贵州工程应用技术学院 贵州省毕节市 551700
摘要:随着社会经济的不断发展,我国加大了对农业的扶持力度,特别是在农业灌溉方面,除了建设一批基础农田水利设施以外,还积极推广高效节水灌溉技术,在满足农业生产灌溉用水需求的同时,尽可能地减少水资源浪费,实现农业经济效益和生态效益和谐统一,同时也为现代农业可持续发展之路寻求更为合理的发展方向。调查报告旨在阐述贵州毕节地区灌溉基本情况、概述高效节水灌溉技术的基础上,分析了存在的主要问题,并从优化水资源配置、构建示范工程、使用先进节水方法等方面探讨了高效节水灌溉在农田水利中的实践应用。毕节地区节水灌溉正处于初步发展状态,加以地形以山地为主,山区地形地势很大程度上,阻碍了节水灌溉发展。对毕节地区节水灌溉现状展开调查,发现节水灌溉发展过程中存在的问题,提出有利于节水灌溉发展的思路,尝试总结一种适合山区地区已有的节水灌溉方式,推动毕节地区农业节水灌溉发展。
关键词:毕节地区 农业节水 灌溉
纵观毕节地区节水灌溉近几年的发展,贵州省贯彻落实中央提出的把节水灌溉作为一项革命措施来抓,大力发展高效节水灌溉。现毕节地区水资源紧缺及经济快速发展对农业生产发展带来巨大挑战,高效节水灌溉工程是一种重要的资源节约和环境保护措施,加以毕节地区地貌特殊,水资源未能充分利用,所以节水灌溉任务重大,在毕节地区农业灌溉中发挥着不可或缺的作用。因此,本文作者于2023年5月-2023年11月在毕节市对果蔬大棚进行实地调查,现将调查报告如下。
1毕节地区节水灌溉的基本情况
毕节地区位于贵州省西北部,是典型的岩溶山区、喀斯特地貌区、典型的山地地区,水资源分布不均匀,主要在5~10月降雨最为集中,占总降雨量的75%以上。降雨地区差异大,虽然水资源相对丰富,但山高水低的地形地貌致使大多降雨随洪水流走,不能得到充分利用,气候环境复杂多变,农业经济脆弱。
毕节地区属于耕地资源贫乏,干旱缺水、交通不便、发展滞后的岩溶山区,整个区域处于云贵高原的斜坡地段,境内山峦起伏,山高水低,全区面积26953平方公里,其中溶岩占70%,耕地万亩1551.6,沙土流失面积占土地面积的62.7%。全区多年平均降雨量为1089mm,时间集中于5`9月,东部伏旱,西部以春旱为主,是干旱地区农业的主要灾害之一。大力发展农业节水灌溉技术对毕节农业生产,农村经济发展有着极其深远的现实意义
据不完全统计,截止2010年底贵州省毕节地区常用耕地26.16hm2,其中有效灌溉面积18.12 hm2,占耕地面积61.2%,节水灌溉面积7.09 hm2,占耕地面积的24.2%,占有效耕地面积的39.1%,节水灌溉面积中渠道防渗灌溉面积6.04 hm2,占节水灌溉面积的85.2%,低压管道灌溉面积0.82 hm2,,占节水灌溉面积的11.7%,喷灌面积0.44 hm2,,占节水灌溉面积1.04%,微灌面积0.89 hm2,占节水灌溉面积2.1%,此外还有节水灌溉措施面积4.67 hm2,近年来,节水灌溉事业不断发展,使得毕节地区罐区水利用系数从不足0.3提高到0.45左右。截止2023年水利用系数可达0.491。
1.1地形情况的影响
毕节地区的地貌特点决定了毕节地区水利工程基本按小流域规划布局。极少有跨江流域工程,工程规模不大,形成以小型为主,中小型结合的格局,毕节地区地理环境复杂,使其工程形式具有多样化,且山区地形制约节水灌溉的发展,受山区地形的限制,毕节地区耕地比较零星,平地少,山丘多,又无平原,其中相对平坦成块,水资源条件较好的部分基本作为水稻田,旱地大部分都是比较复杂的山丘坡地,水源条件较差,很难进行一般的地面浇灌。目前只能在节水示范项目中进行大规模灌溉,难以大面积推广节水灌溉。
1.2节水意识观念
