山东黄泛平原区节水灌溉模式探讨

李 璨 ，陈秀梅 ，王建众

（1.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250014；2.金乡县水务局，山东 金乡 272200）

山东黄泛平原是第四纪中晚期以来，以黄河冲击作用为主形成的广阔平原，主要包括境内小清河以北、大运河及南四湖以西的全部区域，土地面积约5.57万km2，占全省总面积的35.5%，涉及8市48个县（市、区），是全国人口密度较大的地区之一。该区域土地利用指数87%以上，农业产值占区域国民生产总值的43%左右，科学的节水灌溉模式对指导该区域农业生产具有重要意义。本文以地处南四湖湖西黄泛平原的金乡县为例，探讨节水型农业生产方式，为黄泛平原农业灌溉提供技术参考。

金乡县是典型农业县，土壤质地多为轻壤土和中壤土，土质疏松，易耕作，适宜大蒜等经济作物及传统农作物生长。大蒜及粮食种植一直都是当地农业生产的主要支柱和农民收入的重要来源。但由于受水文、气候、地形、土质等诸多因素共同影响，洪、涝、渍、旱、碱灾害频繁发生。另外，受传统“大水漫灌”灌溉习惯影响，种植户农灌节水意识不强，水资源浪费现象较为普遍。

1 研究区灌溉存在的主要问题

金乡县耕地面积6.27万hm2，其中有效灌溉面积5.67万hm2。全县机井约2.3万眼，渠道总长965 km，配套渠系建筑物964座，初步形成了蓄、引、提相结合的灌溉体系。但由于现状水利设施建设标准普遍偏低，运行时间长，持续稳定的投入机制和高效的运行管理机制尚未建立，现有农田水利工程抗御旱涝自然灾害的能力仍有短板，对照国家节水行动方案提出的农业节水增效的目标要求还有一定差距。近年来，金乡县在实施最严格水资源管理制度、地下水超采区综合整治等方面取得明显成效，但农业高效节水灌溉仍面临以下三方面问题：

1.1 跑水漏水现象普遍

调研发现，该县部分引河灌区灌溉系统较为混乱，灌区取水多采用泵站提水至干渠，干渠再放水至排水沟，之后农民利用小型抽水机进行抽水灌溉，效率较低且跑水、漏水现象比较严重。另外，全县浅层地下水较为丰富，井灌区控制面积较大，但相当数量的机井配套设施老旧，管道锈蚀老化，也造成地下水的跑冒滴漏，水资源利用效率较低。

1.2 灌溉计量设施缺乏

灌溉方式上仍然存在传统的大水漫灌、深水淹灌，造成水资源浪费、电力能源浪费及灌溉成本提高。特别是普遍缺少必要的量水设施，使得用水无法科学计量，水费多按亩均摊，不利于提高农民节水的自觉性和积极性，也难以推动实施农业用水水权交易。

1.3 取用水管理较为粗放

渠道引水建筑物及控制建筑物不配套，容易引起上下游用水户的用水矛盾，尤其是灌溉高峰期，很难实施分区轮灌和计划用水，导致上游大水漫灌，下游灌水困难，难以实现计划和科学用水。

2 节水灌溉模式

2.1 引河灌区灌溉模式

对于配套较为完善的引河灌区，可结合原有灌溉系统，对干、支、斗、农等各级渠道进行衬砌，提高灌溉水利用系数。干、支渠可结合输水渠沿线渠床岩性、地下水的埋深、原渠道断面形式及当地建筑材料等因素，采用浆砌石、预制混凝土板等衬砌型式，对于1.0 m3/s以下的斗、农渠，可采用钢筋混凝土矩形槽或U型渠，具有防渗效果好、便于管理等优点，相比较素混凝土渠道，不易损坏，耐久性更好。

对于配套不完善，现状干渠放水至排水沟，农民采用小型抽水机从排水沟抽水灌溉的引河灌区，可采用泵站提水+管道灌溉的高效节水灌溉模式。由于管道一般采用地埋式，基本上可以消除水的蒸发损失和渗漏损失。另外，低压管道接软管灌溉，可顺畦埂由远而近逐段进行浇地，长畦短灌，灌水更为均匀，一般管道灌溉比渠灌要节水30%，节地3%，输水更快、供水更及时，更有利于适时适量灌溉，及时有效满足作物生长期用水，特别是作物需水关键期的要求，可实现增产增收的效果。

2.2 井灌区灌溉模式

该模式是以提高农田灌溉用水效率和地下水采补平衡为目标而提出来的，将工程措施和管理措施综合配套而形成的一项综合节水技术。研究区部分区域土壤盐渍化较为严重，合理的开发和利用浅层地下水，通过“井灌井排”技术，可有效降低及调节地下水位，达到防治旱、涝、渍及土壤盐碱化，改造中低产田的目的。机井抽水时，井周地下水位下降，形成以机井为中心的水位降落漏斗，尤其是群井抽水情况下，地下水位降低的效果更为显著。随着地下水埋深的增大，潜水蒸发的减少，可逐步降低地表积盐强度。因此，利用机井抽水灌溉的同时，还可改善区域土壤盐碱化，维持区域水盐平衡，综合防治旱涝盐碱。

另外，机井配套射频IC卡智能灌溉管理系统，将计算机管理、智能卡技术和单片机自动控制应用于水利自动灌溉，采取用户预交电费、凭卡开机的方式进行灌溉，自动计时计费，同时还能统计用水量和用水时间。据实际综合测算，平均公顷次灌溉可减少4.5个工日，按每公顷农田年灌溉5次、每工日按80元计，年每公顷可节省用工成本1 800元。另外可选取典型井，安装远程终端控制系统（RTU），利用水资源管理信息系统平台对用水数据进行统计分析，为下一步建立农业用水水权交易制度、推进农业水价改革提供技术支撑。

对于种植花卉、大棚蔬菜等高附加值经济作物的地块，可结合作物需求，采用机井提水，喷灌、微喷、滴灌等灌溉方式来提高灌溉效益。喷灌喷头的射程较大，田间管道布置较为稀疏，喷头用量比较少，投资成本相比微喷、滴灌低，主要适用于丘陵地区、低矮作物。微喷每小时的出水流量较小，射程较近，喷洒均匀性好，能够为作物生长创造更为良好的环境，但田间管网布置密度较高，亩均投入较普通喷灌高，主要可应用于花卉、果园、蔬菜、药材种植场所等。滴灌相比微喷灌，灌水均匀度更高，可结合水肥一体化滴灌技术实施，一般大棚藤架作物可采用内镶式滴灌管，丘陵灌木可采用补偿式滴灌管，达到节水、省肥的目的。需要注意的是，因滴灌管道较细，易被水中矿物质和有机物堵塞，若日常中维护不当，可影响微灌系统正常运行。

3 结语

综上所述，针对金乡县农业灌溉主要提出以下建议：对于地表水相对比较丰富，灌溉条件较好的引河灌区，可充分利用地表水，适当改造现有渠系或结合实际情况将渠道改为管道；对于浅层地下水较为丰富的地区，推广井灌区节水灌溉综合技术模式，单井自成系统，农户自行管理，调度更为灵活，有利于控制和降低地下水水位，可预防和改良盐碱地；对于以种植经济作物为主的高效优质作物区，科学分析，合理规划，适度发展微、喷灌技术，以期达到节水节能高效增收的目标。总之，宜井则井、宜渠则渠，极尽合理工程布局，确保田间工程“实际、实在、实用、实效”，最终实现农业节水增效的目标。