山东省农村高效用水技术体系研究

2018-03-28吕宁江张桂香

山东水利 2018年9期

吕宁江，张桂香，郑琪

（1.山东省水利科学研究院，山东济南 250014；2.德州市李家岸灌区管理局，山东德州 253000；3.枣庄市水文局，山东枣庄 277800）

“水多、水少、水浑、水脏”是制约国民经济发展和影响生态的四大水问题，更是影响农村建设和发展的主要因素，针对山东省农村基础设施落后，抗洪涝、旱灾标准低，有些村庄甚至饮水困难，住居环境差、生活水平提高缓慢，城乡差距大等现状，通过对农村水系治理技术、高效灌溉技术、村居排水和污水处理技术以及供水和安全饮水技术等涉水问题进行系统的集成研究，形成了山东省平原区、引黄平原区、山丘区等三大类型区的农村建设高效用水技术体系，为乡村振兴战略实施提供水利技术支撑。

1 村居排水与雨洪水综合利用技术

从“开源”的角度出发，结合农村排水工程的治理和建设，通过对村居周边小流域综合治理、村居排水系统和农村河道排水沟、坑塘整治技术研究，增强农村水系防洪防灾安全能力，提高农村雨洪水的拦蓄能力和利用效率，改善农村周边自然生态环境。

1.1 农村村居排水技术

农村村居雨水排水系统一般分为干沟、分干沟、支沟和进户沟。院落内的降雨排水从屋面、硬化地面汇集到排水口，经进户沟汇集到雨水排水支沟；院落外的降雨排水从屋面硬化路面等处也汇集到雨水排水支沟。从支沟汇集到分干沟，从分干沟汇流进入排水干沟，然后排入下一级排水沟、村边河流或池塘。

农村村居污水排水系统一般分为干沟、分干沟、支沟和进户沟。院落内产生粪便直接排入沼气池，厨房和浴室产生的污水汇集到污水排水支沟。从支沟汇集到分干沟，从分干沟汇流进入排水干沟，然后排入氧化塘，经过氧化处理，然后排入下一级排水沟、村边河流或池塘。

1.2 农村水系整治与雨洪水、污水资源化技术

农村生存环境最大的问题是山丘区山洪、平原区洪涝灾、农村污水和垃圾污染带来的病菌隐患以及区域水源短缺问题，通过农村水系整治与雨洪水、污水资源化技术研究，提高农村水利工程的防洪排涝标准，增加农村用水保证能力，改善农村居住环境，对新农村建设至关重要。

1）丘陵山区农村水系整治。一是进行水土保持小流域生态综合治理总体规划，水平梯田建设，水土保持林建设，经果林和蓄水池、谷坊、塘坝等小型水源建设；二是对村居附近的河道进行生态景观堤防加固，在河道内建设拦水坝，形成逐级挡水、水面相连的河面；对村外的河道进行堤防加固，满足最低要求的灌溉、行洪等方面的要求。

2）平原区水系整治。村外沟渠和坑塘是平原区村居排水的倾泄区，由于平原区地势平缓，村居排水一般是流于村外沟渠，经入渗或排入主干河沟，也有汇集入村头坑塘进行入渗处理的。

3）农村雨洪水、污水资源化技术。一是采取雨污分流措施，雨水经汇流直接进入河道、塘坝；农村生活污水成分比较简单，经栅格过滤后汇流进入污水处理坑塘，经过氧化塘处理后，水质污染物基本消除，再排入河道、坑塘；二是在养殖区附近建设浅水藕池，种植莲藕，将养殖区污水汇集进入集液池发酵，发酵后的污水提入浅水藕池，为莲藕提供有机肥料，根据试验结果，藕池平均每天可处理1.86 t/hm2养殖污水。

