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【摘要】盐池县位于宁夏中部干旱带,干旱缺水是制约当地农业农村经济发展的瓶颈,文章通过对滴管工程建设及应用情况调查分析,对节水灌溉的进一步发展提供技术支撑。
【关键词】滴管特点;效益分析;特点及建议
盐池县全县总人口16.34万人。其中:农业人口12.94万人。年平均降水量294.6mm,蒸发量达2179.8mm,是降水量的7.4倍。据探测地下水总量约为2100万立方米。目前已开采利用地下水1600万立方米,可利用地表水274万立方米,黄河水年平均分配量为4500万方。全县人均水资源拥有量仅为120立方米/年,约为黄河流域人均占有量的1/4,全国平均值的1/17。据2011年统计,全县总耕地面积135万亩,其中旱耕地110万亩,水浇地25万亩,水浇地中扬黄灌区面积19.6万亩,机井、塘坝灌区5.4万亩。旱耕地“靠天吃饭”和水浇地水量缺乏,严重制约了全县的农业生产和农村经济发展。为进一步缓解这个矛盾。2009年以来,共发展高效节水滴灌面积近10万亩。节水灌溉成为全县农业生产稳步增长的一条重要途径。
一、节水灌溉的水源及设备选择情况
目前,盐池县的节水灌溉工程所选择的节水设备以滴灌为主。按照水源可分为扬黄水水源灌溉类型和机井水水源灌溉类型两大类。
1、王乐井高效节水灌溉工程实例。
王乐井高效节水灌溉工程属扬黄水水源灌溉类型。主要是从扬黄灌区王乐井支渠分水口取水,建3万立方米和5万立方米蓄水池各1座,作为该节水灌溉工程的水源工程。由于扬黄水所含泥沙量较大,一般是将引入的黄河水在蓄水池内沉淀3—5天后通过管道自流进入取水竖井,再通过潜水泵加压和首部过滤装置过滤将水通过地下输水管道送往田间滴灌系统。系统连接方式为:泵管(潜水泵)——过滤器——干管——支管——出地竖管及控制闸——田间PE分支管——毛管(滴灌带)。为了满足作物耗水的要求,控制适宜的灌水时间,便于管理且价格适中,玉米或土豆的毛管选择参数为φ16*300—0.2—2型内镶贴片式滴灌带,滴头流量为1.38L/h,工作压力为0.1—0.4Mpa,带间距一般按照作物宽窄行布设,间距为1.0—1.1米。每个灌溉系统配备1套反冲洗砂石+网式过滤器,过滤器过水流量一般为:Q=100—200m3,滤网选择100目。为了便于管理和灌溉,将田间灌溉系统平均分为若干个灌溉小区,每个小区面积控制在9.6—15亩左右。
2、第三批小农水重点县花马池饲草地高效节水灌溉工程实例。
中央财政第三批小型农田水利重点县项目—盐池县花马池镇灌溉饲草地高效节水改造工程属机井水水源灌溉类型。主要是利用受益区农户自打的机井为单元。布设干、支、分支、毛管四级管道,输配水管采用PVC压力管道,田间灌水方式采用滴灌,作物种植以玉米和苜蓿为主。系统连接方式和扬黄灌区相同。毛管同样选择φ16*300—0.2—2型内镶贴片式滴灌带。每个灌溉单元配备1套离心+网式过滤器,根据机井出水量不同,过滤器过水流量一般为:Q=10—30m3,滤网选择100目。田间灌溉小区面积控制在9.6亩左右。
二、滴灌设备在生产应用中的特点
通过几年的实际生产应用,滴灌系统在实际灌溉中体现了很多优点,但也存在着诸多缺点,主要表现在以下几个方面。
滴灌表现出的优点:
1、节省水肥、灌水均匀
滴灌系统利用管道输水,沿程输水损失小,灌溉时只湿润作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易产生地表径流和深层渗漏,不破坏土壤结构,灌后土壤保持疏松,无需中耕松土保墒,在节省大量劳力的同时改善了土壤环境,促进根系发育提高单产;另外,滴灌能适时适量地按作物生长需要供水,与其它灌水方法相比,水的利用率更高。滴灌的灌水器在有压条件下运行,一般工作压力为5-15米水头(0.5-1.5公斤),灌水器出水稳定均匀,灌水均匀度高。其次,滴灌还拥有其它灌溉方式无法比拟的优点:适时适量地通过微灌施肥技术高效地将肥料、微量元素和农药等作物生长所必需的养分和物质按比例精确的施用到作物根区土壤,既提高了肥料利用率,又能减少因灌溉淋洗产生的溶质数量,减轻对地下水的污染,不仅节省了肥料,有效地防止了病虫害,还节省大量施肥劳力。
