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井渠结合实现以节水为中心的灌区改造

发布日期:2011-05-06  浏览次数:833

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文章摘要:一、井渠结合的必要性井渠结合的必要性在于充分利用灌区水资源和防治土壤盐渍化。1、充分利用灌区水资源大中型灌区经过续建配套

一、井渠结合的必要性

井渠结合的必要性在于充分利用灌区水资源和防治土壤盐渍化。

1、充分利用灌区水资源

大中型灌区经过续建配套可以较大幅度地减少灌溉渗漏损失和浪费,但对改建后的渗漏损失仍不可低估。原因之一是大中型灌区输水渠线长且渠道级数多,设想一个灌区由6级渠系组成,全部进行防渗处理,每级渠道水的利用率既使能达到0.94,则渠系水的利用系数还不到0.7。二是对田间灌溉水的利用系数也不能预期过高,一般田间灌溉的水利用率在0.6左右,要达到0.8应该说是偏高的。若二者均取高限值,则灌溉水的利用率也只能达到0.56。换句话说渗漏损失将达到灌溉总引水量的44%。若按现行的节水规范要求,大型灌区的灌溉水利用系数不低于0.5,中型灌区不低于0.6来考虑,则灌溉引水量的50—40%为无益的损耗。这部分无益损耗中如果有一半左右为渗漏损失补充地下水,即25—20%的灌溉引水量将补入地下水。

这部分渠道和田间渗漏损失水量补入地下水,经过回归再利用,对于提高灌溉水利用率的作用是很显著的。如果井灌提地下水量为灌溉补入地下水量的一半,即自渠首引入总水量的1/8,则全灌区水利用率在原有基础上可提高0.1左右。据有关文献报导,河北省临西县由卫河引水的堤下灌区1986-1987年,灌溉面积8万亩,实测灌溉水利用系数为0.48,若入井灌提取的灌溉回归水量后,溉水利用系数则0.69,提高了0.21。

井渠结合为灌区水资源的水文循环创造了必要条件,使降水得以蓄存和再利用。以灌代排,季节性的调控地下水位,汛前腾空地下水库容,最大限度承纳降雨,减轻涝渍灾害。在北方地区,地下水位汛前控制到5米,在日降雨量150mm的条件下,已有多处基本上不出现地表径流的观测记录。充分利用当地降水,削减引用客水是节水灌溉的重要组成方面。

蓄水于地下可为作物提供良好的生长条件和减少蒸发损失。在作物生育期内,通过提水和蓄水合理调控地下水位,为作物生长发育提供良好的土壤水分环境。根报季节需要调控地下水位可起到抑制潜水蒸发效果。现有的地中渗透仪实测潜水蒸发成果表明,随地下水位下降,潜水蒸发系数锐减,如石家庄和德州试验站观测资料所示,地下水从1米降到4米,潜水蒸发系数减少了8倍至22倍之多。如山东茬平和禹城北京廖公庄,太原等地试验站资料显示,当地下水位从1米降到3米,潜水蒸发系数减少到5倍至15倍之多。在蒸发强烈的北方地区,把蓄水藏于地下较之裸空暴露于大气损失要小几十倍到上百倍,单从蓄水角度来看,这比北方地区修建水库蓄水既经济又损失少。

在北方地区,依靠井渠结合这种方式实现水资源的水文循环和重复利用,高效充分利用当地灌区地表水、地下水、降雨和土壤水资源,削减引水,达到最大限度地提高水分生产率的目的。

2、防治土壤盐渍化

引水灌溉不可避免地要抬高地下水位,在干旱半干旱地区如不能有效地控制地下水位,将引起土壤盐渍化,严重时致使土壤弃耕。如果灌区排水条件较差,就不得不采取加大灌水定额,淋洗土壤盐分来维持农业生产。例如,内蒙河套灌区秋浇洗盐的灌水定额为100立方米/亩,相当于正常灌水定额的两倍,这个定额还兼有着冬季蓄墒的作用。由于大量灌水带来的负面影响是灌水后地下水位迅速上升,引起排水沟塌坡,影响排水效果,加重灌区水工建筑物和防渗设施的抗冻涨负担。秋浇洗盐蓄墒是该灌区多年形成的经验,年复一年的洗盐,不仅耗水量大,而且无法摆脱由此造成的负面影响。为补救该灌区排水能力的不足,还需利用灌区现有盐荒地和水域进行蒸发消耗。管区内总面积为1679万亩,灌溉面积为861万亩,占总面积的51.2%,需利用的非耕地占总土地面积的48.7%,用来蒸发积盐,以此来保护灌溉土地的盐分年际间平衡。从而加重非耕地的土壤盐渍化,形成严重的土地资源的环境污染。

