高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究與應(yīng)用
時間:2022-10-10 16:22:54
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摘要:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源需求量極大,為加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)積極探索更有效的節(jié)水方案,做好灌溉用水控制,提高水資源利用率。以甘肅省張掖市臨澤縣為例,分析臨澤縣農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中存在的問題,提出根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況進行統(tǒng)籌規(guī)劃、建立農(nóng)田灌溉用水自主管理機制、加強高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用、控制水資源價格及加大資金投入力度等改善策略。
關(guān)鍵詞:高效節(jié)水;灌溉技術(shù);甘肅省張掖市臨澤縣
科學灌溉是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的前提,但目前國內(nèi)有很多地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉仍以大水漫灌為主,缺少科學規(guī)劃,灌溉技術(shù)落后,存在明顯的水資源浪費問題,與可持續(xù)發(fā)展理念不符。臨澤縣是甘肅省重要的糧食、蔬菜產(chǎn)區(qū),農(nóng)田灌溉技術(shù)水平直接決定了區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)能減少農(nóng)業(yè)成本投入、節(jié)約資源、保護環(huán)境,是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。臨澤縣從2004年即開始建設(shè)節(jié)水灌溉工程,但受制于技術(shù)、資金等因素,節(jié)水灌溉工程技術(shù)水平低、推廣范圍小,進一步加強節(jié)水灌溉管理非常必要。
1實施現(xiàn)狀
1.1臨澤縣基本情況介紹
臨澤縣隸屬甘肅省張掖市,位于河西走廊中部,轄區(qū)面積2729km2。受氣候因素影響,臨澤縣降水集中在7—9月,經(jīng)常面臨季節(jié)性干旱,干旱缺水一直是制約縣域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的最大瓶頸。
1.2臨澤縣節(jié)水灌溉基本情況
自2004年開始,臨澤縣嘗試采用渠道防滲等技術(shù)著手建設(shè)節(jié)水灌溉工程。由于當時技術(shù)水平較低、缺少維護資金、管護不到位等問題,目前部分節(jié)水灌溉工程已停用。從已有灌溉工程來看,臨澤縣有效灌溉面積0.36萬hm2,實際灌溉面積3.72萬hm2,其中高效節(jié)水灌溉面積僅0.13萬hm2,灌溉水利用系數(shù)約0.27,農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率還有很大提升空間[1]。同時,區(qū)域內(nèi)耕地主要是碎片化的小畦農(nóng)田,難以推廣機械化大規(guī)模農(nóng)業(yè)作業(yè),也增加了灌溉管理的難度。整體而言,臨澤縣受自然條件、地形地貌的影響,水資源短缺問題突出,對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的需求十分迫切。但在建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程的過程中,受各方面因素影響,高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)滯后,推廣力度不足,未能充分發(fā)揮出其高效、節(jié)水的優(yōu)勢。
1.3存在的問題
1.3.1相關(guān)設(shè)備、設(shè)施少,農(nóng)民用水不規(guī)范1)20世紀八九十年代,臨澤縣修建了一定數(shù)量的農(nóng)田水利工程,但受當時技術(shù)條件、管理體制等因素的影響,農(nóng)田水利工程基礎(chǔ)設(shè)施條件薄弱,配套設(shè)備滯后。2)農(nóng)民是實施灌溉的主體,但農(nóng)民普遍文化程度較低,灌溉前沒有進行調(diào)查研究,既不懂得結(jié)合農(nóng)田實際情況選擇合適的灌溉技術(shù)方式,也不會根據(jù)農(nóng)作物的不同生長需求合理設(shè)計灌溉量,最終不但無法增產(chǎn)增收,還可能因土壤中水分過多導(dǎo)致植物爛根死亡[2]。