山西省黄河流域农业节水现状和未来发展对策

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山西省黄河流域农业节水现状和未来发展对策

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-02-25 2864


山西省黄河流域位于山西省西半部,全区国土面积9.71万km2,占全省面积的62%,干旱缺水是这一区域的主要特征。

  全区多年平均降雨量介于400~630mm之间,而多年平均水面蒸发量在1600~2000mm之间,约为降雨量的4倍,区域内86%的面积属于干旱或半干旱地区。特殊的地形、地貌特征和气候条件形成了区内春旱年年发生和夏季卡脖旱经常出现的局面。南京水文水资源研究所曾利用统计的510年期间我国旱情和旱灾发生的资料对我国北方的河北、山西、北京、天津、陕西、河南和山东7省的16个城市所发生的旱灾频次进行对比分析,以太原为首的山西省的3个城市名列前三名。

  全区水资源总量为84.1亿m3,人均水资源量409m3,仅为全国人均水资源占有量的16%,比山西省人均水资源占有量还少8%,水浇地平均毛用水量为3315m3/hm2,距作物的需水要求还差46%。山西省黄河流域在全国以至山西省都是最缺水的地区,尽管如此,这些地区还都普遍存在不同程度的浪费水资源的现象。据分析,区内水浇地平均渠系水利用系数为0.59,田间水利用系数为0.69,灌溉水有效利用系数仅为0.41左右。

  干旱和缺水造成的直接后果是粮食减产。据研究分析,全区中等干旱年冬小麦减产77.5%,玉米减产63.4%。在目前水源紧缺和资金不充足的情况下,缓解水资源紧缺局面,增加粮食产量的最快速、经济、有效途径是因地制宜地推进农业节水灌溉,这将是从工程水利向资源水利转变的必然要求。

1 山西省黄河流域节水发展现状

  多年来,山西在节水灌溉方面先后进行了渠道防渗、管灌、喷灌、微灌、就地集雨灌溉等技术的推广,取得了一定成绩,积累了大量成功经验,并引进先进的科学技术,先后建成了尊村灌区仁里示范区、曲沃县节水增产园区、万荣县埝底乡万亩节水增产园区等节水示范区。

  据统计,到1999年底,山西省黄河流域共有有效灌溉面积805060hm2,达标节水面积520250hm2,其中输水、灌水过程全部达标的节水工程达标面积288630hm2,仅有部分工程达标的节水措施达标面积231610hm2

2  区域节水措施探讨和今后节水发展规模

  节水措施分工程节水措施和非工程节水措施。

2.1 工程节水措施及规模

  所谓工程节水措施是指对一些灌溉工程进行改造,使之达到输水、灌水过程的节水目标。各类灌区节水工程的建设应遵循“因地制宜、经济合理、技术先进、运行可靠”的原则,按照中华人民共和国《节水灌溉技术规范》(SL207-98)的具体要求进行。

  2.1.1 最优节水措施

  安排工程最优节水措施的技术准则是:

  a.安排节水工程措施应根据当地水源保证条件、农业生产规模、作物种植模式等具体条件,采用先进且符合当地实际情况的技术,通过经济论证,合理确定,使得工程兴建后的节水效益显著。

  b.利用地面水灌溉的自流灌区和泵站灌区,减少输水损失的工程措施要以渠道防渗为主。渠道防渗应优先安排高扬程提水灌区、水

长丝土工布具有良好的力学功能,透水性好,并能抗腐蚀,抗老化,具有隔离、反滤、排水、保护、稳固、加筋等功能,能适应凹凸不平的基层,能抵抗施工外力破坏,蠕变小,长期荷载下仍能保持原有的功能。特性:强 度—— 同等克重规格下,各向拉伸强度均高于其它针刺无纺布;抗紫外线光照——具有极高的抗紫外线能力;耐极高温性能——耐高温达230℃,高温下仍保持结构完整及原有的物理性能;渗透性及平面排水性——土工布较厚且是针刺成型的,具有良好的平面排水和垂直透水性,多年后仍能保持此性能;耐蠕变性——土工布耐蠕变性优于其它土工布,因此长效性好。它能耐土中常见化学物质的侵蚀以及耐汽油、柴油等的腐蚀;延展性——土工布在一定应力下有很好的延伸率,使之能适应凹凸不平的不规则基面。

