永川地区节水灌溉技术的适应性探析

张袁

【摘 要】节水灌溉技术工程实施的目的就是为了结合永川地区农业灌溉特点和社会经济状况，通过对此次水利工程方案来分析永川区节水灌溉技术的适应性。

【关键词】节水灌溉技术；永川区；适应性；水利工程；设计

自2014年开始，永川区部分地区就已经开始实施节水灌溉增效示范项目。例如圣水湖现代农业园区，施工总面积达到4130亩，在何埂镇内完成。此次节水灌溉技术方式采用了滴灌、喷灌和管灌，其中管灌最多达到3210亩，滴灌和喷灌各有820亩和100亩。

1 工程概况

1.1地质及水文条件

永川区地貌是典型的四川山丘陵体系，最高最低海拔相差仅800m，全地区被花果山、巴岳山、英山、黄瓜山等环绕，组成该地区浅丘、中丘、深丘与低山四种地形相结合的地貌特征。在水利工程重点实施区域的圣水湖现代农业园区，土质较好且土层深厚，其沙土粘性比例适中，易于耕作，同时冲积土肥力较高而且沙性重，再结合当地丰富的矿质、光热及肥力资源，非常适合农业种植。在永川区的重点项目区域黄瓜山，其构造呈现背斜南东翼，底层岩性主要以泥岩居多，整体分布为第四系全新统残坡积土和侏罗系中下统自流井组基岩，没有不良地质现象，适合于农业项目开发。

水文方面，由于永川区此次节水灌溉技术项目隶属于长江流域，整个区域以泥质岩为主，是典型的丘陵地貌。由于丘包与沟槽穿插相间分布，当丘包处于地势较高的斜坡时，可能出现地表水排泄流失的现象，难以保持水土。但根据含水岩的岩性与地下水赋存条件，此处还存在大量的潜水型地下水，它是第四系孔隙水和浅部基岩裂隙水的结合体。但在第四系土层中，水含量却较小，而且当旱季来临时就会出现枯水状况，此时孔隙水也相当贫乏，基本只能靠大气降水补充。所以此次水利项目需要大幅优化节水灌溉施工与当地农业技术的适应性，争取达到最优的农业灌溉效果。虽然水文方面存在一定问题，但是该地区没有任何工业污染源，水文地质条件均表现良好。

1.2节水灌溉技术工程实施的必要性

到2012年底，永川区已经有水利工程17673处，其中包括了大量的水利蓄水工程（6735处），以及137座不同规模的水库，引水工程和提水工程各有43和750处，微型水利工程3100处。

在此次施工的圣水湖农业园区中，大部分地块存在上游水库自流管理取水，但由于自流管道管线过长而导致取水口水压过低，不能满足灌溉条件的情况，这使得整个水库无法通过自流进行土地灌溉。另外，圣水湖自身缺乏配水设施，灌溉方式原始，水源利用率极低，无法实现灌溉。整体来看，水源设施的缺乏和不完善导致了永川区的农业灌溉存在种种问题，浪费了大量的现成资源，从节水灌溉技术角度来看，有必要改善灌溉条件，提高水土资源的利用率，从而推进圣水湖现代农业园区的可持续发展，增加农业产量和农民收入。同时，此次工程也希望发挥一定的农业灌溉辐射作用，让永川区的节水灌溉理念也能带动其它地区，所以此次工程叫做节水灌溉增效示范项目不无道理[1]。

2 灌溉区节水灌溉技术设计

本工程规模化节水灌溉主要采用了提灌和加压灌溉相结合的灌溉模式。首先在上游两地块进行由上至下的自流管道取水灌溉，还有一部分地块通过自流管道取水配合加压泵站灌溉。其他地块由圣水湖直接取水灌溉。为了确定灌水定额与灌水周期，要进行两个参数的计算，首先是灌水定额的计算：

如果以管灌方式则：

公式中，m表示设计灌水定额（m3/hm2）；h为设计土壤湿润程的深度（0.3m）；β1为适宜土壤的含水率上限（田间持水率的90%）；β2为适宜土壤含水率下限（田间持水率的70%）；η为灌溉水的有效利用系数（0.9）。

