建平县农田高效节水灌溉模式与发展建议
2018-01-31高春荣
高春荣
(辽宁省建平县富山街道水利服务站)
建平县地处辽宁省西部地区,总土地面积约4 900 km2,地貌类型属山地丘陵区,山区面积占30.4%,丘陵面积占43.3%,平川面积占26.3%,可谓“六山一水三分田”。现有耕地面积14.7万hm2,以旱地为主,人均耕地面积大。在强化农业基础地位的背景下,发展节水灌溉对于农业生产的持续发展与经济效益提高,具有十分重要的意义。由于受传统农业生产理念的影响,人们习惯大水漫灌,农业用水浪费严重,高效节水灌溉一直未植根于广大农民的心里,节水灌溉工程长期处于比较缓慢的发展状态,难以发挥应有的效应与作用,制约着高产、优质、低耗、高效农业的持续推进。为了节水灌溉农业快速发展,保证粮食安全,笔者总结了建平县的三种农田高效节水灌溉模式,并对推动节水灌溉发展提出了相应的建议。
1 发展节水灌溉应注意的问题
节水灌溉是指根据当地的水资源紧缺情况,相对大水漫灌来说的。应从整个灌溉过程入手,凡能减少灌溉水损失、提高灌溉水利用效率的措施、技术和方法,均属节水灌溉的范畴。通常情况下,节水灌溉是用尽可能少的水投入(浇水),取得尽可能多的农产品的一种农业高效用水模式,它是发展高产、优质、低耗、高效农业的重要环节。
要灌溉就必须有水源,从水源到形成农产品,需要经过四个过程:一是通过渠道或管道将水从水源地输送到田间;二是将输送到田间的水,尽可能均匀地分配到指定的面积上渗入土中转化为土壤水;三是作物吸收利用土壤水,维持正常的生理活动;四是通过作物复杂的生理活动,形成人们所需要的经济产量(农产品)。从水源到形成农产品的过程我们可以看出,发展节水灌溉要注重三个方面的问题:一是减少输水过程的损失;二是控制土壤水分的无为消耗(如蒸发、渗漏);三是“有钢用在刀刃上”,在作物生长发育最需要水时给以补充。由此我们可以将节水灌溉理解为这样一种用水模式:就是采取最有效的综合技术措施,减少水向田间输送过程中的损失、水到田间渗入土中变为土壤水过程中的损失以及控制土壤水分的无为消耗,提高灌溉水的利用效率,以较少的灌溉水量和灌溉次数,取得显著的经济效益。
2 农田高效节水灌溉主要模式
2.1 渠道防渗技术
一般来说,在农田水利工程高效节水灌溉技术中,输水渠道是最主要的给水设施。由于输水渠道的渠壁、渠底防水性能较差,致使渗水造成水资源的流失较大。据调查统计,渠道输水损失约占输水总量的40%-50%。因此,若要发展农田水利工程节水灌溉,其渠道防渗一直是首先必须解决的问题。其技术措施的主要环节特点是:在实施输水过程中,将渗水漏水量损失率降低到最小,使渠系水供给过程的稳定性与耐久性保持一个相当长的时期。在这方面,建平县主要采用三合土护面防渗技术、土料压实减渗技术、沥青护面防渗技术、混凝土石块衬砌防渗技术、塑料薄膜铺设防渗技术等,这些技术方法,均具有不同程度的减少水资源的无端浪费与无效耗损作用。
2.2 农田喷灌技术
喷灌是喷洒灌溉的简称,是指利用成套的动力机械、水泵给水加压或利用水的自然落差,将水通过管道输送到目的地(灌区),再由管道上的喷头将水喷射到空中,形成细小的水滴,均匀地洒落在农田上,湿润土壤并满足农作物需水要求的一种先进灌溉方法。其优点:一是灌水均匀,用水节省。灌水均匀度可达80%-90%,与地面灌溉相比可省水20%-30%;二是适应性强,不受地形限制。平地、坡地均可采用,对土地的平整程度要求不高;三是占地较少,省工增产。喷洒设施一般安装在地下,占地很少,且比地面灌溉可节省一半劳动力,增产显著。