2 农村生活用水安全与节水技术

2.1 农村饮水安全工程水源地选择与保护

1）丘陵山区农村饮水安全工程水源地选择：镇供水一体化水源；水库水源；机井水源；山前富水区机井；河道截潜水源（大口井、廊道井等）。

2）平原区农村饮水安全工程水源地选择：镇供水一体化水源；平原水库水源；平原区机井；湖泊池塘水源。

3）饮水安全工程水源地保护技术与措施。

（1）地表水水源地保护。①以小型水库、引黄平原水库作为农村饮水安全工程水源地时，水源地保护要做到如下要求：水库水面禁止人工养殖；不得作为旅游资源（游艇等项目污染）；上游不得规划和建设工业项目；工业和生活污水不得流入水库；水库流域分水岭内耕作种植不得使用化肥和农药。②以大、中型水库和湖泊作为农村饮水安全工程水源地时，由于水体较大、自身净化能力较强，加之供水功能较多，水源地保护措施要做到如下要求：取水点周围半径100 m的水域内，严禁捕捞、停船、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并设置明显的范围和严禁事项的告示牌；取水点上游1 000 m至下游100 m水域，不得排入工业废水和生活污水，其沿岸防护范围内不得堆放废渣、垃圾，不得设有毒仓库、粪便池，不得使用工业废水或生活污水灌溉，不得施用持久性或剧毒农药，不得从事放牧等有可能污染该段水域水质的活动。

（2）地下水水源地保护。①地下水水源工程大多为机井、大口井、廊道井等，井口要高于地面，设立保护区，单井保护半径不小于50～100 m；在井的影响半径范围内，不应再打其他生产用水井，不得使用工业废水或生活污水灌溉，不得施用持久性或剧毒的农药，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水管道，并不得从事破坏性深层土层的活动。②地下水匮乏的地区，深层地下水源井只能用于居民生活用水，不得用于农业灌溉和企业生产用水。

2.2 农村饮水安全工程供水模式与供水管网

1）供水模式。城镇供水管网延伸供水；联村集中规模化社会化供水；单村供水。

2）供水管网型式。根据供水区域的大小，可因地制宜的采取环状网、树状网以及环状网与树状网结合等供水管网型式：①对于小规模或单村供水模式，可以根据地形条件采取水塔（高位水池）或恒压变频控制供水，管网采取树状网。②对于城镇供水管网延伸供水模式，由于城镇供水一般采用环状网，在管网延伸部分由于管网输水距离一般较长，管网延伸部分采用树状网。③联村集中规模化供水模式，一般采用环状网与树状网结合的管网型式，以提高管网的供水保证能力。

3 现代农业农田节水技术

根据我省的区域特点，在农村建设中将我省的农业用水模式分为引黄平原区、平原井灌区和丘陵区等三个类型区进行分区研究。

3.1 平原井灌区农田高效用水技术体系

平原井灌区农业节水模式可概括为充分利用天然降水、地表水、土壤水，控制开采地下水，维持地下水平衡，变作物消耗灌溉水为主到消耗土壤水、降水为主；工程节水、农艺节水与管理节水紧密结合、实现水资源的优化配置。充分利用沟渠河塘拦截地表径流、广积雨洪水，供水和补源；科学增雨、巧用雨水、尽量减少地下水开采；深耕蓄雨，增加降雨入渗；减少灌溉水；冬小麦进行前控、中促、科学用水、充分开发利用地表以下2.0 m土层土壤水；精量匀播，控株高产栽培，防止小麦奢侈腾发；秸秆覆盖还田，减少棵间蒸发，增加雨水渗入，增强土壤肥力；精耕细作、划锄保墒、抑制土壤水分蒸发；麦套秋作，节约灌水；选用耐旱品种，以种省水等。采用以低压管道输水灌溉与窄短小畦结合的田间节水工程为主，规模化经营大田作物以发展喷灌技术为主，经济作物和温室大棚以发展微灌技术为主等。

3.2 引黄灌区农田高效用水技术体系

引黄灌区上游控制引用黄河水，充分利用地下水；灌区中游适量开采地下水，适量引黄补源；灌区下游控制开采地下水，相机引黄补源，实现采补平衡。使灌区上、中、下游用水合理调配，黄河水高效利用，建立引黄补源、以井保丰的农田灌溉方式。因地制宜地发展以明渠自流灌溉、扬水站+低压管道输水灌溉为主的工程节水灌溉形式。重视农艺节水措施，实现工程节水与农艺节水的密切结合。形成引黄井渠结合灌区地表水、地下水联合运用农业高效用水模式。

3.3 低山丘陵区农田高效用水技术体系

山丘区水源工程是高效用水技术体系的核心。在河道上修建水库、梯级拦蓄工程，在河边修建大口井，拦蓄、截渗上游来水；在山顶修建蓄水池等，利用扬水设备调水上山，进行补充灌溉；积极发展喷微灌（喷灌、微喷、滴灌、小管出流）等高效灌溉工程；发展保护地栽培，发展经济作物种植，制定节水灌溉制度。重视农艺节水措施，实现工程节水与农艺节水的密切结合。