2、对地形和土壤的适应性强
滴灌设备不受地形限制,无需平整土地,无需修渠打畦,由于毛管上每个滴头的工作压力相同,滴水量均匀一致,部分中等坡度梯田也能使用,不仅节省了大量的人力物力,还可节省耕地5%左右。可以根据项目区不同土壤类型和质地的差异,设计最佳灌溉水量,减少水分蒸发和深层渗漏,最大限度抑制杂草生长,同时保护作物种植行间土壤干燥,便于耕作。
3、增产效果明显
滴灌能适时适量地向作物根区供水、施肥施药,不仅使作物生长所需要的土壤和水分保持在最佳状态,而且及时提供了作物生长所需要各种养分,及时有效地防治了病虫害。由于作物根区能够保持最佳供水状态和供肥状态,因此有利于实现高产稳产,提高产品质量。据走访项目区农户,可以证明,滴灌较传统灌水方法一般可增产30%左右。
4、节省劳动力
由于株间未供应充足的水分,杂草不易生长,作物与杂草争夺养分的干扰大为减轻,减少了除草用工,而且滴灌不仅节省了大量施肥、施药、中耕松土保肥保墒劳力,还不需平整土地,开沟打畦,可实行自动控制,因而田间灌水的劳动量和劳动强度也大大减少。
滴灌表现出的缺点:
1、易引起堵塞
滴灌系统中的滴水器在实际生产中容易引起堵塞,尤其是像王乐井、马儿庄等一些利用扬黄水为灌溉水源的工程,虽然已经通过首部过滤设备进行了过滤,但是水中含有的泥沙微粒、有机质或微生物以及一些化学沉凝物仍然会造成部分灌水器堵塞,影响灌溉效果,机井水源较扬黄水效果要好一些。 2、易引起盐分积累
滴灌对水源和盐碱化土壤的要求较高,对于部分含盐量较高的土壤滴灌时盐分容易积累。另外盐池县的大部分机井水水源属含盐量较高的盐碱水,所以在机井为水源的项目区滴灌时盐分容易积累。据现场调查,县域北部的一些地块在湿润区的边缘引起了轻度的盐害,一定程度影响了农作物产量的提高。
3、初期投资较大
滴灌系统需要利用大量的塑料管材、管件以及过滤施肥工具,加上初期铺设需要大量的劳动力,因此造成初期投资较大。
滴灌工程的总体效益调查:
根据对实施滴管工程的项目区实际调查结果显示。采用滴灌系统,灌溉定额由270m3/亩降低到120m3/亩,亩均可以节水150m3,灌区灌水利用系数由0.75提高到0.9左右。亩均节约肥料、种子30%,降低人工费60%,作物增产30%。按照全县目前10万亩滴灌面积计算,每年可以节约水量1500万方,增加粮食产量1900万公斤,增加经济收入2280万元,净收益为1254万元。同时,社会效益和经济效益也得到了进一步提高。
三、建设管理经验
为了全面加强对节水灌溉工程建设质量的管理,确保工程永久发挥效益。控制工程质量、工期、造价,提高经济效益。我们主要注重做好四个方面的工作。一是建立工程质量保证体系。按照区、市、县各级的要求,成立项目建设领导小组,领导小组组长由主管农业的副县长担任,财政、发改、农牧等部门负责配合协调水务部门抓好项目建设前期工作、施工管理、资金筹措等方面的工作,形成层层抓落实的良好工作局面,确保项目顺利实施。二是落实项目建设管理相关制度。在项目建设中,我们严格按照项目建设“四项制度”的要求,对项目进行公开招投标,切实履行项目法人负责制,择优选定监理单位,联合监督施工单位严格按照《行业技术规范》组织实施,项目建成后,在施工单位自验的基础上报请财政、发改等部门联合对工程进行验收,做到发现问题及时纠正,及时改正,确保工程质量。三是落实项目运行管理责任。在项目规划设计上报的过程中,我们根据“一事一议”的原则,和项目所在地政府及村、组签订投资、投劳和运行管理协议,通过“大干大支持、小干小支持、不干不支持”。的办法解决群众投工投劳和运行管理难的问题。同时根据扬黄水和机井、塘坝水源的区别,配合群众研究制定相关的运行管理办法和水费收缴制度,保证工程实现效益最大化。四是组建维修队伍。根据节水滴灌工程连接配件多,管道布置密,机泵配套不同的特点,为解决项目运行后出现的各种“跑、冒、漏”等维修困难,我们组织成立专业维修队伍,负责为受益区群众上门搞好维修服务。确保工程正常运行。
