湘西山区旱作农业集雨蓄水节灌技术研究
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【最新】节水灌溉调研报告(多篇)第一篇:旱作农业与节水灌溉发展调研报告__管理区属典型的农牧交错地带,缺水非常严重,素有十有九旱之称,农牧业生产频频遭灾,农业经济脆弱,环境恶化,农作物产量低而不稳,饲草短缺,严重制约了项目区农业、畜牧业的发展。
一、基本情况__管理区土地总面积34万亩。
其中耕地16万亩,草场12.9万亩,林地3.4万亩。
下辖四个管理处,24个自然村,总人口2.4万人。
区内地上水系主要有闪电河和沙井子河两条河流:闪电河南北贯穿全区,沙井子河东南、西北向流经小城子管理处大梁底草滩,汇入闪电河。
浅层含水层系指处于地层最上部的孔隙潜水含水层。
榆树沟管理处和小城子管理处位于闪电河两岸。
以闪电河冲积成因为主,含水层连续性较好。
闪电河两岸地下水水位埋深多为12m,其余地带地下水水位埋深一般在27m之间。
含水层底板的埋深一般不超过20m,局部地段达3040m,黄土湾东北部的含水层底板埋深只有10m左右。
深层含水层为孔隙承压含水层,水量丰富。
单井出水量普遍在100m3/h至200m3/h之间,属富水性强的含水层,为人畜集中供水及农田供水的理想含水层。
当水位降深为10m时,各富水等级区的单井抽水影响半径均为387m。
深层含水层的岩性为含泥质砂砾石,且泥质含量较高,透水性能相对较差,富水性属较贫水区。
当含水层厚度为29m,水位降深值为10m,单井出水量为76m3/h。
其单井抽水影响半径为274m。
根据张市地质第三大队钻井记录和我区资料记载,项目区承压水含水层埋藏深度一般为150-175m之间,含水层厚度一般在20-65m左右,最大厚度为75.23m。
根据资料计算,总补给量8278万立方米/年,调节储量6923万立方米/年,动储量1355万立方米/年,静储量15558万立方米。
二、节水灌溉发展情况为改善管理区农业基础设施,提高农业经济效益,自____年以来,我区大力实施节水灌溉。
其节水灌溉经历了三个发展阶段,____-____年采用铝合金管道式全移动喷灌机,该灌溉方式较渠灌节水,但费时费力劳动强度较大;201_-____年采用铺设地下防渗管道,地面建出水栓,利用卷盘喷灌机进行浇灌,该灌溉方式虽然节约人力物力,达到了节水的目的,但该喷灌机要求压力较高,需配套大功率高扬程潜水泵,因此该灌溉方式耗能较高;201_后以后采取铺设地下防渗管道利用指针式喷灌机进行浇灌,该灌溉方式达到了节水、节能、提高工作效率的目的。
高效节水灌溉调研报告结合机构改革工作职能调整和农田建设管理工作需要,农田建设管理有关人员先后到各县(区)就高效节水灌溉工作进行了调研,形成调研报告如下。
一、高效节水灌溉建设及投资情况(一)全市耕地及水资源概况全市现有耕地XXXX万亩,其中灌溉面积XXX万亩,占总耕地面积的XX%,灌溉农业是全市粮食安全的基本保障,也是农业农村经济的主要支柱。
我市灌溉农业的发展严重受制于时空极不均衡的水资源。
全市当地水资源总量XX.XX亿立方米,其中地表水X.XX亿立方米,地下水X.XX 亿立方米,全市人均水资源可利用量XXX立方米。
多年平均降雨量XXX毫米,平均水面蒸发量高达XXXX毫米。
当地降雨稀少,蒸发强烈,农业用水主要依靠过境的黄河水,包括黄河水在内,农业用水占了全市水资源利用总量的XX.X%。
(二)高效节水灌溉工程建设情况长期以来,把农业节水做为破解水资源短缺瓶颈和促进农业及农村经济社会发展的重要举措,自本世纪起,积极探索实施节水灌溉工程建设。
