。由于干旱缺水导致果树生长缓慢，挂果数量少，果品质量差。

为了解决山地果园季节性缺水问题，充分利用本县三条河流浅层地下水及已建成的水保骨干坝和淤地坝水源，采用高效节水灌溉技术，实施山地果园补灌措施。

缓解经济发展和人口增长所带来的需水量增加的压力，缓解项目区水资源供需矛盾。庄浪县首先在基础较好的万泉镇三万坪实施山地果园节灌工程。

2项目实施区域内的基本概况

2.1自然地理概况

工程区位于庄浪县万泉镇三万坪，西距县城25km，地处秦陇公路沿线，是水洛河下游南岸面山，最低处高程1430m，最高处高程1750m，相差325m。山地全部实现了梯田化。项目区内共有823户4472人，耕地面积5628亩，其中川地1471亩，塬台地4157亩，共栽植山地果园3600亩。该区气候温和，光照充足，無霜期长、土质疏松，性凉口紧，土壤肥沃，适宜果树生长。但由于干旱少雨，加之水利设施空白，季节性缺水成为项目区果园发展的主要瓶颈。导致果园产量低下，但山下水洛河浅层地下水较为丰富，为建设项目区提供了必要的水资源条件。因此，在该地发展高效节水灌溉，确实是十分必要的，非常及时的。

2.2地形地貌

工程区地形地貌类型属陇东黄土丘陵沟壑区，万泉-莲花山间河谷盆地，盆底呈狭长形，宽约1200m，长度大于5km，盆地内河流阶地发育，现代河床、漫滩宽约100-200m，平均高程1430-1443m，左岸Ⅰ级阶地缺失，左右岸Ⅱ级阶地均发育，宽度约100-150m，平均高程1450-1455m，盆地内宽阔、肥沃的Ⅰ、Ⅱ级阶地，现已大部分开发为果园基地。

2.3工程地质情况

工程区内工程地质类型有第四系河谷冲洪积扇潜水和南部山区潜水两种类型。万泉冲洪积扇潜水含水层渗透系数K=70-77m/d，最大值116m/d，潜水含水层疏干给水度0.05，万泉南部黄土丘陵地区地下水径流模数为0.6L/skm2，此类型水一部分在深切割地段溢出地表补给河沟水，另一部分则沿Ⅱ级阶地后缘补给Ⅱ级阶地潜水。微地貌单元属水洛河南岸川台地及Ⅲ级以上阶地、塬地及新开发的梯田地；水源地及开采井位于水洛河谷主河槽旁侧及左岸Ⅱ级阶地后缘。工程所在地区地质构造相对简单，地基土承载力标准值为90Kpa。

2.4水资源情况

该工程水源地处于渭河三级支流水洛河，地质勘探结果表明，该河段含水层厚2-5m，据根庄浪县卫生防疫站水质化验分析资料，地下水的色、味及透明度等指标良好，ph值在7-8之间，略呈碱性；水化学特性为HCO3-—SO42-—Na+Ca2+Mg2+型，矿化度为1.0-1.5g/L，符合《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）的规定。工程实施范围地质构造相对简单，地基土承载力标准为90kpa，可满足工程建设需要。

该工程灌溉用水，主要通过上游河谷断面地下径流、南部山区侧向径流、大气降水入渗及河流入渗等四种方式进行补给。经测算，地下水调节储存量为50万m3，水源地上游河谷径流年补给量为124.83万m3/a；南部丘陵区入渗潜水侧向补给量在P=75%时为23.60万m3/a。工程上游年开采量为81.4 m+/a。据此得出，工程水源地地下水年允许开采量为108.93万m3/ a。

2.5土地资源

该工程地处水洛河南岸丘陵地区，区内耕地土壤是在黄土母系上发育而成的黑麻土，呈粉状结构，质地重壤或中壤，土质疏松，性凉口紧，蓄水保肥性好，土壤PH值为7.5，有机质含量0.919，其含氮0.089%，含磷0.17%，每亩地含速效氮1.1kg，速效磷0.95kg，速效钾19.5kg，肥力较高适宜发展灌溉果树。

3.项目实施内容

3.1工程等级及标准

3.1.1工程等级

根据水利部2000年7月颁发的SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》，设计洪水重现期为10年，建筑物按Ⅷ度设防，本工程为小（2）型工程。

3.2灌溉制度

依据《节水灌溉技术规范》（SL20·7-98）、《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》（SL/T153-95）、《微灌工程技术规范》（SL103-95）等技术法规，拟定三万坪节水灌溉工程灌溉制度为：

m=10γhβ（β1-β2）p/η沟

按照管道输水灌溉技术规范，经计算拟定果树生长期灌水4次，每次灌水定额30m3/亩，周期10天；冬灌1次，灌水定额46m3/亩，周期15天；全年灌溉定额为166m3/亩。