四、存在的问题
根据滴灌项目在我县的实际运行情况发现,目前主要存在四个方面的问题。一是膜下滴灌带易被灼烧。膜下滴灌的片区,地膜和滴灌带采用机械一次性铺设完成,由于地膜表面凝结的水滴成凸透镜的形状,因此在阳光的照射下造成滴灌带被灼烧的现象较严重。二是机井、塘坝灌区水质较差。我县机井、塘坝灌区大多是含盐量较高的水源,滴灌过程中不同程度出现了土地盐碱化的现象,同时由于盐分在毛管内的不断积累,当一次灌水结束后毛管被堵塞的现象比较常见。三是群众思想认识不够。由于滴灌工程地下和地上管道铺设量比较大,连接毛管需要劳动力多,部分群众认为管道连接比较繁琐,短时期内还不能接受,需要进一步加大宣传和培训。四是后续发展没有支撑。现有的滴灌工程所用的地上φ63辅助管和de16滴灌带基本上依靠项目支撑。大部分群众铺设的辅助管和滴灌带是已经利用1—2年的旧管道,由于老化和损坏严重,“跑、冒、漏”现象比较普遍,以户为单位购买毛管基本不能实现,造成部分滴灌系统无法继续利用。因此解决后续发展问题是我县滴灌工程发展存在的一大难题。
五、建议和改进措施
一是将设备使用培训工作列入节水灌溉工程建设内容中,加大对群众的培训力度,重点让群众了解设备运行的原理,确保群众熟练掌握和使用滴灌系统。二是对过滤设备进行进一步改进,增加简易水处理设备,减小水质较差造成滴水器堵塞现象的发生。三是鼓励生产厂家逐步和群众取得联系,采用以旧换新的差价出售模式支持滴灌节水措施的全面发展,解决群众的后顾之忧。
[作者简介] 梁晓波(1973-),男,宁夏盐池县人,水利工程师,从事农田水利及建设管理工作。
【关键词】滴管特点;效益分析;特点及建议
盐池县全县总人口16.34万人。其中:农业人口12.94万人。年平均降水量294.6mm,蒸发量达2179.8mm,是降水量的7.4倍。据探测地下水总量约为2100万立方米。目前已开采利用地下水1600万立方米,可利用地表水274万立方米,黄河水年平均分配量为4500万方。全县人均水资源拥有量仅为120立方米/年,约为黄河流域人均占有量的1/4,全国平均值的1/17。据2011年统计,全县总耕地面积135万亩,其中旱耕地110万亩,水浇地25万亩,水浇地中扬黄灌区面积19.6万亩,机井、塘坝灌区5.4万亩。旱耕地“靠天吃饭”和水浇地水量缺乏,严重制约了全县的农业生产和农村经济发展。为进一步缓解这个矛盾。2009年以来,共发展高效节水滴灌面积近10万亩。节水灌溉成为全县农业生产稳步增长的一条重要途径。
一、节水灌溉的水源及设备选择情况
目前,盐池县的节水灌溉工程所选择的节水设备以滴灌为主。按照水源可分为扬黄水水源灌溉类型和机井水水源灌溉类型两大类。
1、王乐井高效节水灌溉工程实例。
王乐井高效节水灌溉工程属扬黄水水源灌溉类型。主要是从扬黄灌区王乐井支渠分水口取水,建3万立方米和5万立方米蓄水池各1座,作为该节水灌溉工程的水源工程。由于扬黄水所含泥沙量较大,一般是将引入的黄河水在蓄水池内沉淀3—5天后通过管道自流进入取水竖井,再通过潜水泵加压和首部过滤装置过滤将水通过地下输水管道送往田间滴灌系统。系统连接方式为:泵管(潜水泵)——过滤器——干管——支管——出地竖管及控制闸——田间PE分支管——毛管(滴灌带)。为了满足作物耗水的要求,控制适宜的灌水时间,便于管理且价格适中,玉米或土豆的毛管选择参数为φ16*300—0.2—2型内镶贴片式滴灌带,滴头流量为1.38L/h,工作压力为0.1—0.4Mpa,带间距一般按照作物宽窄行布设,间距为1.0—1.1米。每个灌溉系统配备1套反冲洗砂石+网式过滤器,过滤器过水流量一般为:Q=100—200m3,滤网选择100目。为了便于管理和灌溉,将田间灌溉系统平均分为若干个灌溉小区,每个小区面积控制在9.6—15亩左右。
