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敦煌市農(nóng)田滴灌節(jié)水工程效益及對策分析

2023-12-19 21:26:34王亞兵
新農(nóng)業(yè) 2023年16期
關(guān)鍵詞:節(jié)水棉花灌溉

王亞兵

(甘肅省敦煌市黨河水庫管理所,甘肅 敦煌 736200)

敦煌市地處河西走廊最西端,是古代絲綢之路上的歷史文化名城,因世界文化遺產(chǎn)莫高窟、“沙漠奇觀”月牙泉、玉門關(guān)、陽關(guān)而聞名于世。全市總?cè)丝?8.5萬人,其中農(nóng)業(yè)人口占70%,轄區(qū)總面積3.12萬平方公里,綠洲面積1400平方公里,占總面積的4.5%。四周戈壁沙漠環(huán)繞,降水稀少,蒸發(fā)量大,年降雨量42.2毫米,年蒸發(fā)量達(dá)2848毫米,蒸發(fā)量是降雨量的60倍,屬嚴(yán)重干旱缺水地區(qū)。境內(nèi)有黨河灌區(qū)和南湖灌區(qū)兩個灌區(qū),灌溉面積40萬畝,灌區(qū)以經(jīng)濟作物為主,糧食種植面積只占很小一部分,糧食作物以小麥為主,經(jīng)濟作物主要有棉花、瓜菜、果樹、葡萄、紅棗等,全市耕地主要依靠黨河河水和地下水灌溉。

1 實施滴灌節(jié)水工程的必要性

就水資源利用現(xiàn)狀來說,農(nóng)業(yè)這個用水大戶存在著水資源調(diào)配不平衡、水的利用效率不高、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不盡合理等急需改進(jìn)的突出問題。主要表現(xiàn)在以下4個方面。

第一,由于地表水利用率難以提高,不得不超采地下水,引起大面積地下水位下降,地表植被退化,地下水礦化度提高,致使境內(nèi)獨特景觀月牙泉湖泊水位逐年下降,湖水面積持續(xù)萎縮,不僅影響了水資源的質(zhì)量,還給部分地區(qū)群眾的生活帶來困難,更重要的是對生態(tài)環(huán)境和旅游業(yè)造成的危險及帶來的損失是不可估量的。

第二,由于水資源供需矛盾突出,引發(fā)了相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境問題。地下水位持續(xù)下降,濕地不斷萎縮,土地沙化嚴(yán)重,自然災(zāi)害危害加劇,特別是大風(fēng)及沙塵暴的頻率、強度在不斷增大。敦煌的生態(tài)問題已引起了黨中央、國務(wù)院的高度重視,要求一定要保護好敦煌的生態(tài)環(huán)境。

第三,農(nóng)業(yè)灌溉方式落后,存在大水漫灌方式,提高水利用效率的潛力還很大。全市灌溉面積40萬畝。滴灌10萬畝,管灌10萬畝,其余均為渠灌,進(jìn)行大水漫灌。

第四,由于水資源不足,嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展。棉花、葡萄是敦煌傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè),是農(nóng)民收入的主要來源。實施滴灌技術(shù),采取高效節(jié)水灌溉不僅能夠增加產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入,更能節(jié)水,從根本上解決生態(tài)問題。

2 滴灌工程設(shè)計

敦煌市農(nóng)田滴灌通過近些年的實施、運行,不斷總結(jié)改進(jìn),設(shè)計情況如下。

2.1 系統(tǒng)首部樞紐布置

敦煌農(nóng)田滴灌工程主要安裝在葡萄及棉花種植區(qū),根據(jù)項目區(qū)的水質(zhì)、施肥、施藥、機井出水量和水質(zhì)情況,一般首部由水泵、過濾器(旋流式水沙分離與篩網(wǎng)式過濾器組合,規(guī)格為80毫米,數(shù)量為2套,每套過流量10~40立方米/小時)、施肥設(shè)施、壓力表、止回閥及相關(guān)配件組成。

2.2 管網(wǎng)布置

葡萄:工程主管網(wǎng)布設(shè)通過多種技術(shù)方案比較,結(jié)合項目區(qū)實際情況確定。葡萄株行距為0.33米×4.0米,每壟鋪設(shè)一條毛管,毛管選用D15內(nèi)鑲式滴灌帶,滴頭間距0.3米,滴頭設(shè)計流量2.8升/小時,工作壓力0.05~0.15兆帕,壁厚0.6毫米。棉花:根據(jù)項目區(qū)實測地形,考慮到條田中間有田間道和水渠,同時考慮兩條條田布設(shè)一條主管,這樣使分區(qū)灌溉更細(xì),使灌溉管理更復(fù)雜,故每區(qū)設(shè)一條主管,每條支管運行一小區(qū),三個區(qū)同時灌溉。棉花種植普遍為1.45米寬種植壟,每壟4行棉花,壟間為0.4米過溝,滴帶每壟鋪設(shè)兩條,毛管選用D15內(nèi)鑲式滴灌帶,滴頭間距0.5米,滴頭設(shè)計流量2.8升/小時,工作壓力0.05~0.15兆帕,壁厚0.6毫米。

