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【摘 要】地下水灌溉是近年来节水灌溉的重要措施,采用井渠结合利用地下水进行灌溉广泛应用于农业生产。惠农区东临黄河,西靠贺兰山,在农业发展方面有着得天独厚的地理优势,尤其当地灌区农业为县域经济和工作的迅猛发展提供了坚实地基础。随着灌溉面积扩大、过水断面小及渠道配套设施因长时间使用后的退化,开始出现灌溉高峰期灌水困难现象。本文则主要以地下水灌溉的特点为切入点,详细分析地下水引入灌溉的相关问题要点,以供参考。
【关键词】惠农区;灌区;地下水灌溉
惠农区地处宁夏平原北部,东衔黄河水,西依贺兰山,具有“塞上小江南”之美誉。该灌区处于惠农渠稍段,每逢5~7月份属于该区域灌水高峰期,农民抢灌,引发各类灌水矛盾和上访事件时有发生。尤其冬灌供水量更为紧张,往往导致出现弃耕、撂荒等危机,一定程度上制约惠农区经济发展。然而惠农区灌区却又非常丰富的地下水资源,若将其引入灌溉,不仅能降低地下水位,最重要是能解决灌水难问题,缓解灌排矛盾,对惠农区地区农业生产起着积极的促进作用。
1 地下水灌溉相关概述
地下水灌溉是通过取水建筑物开采地下水进行灌溉。地下水一个最显著的特点就是分布广泛,可就地取水。一些地区地表水资源因历史和自然原因较为匮乏,地下水资源就能及时补充当地工业农业经济发展需求。也有一些地区基本无地表水源或地表水资源严重匮乏,难以保证人民群众生活用水,生产发展更是陷入困境,地下水就作为当地的唯一水源支撑生活生产。一般地下水灌溉以小型工程形式居多,其见效快和投资小的特点深受农户喜爱。再加上此类工程受自然因素影响,没有过大的灌溉面积,农户可灵活调度运用。井灌区的高产量和适量、适时的地下水灌溉有密切的联系。地下水和地表水相比其水质更为优良,由于微灌、喷灌等设施农业有较高的水源水质要求,地下水水源无污染、含沙量低及无杂质的优点可以省去前期处理水源工作,进而起到降低设施农业成本的作用。本文所研究的惠农区东部黄河右岸为沙漠、山地,中部地区沟渠纵横,湖泊沼泽繁多,土地面积广阔,土质深厚,也正是这方面原因导致大部分流河流流域干旱缺水,但部分地区地下水位较高,易涝易碱,若在此地区开展井灌能有效防治土壤盐渍化。还可通过抽取深层地下水的方式对冲洗土壤含盐量较大、地下水位较高的土壤表层,以此降低表层含盐量,实现防治土壤盐渍化的目的。
地下水灌溉分为泉水灌溉、机井灌与干支沟电力扬水灌溉。其中泉水灌溉中的泉水是承压地下水在地面的溢出,它的开发利用方式与地表水开发利用大致相同,泉水灌溉工程在控制同等面积的情况下要小于地表水灌溉工程。井灌主要适用于地表水源不足但地下水源较丰富的地区。建设周期短,水源相对稳定,管理调度灵活等。由于地下水位在抽水的同时被相应地降低,所以在有次生盐碱化威胁的地表水灌区实行渠井结合。地下水联合地表水运用既有利于防治土壤盐碱化,还可保证农作物及时用水。在干支沟利用电排站抽水灌溉是另外一种利用地表水的措施,一般电排站布置在支干沟水域丰富地段,在灌溉紧张时期,引用沟道水资源结合渠水进行灌溉,缓解了高峰期灌水矛盾也充分利用了水资源。
2 惠农区灌区利用地下水灌溉相关问题
2.1 井灌布局、管理问题