现毕节地区降雨相对不稳定,但是在不出现严重干旱的情况下,基本能满足农田用水要求。毕节地区农大部分农户以漫灌为主,灌溉方式粗放,农作物抵抗干旱的能力较弱。
人们在主观上未感到节水灌溉的迫切性,客观上又存在一定困难,因此节水灌溉难以得到大面积的发展,大量耕地还处看雨养地的状态。粮食产量低而不稳。
1.3灌溉工程的分析
目前,毕节市各县现有各类大棚有5万余栋,占地面积4万余亩,涉及到全市152个乡镇243个村(社区)的300多个点,占全市279个乡镇的51.2%,占全市3701个村社区的6.6%。即全市每个乡镇中就有一个恒大援建的大棚群,每100个村社区中就有6.6个恒大援建的大棚群。就实地调查恒大集团援建七星关区智慧温室二区。七星关区智慧温室,该基地灌溉设备、技术、运行、管理都相对完善。且该基地主要以喷灌与滴灌为主。
此外,小型塘水库占总水利工程57.3%。调蓄能力差,且小(h)型以上工程的续建配套任务重。水利工程总蓄水量小,这些工程都是建在自然条件较好,工程条件较简单,耕地集中成片的地区。
1.4农作物用水分析
近几年来贵州省贯彻落实中央提出的把节水灌溉作为一项革命措施来抓的要求。大力发展高效节水灌溉。
根据贵州的自然地型,气象条件,结合旱灾发生频率等特点及工作习惯和农艺水平,将全省分为五个区,三区为黔北地区,报告以毕节地区为主,查得2001年我省各个灌溉占比,提取毕节地区(三区)数据,统计数据分析计算,以五种农作物:水稻,玉米,小麦,油菜,烤烟为代表。见表1。
表1贵州省分区主要农作物毛灌溉用水定额表 | |||||||||||||
单位:m³/亩 | |||||||||||||
分区 | 水稻 | 玉米 | 小麦 | 油菜 | 烤烟 | ||||||||
喷沟灌 | 浇灌 | 非充分灌溉 | 喷沟灌 | 浇灌 | 非充分灌溉 | 喷沟灌 | 浇灌 | 非充分灌溉 | 喷沟灌 | 浇灌 | 非充分灌溉 | ||
Ⅰ区 | 644 | 62 | 25 | 10 | 120 | 50 | 20 | 65 | 26 | 10 | 66 | 27 | 10 |
Ⅱ区 | 703 | 80 | 32 | 12 | 95 | 38 | 15 | 90 | 36 | 13 | 95 | 38 | 14 |
Ⅲ区 | 725 | 59 | 23 | 9 | 122 | 51 | 21 | 67 | 27 | 11 | 84 | 43 | 17 |
Ⅳ区 | 664 | 85 | 34 | 16 | 210 | 84 | 42 | 101 | 41 | 16 | 110 | 44 | 18 |
Ⅴ区 | 638 | 71 | 29 | 11 | 190 | 77 | 38 | 151 | 64 | 25 | 75 | 31 | 13 |
全省 | 638 | 59 | 23 | 9 | 95 | 38 | 15 | 65 | 26 | 10 | 65 | 27 | 10 |
由表1得出,毕节地区(Ⅲ区)主要以喷、沟灌为主,浇灌及其他灌溉为辅。
截止2021年底贵州省常用耕地面积175.78万hm²,其中有效灌溉面积108.74万hm²,此外还有节水灌溉措施面积4.67万hm²。见表2。
表2:贵州省各灌溉面积占比
有效灌溉面积(万hm²) | 节水灌溉面积(万hm²) | 渠道防渗灌溉面积(万hm²) | 低压管道灌溉面积(万hm²) | 喷灌面积(万hm²) | 微灌面积(万hm²) |
108.74 | 42.58 | 36.26 | 4.98 | 0.44 | 0.89 |
占耕地面积 | 占耕地面积 | 占节水灌溉面积 | 占节水灌溉面积 | 占节水灌溉面积 | 占节水灌溉面积 |
61.2% | 24.2% | 85.2% | 11.7% | 1.04% | 2.1% |