2、第三批小农水重点县花马池饲草地高效节水灌溉工程实例。
中央财政第三批小型农田水利重点县项目—盐池县花马池镇灌溉饲草地高效节水改造工程属机井水水源灌溉类型。主要是利用受益区农户自打的机井为单元。布设干、支、分支、毛管四级管道,输配水管采用PVC压力管道,田间灌水方式采用滴灌,作物种植以玉米和苜蓿为主。系统连接方式和扬黄灌区相同。毛管同样选择φ16*300—0.2—2型内镶贴片式滴灌带。每个灌溉单元配备1套离心+网式过滤器,根据机井出水量不同,过滤器过水流量一般为:Q=10—30m3,滤网选择100目。田间灌溉小区面积控制在9.6亩左右。
二、滴灌设备在生产应用中的特点
通过几年的实际生产应用,滴灌系统在实际灌溉中体现了很多优点,但也存在着诸多缺点,主要表现在以下几个方面。
滴灌表现出的优点:
1、节省水肥、灌水均匀
滴灌系统利用管道输水,沿程输水损失小,灌溉时只湿润作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易产生地表径流和深层渗漏,不破坏土壤结构,灌后土壤保持疏松,无需中耕松土保墒,在节省大量劳力的同时改善了土壤环境,促进根系发育提高单产;另外,滴灌能适时适量地按作物生长需要供水,与其它灌水方法相比,水的利用率更高。滴灌的灌水器在有压条件下运行,一般工作压力为5-15米水头(0.5-1.5公斤),灌水器出水稳定均匀,灌水均匀度高。其次,滴灌还拥有其它灌溉方式无法比拟的优点:适时适量地通过微灌施肥技术高效地将肥料、微量元素和农药等作物生长所必需的养分和物质按比例精确的施用到作物根区土壤,既提高了肥料利用率,又能减少因灌溉淋洗产生的溶质数量,减轻对地下水的污染,不仅节省了肥料,有效地防止了病虫害,还节省大量施肥劳力。
2、对地形和土壤的适应性强
滴灌设备不受地形限制,无需平整土地,无需修渠打畦,由于毛管上每个滴头的工作压力相同,滴水量均匀一致,部分中等坡度梯田也能使用,不仅节省了大量的人力物力,还可节省耕地5%左右。可以根据项目区不同土壤类型和质地的差异,设计最佳灌溉水量,减少水分蒸发和深层渗漏,最大限度抑制杂草生长,同时保护作物种植行间土壤干燥,便于耕作。
3、增产效果明显
滴灌能适时适量地向作物根区供水、施肥施药,不仅使作物生长所需要的土壤和水分保持在最佳状态,而且及时提供了作物生长所需要各种养分,及时有效地防治了病虫害。由于作物根区能够保持最佳供水状态和供肥状态,因此有利于实现高产稳产,提高产品质量。据走访项目区农户,可以证明,滴灌较传统灌水方法一般可增产30%左右。
4、节省劳动力
由于株间未供应充足的水分,杂草不易生长,作物与杂草争夺养分的干扰大为减轻,减少了除草用工,而且滴灌不仅节省了大量施肥、施药、中耕松土保肥保墒劳力,还不需平整土地,开沟打畦,可实行自动控制,因而田间灌水的劳动量和劳动强度也大大减少。
滴灌表现出的缺点:
1、易引起堵塞
滴灌系统中的滴水器在实际生产中容易引起堵塞,尤其是像王乐井、马儿庄等一些利用扬黄水为灌溉水源的工程,虽然已经通过首部过滤设备进行了过滤,但是水中含有的泥沙微粒、有机质或微生物以及一些化学沉凝物仍然会造成部分灌水器堵塞,影响灌溉效果,机井水源较扬黄水效果要好一些。 2、易引起盐分积累
滴灌对水源和盐碱化土壤的要求较高,对于部分含盐量较高的土壤滴灌时盐分容易积累。另外盐池县的大部分机井水水源属含盐量较高的盐碱水,所以在机井为水源的项目区滴灌时盐分容易积累。据现场调查,县域北部的一些地块在湿润区的边缘引起了轻度的盐害,一定程度影响了农作物产量的提高。