在当前井灌事业飞速发展的形势下,老井灌区的改造,新井灌区的建设无论从任何方面都要考虑井的布局问题。老井灌区由于技术水平的限制往往会存在井距不合理现象,从而使井渠结合的优势无法得以正常发挥。再加上有一些老井灌区的地下水位经一段时间运行后出现下降,一些井因不能抽水而被放弃,上述问题都和井的合理布局息息相关。此外,有效的井灌管理可以在不破坏地下水资源生态平衡的条件下充分发挥井灌效益,不仅包括对水井使用的管理,同时还包括地下水资源的开采管理。水井的使用管理和地下水资源的开采管理二者应综合考虑,相辅相成。然而从目前情况来看,依然存在无人管理或重建设、轻管理的现象,没有改善机井完好率和装置效率低的状况,节约用水扩大单井灌溉面积依旧困难。针对此种情况首先做到井渠有效结合,即地表水利用与地下水利用的相结合,在地表水丰富的地区充分利用地表水、地下水予以补充,合理高效的运用地下水。通常井灌的成本要高于地表水灌溉,因而在制定灌溉计划时要充分考虑地表水和地下水的优缺点,尽可能的做到取长补短,发现灌溉的最大效益。
2.2 地下水水温
一般作物适合灌溉的水温为8℃~13℃, 过高和过低都会影响作物的生长。惠农区灌区地下水水温变化常年都处于8℃~10℃,但在春灌且一直延续到冬灌后温度变化都在10℃~13℃。主要是因为春灌后气温是上升会增高地温,将地下水通过渠道和田间渗漏补充至灌灌水方面,因而引起地下水水温小幅度增高。在同一时间内比较地下水的渠水、沟水、水温,渠沟水水温高于地下水9℃~17.5℃,较低的地下水水温自然会影响农作物生产发育,相应会影响作物苗率生长缓慢。针对地下水水温偏低问题可从以下方面解决:当前可以利用与渠水相结合的方法提高地下水水温。或通过延长流程增加水温的方式,由试验结果可得知,温度会随着流程每延长100m就会增加是0.2℃~1.3℃,气温的升高水温变幅相应的也会增大,气温降低而减少。而针对一般旱作物来说,利用地下水灌溉提高水温的具体方法有如掌握灌水时间,在作物出苗期避免利用井水灌溉,或利用惠农区昼夜温差大的特点尽可能的在旁晚6点~次日上午10点前淌水,因为这个时间段的作物自身温度较低,会其生长发育时不会受到井水低温的影响。再例如选择优良品种来增强抗低温的生理性。再例如只要不使作物生理需水要求受到影响,在井灌补水期间尽可能减少用水量和灌水次数。
2.3 井灌对地下水水质、土壤盐分影响
惠农区利用1.45g/L地下水灌溉与渠水灌溉进行对比试验,结果显示,纯井水灌溉在夏收后所增加的土壤盐分会多于春灌前,之后又经一个冬灌后土壤盐分又开始下降,且下降程度较为明显,最终其土层盐分和春灌前一致。由此可见,在一定程度上,如果利用井水灌溉会造成上壤的次生盐渍化,如果采取伏泡、伏翻或冬灌能相应地减轻盐分积累。此外,地下水水质还会因井水灌溉起到淡化水质的作用。试验结果还显示,未行试验前井水矿化度最高达至7.39g/L,井水矿化度经抽排后全部降至1.0g/L左右。针对井水灌溉引起的土壤次生盐渍化可从以下几个方面加以改善:1)疏通排水:联合调控沟、渠、井等地下水位,使其处于临界深度以下,在淡水灌溉或降雨排出因灌溉引起的土壤积盐,以此保证多年或年内的水盐运动趋于脱盐或平衡的状态。2)利用井渠轮灌或混灌;在灌区采用一咸一淡的方式轮灌,能起到改善水质和扩大井水使用范围和灌溉面积作用。同时还可采用井水掺淡水进行灌溉,既能淡化水的矿化度,还具有防治盐害的目的。
3 结语
总之,在利用地下水灌溉时应综合考虑当地土壤性质、气候特点及所要种植农作物的特性及发展灌溉潜力。本文所研究的惠农区灌区处于宁夏引黄灌区下游,常会出现局部高地灌水困难、灌水不及时等问题,但惠农区的地下水资源却十分丰富,通过引入地下水灌溉后有效地缓解灌排矛盾,降低地位水位,见效快,收益大,对促进惠农区农业经济起着经济的促进作用。
参考文献:
[1]刘燕,朱红艳.泾惠渠灌区水环境劣变特征及地下水调蓄能力分析[J].农业工程学报,2011,27(6):19-24.