为防治灌区土壤盐渍化,建设有效的排水设施是灌区改造中的重要组成部分。可选用不同的排水措施,如排水沟渠统或利用井灌排水。但从管理使用和回归水利用条件来比较,井灌排水优于水平排水,这在我国不少灌区证明井渠结合是防治盐渍化的切实可行的有效措施。

3、发展高效农业的需要

目前全国正在进行农业生产结构的调整,推动种植结构的调整,当地的优势农业和名优产品将得到发展。灌溉也要为高效农业和提高产品质量服务,在灌区实行轮灌条件下,轮灌期一般较长,无法保证作物适时供水和勤浇浅灌。

在灌区内部正在兴起的设施农业,种植反季节的蔬菜、瓜果等作物,对适时适量供水要求高,而北方一些灌区冬季停水。因此,在渠灌区内发展井灌,并渠结合也是开展多种经营发展高效农业,增加农民经济收入所必需的。

二、井渠结合的成功经验

黄河下游河南、山东境内的引黄灌区在50年代末随着灌溉面积的迅速扩展,大量引用黄河水,而忽视了排水,结果引发了大面积盐渍化,导致引黄灌区大面积停灌。经过此次挫折,模索出井渠结合地表水、地下水联合运用的道路。山东省引黄灌区的经验是“以井保渠,以河补源”适度发展井灌,利用黄河水补井水之源,合理调控地下水位,防涝防盐,高效利用灌区水资源,以保证农业稳产高产。多年的实践经济表明,在黄淮海地区采用井渠结合是综合治理旱涝碱的成功经验。

另一类井渠结合的灌区为陕西关中地区的泾、浴、渭等灌区,由于灌溉面积增大和灌区供水不足,在灌区内打井,形成井渠双灌。如泾惠渠灌区135万亩耕地每年引泾河水约4亿立方米,提取地下水1.2—2亿立方米。多年的实践证明井渠双灌是实现灌区水资源良性循环,合理利用水资源的必由之路。但实践中还存在一些问题有待解决,如井灌管理环节少,成本低;而渠灌区管理层次多,工程的建设维修成本高,因而渠灌要比井灌水费高,这成为地下水超采的重要原因。目前,计划采取措施做到“以井补渠,以渠养井”采补平衡。类似的情况还有河北省的石津灌区。

国外井渠结合的成功例子如巴基斯坦的印度河平原,其面积为34万平方公里,略大于我国的黄淮海平原。年降雨量不足300毫米,大部分地区高温干燥,属于热带草原和沙漠气候。1860年从印度河及其支流引水发展灌溉,数千公里长的运河及干支渠渗漏引起地下水的大幅度上升。20世纪60年代约有一半地下水埋深小于3米,有1/6地区地下水埋深小于1.5米。到1980年灌溉面积达到2.475亿亩,其中1.29亿亩受到沼泽和盐碱危害。在20世纪上半页,采取了部分停灌、水平排水、渠道衬砌和渠旁植树等多种措施均无明显效果。1980年以后开展打井,形成井渠结合的农田灌溉和排水体系,实现了地表水与地下水的联合运用。每年从印度河引水1000亿立方米,每年灌区提用地下水400亿立方米,最终寻找到了彻底摆脱沼泽和盐害的井渠结合的成功模式。

国内外的灌溉实践表明,井渠结合是高效利用灌区水资源防治涝碱的成功经验。地表水、地下水联合运用也是灌排行业国际交流的重要议题。在我国干旱半干旱地区井渠结合有普遍的推广应用意义。当前正在开展的以节水灌溉为中心的灌区续建改造,应考虑采用灌区水资源的循环再利用与其它节水工程技术相结合的技术路线,以充分挖掘灌区节水潜力和合理利用灌区水土资源,促进灌区农业生产持续发展。

三、发展井渠结合需要解决的问题

1、存在的问题

发展井渠结合在不同地区有不同问题需要解决。 般常遇到的突出问题有投资渠道与管理体制和水费等方面的问题等。

大中型灌区建设列为国家基建项目,以国家财政投入为主。灌区建成后由灌区管理部门行使对国有资产进行管理职能。对于流量小于1立方米的工程设施,包括井灌投入,则不列入国家基建项目,井灌不归灌区管理部门管理。灌区的地表水、地下水、降水、土壤水本是可以相互转化且是不可分割的,但却被人为地分为渠灌和井灌用水两部分,无法实现可利用水资源的统一管理。

其次是渠灌、井灌水费不同的影响,对不同灌区其水费影响不同。如水源宽余引水方便的灌区,渠灌水费低廉,农民不愿用井水。而有的灌区渠水水费高于井水水费,加上用井水方便适时,甚至出现舍渠用井形成地下水超采现象。

 
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