西吉縣干旱帶高效節(jié)水補(bǔ)灌項(xiàng)目的水資源配置方案分析

 引言
西吉縣西部干旱片帶主要涉及新?tīng)I(yíng)等共12個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），土地面積1721.42km2。本次建設(shè)包括黃家川、吉強(qiáng)和車(chē)路溝3個(gè)項(xiàng)目區(qū)，涉及新?tīng)I(yíng)、吉強(qiáng)、偏城、白崖共4個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），共有0.68萬(wàn)農(nóng)戶，總?cè)丝?.74萬(wàn)人。耕地總面積15.87萬(wàn)畝，糧食總產(chǎn)量1598萬(wàn)kg。項(xiàng)目區(qū)多年平均降水量390.0mm，且時(shí)空分布極不平衡，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民基本處于靠天吃飯的局面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力極其脆弱。
項(xiàng)目區(qū)已先后建成蘆子溝、陳陽(yáng)川、車(chē)路溝、前咀等水保骨干壩15座，設(shè)計(jì)總庫(kù)容達(dá)1520.86萬(wàn)m3，有效庫(kù)容為1011.87萬(wàn)m3，目前，年蓄水能力達(dá)298萬(wàn)m3。另外，項(xiàng)目區(qū)已建成機(jī)井84眼，這些水利水保設(shè)施的建成后，不但為項(xiàng)目區(qū)防汛工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且為農(nóng)田灌溉事業(yè)的發(fā)展提供了可靠的水源保證。
1 基本思路
極度干旱的氣候條件和十分貧乏的水資源狀況，決定了水是西吉縣西部干旱帶最核心的問(wèn)題。因此，該區(qū)域水資源配置的基本思路是最大限度擴(kuò)大水資源配置范圍，最大限度提高水資源利用率。
一是統(tǒng)籌區(qū)域水資源優(yōu)化配置。充分利用現(xiàn)有的水資源，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有水利工程的灌溉效益，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厮⒌叵滤?lián)合調(diào)度，生態(tài)、生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水統(tǒng)籌配置。二是通過(guò)灌區(qū)內(nèi)部挖潛，走節(jié)水之路。下決心搞好現(xiàn)有灌區(qū)的節(jié)水改造與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度地節(jié)約老灌區(qū)用水量，在不增加地下水開(kāi)采量的情況下，利用老灌區(qū)節(jié)約水量，在庫(kù)井灌區(qū)建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)，發(fā)展高效節(jié)水現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，最大限度擴(kuò)大供水范圍。三是創(chuàng)新輸水灌溉方式。創(chuàng)新輸水方式，變泵站揚(yáng)水、土渠輸水為泵站揚(yáng)水、管道輸水、調(diào)蓄水池調(diào)蓄，變單季供水為全年供水，延長(zhǎng)輸水時(shí)間，提高輸水效率。創(chuàng)新灌溉方式，變土渠+大畦田的灌溉方式為移動(dòng)軟管+小畦田、溝灌的灌溉方式，變?nèi)旯喔葹楣唷瓣P(guān)鍵水、保苗救命水”，降低灌溉定額，提高灌水效率。四是機(jī)井灌區(qū)以不新打機(jī)井為原則，嚴(yán)禁超采地下水。
2 干旱帶高效用水成功經(jīng)驗(yàn)
歷史上西部干旱帶用水問(wèn)題一直利用水窖、土園井、泉水來(lái)解決，每遇旱年，泉水干涸，河水?dāng)嗔?，水窖蓄水不足，農(nóng)民不得不往返幾十里去拉水，甚至出現(xiàn)逃水荒的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多年探索，西吉縣西部干旱帶高效用水成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納為：一是著力解決人畜飲水問(wèn)題。堅(jiān)持人跟水走、水跟人走相結(jié)合，堅(jiān)持骨干水源工程、集中供水工程、泉水改造工程和集雨利用工程相配套，在保障生活飲水的條件下，完善集雨水窖發(fā)展生產(chǎn)，在聶家河流域探索出了水保打壩、抽水入池、分水窖蓄的“壩+窖+池聯(lián)用”新模式，整合實(shí)施水保、人飲、灌溉，綜合利用水資源，發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)。二是充分利用當(dāng)?shù)赜旰樗Y源。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)已建成前咀、車(chē)路溝、蘆子溝、陳陽(yáng)川等治溝骨干壩15座，控制流域面積119.29km2，設(shè)計(jì)總庫(kù)容1520.86萬(wàn)m3，有效庫(kù)容達(dá)到1011.87萬(wàn)m3。目前，年蓄水能力達(dá)到298萬(wàn)m3。骨干壩建成并投入運(yùn)行后，汛期攔蓄了大部分洪水，為發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)提供了可靠的水源保障。三是在極度干旱的條件下，探索高效節(jié)灌種植，采取地膜覆蓋、蓄水保墑、坐水點(diǎn)種、節(jié)灌保苗等種植模式，發(fā)展特色地膜馬鈴薯，高效特色種植成為農(nóng)民致富增收的“金豆子”。