1.3.2農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)不合理目前,臨澤縣的種植方式還是以農(nóng)民自行種植和管理為主,生產(chǎn)方式粗放,且不同農(nóng)民理念不同,很難統(tǒng)一進行協(xié)調(diào)灌溉;農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)體現(xiàn)不了規(guī)模效益,達不到集約經(jīng)營、機械耕種的要求,高效節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用也受到了限制。1.3.3高效灌溉節(jié)水技術(shù)水平低1)20世紀70年代,節(jié)水灌溉技術(shù)被引入我國并逐漸推廣,但國內(nèi)對該技術(shù)的研究還不夠深入,普及程度較低,很多地區(qū)依舊沿用大水漫灌的灌溉方法,造成了嚴重的水資源浪費[3-4]。2)臨澤縣農(nóng)業(yè)機械化水平較低,投入農(nóng)田水利的資金、技術(shù)較少,灌溉時主要依靠人力,導(dǎo)致技術(shù)指導(dǎo)人員不能準確掌握農(nóng)田灌溉情況,也不能根據(jù)農(nóng)田實際灌溉需求作出技術(shù)調(diào)整,高效節(jié)水灌溉技術(shù)難以真正應(yīng)用到實際中。1.3.4資金缺口大,工程效益低1)臨澤縣投入的資金主要依賴中央和省級財政,來源渠道單一,沒有形成分級管理、分級負責的水利投入機制,難以滿足水利工程建設(shè)需求,也沒有形成社會融資、農(nóng)民集資的有效管理機制,解決不了水利工程資金困難的問題。2)受傳統(tǒng)觀念的影響,臨澤縣部分農(nóng)民對灌溉設(shè)備的養(yǎng)護漠不關(guān)心,導(dǎo)致灌溉設(shè)備老化失修,無法保證有效供水,難以正常發(fā)揮工程效益,水費收繳難度增加,工程運行經(jīng)費短缺,灌溉效益衰減,水管單位經(jīng)營困難[5]。
2改善策略
2.1建立農(nóng)田灌溉用水自主管理機制
1)相關(guān)部門做好用水監(jiān)督,對灌區(qū)內(nèi)水利工程進行全面排查,及時排除隱患,做好灌區(qū)設(shè)備投入和維護工作,監(jiān)督灌溉用水合理使用,避免農(nóng)田水利工程設(shè)備帶病運行。2)農(nóng)民是農(nóng)田灌溉用水的使用主體,應(yīng)發(fā)揮農(nóng)民在管理水利設(shè)施、維護用水設(shè)備方面的積極作用,加強農(nóng)村供水協(xié)會、用水者協(xié)會、農(nóng)業(yè)合作社等組織的建設(shè),本著“誰受益、誰負責,誰投資、誰所有”的原則吸引農(nóng)民參與管理,明確產(chǎn)權(quán),依靠農(nóng)民的力量做好灌溉設(shè)施管理、灌溉用水管理[6]。
2.2根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況進行統(tǒng)籌規(guī)劃
1)在推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)時,相關(guān)部門應(yīng)立足區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際,分析制約節(jié)水灌溉技術(shù)推廣的原因,考慮當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展狀態(tài)、農(nóng)民利益等情況,統(tǒng)籌規(guī)劃,整合各項資源,避免技術(shù)推廣的局限性。2)水利部門在制訂節(jié)水方案前,應(yīng)調(diào)查區(qū)域地形地貌、農(nóng)作物實際需水情況、適合的節(jié)水設(shè)施等,針對性地采用噴灌、渠道防滲等技術(shù)進行灌溉。3)做好高效節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳工作,培養(yǎng)農(nóng)民節(jié)水意識,引導(dǎo)農(nóng)民提高水資源利用率;加強對農(nóng)民群體的知識教育、技術(shù)培訓,使其掌握節(jié)水灌溉技術(shù),為節(jié)水灌溉的推廣和普及奠定良好的基礎(chǔ)[7]。4)為促進節(jié)水灌溉設(shè)施的高效利用,應(yīng)明確水利設(shè)施各相關(guān)部門的職能。在農(nóng)田灌溉中,水利設(shè)施使用方、所有方易出現(xiàn)職權(quán)交叉進而引起糾紛的問題,必須以法律規(guī)范各方的權(quán)利、責任、義務(wù)和利益,使各部門積極參與管理,明確水源、供水、治污等職責,理順管理體制,通過民主監(jiān)督、協(xié)商等方式解決全局性問題[8]。5)嚴格落實配水計劃,根據(jù)當前河源來水、渠道引水情況,科學分析,合理配置水資源。各渠系、各村社嚴禁在灌溉高峰期隨意改變配水計劃、隨意調(diào)配水量,防止用水矛盾激化和水事糾紛發(fā)生,確?,F(xiàn)有水量合理配置。
2.3加強高效節(jié)水灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用
