水資源平衡調度在農田水利工程的作用

時間:2022-05-30 09:36:30

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水資源平衡調度在農田水利工程的作用

摘要:水資源是農業生產的重要保障,水資源存儲不足或分布不均衡均會影響農田灌溉。為有效提升水資源利用率,需構建科學合理的農田水利工程,促進水資源的平衡調度。分析水資源平衡調度和農田水利工程的意義,對水資源平衡調度在農田水利工程中的應用展開研究,最終實現水資源的平衡調度,并以七星渠水量調度為例分析應用的合理性。

關鍵詞:水資源平衡調度;農田水利工程;應用

水資源平衡調度旨在解決我國水資源配置不平衡的問題,這對于改善水資源利用現狀、促進農業健康發展具有重要影響。從水資源現狀看,存在水資源短缺的問題,不僅會大大降低農作物的產量,還可能會使生態平衡受到影響。因此,在現代農業發展期間,必須重視對水資源的平衡調度,在農田水利工程建設中采用更為先進的理念和技術,有效發揮水資源平衡調度的優勢作用,確保農田水利工程的完善性,進而為農業經濟的發展提供保障。

1水資源平衡調度和農田水利工程

1.1水資源平衡調度

1.1.1水資源調度目的和節水灌溉的重要性水資源調度主要是為了確保地域間可利用的水資源維持在相對平衡的狀態,想要實現水資源合理調控的目標,應積極倡導節約用水的政策和理念。基于水資源的平衡調度,為農業構建完善的灌溉用水網絡,應綜合管理河流、渠道、閘壩等,并協調供水方面的區域沖突問題,實現水資源的區域互補性,防止資源浪費和有效利用水資源。我國屬于農業大國,在農田灌溉方面對水資源的需求量極大,以南方種植的稻田為例,通常采用漫水灌溉方式,這種做法無疑會造成水資源的浪費[1]。1.1.2影響節水灌溉方法與效果的因素1)地理環境。水資源的總體分布狀況會受到地理環境的影響,我國南方地區降水量較多,水資源相對豐富,北方地區相對干燥,易出現水資源不足的現象。此外,不同地區水資源的分布也會對節水灌溉的方法與效果產生影響。2)天氣原因。陽光直射、溫度較高的環境,會直接對節水灌溉方法的選擇及應用產生影響,同時不同地區種植的農作物存在差異,這也會限制節水灌溉方法的選擇。3)人為因素。雖然節水灌溉具有自動化灌溉優勢,但在應用階段易受到外界因素的干擾,尤其是人為干預,因此要對農田水利中節水灌溉工程的相關設備及時進行檢查和維護。

1.2農田水利工程

1.2.1農田水利工程建設的目的和種類農田水利工程主要是指為解決耕地灌溉和農村人畜飲水而修建的各種基礎設施,以調節和改良農田水分狀況和地區水利條件,使之滿足農業生產發展的需要,促進農業的穩產高產。按照農田水利工程的分類,主要包括田間灌排工程、小型灌區、灌區抗旱水源工程、小型水庫、塘壩、蓄水池、水窖、水井、引水工程和中小型泵站等工程。1.2.2農田水利工程的建設特點對農民來講,日常生活與農耕都需要保證水資源的供應,受限于農村基礎設施的建設,部分農民農耕過程中仍然采用傳統澆灌方法。在此條件下,建設小型農田水利工程有助于排水和灌溉,還可發揮抗洪的優勢。總體而言,建設農田水利工程的難度系數不算太高,資金投入、工程維護也相對可控。因此,對于強化農村的農田水利工程建設是很好的選擇,能夠和農村經濟情況相契合。

2水資源平衡調度對農業生產的影響

2.1促進生產效益

小范圍的農業區域可構建起相應的農田水網體系,使區域內水系、塘壩、水庫和渠道相互聯通,在循環模式的影響下,實現該區域水資源的平衡調度[2]。為農業構建完善的灌溉用水網絡,應綜合管理河流、渠道和閘壩,協調供水方面的區域沖突問題,防止資源浪費和有效利用水資源。同時,確保農田灌溉用水,解決灌溉期農業缺水狀況,實施旱澇調蓄,有效解決增產增收方面的問題,保障糧食產量。此外,在執行過程中可對該區域內的資源予以整合,保證水資源能夠互相補充,確保實現水資源的有效利用,并提高利用率,發揮出干旱可灌、洪澇能排的作用,為提高生產效益奠定基礎[3]。

