汾河灌区节水灌溉发展方向与技术模式

王 婧

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁县 030900）

1 汾河灌区发展现状

汾河灌区是山西省最大的自流灌区，设计灌溉面积近10万hm2，占全省总灌溉面积的7%左右，由三个相对独立的灌区组成，即汾河一坝灌区、二坝灌区、三坝灌区。在解放以来的近七十年间，汾河灌区供水量呈逐渐增加趋势，实灌面积不断扩大，骨干渠系及其建筑物工程配套率保持较高水平，灌区管理水平不断提升，将解放前单一引洪漫灌的老灌区，逐步改造为具有一定保证率的水资源调控工程体系，沿河多点取水口枢纽，完善的干、支渠骨干输水系统和较齐全田间配水灌溉系统的现代化大型灌区工程[1]。随着社会经济的发展和流域内水资源工农业、生态用水供需矛盾的尖锐，灌区水源保证体系已发展成以引用地面水为主，地下水为辅，水源组成包含引用库水、洪水和太原市、榆次市城市中水的综合性灌区。尽管随着区域性降水量的减小，地面水有减小的趋势[2]，但一方面汾河中水量日趋增加，另一方面山西万家寨引黄工程的运行，使得汾河灌区近年来的供水量基本稳定，灌水范围始终维持其最大规模。

近二十多年来国家大型灌区续建配套和节水技术改造项目的实施，为汾河灌区的发展注入了巨大的活力，表现为干支渠系输水、配水能力、灌溉效率大幅提高，直接原因是对主要控制性渠系及建筑物的技术改造、多年成熟的运行系统对管理水平的提升起到了十分重要的作用。由于灌区的前身是在解放前八大冬堰引洪灌溉，自然条件微地形起伏较大、常年田间工程投入不足，目前的田面工程状况与灌溉水的高效节水利用和国家的粮食安全不相适应。主要表现在：1）部分农渠间距过大，导致灌水畦过长，灌水过程深层渗漏损失大，田间水利用率大幅降低；2）斗、农渠以土渠居多，常年杂草丛生，加之地面坡度缓，输水能力下降，大多过水断面偏大[3]；3）斗、农渠（尤其是农渠）基本上没有配套控制性固定建筑物；4）斗、农渠量水设施普遍缺失；5）灌水畦田规格普遍大于国家有关标准。

2 建设发展方向

汾河灌区历史悠久，灌溉事业发展较快。上世纪50年代，汾河灌区灌溉排水系统的骨架已经形成，几十年来，尤其是近二十余年，尽管城市扩张和城镇化发展，以及国家基础设施建设力度空前，城市农村建设用地、公路、铁路建设，市郊灌溉面积有所萎缩[4]，但经济社会发展对水利工程依赖性增强，灌区灌溉系统运行可靠性在与日俱增，水土资源配置走向新的平衡，以全面提升用水效益和效率为主要目标，汾河灌区今后的灌溉发展方向是：

1）稳定灌溉规模

在汾河灌区市郊灌溉面积逐年减少的情况下，以耕地替代发展模式，分别向东、西个方向扩张和复垦土地，维持灌区的灌溉规模和灌溉面积，即维持近8.8万hm2的灌溉面积。

2）全面完成干支渠系工程的技术改造

到2020年底以前，全面完成各干渠渠首工程改造、干支两级渠系工程、渠系建筑物、量水建筑物及桥、渡等配套建筑物的建设任务，使灌区的骨干渠系的渠系水利用系数达到0.85以上，并做到清水、洪水、中水引取控制自如，输水到位，防冲防渗，部分渠道自动化计量等。

3）全面启动田间渠系工程技术改造

汾河灌区田间渠系工程从约70年前开始运行，一直未完全配套。是导致汾河灌区灌溉水利用系数低的根本原因。我国目前正在启动“打通最后一公里”工程，对高效节水工程建设提出新的要求。在2025年前完成灌区60%田间渠系及其建筑物的改造任务，辅以田间土地的平整和优化灌水技术参数的使用，使大型灌区的田间水利用系数达到0.8，灌溉水利用系数达到0.54和0.65左右。

