◎馬己安 李王成 ,2,3
(1.寧夏大學土木與水利工程學院 750021 2.西北退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建教育部重點實驗室 750021 3.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心 750021)
農(nóng)業(yè)是國家的基礎產(chǎn)業(yè),水是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必需資源。隨著人類對水資源的需求和水資源緊缺的矛盾逐漸加劇,大用水量的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在干旱地區(qū)逐漸被淘汰,高效的節(jié)水灌溉技術是發(fā)展旱區(qū)農(nóng)業(yè)的必然選擇。中國是傳統(tǒng)的旱作農(nóng)業(yè)大國,隨著科技的進步,中國西部干旱地區(qū)的節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速[1]-[4],然而在發(fā)展的過程中,也出現(xiàn)了諸多問題。本文以寧夏回族自治區(qū)為研究對象,探討近年來寧夏高效節(jié)水灌溉技術的發(fā)展。
寧夏回族自治區(qū)處在中國西部的黃河上游,東臨陜西省,西部、北部接內(nèi)蒙古自治區(qū),西南部、南部和東南部與甘肅省相連,屬典型的大陸性半濕潤半干旱氣候。雨季多集中在6~9月,降水量南多北少,大都集中在夏季。干旱山區(qū)年平均降水400mm,引黃灌區(qū)年平均157mm。西海固位于寧夏南部,屬黃土丘陵區(qū),這里長年干旱,年降雨量在300mm左右,蒸發(fā)量卻在1000mm以上,且各種自然災害經(jīng)常發(fā)生。
本文數(shù)據(jù)來源為國家數(shù)據(jù)網(wǎng)和寧夏回族自治區(qū)水利統(tǒng)計公報。
在對農(nóng)田進行灌溉時,水資源在輸送過程往往會損失很大一部分,尤其是在蒸發(fā)強烈的干旱地區(qū)。在水資源運輸過程中對渠道進行襯砌或者采用管道輸送,能減少滲漏損失和蒸發(fā)損失。
根據(jù)寧夏水利統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)顯示,全區(qū)2012年干渠、支干渠砌護率為59.3%,流量1.0m3/s以上支斗渠砌護率為60.7%;2013年,全區(qū)渠道總砌護率為54%;2014年,全區(qū)渠道總砌護率為61%;2015年,全區(qū)渠道總砌護率為62%;2016年,全區(qū)渠道總砌護率為68.68%。除2013年渠道砌護率有所下降以外,近年來全區(qū)渠道砌護率呈逐步增加趨勢。
微灌又稱“局部灌溉”,是通過管道和灌水器,按照植物需求將水分和養(yǎng)分均勻、準確地直接輸送到植物根部附近,從而減少水分和養(yǎng)分在輸送過程中損失的一種高效節(jié)水灌溉技術。
全區(qū)微灌面積從2012年的5.08萬hm2發(fā)展到2016年的12.59萬hm2,占總灌溉面積的比值也由8.81%上升為20.83%,整體來看,微灌技術近年來在寧夏得到了很好的發(fā)展。
管灌也是在水分輸送過程中減少損耗的一種高效節(jié)水灌溉技術,主要是利用低壓管道來代替水渠,從而減少滲漏損失和蒸發(fā)損失。數(shù)據(jù)顯示,全區(qū)管灌面積從2012年的1.67萬hm2增長到2014年的3.12萬hm2,呈增加趨勢;而在2015年和2016年呈減少趨勢,分別為2.4萬hm2和2.21萬hm2。
結(jié)合全區(qū)總灌溉面積和微灌面積來看,2015年新增灌溉面積為0.64萬hm2,而新增微灌面積為3.84萬hm2,同比增長為56.45%;2016年,新增灌溉面積為1.10萬hm2,新增微灌面積為1.95萬hm2,同比增長為18.32%。故可以認為管灌面積的減少并不代表全區(qū)節(jié)水灌溉面積的下降,而是同時期因耕作需要和微灌技術的大力發(fā)展所致。
噴灌主要適用于大葉作物的種植過程中,是利用管道和噴頭把具有一定壓力的水噴到空中,散成小水滴降落到植物上或地面上的灌溉方式。全區(qū)噴灌面積除2015年出現(xiàn)小幅度下降外,總體呈增加趨勢。噴灌面積從2012年的1.21萬hm2增加到2016年的2.85萬hm2,占總灌溉面積的比值從2.1%上升到了4.72%。
由表1可知,2012年至2016年,寧夏高效節(jié)水灌溉占總灌溉面積的比例逐年增加。
表1 高效節(jié)水灌溉占總灌溉面積比例
由圖1可知,區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水占總用水量的比重呈下降趨勢,同時,節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展引起農(nóng)業(yè)用水總量和全區(qū)用水總量下降,說明高效節(jié)水灌溉技術在農(nóng)業(yè)上的應用對全區(qū)水資源調(diào)配起著積極作用[5]-[9]。
圖1 全區(qū)水利工程年供水量和農(nóng)業(yè)灌溉用水關系
如圖2所示,隨著節(jié)水灌溉技術在寧夏逐步發(fā)展,糧食的單位耗水量總體呈減少趨勢。由2007年的每千克糧食耗水2t發(fā)展到2017年的每千克糧食耗水1.53t,說明節(jié)水灌溉技術的發(fā)展減少了農(nóng)業(yè)用水的消耗,為全區(qū)水資源調(diào)控做出了貢獻。
圖2 糧食產(chǎn)量和糧食單位耗水量
1.2012~2016年全區(qū)節(jié)水灌溉技術發(fā)展呈穩(wěn)步上升趨勢,高效節(jié)水灌溉面積逐漸增加,其占總灌溉面積的比例也呈增加趨勢。
2.隨著節(jié)水灌溉技術的大力發(fā)展,全區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水占水利工程年供水量的比值呈下降趨勢,說明節(jié)水灌溉技術在寧夏干旱地區(qū)對節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著積極作用。
3.糧食單位耗水量總體呈減少趨勢,說明節(jié)水灌溉技術的發(fā)展減少了農(nóng)業(yè)用水量,對全區(qū)水資源調(diào)控起著積極作用。