其缺点:一是单位面积投资较大,成本较高;二是能耗较大;三是受风的影响较大,蒸发损失较多。喷灌系统主要有移动式、固定式和半固定式三种类型。移动式喷灌系统从田间渠道、井、塘直接取水,其动力、水泵、管道和喷头全部可以移动;固定式喷灌系统的动力、水泵固定,输(配)水干管(分干管)及工作支管均埋入地下,喷头可常年安装在与支管连接伸出地面的竖管上,也可按轮灌顺序轮换安装使用;半固定式喷灌系统的动力、水泵固定,输(配)水干管(分干管)埋入地下,工作支管和喷头可以移动,由连接在干管(分干管)伸出地面的给水栓向支管供水。应用喷灌时,应根据农田灌溉实际需要与水源情况,规划布置好喷灌系统,正确选择喷头组合,合理确定喷头间距,同时选好干支管的管材与管径。
2.3 农田滴灌技术
滴灌是通过干管、支管输水,利用毛管上的滴头,在低压下向土壤缓慢滴水,通过重力和毛细管的作用使水下渗变为土壤水,供作物生长发育的一种灌溉方法。滴灌的特点:一是省地省工。滴灌的管道布置在地下作物行间,除输水设施外,一般很少占地,且不需要太多的劳力投入;二是节水增产。滴灌属微量灌溉方式,用水量很少,通过人为控制,可在作物最需要水的关键时期供水,实现丰产增收;三是水肥相融。在灌水时,可把要追施的化肥溶入水中,在供水的同时满足需肥要求,实现水肥一体化;四是应用广泛。滴灌技术目前已广泛应用于大棚蔬菜、露地蔬菜、各类果园、温室花卉、道路绿化及小流域治理开发等。按管道的固定程度,一般把滴灌分为固定式、半固定式和移动式三种类型。滴灌系统的主要组成部分是:水泵、化肥罐、过滤器、输水管(干、支管)、灌水管(毛管)和滴水器(滴头)等。在滴灌时间上,根据天气和土壤墒情,可每日、隔日或3 d滴灌1次,每次滴灌时间一般3-6 h;在滴灌水量控制上,可根据作物种类、土壤类型和气候条件,在第一次滴灌时要使作物根部20 cm深的土壤达到田间持水量,以后使土壤水分保持在田间持水量的80%左右即可;在滴灌设备上,可采用土法上马,土洋结合,多搞简易滴灌,以利于普及推广。例如,滴灌需要的水头不高时,只要把一个大水桶放在2-3 m的土台上,接上水管,就可以成为水源;有的地方,采用砂卵石做过滤器,只要注意维护,也能很好地满足过滤的要求;还有的采用阀门代替流量调节器,用细塑料管作滴头(如滴流过快,就打个结增加阻力)。这些都是农民群众创造的土办法,非常经济有效。
3 对发展农田节水灌溉的建议
3.1 积极推广灌溉渠道防渗漏技术
建平县目前农业灌溉用水量为2.7×108m3/a,倘若科学采取衬砌防渗的技术措施,使灌溉渠系水的有效利用率提升到62%,灌溉水利用率提升到59%,则可节约灌溉水量2.7×106m3/a,节省的水资源可扩大农田灌溉面积0.26万hm2,相当于4个中型自流灌区的灌溉面积,潜力巨大。
3.2 在低产田积极推行节水灌溉技术
建平县中低产田较多,如要稳步提高中低产田的经济效益,首先应当立足当地的土壤环境特点,根据不同农田的作物布局,实施喷灌、滴灌、管灌以及膜上灌、膜下灌等农田节水灌溉技术,切忌盲目引进、盲目推广不适合本地农业生产的“样板工程”,避免半途而废,造成不必要的经济损失。
3.3 大力推行低压管道输水技术
在建平县的富山街道、昌隆镇、太平庄镇、老官地镇、白山镇等乡镇,电力提灌工程多并有扬程高的特点,其不利方面是灌溉能源消耗较大,渠系水利用系数较低。为此,应大力宣传管渠结合,推广低压管道输水技术。据调查,低压管道输水灌溉技术水资源利用率可提高到88%-92%,比土壤压实水渠输水可节水30%-35%,且具有占地少、用工省、输水时间短、适应性广等特点,值得大力推广。