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        农田管道输水灌溉工程创新探索

        摘要:江西省结合自身条件,探索适合该省的高效节水灌溉工程技术模式和管护模式。分析江西农田管道输水灌溉存在的问题和原因,创新提出山塘水库自流管灌工程建设模式、提水管灌模式、“管灌+智慧灌溉”一体化模式三种技术模式技术特点及适宜条件,以及水管单位管护模式、政府购买服务管护模式、种植专业合作社管护模式的适用条件,为江西农田管道输水灌溉工程的高效、稳定运行奠定坚实的基础。

        关键词:农田管道输水灌溉;探索;技术模式;管护模式

        1概述

        农田管道输水灌溉是利用水库、山塘天然水头(或通过机泵)和管道系统直接将低压水引入田间进行灌溉的方法。江西省作为农业大省,灌溉用水量大,发展农田管道输水灌溉具有十分重要的意义。2003年全省农田管道输水灌溉不到1.0万亩,自2006年后,随着国家高效节水灌溉投入的不断加大,江西省积极争取国家政策和资金扶持,大力开展节水灌溉工程建设,因地制宜地加大低压输水管道等先进的节水灌溉新技术推广力度,江西省节水灌溉工程建设的步伐也明显加快,2010年,全省农田管道输水灌溉面积达到4.20万亩。截止2015年年底,全省高效节水灌溉面积达到122.37万亩,占全省有效灌溉面积为3027.60万亩的3.46%,其中,低压管道灌溉面积40.80万亩。2016年,水利部组织编制了“十三五”全国新增1亿亩高效节水灌溉面积规划,“十三五”期间下达江西省高效节水灌溉目标任务为100万亩。江西省从改变设施、改变灌水方式、改变节水思路为出发点,结合已完成整治的山塘及已完成加固的中小型水库灌区,以此类水源的灌区作为推行高效节水灌溉工程的突破点,启动高效节水灌溉示范县工作,大力发展农田管道输水灌溉工程,重点解决水源地输水至田间地头的沿程渗漏损失和输水效率问题,探索形成适应江西省的农田管道输水灌溉模式。2016年,和2017年,全省发展高效节水灌溉面积达到40.41万亩,其中低压管道输水灌溉面积达到22.67万亩,占比56.10%。

        2传统农田水利灌溉技术存在的问题

        一是习惯性思维设计。灌溉大多采取明渠断面设计;江西省灌区的骨干渠道大多为傍山渠道或填方渠道,渠道沿线水量渗漏严重,易淤积堵塞产生阻水,尤其是水土流失严重的地区,造成输水效率低下,运行维护难度增加。二是对泵站提水通过渠道输水的灌区,由于灌溉水利用系数低下,毛灌水定额较大,灌区运行要消耗大量电能,造成工程耗水耗能、长期运行费用高昂。三是长距离输水渠道末端常年见不到水,水沿程损失高达50%~60%,常常导致钱花了但没起到应有的效益。四是渠道不能随意走线,占用农地面积大,对田块的高程、平整度要求高,给项目实施带来很大的障碍,当事农民阻挠施工的现象经常发生,成为项目实施的难点问题。