XXXX年以来,为适应现代农业发展,积极利用农田水利项目、农业综合开发项目和国土整治项目等,建设高效节水灌溉工程。
特别是近三年来,我市每年建设高效节水灌溉XX万亩,截止XXXX年底,全市共建成高效节水灌溉XXX多处,发展高效节水灌溉面积XXX 万亩,占全市总灌溉面积的XX%,各县区均有分布。
已建成高效节水灌溉面积按灌水方式分,滴灌XXX.X万亩,喷灌XX.X万亩,管灌XX.X万亩。
(三)主要投资来源情况XXXX年以来,我市高效节水灌溉的工程建设每年投入保持在X亿元以上,每年新建成XX万亩,无论投资规模和建设规模都是最好时期。
我市高效节水灌溉工程建设主要是财政投资和社会资本投入。
财政投资主要有以下四方面:农田水利项目、农业综合开发项目、国土整理项目、以工代赈和移民项目。
经调查统计,XXXX—XXXX年农田水利、农业综合开发、国土整理项目和发改委组织实施的项目投资分别是XX.XX亿元、X.XX亿元、X.XX亿元、X.XX亿元。
山区旱作节水农业的四种模式作者:马述明来源:《新农村》2011年第05期阜平县地处保定市西部太行山东鹿,境内山峦起伏,沟谷纵横,地形复杂多样。
县域总面积24.5万公顷,其中山场面积22.2万公顷,占89.7%;耕地面积0.88万公顷,占3.6%,而在可耕土地中旱岗地面积占47.4%。
水资源以地表水为主,但年际变化大。
地广人稀、山多地少、石厚土薄、十年九旱是阜平的基本特征,水是制约阜平农业发展、影响农民增收的关键。
多年来,我县农业技术人员上山下乡、深入基层,同广大人民群众一道,积极探索山区农村抗旱增收、脱贫致富的新途径。
特别是2001年我县承担农业部“节水农业技术示范区和试验场建设项目”及“集雨节灌技术示范项目”以来,我们身体力行、群策群力,成功地实践总结了山区发展旱作节水农业的四种模式,取得了较好的经济效益和社会效益。
现将这四种模式简介如下:一、水浇地免耕节水灌溉模式该模式为一年两收,上茬种小麦,下茬种玉米等作物。
采取节灌的主要措施是:选择小麦、玉米节水抗旱品种或抗旱保水剂拌种,并与增施有机肥、平衡施肥相结合。
通过将水源(机井、塘坝、蓄水池等)以下各级渠道建成水泥防渗渠和平整土地(达到上头略高,下头略低),长畦变短畦,宽畦变窄畦,大畦变小畦,免耕播种等节灌措施综合运用。
二、旱岗地深耕截雨蓄水模式该模式为一年一收,主要种植春玉米、马铃薯、红薯、饲草等。
采取节水农业主要措施是:秋末上冻前将地块深耕25~30cm,耕后耙平,地块四周打埂,埂高20cm左右,有利于多截留雨雪,并选择抗耐旱品种或抗旱保水剂拌种(醮根),也可选用地膜全覆盖种植,改垄背种植为垄底种植,有利于垄底多汇集雨水,雨水沿垄底地膜种植孔渗入土壤,使地块形成土壤“水库”。
在靠近坡根处,山上有坡谷的地方,修建集雨窖,有利于截留坡谷雨水,或在地块下游修建集雨窖,将数个垄底多余雨水汇集贮存起来, 确保来年农作物播种用水和需水关键期能浇1~2水。
“四位一体”集雨补灌技术模式针对榆林市榆阳区东南部丘陵沟壑区干旱缺水山与雨量分布不均问题,在三变改革、政府有力扶持下,发展适合当地的“沟道坝蓄水+光伏发电提水+土工膜窖高位储水+膜下滴灌补水”的“四位一体”集雨补灌技术模式,实现经济效益、生态效益与社会效益的有效统一。
榆林市榆阳区东南部属丘陵沟壑区,水土流失比较严重。
土壤多以黄绵土为主,地形以山坡地、梯田、沟坝地为主。
光照充足、昼夜温差大,适合发展特色小杂粮基地建设。
一、榆阳区发展“四位一体”集雨补灌技术的基础榆阳区地处鄂尔多斯台地东部,属于典型的大陆性边缘季风气候,四季分明且多变,干湿不同,温差较大,干燥少雨雪,“春夏干旱易秋涝,风沙霜冻多冰雹”是当地气候的真实写照。