3 加快干旱帶發(fā)展對(duì)水資源的基本要求
實(shí)現(xiàn)干旱帶跨越式發(fā)展，首先要突出抓好水的問(wèn)題，一要保障水量，要充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，想法蓄住天上水、合理開(kāi)采地下水，最大限度的利用現(xiàn)有水資源；二要提高水的利用效率和效益，大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展高效節(jié)水特色設(shè)施農(nóng)業(yè)和節(jié)水工業(yè)，提高單方水的產(chǎn)出效益。
4 高效節(jié)水設(shè)施農(nóng)業(yè)需水量分析
4.1 灌溉制度 設(shè)施農(nóng)業(yè)通過(guò)管道將水輸送到棚內(nèi)后，田間主要采用溝灌或小畦灌的灌溉方式。規(guī)劃以種植早熟菜用品種為主，如馬鈴薯、甘蘭、西紅柿、黃瓜等，采用地膜覆蓋，拱棚或日光溫室保溫。每年春、秋季各種植一次，反季節(jié)銷(xiāo)售。春季2月下旬種植，5月下旬上市，生長(zhǎng)期90天；秋季9月下旬種植，12月下旬上市，生長(zhǎng)期90天。灌溉制度按照種植菜用馬鈴薯進(jìn)行設(shè)計(jì)，作物全生育期計(jì)劃灌水5次。一次灌水量按公式m=0.1·（βmax-βo）r·h·p/η進(jìn)行計(jì)算。式中：m—設(shè)計(jì)一次灌水量，mm；βmax—田間最大持水量，%，取βmax=22；βo—允許土壤含水率下限，取0.7βmax；r—土壤容重，取r=1.45g/cm3；h—計(jì)劃濕潤(rùn)土壤深度，取h=0.3m；p—土壤濕潤(rùn)比，%，取p=70%；η—灌溉水利用系數(shù)，η=0.85；計(jì)算得：m=23.7mm（折合15.8m3/畝）。則馬鈴薯全生育期灌溉定額為79m3/畝。每年種植兩季，全年計(jì)劃灌水10次，年需水量為158m3/畝。項(xiàng)目區(qū)高效節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉制度詳見(jiàn)表1。
4.2 需水量分析 規(guī)劃發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積1.54萬(wàn)畝，需水量243萬(wàn)m3，其中水庫(kù)灌區(qū)0.44萬(wàn)畝，需水量69.2萬(wàn)m3，機(jī)井灌區(qū)1.1萬(wàn)畝，需水量173.8萬(wàn)m3。規(guī)劃年需水量計(jì)算詳見(jiàn)表2。
5 解決設(shè)施農(nóng)業(yè)用水量的途徑
5.1 灌區(qū)節(jié)水潛力 機(jī)井灌區(qū)原采用土渠輸水，根據(jù)西吉縣1996-2000年節(jié)水增產(chǎn)重點(diǎn)項(xiàng)目縣建設(shè)期間對(duì)土渠輸水的渠系水利用系數(shù)的測(cè)定，現(xiàn)狀渠系水利用系數(shù)為0.64。高效節(jié)水補(bǔ)灌項(xiàng)目建成后，采用低壓管道+移動(dòng)軟管輸水到田間，管道水利用系數(shù)可以提高到0.95。采用小畦田、溝灌等田間灌溉方式，田間水利用系數(shù)可以提高到0.9。機(jī)井灌區(qū)有節(jié)水潛力103萬(wàn)m3。
5.2 解決設(shè)施農(nóng)業(yè)用水量的基本途徑 規(guī)劃設(shè)施農(nóng)業(yè)總用水量243萬(wàn)m3，其中地表水69.2萬(wàn)m3，地下水173.8萬(wàn)m3。設(shè)施農(nóng)業(yè)用水量主要通過(guò)灌區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和灌區(qū)節(jié)水改造解決。項(xiàng)目區(qū)原為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，種植小麥、胡麻、玉米等，現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行改造，種植附加值高、效益好的蔬菜品種，灌溉方式由土渠輸水+大田漫灌變?yōu)榈蛪汗艿垒斔?田間移動(dòng)軟管+溝灌（或小畦灌），畝均凈用水量由現(xiàn)狀的205m3減少到158m3，節(jié)約水量萬(wàn)72m3。水資源有保障，滿足項(xiàng)目區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)用水需求。
6 水資源配置方案
在水庫(kù)灌區(qū)，利用已建成的15座水保骨干壩為水源，為0.44萬(wàn)畝設(shè)施農(nóng)業(yè)供水69.2萬(wàn)m3。在機(jī)井灌區(qū)，以當(dāng)?shù)氐叵滤疄樗?，利用現(xiàn)有的42眼機(jī)井為1.1萬(wàn)畝設(shè)施農(nóng)業(yè)供水173.8萬(wàn)m3。