3.3全灌区设计流量

从灌水率图上可以看出，最大灌水率为0.399m3/s/萬亩，设计灌水率取最大灌水率0.399m3/s/万亩，灌溉水利用系数0.882，采用下式计算流量：

Q=q·A/η灌

3.4田间工程

灌溉方式采用管灌、滴管、喷灌。

4.如何有效发展山地果园节灌工程

4.1技术措施

管灌：也称低压管道输水灌溉技术，主要是利用低压输水管道，将水输送到农田实施灌溉，这样，可以有效减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失，从而实现节水灌溉。与渠道输水相比，这种灌溉方式可以将输水过程中的损失降至最低，而且不受固定渠道的限制，可以对灌溉点进行变换，灌溉效果更好，但是相对而言，管道需要定期维护和更换，成本较高。

喷灌：喷灌指利用专门的设备，如水泵、动力机等，对水进行加压，或者利用地形地势的自然落差，将水输送到灌溉地段，通过喷洒器，将水喷射到空中，散成细小的水滴，对灌溉段进行均匀灌溉。喷灌系统通常需要包括水源工程、动力机、管道、水泵、喷头等设备，可以分为固定式、半固定式以及移动式。固定式只有喷头可以移动和旋转，其他部分固定不动，半固定式的喷头以及相应的支管可以自由移动，而移动式则除水源固定外，其他设备都可以进行移动。喷灌技术可以根据作物的实际生长状况，对灌溉水量进行精确计算，从而减少水资源的浪费，同时也可以保证灌溉的均匀性，确保农作物的顺利生长。

滴灌：通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。由于滴水量小，水滴缓慢入土，因而在滴灌条件下除仅靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其他部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。滴灌的适应性强，使用范围较广， 其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。

4.2资金管理

通过多方筹措，确保对于山地果园灌溉工程的资金投入，第一，首先应当完成各地区的主干水利工程，避免出现全面开花后的资金不足问题，集中资金完成一项工程。第二，根据小型水利工程的性质和效益分别制定运行维护管理及资金筹措方案。对于那些资金回笼速度慢的工程，需要通过各级政府落实专项资金和各水管单位的维修养护资金，确保资金的使用，对于那些有一定回报率的水利工程，可以通过进行市场招标，吸引社会资金的进入，加强对于资金使用的监管，减少政府的资金压力。第三，可以通过建立运行维护补偿基金的形式调动管理单位的积极性。为避免工程建成后因维护管理不到位而造成工程损毁，避免因工程损毁需要重复、反复建设形成的投入浪费，可以在工程建设资金中设立工程维护基金，以补偿和奖励形式促进管理单位加强工程运行维护管理工作。第四，通过建立完善的运行管理制度，保障水利工程管理的正常运行，水利工程运行管理反映出了水利事业的发展水平。

4.3综合管理

走综合节水、系统节水、高效灌溉之路。把追求综合效益，即经济效益、社会效益、生态效益最大化作为今后建设发展山地果园节水灌溉工程的出发点和立足点。坚持适用、方便、高效的原则，积极探索、研究并建设与生产关系相适应的果园节水灌溉工程，走综合节水、系统节水的路子，使山地果园节水灌溉工程得到健康、有序、合理、高效的发展。

4.4农业种植结构调整思路

从总体上看，庄浪县自然条件比较恶劣，水利基础设施薄弱，发展农业的制约因素比较多，但发展特色农业的潜力较大。农业种植结构调整不仅能解决当前农产品卖难和农民增收困难的问题，而且对农村经济的长远发展和加快农业现代化建设的步伐有着重要的意义。在保证粮食稳定的基础上，坚持以经济效益为目标，对农业种植结构进行调整研究。按照“因地制宜、发挥优势、突出特色、分类指导”的原则，充分利用本县三条河流浅层地下水及已建成的水保骨干坝及淤地坝为水源，建设节水灌溉工程，大力发展山区果树种植是增加山区群众经济收入的有效途径。

5.项目实施成果

经过多年的不懈努力，山地果园灌溉技术在庄浪县已全面普及，并且产生了很大的经济效益和社会效益，为培育支柱产业，加快农村小康建设步伐起到了带动和促进作用，在广大科技推广人员和各级业务部门的共同努力下，万泉三万坪山地果园灌溉技术推广在全县范围内取得了较大突破。从2005年开始大面积推广，到2014年，全县修建万泉霍李、柳梁川边、赵墩富川、南湖石峡等高效节灌工程12处。累计发展果园灌溉面积15700亩，经过灌溉后的果树长势好，已经挂果的果实个大、色艳、硬度强、糖份高、品质佳、耐储存、货架期长，深受广大客商和消费者青睐。

参考文献：

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