年平均降水量365.7 mm,年平均气温8.3℃。
冬季寒冷,夏季燥热,春温回升快,间有乍寒,秋温下降迅速。
1、水资源及土地资源榆阳区水资源较充裕,主要来自地表和地下水,地表年径流近年平均值为4.5亿立方米,地下水储量约7.4亿立方米,两者的重复量约为2.8亿立方米。
地表径流入区内无定河、榆溪河、秃尾河、海流兔河等,其中无定河年径流量约7.5亿立方米,榆溪河年径流量约3亿立方米。
受地貌、水文地质、补给源和人类活动等影响,南北各区域水资源贮量差异较大。
西北部风沙草滩区水资源较丰富,约占全区总量的70%,地下水可开采量约1.4亿立方米,水质较好、埋藏较浅,便于开发利用。
东南部黄土丘陵沟壑区水资源贫乏,地表径流和地下水较少,且不容易开发利用。
中南部河谷川道区水资源较丰富,约占全区的4%,地下水可开采量为0.2亿立方米。
榆林市榆阳区土地总面积7053 km2,其中耕地132.6万亩,台地4.4万亩,梯田7.1万亩,可利用的土地资源较多。
2、土地流转和三变改革榆阳区赵家峁村股份经济合作社,通过集体产权制度改革创新,把资源变为资产、资金变为股金、农民变为股东,使村股份经济合作社集体经济逐渐发展壮大,农民收入不断增加。
农田水利工程中节水灌溉技术的应用分析摘要:随着人口的增长和经济的发展,农业对水资源的需求也日益增加。
然而,传统的农田灌溉方式存在着水资源浪费、土壤质量下降等问题,不利于农业的可持续发展。
因此,引入节水灌溉技术,改善农田水利工程,具有重要的背景意义。
本文通过分析节水灌溉技术在农田水利工程中的应用,旨在探讨如何有效利用有限的水资源,提高农田灌溉效率,实现可持续农业发展。
关键词:农田水利工程;节水灌溉技术;可持续发展前言随着全球人口的不断增长和城市化进程的加快,农业对水资源的需求不断增加。
然而,传统的农田灌溉方式存在着水资源浪费、土壤质量下降等问题,不利于农业的可持续发展。
因此,为了解决这一问题,农田水利工程中的节水灌溉技术应运而生。
通过引进先进的节水灌溉技术,可以降低灌溉用水量,提高农作物的水分利用效率,从而实现可持续的农业发展。
一滴灌技术滴灌技术是一种以点滴方式将水滴直接供给植物根系的灌溉方法。
它通过安装在农田中的滴灌管,在适当的位置上设置微孔或滴灌头,使得水分以缓慢稳定的速率直接滴入植物的根区。
这种技术可以减少因蒸发、土壤渗漏等原因造成的水资源浪费,提高灌溉水的利用效率,并为作物提供精确的水分供应。
在某农田的小麦种植中,采用了滴灌技术进行灌溉。
通过设置滴灌管网系统,合理布置滴灌器具,实现了精确的水分供应。
通过监测土壤水分和作物需水量,调节计时器和压力调节器,达到最佳的滴灌水量和滴灌时间。
相比传统的洪灌和喷灌方式,滴灌技术能够减少水分的蒸发和流失,提高灌溉水的利用效率。
经过一段时间的实际应用,小麦生长状况良好,产量明显增加,同时节约了大量的水资源。
滴灌技术具体包括以下几个方面:1、管网系统滴灌技术需要建立合理的管网系统,包括主干管、支管和滴灌管。
主干管负责输送水源,支管将水分配到各个滴灌点,滴灌管则通过微孔或滴灌头将水滴灌溉到植物的根区。
2、滴灌器具滴灌器具是滴灌技术的核心部件,可以分为微孔式滴灌器和滴灌头式滴灌器两种。
河南农业2020年第10期(上)上述3种技术模式适用于地势平坦、水源有保障、电力设施齐备、农田建设条件较好的地区。
4.喷灌机低压微喷灌水肥一体化技术。
该技术采用平移式或中心支轴式低压喷灌机,配置混肥池(桶)、注肥泵等设备,进行灌溉施肥。
平移式喷灌机对地形要求较高,适合平坦规则的地块使用,可以提高土地利用率。