[2]李妍娜.五常北部地下水灌溉水田的可行性研究[J].黑龙江科技信息,2014,(23):187-187.
[3]衡建发.渭河流域地下水灌溉利用特点浅析[J].陕西水利,2011,(5):163-164.
【关键词】惠农区;灌区;地下水灌溉
惠农区地处宁夏平原北部,东衔黄河水,西依贺兰山,具有“塞上小江南”之美誉。该灌区处于惠农渠稍段,每逢5~7月份属于该区域灌水高峰期,农民抢灌,引发各类灌水矛盾和上访事件时有发生。尤其冬灌供水量更为紧张,往往导致出现弃耕、撂荒等危机,一定程度上制约惠农区经济发展。然而惠农区灌区却又非常丰富的地下水资源,若将其引入灌溉,不仅能降低地下水位,最重要是能解决灌水难问题,缓解灌排矛盾,对惠农区地区农业生产起着积极的促进作用。
1 地下水灌溉相关概述
地下水灌溉是通过取水建筑物开采地下水进行灌溉。地下水一个最显著的特点就是分布广泛,可就地取水。一些地区地表水资源因历史和自然原因较为匮乏,地下水资源就能及时补充当地工业农业经济发展需求。也有一些地区基本无地表水源或地表水资源严重匮乏,难以保证人民群众生活用水,生产发展更是陷入困境,地下水就作为当地的唯一水源支撑生活生产。一般地下水灌溉以小型工程形式居多,其见效快和投资小的特点深受农户喜爱。再加上此类工程受自然因素影响,没有过大的灌溉面积,农户可灵活调度运用。井灌区的高产量和适量、适时的地下水灌溉有密切的联系。地下水和地表水相比其水质更为优良,由于微灌、喷灌等设施农业有较高的水源水质要求,地下水水源无污染、含沙量低及无杂质的优点可以省去前期处理水源工作,进而起到降低设施农业成本的作用。本文所研究的惠农区东部黄河右岸为沙漠、山地,中部地区沟渠纵横,湖泊沼泽繁多,土地面积广阔,土质深厚,也正是这方面原因导致大部分流河流流域干旱缺水,但部分地区地下水位较高,易涝易碱,若在此地区开展井灌能有效防治土壤盐渍化。还可通过抽取深层地下水的方式对冲洗土壤含盐量较大、地下水位较高的土壤表层,以此降低表层含盐量,实现防治土壤盐渍化的目的。
地下水灌溉分为泉水灌溉、机井灌与干支沟电力扬水灌溉。其中泉水灌溉中的泉水是承压地下水在地面的溢出,它的开发利用方式与地表水开发利用大致相同,泉水灌溉工程在控制同等面积的情况下要小于地表水灌溉工程。井灌主要适用于地表水源不足但地下水源较丰富的地区。建设周期短,水源相对稳定,管理调度灵活等。由于地下水位在抽水的同时被相应地降低,所以在有次生盐碱化威胁的地表水灌区实行渠井结合。地下水联合地表水运用既有利于防治土壤盐碱化,还可保证农作物及时用水。在干支沟利用电排站抽水灌溉是另外一种利用地表水的措施,一般电排站布置在支干沟水域丰富地段,在灌溉紧张时期,引用沟道水资源结合渠水进行灌溉,缓解了高峰期灌水矛盾也充分利用了水资源。
2 惠农区灌区利用地下水灌溉相关问题
2.1 井灌布局、管理问题
在当前井灌事业飞速发展的形势下,老井灌区的改造,新井灌区的建设无论从任何方面都要考虑井的布局问题。老井灌区由于技术水平的限制往往会存在井距不合理现象,从而使井渠结合的优势无法得以正常发挥。再加上有一些老井灌区的地下水位经一段时间运行后出现下降,一些井因不能抽水而被放弃,上述问题都和井的合理布局息息相关。此外,有效的井灌管理可以在不破坏地下水资源生态平衡的条件下充分发挥井灌效益,不仅包括对水井使用的管理,同时还包括地下水资源的开采管理。水井的使用管理和地下水资源的开采管理二者应综合考虑,相辅相成。然而从目前情况来看,依然存在无人管理或重建设、轻管理的现象,没有改善机井完好率和装置效率低的状况,节约用水扩大单井灌溉面积依旧困难。针对此种情况首先做到井渠有效结合,即地表水利用与地下水利用的相结合,在地表水丰富的地区充分利用地表水、地下水予以补充,合理高效的运用地下水。通常井灌的成本要高于地表水灌溉,因而在制定灌溉计划时要充分考虑地表水和地下水的优缺点,尽可能的做到取长补短,发现灌溉的最大效益。
