渠灌类型区农业高效用水主要途径---综合节水

“九五”国家重大科技产业工程项目“农业高效用水科技产业示范工程”中的“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题由西北农林科技大学、陕西省杨凌示范区管委会等单位承担实施。该专题以近年来研究开发的适用于渠灌区农业高效用水的新技术为基础,通过筛选、改进、组装和集成,并进行田间试验和示范,为渠灌类型区农业高效用水技术的产业化提供示范工程,建立渠灌区农业高效用水综合配套技术体系,最后提出易于推广、可移植性强的渠灌农业高效用水模式。

主要技术成果与创新

在输水渠道防渗防冻胀技术方面,提出了在中等或微冻胀地区的中小型渠道采用U形渠道作为衬砌结构形式;防渗材料以混凝土为主,在冻胀问题较为严重地区,渠道采用混凝土与复合土工膜相结合的板膜复合结构形式,选用焦油塑料胶泥条和遇水膨胀橡胶止水条作为预制安砌渠道伸缩缝材料,聚硫密封胶作为现浇渠道的伸缩缝材料。

在田间节水灌溉技术方面,根据渠灌区的特点和项目区的实际情况,针对地面灌溉技术,提出以“畦田三改”(宽畦改窄畦,长畦改短畦,大畦改小畦)技术为基础,借鉴波涌灌溉技术和水平畦灌技术的某些特点,适当提高入畦单宽流量,采用窄畦大流量的灌水方法,提高了田间灌水均匀度和灌水效率,减少了灌水定额和深层渗漏。该方法可操作性强,易于推广,节水效率明显。初步形成了一套北方多泥沙U形渠道量水技术体系,解决了斗分渠难以布设量水建筑物的问题。

对于多泥沙U形渠道量水设施,提出对比降在1/1500~1/200的渠道拟优先选用抛物线无喉段量水堰。其特点是工程量小测流幅度大、精度高、壅水高度小,过泥沙能力强。对于分渠等小型渠道,可选用移动式抛物线堰板,其使用方便,造价低,便于各处使用。对缓坡渠道,应选用文丘里量水槽,量水精度较高。

在渠灌区农业高效用水管理方面,建立了渠灌区计划用水与渠系水量优化调配管理系统和农业高效用水数据库管理系统。通过把复杂的系统问题,包括作物、气象、土壤及灌溉等借助于专家经验或计算公式,将其概化为相应的计算机模拟模型,并最终形成智能的决策支持系统,开发出农业高效用水与作物综合栽培管理专家决策系统。该系统简单实用、操作方便、易于推广。

结合渠灌区节水灌溉技术,配套实施了农作物耕作栽培及覆盖和化控技术,实现保墒和减少蒸发,改善作物生育环境,调节作物生长发育,使其朝着合理的生育轨道发展,同时结合推广优质高产的优良品种及与之相适应的配套管理措施,提高了农作物产量和水分利用效率,实现了渠灌区的农业高效用水。

高效用水模式

通过归纳、总结上述技术,提出了渠灌类型区农业高效用水发展模式:输水渠道衬砌化,田间灌水小畦化,普及按方收费,借助于计算机管理系统,提高节水灌溉的科学性,并与农艺节水措施相结合的渠灌区农业高效用水模式。也就是通过提高田间渠道的防渗衬砌率和输水效率,减少输水损失;改进田间灌水技术,提高灌水均匀度和灌水效率,减少灌水定额和渗层渗漏;加强渠道量水、土壤墒情监测和高效用水信息采集及数据处理计算机系统的建立,提高灌区的用水管理水平;配套农艺节水技术,推广节水型优质高产良种,提高田间水分的利用效率,全面发展综合节水。

技术应用效果

上述技术和模式在宝鸡峡引渭二支渠杨陵区段推广应用后,节水增产效益明显。项目区内斗、分渠的渠系水利用系数达到0.89以上。区内粮食和人均农业收入有了较大提高。2001~2002年粮食平均单产达到13280kg/hm2,与项目实施前的1998年相比,单产增加2700kg/hm2;人均农业纯收入为883元,与1998年相比,净增264元。在社会效益方面,次灌水定额减少300m3/hm2以上,年净节约用水900~1200m3/hm2,节省水费约260元�全年单方水的粮食生产效率平均达到1.51kg/m3。

该专题针对渠灌类型区用水浪费、灌溉水利用系数低的现状,对有关技术进行了全面深入细致的研究,通过技术试验、示范和辐射,实现了工程节水、农艺节水和管理节水的有机结合,建成了高效农业用水模式,并对集成的若干技术进行了改造和创新。通过生产应用取得了明显的经济和社会效益,可以在我国条件类似的渠灌类型区推广应用。研究成果由水利部组织鉴定,总体达国际先进水平,并获杨凌农业高新技术产业示范区科学技术一等奖。