2.2促進生態效益

在確保農田水利工程聯通的條件下,可實現水源節約灌溉過程,結合環境特征優化種植結構。在積極倡導種植果樹、山區植樹種草的條件下,實現加強綠化建設的目標。同時,在形成山水田園等地形結構的基礎上,促進資源整合,構建起青山綠水、田園風光的生態旅游景象。在此條件下,可有效幫助農村區域設立完善化的生態旅游帶,實現生態效益的發展。總之,不論從生產效益還是生態效益來講,對水資源進行平衡調度都有利于農村經濟的發展。解決農業用水中的各種沖突性問題,有效保障農業生產安全穩定,實現農業健康生產健康發展,對支持國民經濟可持續發展有重要現實意義。水資源在農業生產中的均衡調度可有效地提高農業勞動者的積極性,促進糧食生產的增長。通過分析各種實際情況,采用將水系與水庫連接等措施能夠有效解決部分農村地區的農業飲用水問題,并確保農業生產順利進行,為切實增加農民經濟收入、促進農村農業生產發展奠定堅實的基礎。從長遠發展而言,“三農”問題一直是國家關注的焦點問題,糧食安全和糧食生產產量直接關系到人們的日常生活,實現農民增產增收、促進鄉村振興是共同的奮斗目標。

3水資源平衡調度在農田水利工程中的應用

為實現水資源的平衡調度,必須要從灌區內產業結構的實際狀況出發。結合現狀展開分析,并將水資源的開發利用重點放在農牧業,配合農田水利工程的建設,確保水資源合理調配,保證農業用水,有效解決水資源缺乏的難題。

3.1掌握灌區內的種植結構

不同作物在各生長階段所需要的灌溉制度與灌水方式存在差異,只有采用實地調研的方法,全面掌握灌區的種植結構后,才能對灌溉用水量作出較為精準的計算分析,為實現水資源平衡調度奠定基礎。需要注意的是,在參考以往年份資料時,要格外重視枯水年份,正因為水資源缺乏,所以才更易導致農作物缺水。以此為據,通過分析農作物的種植面積和比例,執行合理的灌溉制度和灌水方法,實現對水資源的合理調度,將農作物的減產損失降至最低。

3.2追求“以水定地”,推行“節水灌溉”

節水灌溉已成為重要的戰略,旨在以最低的灌溉量獲得最大的產量,有效提升水資源的利用率[4]。當前應用的節水灌溉技術主要包括低壓微灌、噴灌、管灌、渠道滲防等措施。在具體實踐期間,需從強化對節水灌溉技術的應用管理和合理配置農業灌溉水源2個方面出發。針對節水灌溉技術,一般需要使用水管來組成灌溉系統,其優點是嚴格控制水資源利用,防止水資源浪費。例如,灌溉渠道防滲技術是應用石頭襯砌、漿砌和塑料薄膜等進行渠道建設,防止水資源在渠道運輸的過程中從渠道滲入地面,進而導致水資源的浪費。對于配置農業灌溉水源,農業灌溉可借助區外引水或地下水抽取等方法實現,采用挖掘人工渠道或者應用分渠的方式,構建農田水網體系。同時,渠道引水在展現灌溉本地區農作物的作用以外,還能夠發揮補水的作用,即在非灌溉季節,可采用沿著渠道構建小型水庫或者向塘壩輸水等手段來實現補水需求。

3.3做好水資源平衡調度的協調工作

灌區的灌溉用水可能來自不同流域,并且用水的輕重緩急存在差異,在調度期間,要對潛在的問題進行綜合考慮。按照科學調度,堅持量入為出的原則,結合對應的灌排工程、小型灌區、水庫、塘壩或引水工程等農田水利工程的建設,實現管用協調、科學調度的目標。

4七星渠灌區示例分析

4.1七星渠灌區概況

七星渠灌區位于黃河右岸,以黃河沖積平原及洪積臺地為主,其次為山前丘陵及風積沙漠。土質以灌淤土為主,草甸土次之,熟化層厚。灌區地勢呈西高東低,自南北向黃河傾斜,地面坡度1/1000~1/3000,自然排水條件較好。七星渠灌區深處西北內陸,屬于干旱氣候的過渡地帶,具有明顯的大陸性氣候特征,其主要特點是光熱充足、溫差大、干旱少雨和蒸發強烈。年均氣溫9.1℃,最高氣溫38.5℃,年均降水量221.6mm,雨水主要集中于7—9月,占全年的65%~70%;年均蒸發量2055.3mm,為年均降水量的9.3倍。灌區以種植玉米、枸杞、小麥、水稻、蔬菜、葡萄和黃花為主。近年來,揚水灌區種植面積逐年擴大,需水量逐日增加,灌溉高峰期3大揚水泵站工程處于滿負荷運行狀態,七星渠供水壓力劇增,水量調度工作面臨巨大挑戰[5]。

