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汾河三壩灌區(qū)棄水資源利用探析

2017-04-20 03:44:34梁曙光
山西水利 2017年3期
關(guān)鍵詞:汾河蓄水灌水

梁曙光

(山西省汾河二庫管理局,山西 太原 030012)

汾河三壩灌區(qū)棄水資源利用探析

梁曙光

(山西省汾河二庫管理局,山西 太原 030012)

汾河三壩灌區(qū)是北方典型的利用棄水資源自流灌區(qū),從試驗到推廣,充分證明了棄水的可利用性。棄水資源蓄水灌溉不僅可以改善土壤墑情,滿足作物需水,還可以補充地下水,改善生態(tài),促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

棄水資源;蓄水灌溉;地下水庫

1 水資源概況

汾河三壩灌區(qū)水資源為當(dāng)?shù)氐叵滤瓦^境地面水。據(jù)有關(guān)資料分析,三壩灌區(qū)年可開采地下水資源量為2 804萬m3,淺層水占到90%,而且大部分礦化度在3~10 g/L,不宜灌溉使用。過境地面水包括汾河水庫配額水、汾河一壩至三壩引水樞紐區(qū)間水和太原市的部分城市污水。

汾河干流三壩以上流域面積16 430 hm2,多年平均徑流量9.77億m3,最小值為3.17億m3。多年平均下泄水量1.375億m3,最大年下泄水量9.62億m3,最小年下泄水量0.117億m3。6—10月的多年平均泄水量為1.18億m3,占年均泄水量的86.6%。由此可見,汾河三壩在6—10月間有水可引,具備反季節(jié)利用水資源條件。

2 棄水資源調(diào)蓄試驗

根據(jù)地形條件好、群眾積極性高、接受強的特點,選取平遙縣寧固村和凈化村作為試驗區(qū)。

寧固試區(qū)安排在西八支的3斗、4斗,西九支渠的北二斗,凈化試區(qū)安排在西十支二斗干二號閘和四號閘受益的地段,水源均為汾河水。

2.1 試驗方法

采用不同灌水定額進(jìn)行比較,在項目區(qū)內(nèi)采用了4種淡水定額方案,分別為干地2 250 m3/hm3,3 000m3/hm3,3 750m3/hm3,用水時間從9月下旬開始,在開始兩年,此時正是棉花開滿地、高梁七成熟、蔬菜遍地長、大秋作物幾乎未收割的時候,此時推廣困難重重。如果緩后灌溉,將錯過利用棄水的良機,因此先灌溉,待水全部入滲后再收割。由于秋灌比春灌地耕作層早干,農(nóng)民從秋灌中得到實惠,自發(fā)將播種時間提前10~15 d,并用塑料薄膜覆蓋保地溫,使莊稼早出苗早收割,為秋季搶收后蓄灌提供了條件。

2.2 棄水蓄灌對作物水分供給作用分析

為滿足作物正常生長水分的需求,作物主要根系土壤的含水量應(yīng)保持在適宜的范圍內(nèi)。正常情況下,土壤水分不斷消耗和被蒸發(fā),補給主要靠降水和灌水等措施。試驗區(qū)補給經(jīng)常不到位,造成地下水位逐年下降。

2.2.1 棄水蓄灌對地下水的補給量

地下水位的大幅度下降,導(dǎo)致了一系列問題,如影響作物正常生長、破壞原有的生態(tài)系統(tǒng),水源枯竭,建筑物下沉開裂,地下管網(wǎng)斷裂等,因此,補充地下水,成為水利工作的當(dāng)務(wù)之急。

根據(jù)土壤水分分布規(guī)律,地面以下2m土層含水量為土壤容重、土層厚度和土層含水百分率的乘積。三壩灌區(qū)面積3.33萬hm2,2m以內(nèi)土體形成了1.1億萬m3的有效庫容;2m以下—5m以上形成重力庫容為16 808萬m3,涵養(yǎng)地下水,改善地下水質(zhì)。同時利用現(xiàn)有排退水渠、灌溉渠、村內(nèi)坑槽,可蓄水736萬m3,用以補充地下水。

2.2.2 蓄灌對鹽分的減小性

三壩灌區(qū)位于汾河沖積平原,土壤鹽化較為嚴(yán)重。通過幾年秋灌及鹽分調(diào)查發(fā)現(xiàn),鹽分下移,堿地減少。大定額秋灌形成的重力水溶解土壤中的鹽分并下滲,使原來的鹽堿地越來越少。

3 棄水資源推廣應(yīng)用

項目區(qū)的試驗充分說明了合理利用棄水,能夠增加土壤含水量,改良鹽堿地,補給地下水,達(dá)到作物增產(chǎn)增收的目的。但棄水蓄灌推廣能否成功的關(guān)鍵在于水源是否充足,工程設(shè)施是否完備,灌溉技術(shù)指導(dǎo)是否合理,經(jīng)濟支撐能否可以達(dá)到。

3.1 水源充足

根據(jù)汾河三壩歷年的泄水資料,每年6—10月最大泄水量可達(dá)9.16億m3,占全年總水量的86.6%。據(jù)記載,1985年以前,多年平均泄水量為3.8億m3,說明有充足的水源,可以滿足該項目的利用。