目前,國內(nèi)外應(yīng)用較多的高效節(jié)水灌溉技術(shù)包括步行式灌溉、渠道防滲、噴灌及滴灌等,各灌區(qū)應(yīng)根據(jù)自身自然條件、資金水平、維護能力等科學選擇高效節(jié)水灌溉技術(shù)[9]。2.3.1步行式灌溉步行式灌溉指的是利用農(nóng)用機械產(chǎn)生灌溉動力,實現(xiàn)移動灌溉的效果。步行式灌溉對設(shè)備要求不高,適應(yīng)性和靈活性較強,在農(nóng)田急需灌溉,而噴灌、滴灌技術(shù)難以迅速達到灌溉目標時,可采用步行式灌溉。同時,步行式灌溉較強的靈活性、適應(yīng)性,主要依賴組裝形成的灌溉系統(tǒng),投入資金較少,且可根據(jù)水源所在位置配合灌溉機完成作業(yè),不必修建大量水渠工程,勞動力投入少,灌溉實效性較高。2.3.2渠道防滲渠道防滲技術(shù)在農(nóng)業(yè)水利灌溉中的應(yīng)用較為廣泛,技術(shù)原理為減少渠道輸水時的滲漏,節(jié)約灌溉水。目前,渠道防滲技術(shù)有兩種實現(xiàn)途徑:設(shè)置防滲層、改變原渠床滲透性。防滲層設(shè)計可選擇混凝土、鋼筋混凝土、瀝青、塑料薄膜等材料,其中塑料薄膜具有防滲效果好、資金投入少的優(yōu)勢;改變原渠床滲透性可采取壓實土壤、抹光、淤淀等方法,以減少土壤空隙,降低土壤透水性。2.3.3噴灌技術(shù)噴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用非常廣泛,適用于大面積種植區(qū),其原理為利用水泵或自然落差將水輸送到種植區(qū),利用噴頭大面積噴灑種植作物,噴灑出的小水滴可均勻鋪灑在種植范圍內(nèi)。噴灌技術(shù)的優(yōu)勢在于灌溉設(shè)備占用耕地面積小,灌溉均勻,幾乎適用所有類型的種植作物,相比地面式灌溉可節(jié)水30%~50%;缺點是噴灌設(shè)備投資較高,噴出的水霧易受風力影響[10]。2.3.4滴灌技術(shù)滴灌技術(shù)可利用動力設(shè)備、水凈化設(shè)備、加壓設(shè)備等將水流引入灌水器內(nèi),再通過篩網(wǎng)篩除水內(nèi)浮游藻、砂礫、金屬雜質(zhì),并通過一定壓力將水滴灌到土壤中。滴灌技術(shù)能減少水分蒸發(fā),防止雜草增長,減少農(nóng)藥使用;滴灌技術(shù)對設(shè)備要求較高,使用中毛管、滴頭會因雜質(zhì)沉淀而堵塞,在大面積作物種植中的應(yīng)用還有待研究。2.3.5間歇式灌溉間歇式灌溉的原理為通過向種植區(qū)域內(nèi)的畦間歇性輸送水分,產(chǎn)生連續(xù)供水效果,主要靠間歇閥來完成,一般為兩組畦交替供水。間歇式灌溉主要的優(yōu)勢是:間歇式灌溉可比連續(xù)式灌溉節(jié)水22%以上,且灌溉更加均勻;可減少畦首和畦尾滲水量,提高水資源利用率,防止肥料流失;間歇閥和自動控制裝置投資不高,造價低,能提高經(jīng)濟效益。2.3.6雨水集蓄利用雨水集蓄利用是指通過工程措施收集自然降水并儲存起來,在農(nóng)田有灌溉需求時利用管道將集蓄的雨水輸送到田地中。雨水集蓄利用不但能緩解農(nóng)田灌溉問題,也能補充人畜飲水,適用于季節(jié)性缺水及干旱的地區(qū)。同時,雨水集蓄利用對設(shè)備設(shè)施的需求較少,投資要求低,可大范圍推廣使用。此外,雨水集蓄利用體系可保護生態(tài)環(huán)境,防止水土流失,為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展提供有效幫助。
2.4控制水資源價格
農(nóng)田水利工程的直接受益群體是廣大農(nóng)民,具有較強公益性,但為了提高農(nóng)民節(jié)約灌溉用水的積極性,有必要制定合理的水價政策,控制用水成本。在科學計算農(nóng)田水利設(shè)施效益的基礎(chǔ)上制訂水價范圍,既要體現(xiàn)水價的公益性,杜絕所有方隨意制訂供水成本的現(xiàn)象,從政策方面降低農(nóng)民負擔,又要保持水利工程管理單位有序運行,避免出現(xiàn)大量虧損,維持科學的水價區(qū)間[11]。
2.5加大資金投入
相關(guān)部門應(yīng)向市級、省級政府申請資金,加大資金投入力度,緩解縣區(qū)財政壓力,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步增加配套資金,形成以政府資金為主,社會投資、村集體和個人資金統(tǒng)籌參與的多元化籌資渠道。同時,集體、個人自籌資金的使用必須遵循一定的章程,確保資金籌集、使用的透明,嚴禁挪用、截留資金,并由水利、財政部門聯(lián)合監(jiān)督資金使用情況。
3結(jié)語
高效節(jié)水灌溉技術(shù)對農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有突出作用,節(jié)水灌溉技術(shù)不同,適用條件也存在差異。因此,農(nóng)民在開展高效節(jié)水灌溉時應(yīng)結(jié)合實際情況,靈活選擇灌溉技術(shù),以更好地發(fā)揮灌溉功效,節(jié)約水資源,實現(xiàn)高質(zhì)量農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標。
作者:李洪星 單位:臨澤縣平川水利管理所
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