源紧张灌区、水源中一部分需转移给城镇生活用水或工业用水以及可以扩大灌溉面积的灌区。已损坏防渗工程的维修及更新也要优先安排。关于渠道防渗的型式,大中型渠道应采用兼有防渗及抗冻涨功能的复合断面型式,中小型干支等渠道一般可采用U型渠式。防渗型式或高标准或简易化取决于渠道年运行时间的长短。全灌区的渠道防渗,一般大型灌区应不低于40%,中型灌区应不低于50%,小型灌区应不低于70%,但也不应一刀切,可根据当地渠床上质情况确定。水源紧缺的小型清水灌区应积极发展管道输水;大中型灌区经过论证,宜积极采用渠管结合的输水型式,即干支渠防渗后在田间分水处采取工程措施加压,用管道输水至田间。

  c.井灌区应逐步普及低压管灌,新井区必须采用管灌。目前处于良好状态的井灌区渠道防渗工程应继续维护用好,至需更新时再改管灌。井灌区的固定渠道防渗率应达100%。

  d.各类地面灌溉的灌区皆应把平田整地、长畦改短、大畦划小作为节水灌溉建设的最重要内容之一。井灌区应划150畦/hm2,自流灌区应划45畦/hm2以上,提水灌区应划75畦/hm2以上。为了减少田间临时渠道的输水损失,应积极研究引进推广国内外的先进灌水技术,如膜上灌、波涌灌溉、多孔闸管、田间移动软管等。 e.喷灌和传统的地面灌水方法相比,由于采用管道输水,可节水30%~40%,且具有适应性强、可适应于任何地形和作物的特点,减少平整土地用工,节省输水渠及畦埂占地,兼有调节田间小气候及对某些病虫害起防治作用的功能。但由于在田间高空喷洒,存在水量偏离损失,在田间水利用系数上并不具有特殊优越性。加之每公顷的投资及运行费较大,要求田间种植作物较单一,因而直应用于经济效益较高及农业集约化种植程度较高的地区。山丘区地形条件允许的地方应尽量发展自压喷灌。喷灌宜以半固定喷灌为主。流动喷灌扩浇的方式也应积极推广。

  f.微灌是最节水的灌水技术,比传统的地面灌溉可节水50%或更多,但投资大,滴管易堵塞,要求管理水平高,适合于有清水水源的地区及种植蔬菜、花卉、瓜果等经济价值高的作物区、苗圃区及果树区,要根据地方经济实力逐步发展。

  g.具有良好技术状态的渠道分水、配水、量水建筑物是减少灌区运行过程中水量损失的关键环节。在渠系防渗工程兴建中必须对这些建筑物的配套完善给予极大的重视。

  2.1.2 不同水平年节水工程建设发展规模

  为了与“山西省水利十五计划和2015年长远规划”相协调,提出山西省黄河流域农业节水2005年和2015年发展规模。

  a.到2005年,山西省黄河流域计划节水面积达到838800hm2(包括在原有805060hm2基础上新发展的103600hm2有效面积全部达标),其中节水工程达标面积541230hm2,节水措施达标面积110300hm2。节水工程达标面积占总有效面积908660hm2的59.56%,节水措施达标面积占总有效灌溉面积的12.14%。

  b.到2015年,规划节水达标面积965950hm2(包括新发展的106670hm2面积全部达标),其中节水工程达标面积655010hm2,节水措施达标面积310950hm2。节水工程达标面积占总有效灌溉面积1015330hm2的64.51%,节水措施达标面积占总有效灌溉面积的30.63%。

2.2 非工程节水措施探讨

  除了对灌区采取工程节水措施外,更值得提倡的是采取科学的非工程节水措施,使得节水投入最少,产出效益最大。非工程节水措施主要包括管理措施依业措施和其它配套措施。

  2.2.1 工程管理措施

  在建好节水灌溉工程,为农业节水的发展奠定了物质基础之后,更重要的任务在于管好用好节水工程。只有建管并重,采取组织和经营管理、工程管理、用水技术管理等各方面的有效措施,加强工程的科学管理,才能完成既节约了水资源,又促进了农业生产高产优质高效发展的最终目标。

  2.2.2 农业管理措施

  为了充分高效地利用水资源,除了必须采用有效的工程节水措施、灌溉田间管理措施外,还必须配合以高效的农业节水综合技术措施,主要包括:节水增产的施肥技术、蓄水保墒的耕作技术、覆盖保墒技术、施用化学制剂增强作物抗旱能力、改革耕作制度以及推广间作套种立体种植农业模式等。

  2.2.3 其它配套措施

  主要包括调整充实节水机构,节水工程建设实行建设项目招标制,省地县资金投入管理实行报帐制,设立技术服务体系和建设监督体系等。

3 “十五”资金来源渠道分析和节水效益评价

3.1 资金来源渠道

  通过估算,2000~2005年期间,山西省黄河流域实施节水工程建设共需投资11.67亿元。资金来源主要渠道从以下几方面考虑:

  a.部分水利基本建设基金。

  b.用于万亩灌区,小型机电灌站,打井配套,喷、滴、管灌的农田水利基金。

  c.部分省级水利建设基金。

  d.引用外资和引进资金。

  e.地县全部水利基金。

  f.收益群众投劳折资。

3.2 节水效益评价

  节水改造效益分节水效益、节地效益和节电效益。

  节约水量的最优分配次序是提高现有水的灌溉亩次、扩大灌溉面积和转移给城市和工业用水。通过实施节水措施,可减少水量损失4.57亿m3,节地4万hm2,节电3200万kW·h,节水、节地和节电的经济效益达6.81亿元/a。


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