3.2 工程完備

汾河三壩可隨時攔蓄汾河來水,庫容200多萬m3。灌溉系統(tǒng)有總干、西干各一條、支渠5條,全長81 km,斗渠72條;排水系統(tǒng)有紅心渠、團(tuán)結(jié)渠2條干排,7條支排,全長87 km,斗排7條,長度28 km,同時汾河穿灌區(qū)中間而過,長度為40 km;磁窯河從灌區(qū)西面南北直穿,全長35 km。因此工程具備引水送水條件,可以進(jìn)行灌溉。

3.3 經(jīng)濟可行

試區(qū)處于平遙縣經(jīng)濟條件普通、人均收入理想的地區(qū),完全可以承擔(dān)任務(wù)。關(guān)鍵是當(dāng)?shù)貒?yán)重缺水,農(nóng)民澆地積極性較高,加之采用生產(chǎn)與試驗相結(jié)合的方法,在財政資金投入有限的情況下,依靠鄉(xiāng)鎮(zhèn)和各村,邊灌溉、邊試驗,群眾損失由各村自行解決,大大促進(jìn)了試驗的開展。

3.4 推廣思路與區(qū)域

在試點取得成功、糧食獲得增產(chǎn)、群眾有了實惠的基礎(chǔ)上,灌水定額、灌水時間等灌溉技術(shù)問題需進(jìn)一步驗證,一些與蓄水灌溉相關(guān)的課題,需進(jìn)一步探討。

以支所為單位,在各受益村中選取工程條件好、干部支持、群眾擁護(hù)、田面工程條件較好的村莊,有利于開展推廣工作。經(jīng)過推廣應(yīng)用,對蓄水灌溉與降水、春澆、井灌、土壤灌水定額、經(jīng)濟效益等方面之間的關(guān)系有了新的認(rèn)識和提高。

4 推廣應(yīng)用效果分析

4.1 利用棄水與降水的關(guān)系

以降水量作為可灌不可灌的依據(jù),南方降水超過800 mm不需要灌,800~650 mm可灌可不灌,降水650mm以下需要灌。而三壩灌區(qū)多年平均降水量為438.7mm,且分布不勻,因此,需要直接灌溉。

蓄水灌溉指通過汛期蓄水,納雨造墑和灌溉補充的方法,使0~200 cm土層的土壤含水量達(dá)到田間含水量。降水是云中的水分以液態(tài)或固態(tài)的形式降落到地面的現(xiàn)象,當(dāng)水降到地面后,若降水量小于5mm時,水分由于蒸發(fā)作用,滲入到土壤中的水量為0;若降水量大于土壤的入滲量時,雨水會形成徑流流走。但不管是蓄水灌溉還是雨水下滲都是外界水給土壤供水,達(dá)到供作物吸收的目的。

根據(jù)作物可吸收水分程度,以2m土體達(dá)田間持水率為標(biāo)準(zhǔn),如果灌水和降水結(jié)合起來,超過此標(biāo)準(zhǔn),就會造成重力下滲,成為地下水。

4.2 利用棄水與春澆的關(guān)系

利用棄水在秋冬作物不需要水分時反季節(jié)灌溉,實際上是秋冬水蓄儲在地內(nèi),春天或夏天時供作物吸收。春澆為適時灌溉,為習(xí)慣性灌溉。

4.2.1 避免了用水矛盾

利用棄水淡季用水,大河有水可以隨時澆灌農(nóng)田,使棄水充分利用。春灌水少時,解決了爭水、水資源緊缺的矛盾,更解決了給下游送水損失大和上游村用水不出水費的惡習(xí),突出了經(jīng)濟效益。

4.2.2 增加了土壤含水率

利用棄水用水比春灌用水大一倍。通過土壤含水量測定,在同樣土質(zhì)情況下0~100mm要多出5%。在生育期,春澆地干,秋澆地濕,因此在伏天時,秋澆地作物不旱;春澆地夏天中午作物半卷葉,無澆地半干葉。

4.2.3 提前了播種時間

利用棄水土地,如果春季遇上干熱風(fēng),也能保證出苗率,根據(jù)實際觀測,蓄灌土地出苗率要高于春澆地10%,高于旱地80%。

蓄灌土地種植時間在清明時就可以下種,比春澆地提前10~15 d,這是因為它可以充分地利用光熱,使作物生長期提前,而且能錯開農(nóng)時勞動力緊張時間。4.2.4 提高了出苗率

出苗率順序依次為:棄水秋澆>春澆>旱地。

4.2.5 改善了土壤墑情

棄水秋澆>春澆>旱地。從苗情看:棄水秋灌不旱,春灌小旱,旱地大旱。

5 結(jié)語

汾河三壩灌區(qū)利用棄水的探索,關(guān)鍵是大田的推廣運用。不但使淡季棄水得到利用,更重要的是使農(nóng)業(yè)增產(chǎn),單位面積增值提高,促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

TV213.9

C

1004-7042(2017)03-0009-02

梁曙光(1984-),男,2011年畢業(yè)于河海大學(xué)水利水電工程專業(yè),助理工程師。

2017-01-03;

2017-02-15

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