2.3 管道管材的選擇

滴灌系統(tǒng)管材D50毫米以上管材及管件選用聚氯乙烯PVC管材;D50毫米以下選用聚氯乙烯PE管材。

3 滴灌效益情況

3.1 直接效益

滴灌工程是按照作物生長發(fā)育的需求,將水通過滴灌系統(tǒng)及時向作物根區(qū)有限的土壤空間供給,由過去澆地變?yōu)楝F(xiàn)在的澆作物,從而可避免深層滲漏和地表流失,節(jié)水效果十分顯著。在節(jié)水的同時,又可以將農(nóng)作物生長所需的各種養(yǎng)分通過滴灌系統(tǒng)精確、適量的輸送到作物根部,節(jié)肥、節(jié)地、節(jié)勞力、節(jié)機力,能大幅度降低生產(chǎn)成本,尤其是農(nóng)田棉花、葡萄滴灌能科學(xué)有效地控制灌水質(zhì)量、灌水時間、灌水量、灌水均勻程度等,通過測算,滴灌畝均節(jié)水量為200~250立方米,畝均節(jié)電28.8~34.6千瓦時,畝均經(jīng)濟效益200元左右,有著很好的經(jīng)濟和社會效益。

3.2 社會效益及生態(tài)環(huán)境效益

采用滴灌技術(shù)后,進(jìn)一步挖掘農(nóng)業(yè)內(nèi)部潛力,灌溉定額大大降低,可減少地表水的引用和地下水的開采量,減少地下水開采,可以緩解敦煌地區(qū)地下水位下降,節(jié)省的地表水可以用于擴大保灌面積,可增加生態(tài)環(huán)境用水,可加大種草植樹面積,隨著綠洲面積擴大,風(fēng)沙也將相應(yīng)減少,生態(tài)環(huán)境得到改善。

4 項目建設(shè)中的問題

4.1 建設(shè)畝均投資較高

滴灌工程所需設(shè)備和材料較多,成本較高,就目前已建成的滴灌看,畝投資仍然高達(dá)2500~3000元,一次性投入較大,如果國家不投資,農(nóng)戶是很難承受建設(shè)費用的,這必將阻礙滴灌面積的擴大。

4.2 建后維護費較大

滴灌項目完成后,主管雖然可長久利用,但滴灌帶一年須更換一次,需年年投資,每畝約150元。首部控制樞紐的水泵、施肥罐、過濾裝置及各種控制和量測設(shè)備,如壓力調(diào)節(jié)閥門、流量控制閥門、水表、壓力表、空氣閥、逆止閥等都完好無損、正常運行才能發(fā)揮作用,使用幾年后維護都需要資金。正常年份,滴灌棉花、葡萄每畝可增收200元。但若遇農(nóng)產(chǎn)品價格持續(xù)低迷或棉花、葡萄滯銷降價,農(nóng)戶則將無利可圖,滴灌帶農(nóng)戶籌資難度大,已建滴灌工程鞏固運行難。

4.3 工程建后水保有率低

近年來,受農(nóng)產(chǎn)品市場需求和價格波動的影響,區(qū)域農(nóng)作物耕作品種調(diào)整頻繁、多樣,已建成的棉花、大棗、葡萄高效節(jié)水灌溉工程難以適應(yīng)瓜菜、向日葵、玉米、小麥、苜蓿等作物品種變化。

4.4 管理模式影響田間高效節(jié)水使用率

從實踐來看,在家庭承包經(jīng)營模式下,農(nóng)戶灌溉時間不一致,對水費、電費分?jǐn)傆兴枷氩灰恢?,?dǎo)致田間高效節(jié)水工程的使用率和保有率低,農(nóng)場模式下,作物種類相對一致,集中統(tǒng)一灌溉,田間高效節(jié)水工程使用率較高。

5 對策與建議

5.1 加強培訓(xùn)

滴灌灌溉技術(shù)對管理水平要求較高。針對農(nóng)田棉花、農(nóng)田葡萄管理,敦煌市雖然舉辦了多場培訓(xùn)班,但要想讓使用者、管理者完全掌握技術(shù)規(guī)程,還需要一個過程,今后還要加強培訓(xùn)、管理指導(dǎo),才能使工程充分發(fā)揮效益。

5.2 加強灌區(qū)用水協(xié)會建設(shè)

按照“誰受益誰管理”的原則,運行管理以項目區(qū)水利管理機構(gòu)為依托,以灌溉水源井為獨立灌溉單元,由機井控制的灌溉面積農(nóng)戶成立用水戶協(xié)會對灌溉進(jìn)行統(tǒng)一管理,對各協(xié)會工程管理人員進(jìn)行專門的業(yè)務(wù)培訓(xùn),提高其管理水平和業(yè)務(wù)技能,用水協(xié)會制定出灌溉管理的章程和行之有效的配供水制度,監(jiān)督節(jié)水工程管理和運行,到目前共建立協(xié)會57個。

5.3 明確建后管護責(zé)任主體和管護措施

工程由協(xié)會管理后,從服務(wù)體系建設(shè)、工程管護方案、管理責(zé)任、人員培訓(xùn)、水費征收、管護經(jīng)費落實等方面制定各項制度,做到建得成、管得好,用得好,保證工程的良性運行,促進(jìn)節(jié)約用水和農(nóng)民增收。

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