童子坝灌区节水灌溉技术的应用及节水措施

张 超

（甘肃省民乐县童子坝河水利管理处，甘肃 民乐 734511）

民乐县的经济收入以农业为主，农业生产对水资源的需求量较大。县域内水资源分布西多东少，童子坝灌区位于县城东部，流域面积331 km2，地表水资源由童子坝河、石灰窑、砂嘴口、乃堵坝等几条支流汇集而成，引水以童子坝河为主，多年平均水资源总量为10 976 万m（3多年平均地表水资源量为7 848 万m3，地下水允许开采量3 128 万m3）。童子坝灌区辖民乐县南丰、永固、洪水、民联、六坝5 个镇59 个行政村及5 个机关农林场，设计灌溉面积2.021 万hm2，有效灌溉面积1.921 万 hm2，水权面积 0.719 万 hm2。目前整个灌区范围内所有乡（镇）大部分村组仍采取大水漫灌的浇灌方式，水资源浪费严重。近几年用水量不断增长，同时降水逐年减少（多年平均降水量342.6 mm，降水多集中于8 月，年平均蒸发量1 623 mm），且灌区管理的翟寨子水库经多年运行泥沙淤积严重、库容逐年损失，导致水资源供需矛盾日益尖锐。基于此，童子坝灌区必须树立节水意识、应用节水灌溉技术，从而提高水资源利用率，缓解农业用水危机。

1 童子坝灌区应用的节水灌溉技术

1.1 水肥一体化技术

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，通过新建蓄水池、田间配套建设管道设施将可溶性固体肥料或液体肥料按照一定标准配兑在蓄水池内，借助压力灌溉系统适时的灌溉。水肥一体化技术是童子坝灌区最先进的节水灌溉技术，主要应用于洪水镇费寨村、刘山村及民联镇河湾村。与传统大水漫灌方式相比，水肥一体化技术可节约大量灌溉用水。大水漫灌根据灌区轮廓配水计划逐村依次灌水，虽能一次性补足水分，但由于童子坝灌区土壤厚度薄、含水量低，大部分灌溉水直接渗到地下，水资源浪费严重。此外，水肥一体化技术应根据农作物的生长需求适时补水。

1.2 喷灌技术

随着科学技术的发展，喷灌技术在农业生产中的应用越来越广泛。喷灌技术利用输水水泵和田间布设的管道工程根据农作物生长需求进行灌溉，利用水泵产生的高压将水喷洒到空中，使灌溉水以类似降雨的方式均匀喷洒到农作物的茎、叶等部位。童子坝灌区地形南北高差较大，配备输配水管道系统、水源系统、田间工程及其附属设配时应选用承压能力强的设备，同时管道铺设最好为东西走向。喷灌技术根据农作物的生长需求进行灌溉，节水效果明显，在童子坝灌区具有较大的发展潜力[1]。

1.3 微灌技术

微灌技术在田间铺设管道系统，并在末级管道上安装灌水器，根据农作物的生长需求利用加压设备将水资源以较小的流量均匀、准确地输送到作物根部。目前童子坝灌区微灌技术的应用较少，仅应用于祁连山黑河流域山水林田湖生态保护修复工程民乐县童子坝河流域治理项目，均为地表滴灌方式，在植物根部铺设毛管与主管连接，利用水泵将水资源输送到毛管滴头。但童子坝灌区微灌技术受管道埋深较浅、易损坏及维修保养费用较高的限制，难以大范围推广应用[2]。

1.4 膜下滴灌技术

随着农业科学技术的发展，膜下滴灌技术逐渐兴起，其原理是在滴灌带上铺设地膜，既能使水分和养分送达植物根部，又能利用地膜聚集水分、减少水分蒸发、保持土壤湿度，但管道铺设成本较高、无法开展大型机械作业，目前主要应用于大棚蔬菜种植，节水效果优于喷灌技术和微灌技术。

2 节水措施

2.1 实施高标准农田建设项目

童子坝灌区的耕地从地块大小上来说，大的少、小的多，且田埂多；从地势上来看，南北向土地高低落差较大，东西向的土地平整度不高。灌溉时易造成灌水不均，低洼处易造成农作物根系发软瘫倒、光合作用不够等问题；地势较高处农作物吸收水分较少，易造成农作物矮小、产量低等问题。因此，须实施高标准农田建设项目，对土地进行平整，确保灌溉均匀，同时减轻或预防土壤板结、盐碱化等问题。有研究表明，土地不平会导致灌水不匀，至少20%的灌溉水被浪费，同时土壤易出现盐斑。因此，要勤整土地，使灌溉水顺畅地流进田间、流到作物根部被吸收。作物种植密度较大时可应用畦灌技术，减少田间输水损失，提高灌溉用水利用率。应用畦灌技术时要做好土地平整工作，可运用激光控制平地技术[3]。田间作物是向日葵、甜菜、玉米等宽行距作物时应用沟灌法，可提高灌溉水利用率。