将上述参数带入可求得：

m = 1000×14×0.3×（0.25×（0.90-0.7））/0.9=233.33 m3/hm2=23.3m3/亩=15.56mm。

如果以滴灌为主则有：

公式中m为设计灌水定额（mm）；p为设计土壤湿润比（50%）；z为设计土壤湿润程的深度（30cm）； 为适宜土壤含水率的上限（田间持水率的90%）； 为适宜土壤含水率下限（田间持水率的70%）； 为灌溉水有效利用系数（0.9）。所以将以上参数带入得到：

m = 0.001×30×50×（30×（0.90-0.7））/0.9=7.11m3/亩=10.67mm。

如果以喷灌为主则有：

公式中m为设计灌水定额（mm）；h为设计土壤湿润层深度（30cm）；β1和β2为适宜土壤含水率上限与下限（各取田间持水率的90%和70%）；η为灌溉水有效利用系数（0.9）。所以按照参数带入值得到：

m = 0. 1×30×（30×（0.90-0.7））/0.9=14.12m3/亩=21.18mm。

此时可以为三种灌溉法设计灌水周期，按照日需水量则有管灌E=4mm/d、喷灌E=4mm/d、喷灌E=5mm/d。按照T=m/d可以得到：

管灌：T = 23.33/4=5.8d，取6d。

滴灌：T = 10.67/4=2.7d，取3d。

噴灌：T = 21.18/5=4.2d，取5d[2]。

3 永川区农业节水灌溉技术的适应性分析

上文描述了三种节水灌溉技术，不同的技术就会带来不同的适应性分析，应该结合永川地区的实际情况来思考，从而验证不同灌溉技术下的不同适应性表现。

3.1滴灌

滴灌节水投资较大，但是节水效益好。永川区采用滴灌节水能够根据作物的需水量来控制灌溉水量，做到定时定量灌溉。同时，也根据灌水情况对土壤土质的变化输配水系统灌溉情况进行了监测，并通过收集到的数据进行了计算机方面处理，控制了土壤中水分的含量，避免了过去水土大量流失的状况再次发生。而且做到了计划用水、优化配水和节水增产的目的。通过滴灌，永川区的工程内部收益率提升到44.5%，效益费用比率达到2.88。滴灌的水利用效率最高，所以在蔬菜、水果、花卉这些产值和收益都较高的经济作物中使用。根据永川地区2013年的节水现状统计，滴灌节水面积达到了3400h㎡，占到节水面积1.5%。

3.2喷灌

永川区的喷灌节水工程内部收益率达到31.78%，效益费用比为2.49。此次工程的喷灌方式都是采用半固定式喷灌，它适用于耕作面积较小但整体不平整的山坡地块。另外还有适用于固定农作物的固定式喷灌，它针对一些效益较高的农作物实施。为了加强喷灌效率，还设计了大型移动式喷灌，它主要针对永川区大部分凭证的耕地地块大面积灌溉。从2013年的节税现状来看，大型喷灌在喷灌省水、省工、增效方面具有突出优势，适用于大田作物，大面积蔬菜种植耕地等等，2013年度实现了喷灌面积20000h㎡，占节水面积达到9.5%[3]。

4 总结

此次永川区节水灌溉工程在技术上真正做到了多种技术紧密结合，结合当地水土实际发展状况，效率高、成本低且规划合理，避免了多数地区过去在灌溉工程中的重复建设。另外，节水灌溉水利工程也改善了永川区内的区域性气候和环境，维持了生态平衡的同时也提高了耕地质量，保护了土地资源，对提高当地耕地综合生产能力具有十分重要的现实意义。

参考文献：

[1] 马静，乔光建.河北省农业灌溉工程节水技术适应性研究[J].水利经济，2009，27（5）：54-58.

[2] 李正平.运城地区节水灌溉技术的适应性探析[J].山西水利科技，2013，（3）：82-83.

[3] 张国庆.红崖山灌区节水灌溉技术探析[J].农业科技与信息，2014，（24）：26-27.