在此基础上,加固对现有工程的管理,开展以渠道防渗为主,发展管灌,提高渠系利用系数,加强田间工程建设,推行喷灌,微灌等科学的灌溉技术。
由于旱地零星分散,多为坡地,可发展旱地灌溉。主要应发展“三小”(小水池,小水窖,小山塘)集雨工程,进行人工浇灌、喷灌、微灌等。
2节水灌溉发展的思路
2.1政府方面
政府方面建立政府主导,农户参与科技技术支撑。专业理论指导,企业支持,社会支持,推进工程建设,强化管理改革,完善技术设备服务,大力推行毕节地区高效节水灌溉,促进农田水利现代化,农业现代化和水资源可持续利用。
2.2明确目标规划
根据各地实际规划目标,到2025年。毕节地区节水灌溉工程面积应达到一定数目,确保新增高效节水灌溉面积应达一定数目。大力发展高效节水灌溉建设。集中连片建设一批规模化高效节水灌溉工程。加上面上各地建设的高效节水灌溉工程。通过大中型灌区节水改造发展高效节水灌溉以及加强管理。确保灌溉水利用率达到0.5以上。
深化体制改革,逐步建立健全的“产权明晰,主体到位,责任明确,经费落实”的田间工程管理体制和运行体制,力求农户全面参与,推动高效节水灌溉。
2.3推广应用先进的节水灌溉技术覆膜灌溉
覆膜灌溉又称膜上灌,它是一种好的节水灌溉技术。覆膜灌溉的主要优点是投资少、节水、省工、增产,效益高、简便易行和适应性强,符合国情、民情、更符合毕节地区实际情,是一项实用先进的节水灌溉技术。膜上灌溉技术是地膜载增的基础上,把膜侧流水改为膜上流水或膜间流水,利用地膜输水,通过作物放苗孔(有时再增打专门渗水孔)和膜侧渗水给作物供水灌溉,它在不增加地膜投入,只需改装铺机费用的情况下使一膜多用,要实行覆膜灌溉,关键是要有相当适应的农机具,其中最主要是起垄、覆膜、播种等中小型联合作业的播种机、追肥机。该灌溉技术是以山区烤烟生产的农艺相匹配的一种先进灌溉技术。(四)滴灌技术
3喷灌设计
3.1灌溉系统的定义
采用工程技术方法把水分输送到田间,实现给作物补充水分的手段,补充作物所需水分的技术措施,为了保证作物正常生长,获取高产稳产,必须供给作物以充足的水分在自然条件下因降雨量不足或分布不均匀,不能满足作物对水分要求,因此进行灌溉以补天然降雨的不足。
3.2灌溉的组成和分类
灌溉系统总体上可包括三类。该设计以农业灌溉为中心,现代喷灌有固定式喷灌,行走式喷灌,滚动式喷灌中心支轴式喷灌,
3.3微喷系统原理
现代微喷系统是节水灌溉技术的一个分支,其原理是利用一组设备将有压水通过管路输送并分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。而育秧工厂微喷系统就是利用这种原理通过设备重组达到满足温室湿度要求和满足秧苗对水分要求的目的。
3.4组成
一个完整的微喷系统一般由水源、首部系统、管网、喷头等组成。
3.5水源
井泉、湖泊、水库,河流及城市供水系统均可作为微喷系统水源。在整个生长季节,水源应有可靠的供水保证。同时,水源水质应满足灌溉水质标准的要求。
3.6首部
其作用是从水源取水,并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器(网式过滤器或离心网式过滤器)、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表,以及控制设备,如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部设备的多少,可视系统类型、水源条件及用户要求增减设备。
3.7管网