2.2 提高灌溉水利用率

灌溉水利用率是指灌入田间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比值。童子坝灌区始建于20 世纪60—70 年代，截至目前共建成总干渠及干渠9 条96.38 km，筑物188 座；建成管道工程1 项，总长7 km，建筑物2 座；建成支渠52 条118.28 km，建筑物816 座；建成斗渠612 条906.42 km，其中高标准衬砌141.52 km，建筑物1 893 座。经长时间运行部分干渠、支渠老化，甚至发生水毁问题，同时40%以上的支渠、80%以上的斗渠还是土沟土渠，渠道输水过程中水资源浪费严重，减少了可被农作物利用的水量，导致灌溉水利用率低。为提高灌溉水利用率，节约水资源，须加强对童子坝灌区各类渠道及管道工程的维修与保养，改建总干渠，提高支渠、斗渠的衬砌率，减少水资源在输送过程中的损耗。

2.3 加大对农民的培训力度

农民在灌区节水工作中发挥着重要作用，目前童子坝灌区农业生产的机械化程度低，玉米覆膜垄作沟灌技术、小麦垄作栽培节水技术、马铃薯及番茄覆膜垄作栽培技术等应用较少，需加大对农民的培训力度，使其掌握先进的农业生产方式，能根据耕地及灌区配水情况采取配套的农业耕作方式和节水技术，减少水资源浪费。引导农民调整种植结构，采取与节水灌溉工程相配套的种植模式，开展连片种植（灌区南端种植油菜，北端种植玉米，中间依次种植药材、小麦、马铃薯等），为实施高效节水提供基础保障。大力推广先进的种植技术和灌溉技术，适量、适时、适墒种植，建立高效低耗的群体结构，提高水、光、肥利用率及作物产量[4]。

2.4 合理安排灌溉时间

目前童子坝灌区的灌溉时间主要为春季和夏季，只有少部分村组进行秋灌。冬天气温低，土壤全部冻结，次年春天土壤解冻后气候干燥、水分蒸发强烈，土壤表面积盐、肥力下降，为提高土壤肥力，保持土壤墒情，需在秋季为土壤补足水分。童子坝灌区秋灌补水是一项比较复杂的工作，除了动员灌区群众在思想上认识到秋灌的重要性外，还要根据地块大小、土壤肥力情况等控制好灌溉水量，并掌握好灌溉次数。若灌溉时未能科学控制水量，灌水定额过大会造成土壤潮塌返浆，使土壤表面的积盐现象更加严重，同时也导致灌溉水被严重浪费。为获得理想的秋灌效果需参考相关研究人员的建议，在9 月10 日—10 月25 日开展灌溉，并做好土壤翻耕工作。灌溉时要合理控制灌溉面积，可只对次年进行春播的地块灌溉[5]。

2.5 根据灌区实际调整农业种植结构

童子坝灌区南北跨度较大，各村组种植的农作物种类较多，种植结构复杂，不同农作物对土壤环境的适应性和水资源的需求差异较大，为了最大限度地提高水资源利用率、节约水资源，需动员群众调整种植结构，进行连片种植。如灌区最南端的南丰镇气温较低，农作物生长周期较短，应鼓励群众集中种植油菜等耐寒作物；最北端的六坝镇温度高、农作物生长周期长，应鼓励群众集中连片种植玉米等作物；中间的永固镇、洪水镇、民联镇等需引导群众连片种植不同农作物，错开灌水高峰期。

2.6 统筹利用地下水与地表水

童子坝灌区水资源短缺，地表水资源较少，地下水利用率低，如果在夏灌时灌区南部的南丰镇、永固镇采用地下水灌溉，灌区北部的洪水镇、民联镇、六坝镇采用地表水灌溉，可满足农作物的灌溉需求，同时可实现水资源的合理利用。此外，地下水与地表水的统筹利用还能起到调蓄地表径流、改善地下水质、调控地下水位的作用。

2.7 积极开展水库清淤

童子坝灌区目前有中型水库1 座，于1984 年动工兴建，1989 年8 月竣工投入运行。水库设计兴利库容 1 320 万 m3，死库容 150 万 m3；正常蓄水位2 357.40 m，设计洪水位 2 356.62 m，校核洪水位 2 358.40 m，死水位 2 344.60 m，汛限水位2 356.00 m；设计灌溉面积 0.867 万 hm2，有效灌溉面积 0.744 万 hm2，保灌面积 0.505 万 hm2。自建成至今已运行33 年，水库上游携带的泥沙经常年淤积造成水库库容损失，能用于灌区灌溉的蓄水量逐年下降，尤其是2021 年7—8 月水库蓄水量仅为241万m3。因此，水库清淤工作势在必行。根据水库实际蓄水和水库所处地理位置情况，水库清淤最合适的施工工艺为干清淤法清淤。每年7—8 月水库蓄水几近干涸，大型清淤设备均能进场开展作业，可最大限度地清除库底泥沙淤积，并直接将淤积料运走，从而增大水库库容和蓄水量。

3 结语

童子灌区水资源稀缺，各受益村组的农业发展受水资源限制，虽然部分村组修建了水利工程与灌溉设施，但因地表水资源较少，各类设施设备的功能发挥有限。因此，须在全灌区大力推广应用节水灌溉技术，引导农民充分认识应用节水灌溉技术的重要性，并在生产中积极应用节水灌溉技术，进而提高水资源利用率。