        3农田管道输水灌溉工程创新模式探索

        江西结合不同作物的需水规律及灌溉需求,不同灌溉方式对地形条件、土壤地质的技术要求、智能化灌溉技术等特点,探索形成了适宜江西高效节水灌溉发展的农田管道输水灌溉技术模式,以及工程管理方便、权责明确、管护主体和使用主体接受程度高的管道输水灌溉工程管护模式[1]。3.1农田管道输水灌溉技术模式。(1)山塘水库自流管灌模式山塘水库自流管灌模式是指利用山塘水库坝下涵管,充分利用坝前水头势能,在涵管进口处连接输水管道,并依据水源位置、控制范围及种植作物等确定管网的布置形式和适宜的管材管径的技术模式,合理布置相关阀和给水栓。这种技术模式适宜于粮食作物种植区和各种农业种植区。具有代表性的县(市、区)有瑞昌市高丰镇大壤灌区高效节水灌溉项目,南康区龙回镇梅源水库灌区高效节水灌溉项目[2]。如图1所示。(2)提水管灌模式提水灌溉模式主要利用河流、渠道水源,修建提水泵站,将低处水提至高出,以达到作物灌溉的要求。依据水源位置、控制范围、地形条件及种植作物等确定管网的布置形式和适宜的管材管径及灌水器,合理布置相关阀门和给水栓。这种模式适合于各类作物种植区,尤其是在蔬菜大棚、花卉苗木种植基地、设施农业区应用的比较广泛。具有代表性的有进贤县钟陵乡低压管道输水灌溉项目区、安义县的石鼻镇瓜果蔬菜种植基地、樟树市的吴城乡药材种植基地、宁都县森旺脐橙基地高效节水灌溉项目区。如图2所示。(3)“管灌+智慧灌溉”一体化模式该模式主要依靠自动控制技术、传感器技术、通讯技术、计算机技术等方面,通过安装相应的仪器设备,对管灌系统中的干、支管进行控制,达到智能化远程节水灌溉控制和管理。这种模式取代了传统的放水员管理方式,实现了用水计量、闸门启闭与控制的自动化和智能化。它适用于设施农业种植区域和有专门管理机构的大中型灌区。全省具有代表性的是新干县黄泥埠中型灌区。3.2管道输水灌溉工程管护模式。(1)水管单位管护模式水管单位管护模式是指水管单位作为主体负责监督检查管道输水灌溉工程的管理、运行和维护,保证工程安全和发挥效益的管护模式。新干县黄泥埠水库采取“水管单位+协会+供水合作社”管护模式,由新干县黄泥埠水库管理局具体负责操作远程控制系统,右支渠管道移交至黄泥埠灌区用水协会进行管护,将斗渠管道及其附属设施、田间农田水利设施移交至新干县流陂农村公共供水服务专业合作社进行管护。(2)政府购买服务管护模式政府购买服务管护模式是指通过发挥市场机制作用,把管道输水灌溉工程所需服务事项,按照一定的方式和程序,交由具备条件的社会力量(如:专业化服务队伍、物业化管理公司、具备相关资质的企业)和事业单位承担,并由政府根据合同约定向其支付费用的管护模式。南丰县2017年度高效节水灌溉项目维修养护工作由县水利局通过政府采购,将高效节水灌溉工程的维修养护委托给南丰县丰汇水利工程管理服务有限公司,对全县蜜桔的高效节水灌溉项目中33.327km的低压输水管道、水表、水泵、开关等零部件进行了专业化维修养护,较好地解决了高效节水灌溉工程多年维养不到位的问题。(3)种植专业合作社管护模式种植专业合作社管护模式是指依靠以种植业为主的农户组成的经济体对其种植区域内的管道输水灌溉设施、设备进行管护的模式。樟树市高效节水灌溉工程建成后,财政补助建设的骨干工程明确产权为项目区乡镇人民政府,及时办理移交,管护主体为项目区所在的乡镇人民政府。乡镇人民政府与各种植基地的种植企业、合作社签订管护协议,明确管护职责。属合作社的由合作社管护,如吴城乡塘下枳壳基地。

        4农田管道输水灌溉工程建后成效

        (1)高效节水灌溉工程项目能加速农业产业转型升级。瑞昌市南阳中型灌区低压管道输水灌溉项目实施后,项目区灌溉条件明显改善,引来了多个承包大户进行流转,流转费达到每亩300~400元,实现了农业的转型升级,奠定促进了现代农业产业化规模化发展。(2)高效节水灌溉工程项目可以提高水资源的利用率保障率。信州区高效节水灌溉项目实施后,解决了灌水用水矛盾,改变了灌水方式,连夜守水,打架抢水,蹲守分水口的情况不复存在了,灌水更加方便,可直接在田头开阀放水。以前放水需到水库引水,中途看护,等田间灌到水需要1个小时以上。现在只要打开闸阀,十几分钟就可通水,大大节约了灌水时间,节水效果明显。(3)高效节水灌溉工程项目能有效降低农业面源污染。高效节水灌溉工程实施后,靖安县高效节水灌溉项目区建设有机结合田间节水、农艺节水等节水措施,改变原大水漫灌、串灌、串排的现象,形成田园化生产格局,有效降低了农业面源污染,改善了农业生态环境,改善了人居环境,使整个农业生态处于良性循环状态,农田生态园区初步形成,具有较好的生态效益。(4)高效节水灌溉工程项目可减少工程后期管护成本。瑞昌市高效节水灌溉项目区实施后,原有渠道每年1km要2~3人进行清淤和维修,现在1~2人就可以维护好10km管道工程维修管护成本和人力成本极大减少,缓解了工程后期运行管护费用。

        5结语

        农田管道输水灌溉工程创新模式探索与实施,提高了农田灌溉的保证率及水资源的利用率,大大节约农业用水总量,节约灌水时间,节省土地,减少农业面源污染排放。随着高标准建设和现代农业产业化规模化发展,农田管道输水灌溉工程的应用将越来越多,优越性将更加明显,具有较好的适用性和广泛的发展前景。

        作者:邓海龙 龚来红 谢亨旺 靳伟荣 单位:1.江西省灌溉试验中心站 2.江西省农业高效节水与面源污染防治重点实验

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