3、初期投资较大
滴灌系统需要利用大量的塑料管材、管件以及过滤施肥工具,加上初期铺设需要大量的劳动力,因此造成初期投资较大。
滴灌工程的总体效益调查:
根据对实施滴管工程的项目区实际调查结果显示。采用滴灌系统,灌溉定额由270m3/亩降低到120m3/亩,亩均可以节水150m3,灌区灌水利用系数由0.75提高到0.9左右。亩均节约肥料、种子30%,降低人工费60%,作物增产30%。按照全县目前10万亩滴灌面积计算,每年可以节约水量1500万方,增加粮食产量1900万公斤,增加经济收入2280万元,净收益为1254万元。同时,社会效益和经济效益也得到了进一步提高。
三、建设管理经验
为了全面加强对节水灌溉工程建设质量的管理,确保工程永久发挥效益。控制工程质量、工期、造价,提高经济效益。我们主要注重做好四个方面的工作。一是建立工程质量保证体系。按照区、市、县各级的要求,成立项目建设领导小组,领导小组组长由主管农业的副县长担任,财政、发改、农牧等部门负责配合协调水务部门抓好项目建设前期工作、施工管理、资金筹措等方面的工作,形成层层抓落实的良好工作局面,确保项目顺利实施。二是落实项目建设管理相关制度。在项目建设中,我们严格按照项目建设“四项制度”的要求,对项目进行公开招投标,切实履行项目法人负责制,择优选定监理单位,联合监督施工单位严格按照《行业技术规范》组织实施,项目建成后,在施工单位自验的基础上报请财政、发改等部门联合对工程进行验收,做到发现问题及时纠正,及时改正,确保工程质量。三是落实项目运行管理责任。在项目规划设计上报的过程中,我们根据“一事一议”的原则,和项目所在地政府及村、组签订投资、投劳和运行管理协议,通过“大干大支持、小干小支持、不干不支持”。的办法解决群众投工投劳和运行管理难的问题。同时根据扬黄水和机井、塘坝水源的区别,配合群众研究制定相关的运行管理办法和水费收缴制度,保证工程实现效益最大化。四是组建维修队伍。根据节水滴灌工程连接配件多,管道布置密,机泵配套不同的特点,为解决项目运行后出现的各种“跑、冒、漏”等维修困难,我们组织成立专业维修队伍,负责为受益区群众上门搞好维修服务。确保工程正常运行。
四、存在的问题
根据滴灌项目在我县的实际运行情况发现,目前主要存在四个方面的问题。一是膜下滴灌带易被灼烧。膜下滴灌的片区,地膜和滴灌带采用机械一次性铺设完成,由于地膜表面凝结的水滴成凸透镜的形状,因此在阳光的照射下造成滴灌带被灼烧的现象较严重。二是机井、塘坝灌区水质较差。我县机井、塘坝灌区大多是含盐量较高的水源,滴灌过程中不同程度出现了土地盐碱化的现象,同时由于盐分在毛管内的不断积累,当一次灌水结束后毛管被堵塞的现象比较常见。三是群众思想认识不够。由于滴灌工程地下和地上管道铺设量比较大,连接毛管需要劳动力多,部分群众认为管道连接比较繁琐,短时期内还不能接受,需要进一步加大宣传和培训。四是后续发展没有支撑。现有的滴灌工程所用的地上φ63辅助管和de16滴灌带基本上依靠项目支撑。大部分群众铺设的辅助管和滴灌带是已经利用1—2年的旧管道,由于老化和损坏严重,“跑、冒、漏”现象比较普遍,以户为单位购买毛管基本不能实现,造成部分滴灌系统无法继续利用。因此解决后续发展问题是我县滴灌工程发展存在的一大难题。
五、建议和改进措施
一是将设备使用培训工作列入节水灌溉工程建设内容中,加大对群众的培训力度,重点让群众了解设备运行的原理,确保群众熟练掌握和使用滴灌系统。二是对过滤设备进行进一步改进,增加简易水处理设备,减小水质较差造成滴水器堵塞现象的发生。三是鼓励生产厂家逐步和群众取得联系,采用以旧换新的差价出售模式支持滴灌节水措施的全面发展,解决群众的后顾之忧。
[作者简介] 梁晓波(1973-),男,宁夏盐池县人,水利工程师,从事农田水利及建设管理工作。