节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现代发展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为适应新世纪节水型高效农业发展的需要,贯彻落实2011年中央1号文件精神,“加强以水利为重点的农业基础设施建设”等重要指示,加大节水型农业的建设和普及推广力度,提高农业产量和质量,增加农民收入,促进农业和农村经济可持续发展。采用常规灌溉方式水量得不到保障供给,走节水型路子,兴电灌区发展高效节水灌溉农业势在必行。
1、节水灌溉技体系
节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法、措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
1.1 节水灌溉技术
主要包括以下几个方面:
(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。
(2)节水灌溉工程技术 。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术及抗旱点浇技术。
(3)农艺及生物节水技术 。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。
(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
1.2 节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:
(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。 就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。
(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。
(3) 智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
2、节水灌溉在兴电灌区的应用必要性和可行性
靖远县位于甘肃省中部,总人口46.22万人,其中农业人口42.72万人,农业劳动人口22.18万人,是一个典型的农业大县。土地总面积871.4万亩,其中耕地面积112.12万亩,共有水地面积43.75万亩,粮食总产量17241万kg,油料及其它农作物总产量4459万kg,国内生产总值10.46亿元,其中农业生产总值7.19亿元,农民人均纯收入1665元。
随着传统农业向现代农业的发展进程,对农业生产提出了更高的要求,加快灌区种植业结构调整已经成为农业高产高效的重要途径。兴电灌区自通水以来基本以小麦、玉米等粮食作物为主,效益不高,自从续建配套实施后,发展豇豆、枸杞、早熟地膜洋芋、玉米制种等高效农业、精品农业成为农民增收的一个主要渠道,灌区经济作物收入占农民总收入的一大半,灌区群众期待进一步扩大其产品优势和特色,进而发展为兴电灌区的品牌产品。近几年,供水量大幅度增长,2010年用水量已经增长到原来的近一倍,但还是远远不能适应新时期用水量紧张的需要,如何使有限的水资源发挥最大的优势,一直困扰灌区管理单位和灌区群众。现在唯一的途径是发展节水灌溉农业,才能使有限的水资源得到最大程度的利用。
3、兴电灌区适宜发展滴灌节水项目
兴电灌区地处黄河上游,位于甘肃中部,深处大陆腹地,紧靠腾格里沙漠,东邻宁夏回族自治区中宁县,北部与宁夏回族自治区的沙坡头区毗邻。位于甘肃省靖远县、平川区与宁夏回族自治区中宁、沙坡头区四县区接壤地带。地理位置为东经104°33′~105°18′,北纬36°50′~37°10′。
灌区地处甘肃中部干旱区,温带大陆性半干旱半荒漠气候,总的特点是:四季分明,光照充足,降水稀少,夏秋昼夜温差大,冬季寒冷少雪。项目区土质肥沃,干旱少雨,属于俗话说的“二阴田”。夏季干旱少雨,降雨量特别集中。秋季气温逐渐下降,雨量减少。年平均气温为8.7℃,最高气温35.7℃,最低气温-30℃。年平均雨量254.4mm,降水少且年内分布极不均匀, 每年7~9月份出现集中降雨现象,占全年降水量的60%以上,其它月份降雨稀少。灌区农作物水源主要依靠兴电工程提灌提供黄河水。
因灌区在建设兴电建设初期进行了总体规划平整土地,连片种植的作物比较多,本着“因地制宜,合理利用有限水资源,实行节约用水,节水灌溉”的原则,灌区适用滴灌节水工程,因此在兴电灌区靖安乡五星村进行滴灌项目建设。
具体布设思路。总干管、干管采用地下埋设,埋深1.4m;支管和滴灌带采用地面铺设。垂直干管布设支管,支管和干管按“丰”字型布置,垂直支管铺设滴灌带,支管和滴灌带也按“丰”字型布置。
滴灌带选用抗堵塞性较好的DN16PE内镶式滴灌管,行距1.80m,滴头间距0.5m,设计工作压力0.1Mpa,出水流量2.8L/h,毛管长度根据实际地形确定50~80m之间。为了维修、配水方便,在管道分水口和输水管路末端设闸阀井、放空井,以利于冬季放空。具体干、支毛管长度根据控制面积来定。
一般在规划滴管片区,除了考虑管道布设还应该在合适位选择布置建设调蓄池、泵房。根据作物滴灌灌溉制度以及补水时间,共同确定调蓄池规模及泵房机组容量。考虑蒸发、渗漏损失后确定调蓄池容积。具体取水流程为: 黄河→ 兴电总干渠→干渠→支渠 →斗→ 调蓄池→ 水泵→总干管→ 干管→ 支管→ 滴灌带。
毛管采用单行毛管直线布置,毛管顺作物向布置,一行作物或几行作物布置一条毛管,滴头安装在毛管上或采用滴灌管(带)。这种布管形式比较适合灌区作物。
干、支管的布置取决于地形、水源、作物分布和毛管的布置,应达到管理方便、工程费用少的要求。灌区地形比较水平,干、支管尽量双向控制,两侧布置下级管道,以节省管材。
4、发展节水灌溉技术应用的建议
4.1 提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,经济发展、社会进步,农业灌溉用水要灌溉必须走节水型的发展道路。因此,灌区应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全灌区都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
4.2 形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
4.3 节水灌溉技术发展要符合农村实际。节水灌溉技术发展不仅是工程问题、技术问题,还是社会问题和经济问题。节水灌溉技术如果不能使农民从中得到实惠,就不能得到广大农民的真正拥护,就不能持续快速地发展起来。
4.4 促进节水灌溉设施制造业发展。一项新技术得到推广应用,有可能带动一个新的产业发展。伴随我国高效节水灌溉技术的发展和应用,节水灌溉设备制造业也可望能形成一个有相当规模的行业,成为中国加工制造业一个新的增长点,政府部门应使用财政、金融等经济手段加以引导和支持。