其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的种植区域。由不同管径的管道组成,分干管、支管、毛管等,通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道,如PVC管、PE管等。同时,应根据需要在管网中安装必要的安全装置,如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
3.8喷头
喷头用于将水分散成水滴,如同降雨一般比较均匀地喷洒在种植区域。在大棚中多采用倒挂微喷系统,一般由微喷直通、微喷毛管、防滴器、微喷头、重锤组成;大田、果园一般采用地插微喷系统,一般由微喷直通、微喷毛答行架、微喷头、插杆组成。
4喷灌系统设计
确定毛灌溉用水量及净灌溉用水量;确定灌水周期;确定系统供水能力(高峰期最大流量)。需水量、灌水时间、灌溉面积计算高峰期灌水流量(m³/h)。如果水源出水量或者来水流量小于灌溉需要的流量,要考虑利用替代水源或补充水源;计算作物的最大需水量及种植面积,轮作作物也要考虑进去;根据作物类型、土壤条件、风速及风向等确定灌水强度范围;确定输水方式及输水路径;确定供电参数需求及取电位置;喷灌类型、喷灌强度、喷头间距、工作压刀、喷嘴大小;确定土壤人渗率;确定作物适宜的能成方法;确定管网的承压级别;估算系统均匀度;压力调节范围;泄水阀安装位置确定。
5喷灌应用
大田喷灌设计步骤:
(1)拟定作物的灌溉制度,得到m、T;
(2)进行骨干管道即给水栓以上各级管道的平面布置,其走向按喷灌支管、滴灌毛管顺着作物种植方向铺设,往上推;
(3)选择灌水器,确定喷头组合间距、滴头和毛管间距,计算喷头(滴头)总数,得出每一天应工作的喷(滴)头数
(4)制定灌溉工作制度(应有轮灌顺序表);
(5)在骨干管道平面布置图上布置支(毛)管,(布置时应考虑对支(毛)管长度的限制),在支(毛)管上布置喷(滴)头;
(6)确定各级管道的流量,选择管材(管径、材质);
(7)选择最不利管线和最有利管线,进行水力计算;
(8)确定系统设计流量和设计扬程;
(9)选择水泵;
(10)列表进行设备、材料及工程量统计,列表进行投资概算
6喷灌技术标准
(1)喷头应根据灌区地形、土壤、作物、水源和气象条件以及喷灌系统类型,通过技术经济比较,优化选择。
(2)宜优先采用低压喷头;灌溉季节风大的地区或实施树下喷灌的喷灌系统,宜采用低仰角喷头;草坪宜采用地埋式喷头;同一轮灌区内的喷头宜选用同一型号。管及管道连接件
(3)管道应根据价格、配套性、可靠性、折旧年限、安装维修方便性等,择优选择。
(4)灌区地形复杂或其他原因造成管道压力变化较大的灌溉系统,可根据各管段的压力范围选择不同类型和材质的管道。
(5)对于易锈蚀的管道,应采取防锈措施;使用过程中暴露于阳光下的塑料管道,应含有抗紫外线添加剂。
(6)移动管除应满足耐水压要求外,尚应具有足够的机械强度。
(7)管道连接方式及连接件应根据管道类型和材质选择,连接管道的选型力和机械强度不得小于所连接管道的额定工作压力和机械强度。
结语
高效节水灌溉技术在贵州毕节山区地区具有广泛的应用前景。农业发展过程中,高效节水灌溉技术可以显著提高农田灌溉水的利用率,减少水资源的浪费,同时可以提高农作物的产量和质量。高效节水灌溉技术在我区应用中仍存在一些问题。例如,设备老化、技术推广不足、农民缺乏相关技术和知识等问题,这些问题需要得到解决才能更好地推广和应用高效节水灌溉技术。针对存在的问题,提出了相应的解决方案和发展建议。包括优化高效节水灌溉技术设备、完善技术推广体系、加强农民培训等方面,这些建议可以为高效节水灌溉技术的推广和应用提供支持。
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