2.2 地下水水温
一般作物适合灌溉的水温为8℃~13℃, 过高和过低都会影响作物的生长。惠农区灌区地下水水温变化常年都处于8℃~10℃,但在春灌且一直延续到冬灌后温度变化都在10℃~13℃。主要是因为春灌后气温是上升会增高地温,将地下水通过渠道和田间渗漏补充至灌灌水方面,因而引起地下水水温小幅度增高。在同一时间内比较地下水的渠水、沟水、水温,渠沟水水温高于地下水9℃~17.5℃,较低的地下水水温自然会影响农作物生产发育,相应会影响作物苗率生长缓慢。针对地下水水温偏低问题可从以下方面解决:当前可以利用与渠水相结合的方法提高地下水水温。或通过延长流程增加水温的方式,由试验结果可得知,温度会随着流程每延长100m就会增加是0.2℃~1.3℃,气温的升高水温变幅相应的也会增大,气温降低而减少。而针对一般旱作物来说,利用地下水灌溉提高水温的具体方法有如掌握灌水时间,在作物出苗期避免利用井水灌溉,或利用惠农区昼夜温差大的特点尽可能的在旁晚6点~次日上午10点前淌水,因为这个时间段的作物自身温度较低,会其生长发育时不会受到井水低温的影响。再例如选择优良品种来增强抗低温的生理性。再例如只要不使作物生理需水要求受到影响,在井灌补水期间尽可能减少用水量和灌水次数。
2.3 井灌对地下水水质、土壤盐分影响
惠农区利用1.45g/L地下水灌溉与渠水灌溉进行对比试验,结果显示,纯井水灌溉在夏收后所增加的土壤盐分会多于春灌前,之后又经一个冬灌后土壤盐分又开始下降,且下降程度较为明显,最终其土层盐分和春灌前一致。由此可见,在一定程度上,如果利用井水灌溉会造成上壤的次生盐渍化,如果采取伏泡、伏翻或冬灌能相应地减轻盐分积累。此外,地下水水质还会因井水灌溉起到淡化水质的作用。试验结果还显示,未行试验前井水矿化度最高达至7.39g/L,井水矿化度经抽排后全部降至1.0g/L左右。针对井水灌溉引起的土壤次生盐渍化可从以下几个方面加以改善:1)疏通排水:联合调控沟、渠、井等地下水位,使其处于临界深度以下,在淡水灌溉或降雨排出因灌溉引起的土壤积盐,以此保证多年或年内的水盐运动趋于脱盐或平衡的状态。2)利用井渠轮灌或混灌;在灌区采用一咸一淡的方式轮灌,能起到改善水质和扩大井水使用范围和灌溉面积作用。同时还可采用井水掺淡水进行灌溉,既能淡化水的矿化度,还具有防治盐害的目的。
3 结语
总之,在利用地下水灌溉时应综合考虑当地土壤性质、气候特点及所要种植农作物的特性及发展灌溉潜力。本文所研究的惠农区灌区处于宁夏引黄灌区下游,常会出现局部高地灌水困难、灌水不及时等问题,但惠农区的地下水资源却十分丰富,通过引入地下水灌溉后有效地缓解灌排矛盾,降低地位水位,见效快,收益大,对促进惠农区农业经济起着经济的促进作用。
参考文献:
[1]刘燕,朱红艳.泾惠渠灌区水环境劣变特征及地下水调蓄能力分析[J].农业工程学报,2011,27(6):19-24.
[2]李妍娜.五常北部地下水灌溉水田的可行性研究[J].黑龙江科技信息,2014,(23):187-187.
[3]衡建发.渭河流域地下水灌溉利用特点浅析[J].陕西水利,2011,(5):163-164.