4）灌区末级渠系的管道化。

汾河灌区具有地面坡度特小、微地形起伏较大、灌溉水渠道底坡特缓，甚至逆坡供水的特点，这导致渠道横断面特大、占地面积特大、杂草丛生等问题，应论证平原灌区末级渠系的管道化问题，积极开展示范工程建设，总结经验后建立符合当地实际的管道输水技术体系，以期大范围推广应用。

5）高度重视水土资源的高效利用

依托高效节水项目和重点县项目等示范性、引领性工程建设，灌区内进行分期、分批技术改造，全方位提高灌溉保证率、灌溉水利用效率和水分生产效率。争取2030年全面完成现有灌溉面积的节水技术改造升级改造，实现水资源和土地资源的高效利用。

3 灌区发展技术模式

3.1 不同灌溉区域的发展重点

汾河灌区太原市的晋源区、小店区、尖草坪区、万柏林区和清徐县、晋中市的祁县、平遥县和介休市、和吕梁市的汾阳县、交城县和文水县均土地资源集中，以粮菜果作物种植为主要地区，属汾河河道清水、洪水、中水结合的自流灌溉区，水、土和作物匹配程度高[5]。因此，应实施多水源体系条件下节水灌溉，期望发展节水工程模式与农艺节水技术相结合的农业高效发展技术模式。主要有：

模式1：大田粮食作物+综合水源+高标准低压管道输水（或渠道防渗）+长、短畦结合的地面畦灌模式+地膜覆盖，典型作物以玉米为主，推广范围涵盖汾河二坝灌区为主。

模式2：水稻+渠道防渗+井渠结合+精准控制的格田灌溉+当地特色品种，范围主要指晋祠水稻现代都市农业示范区。

模式3：果树+井渠结合+骨干渠系防渗+田间管道输水+小畦灌溉隔沟灌（小管出流灌溉），典型作物包括清徐葡萄园区、祁县、文水等地梨树园区，目前园区多沿河呈带状分布。

模式4：设施农业+高效灌溉技术（微灌、喷灌）+节水品种，主要指各地零星分布的花卉、反季节果蔬基地等。

3.2 汾河灌区应发展主导灌水方法与技术

汾河灌区节水的重点在田间。深受我国广大农民欢迎的低压管道输水灌溉技术，能很好地解决井灌地区输水过程中的水量损失，防渗渠道也能很好地解决自流灌区输水过程中的水量损失。但是，影响灌区灌溉水利用系数的另一主要环节更应引起重视。那就是田间的灌水过程，即灌水过程中田间水利用系数的提高问题。目前，井灌区的田间水有效利用系数仅有0.75左右，自流灌区的田间水有效利用系数低于0.6。如果把田间水有效利用系数提高到0.85～0.90，节水效果是相当可观的。研究表明[5]，在小畦灌溉条件下（畦宽小于1.5 m，畦长小于50 m），田间水有效利用系数完全可以达到0.85～0.90。鉴于此，汾河灌区应把小畦地面灌溉技术作为一项战略性措施进行应用，高度重视灌溉管理工程中的节水。

3.3 汾河灌区应发展的主导农艺节水技术

结合当前实际情况，除农业部门开展推行节水高产品种、增施有机肥等措施外，水利部门在汾河灌区应大力推广改进灌溉制度、推广地膜覆盖等具有群众基础的主导农艺节水技术。随着山西大水网骨干工程陆续投运，东山供水和新增引黄水将纳入汾河灌区水源体系，对农业生产影响将由以往的水瓶颈将逐步转化为新时期的水支撑，水资源调配将实现地表水供给，机井分步实施关停以涵养地下水，灌区内灌溉制度将发生历史性变革，灌溉配水的实时、足量供给成为可能。长期以来灌区内大定额灌水、三坝灌区等下游冬季储水灌溉等灌溉形式将逐渐取消，供水过程将满足播种为主的“救命水”转变为更大程度以满足作物生长需求为主的“增产水”。此外，地膜覆盖构造了从薄膜到表层土壤的封闭空间的自有水分循环，具有很强的保墒、增温、改善农田生态条件和促进作物生长发育等作用，节水、增产、高效的生产效果显著。灌区群众特别清徐灌域具有地膜覆盖耕作习惯，在当地具有很高认可度，具有示范性和引领性，目前技术成熟可靠，应加大推广应用范围。