4.2七星灌區水量調度方案設計

結合七星渠的環境特征,按照調度原則要求,必須由國家統一分配水量,流量斷面控制,省(區)負責用水配水,重要取水口和骨干水庫統一調度。基于此,準確制訂調度方案。七星渠為無壩引水干渠,現每秒最大引水流量為58m3,當黃河來水充足,七星渠最大可引水量能滿足灌區用水需求的情況時,按照既定引水計劃引水,根據揚水、自流用水需求,統一調配,組織好灌溉供水工作。制訂調度方案時需注意,當灌區每秒用水量小于58m3時,申灘進口根據灌區需水實際調配;當灌區每秒用水量大于58m3時,黃河泵站引水流量按照灌區用水量減去申灘進口引水流量調配;引水流量不能大于自治區人民政府下達的月度和年度引水計劃。最終制訂出的七星渠水量調度引用水分配表,見表1。七星渠灌區調度合理性分析如下。1)當灌區需水量大于七星渠申灘進口最大可引水量時,需開啟黃河泵站才能滿足灌區正常灌溉的情況,積極協調水利廳調度中心、紅寺堡揚水管理處,適時開啟黃河泵站補水,根據揚水和自流引用水需求,統一調配水量。2)在黃河來水導致七星渠引水不足或灌區旱情嚴重,開啟黃河泵站不能滿足灌區用水需求的情況下,按照“先揚水后自流、先下游后上游、先高后低口、先難后易、急后緩、控近送遠”的原則,優先保證揚水供水,自流灌區執行編組輪灌。①黃河來水導致七星渠引水不足,應優先保證3大揚水泵站用水(如申灘進口引水下差流量每秒大于6m3以上,持續時間在24h以上時,則協調申請紅一泵站、固海擴灌站適當壓減取水量,紅一泵站、固海擴灌泵站各減1臺小機組),對高干渠口、老渠口用水指標進行調整。并要求各管理所嚴格按照指標交水,將交水流量變幅控制在每秒1m3以內;②當灌區旱情嚴重,渠道引水量無法滿足用水需求時,積極與灌區各級政府協調對接,督促各級政府抓好抗旱機井、臨渠沿溝泵站等抗旱設施的維護和貯備,各管理所制訂應急抗旱預案,指定直開口應急抗旱補水溝道,做好抗旱應急準備。優先保證3大揚水泵站人畜飲水,協調紅寺堡、固海揚水適當壓減農業灌溉用水,自流灌區按照“先下游后上游、先高后低口、先難后易、先急后緩、控近送遠”的原則,組織編組輪灌。3)當黃河來水充足,且灌區需水量大于渠道設計流量時,啟用渠道加大流量運行模式,加大流量運行時間不宜過長,運行期間嚴格控制各斷面水位,加大渠道巡查力度,確保渠道安全運行。當水源不足,局部出現較大旱情時,可因地制宜采用集中輪灌的辦法,供足受旱地帶水量,集中解決旱情最嚴重的地方,有利于農業耕作和灌水工作,提高灌溉工作效率,做到事半功倍。

5結語

農田水利工程的建設能夠促進農業健康發展,水資源作為農田水利工程的命脈,也是限制農業發展的關鍵因素。通過分析農業水利資源現狀,闡述水資源平衡調度對農田水利工程建設的促進作用。在具體實踐期間,要掌握灌區內的種植結構,追求“以水定地”,推行“節水灌溉”,做好水資源平衡調度的協調工作,重視農田水利工程的建設,合理進行水量調度,最終實現促進農業經濟發展的目標。

參考文獻:

[1]劉楊梅,張鑫高.水資源的平衡調度在農田水利工程中的應用[J].吉林農業,2019(11):55.

[2]李昱霏,李禎,王婷.水資源平衡調度在農田水利工程中的應用[J].中國新技術新產品,2020(8):142-143.

[3]許亞杰.農田水利工程中水資源平衡調度的重要性分析[J].水利科學與寒區工程,2020,3(6):171-172.

[4]李貴斌.水資源的平衡調度在農田水利中的運用[J].中國高新區,2019(19):148.

[5]羅浩.水資源的平衡調度在農田水利工程中的應用[J].商品與質量,2019(18):79.

作者:董美玲 單位:寧夏回族自治區七星渠管理處