中心支轴式低压喷灌机适应多种地形,有较强的爬坡能力,灌溉均匀度高。
该技术模式适用于地势平坦、水源有保障、电力设施齐备、农田建设条件较好、连片面积较大的地区。
(二)露地经济作物微灌水肥一体化技术该技术主要包括滴灌、膜下滴灌、微喷灌等。
一般成行栽培的蔬菜采用滴灌或膜下滴灌水肥一体化技术,叶菜和密植蔬菜采用微喷灌水肥一体化技术,蒸依据果园布局,沿行间布设1条灌溉支管,60~80 cm 处,环形铺设1条滴灌带,配补偿式滴头进行滴灌。
4~8 mm 的毛管或微喷头,1~2条毛管或设立1个微喷头进行灌溉。
3m 绑挂一条微喷支管,直径25 mm,高度110 m,支管上安装吊挂喷头,3 m,工作压力1.5~2.5 Mpa。
沿作物种植1条,长度不超过15~20 mm,管壁厚0.4~0.6 mm,出1.5~2.5 Mpa。
该技术模式适用于水源有保障、电力设施齐备的地区。
二、蓄水保墒技术(一)深松耕+保水剂技术作物秸秆粉碎还田覆盖后,采用动力较强的机械带动铧式犁、无臂犁、深松铲、凿形犁对耕层进行全面或间隔深位松土,大(中)型拖拉机耕深在25~30 cm,小四轮拖拉机耕深在20~25 cm。
深松耕后适当耙耱镇压,将保水剂与肥料混匀后底施,或将保水剂与种子混拌后播种。
该技术模式适用于平原灌区。
(二)探墒沟播+保水剂技术作物播种前监测土壤墒情,探测土壤湿润层深度,利用探墒沟播专用机具开沟至湿润层,将种子、肥料、保水剂等一同播入。
在播种时,选用带有锯齿圆盘开沟器的播种机,一次性完成灭茬、开沟、起垄、施肥、TURANG FEILIAO YU NONGTIAN JIESHUI土壤肥料与农田节水河南农业2020年第10期(上)2,占全县土地面积的10.9%。
国内外旱作农业研究进展高宇;张晓霞;李彬;任永峰;赵沛义;贾有余;李焕春;逯栓柱【摘要】文章以发展阶段为主线介绍了国内外旱作农业早期、近代的研究进展,从集雨抗旱、防风蚀措施、旱区土壤改良、蓄水保墒补灌等研究领域,对国内外早作农业研究中比较具有代表性的研究成果进行介绍举例,并由旱作农业研究发展方向、国内外旱作农业研究方式的区别以及旱作农业研究存在的问题等方面对国内外旱作农业研究进行了评述与展望。
【期刊名称】《北方农业学报》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】7页(P102-108)【关键词】旱作农业;研究进展;集雨抗旱;土壤改良;技术革新【作者】高宇;张晓霞;李彬;任永峰;赵沛义;贾有余;李焕春;逯栓柱【作者单位】[1]内蒙古农业大学农学院,内蒙古呼和浩特010019;[2]内蒙古农牧业科学院资源环境与检测技术研究所,内蒙古呼和浩特010031;[3]内蒙古旱作农业重点实验室,内蒙古呼和浩特010031;[4]农业部内蒙古耕地保育科学观测实验站,内蒙古可镇011705;[5]武川县可镇科技站,内蒙古可镇011700;[6]巴彦淖尔市农牧业科学研究院,内蒙古临河015000;[7]农业部武川农业环境科学观测实验站,内蒙古可镇011705;;【正文语种】中文【中图分类】S318干旱问题是一个世界性问题。
据统计全世界现有干旱、半干旱耕地6亿多hm2,约占世界总耕地面积的42.9%,遍及60多个国家和地区[1]。
20世纪70年代以来,随着世界人口的不断增长和全球性干旱灾害的频繁发生,以及人类对水资源的需求与水资源紧缺的矛盾日益突出,使得许多国家对旱作农业的研究越来越重视,投入了相当大的研究力度与研究资源,并在此领域取得了丰硕的成果。
中国的旱作农业研究虽然发展较为缓慢,但通过广大旱作农业工作者的不懈努力,研究水平不断提高。
1 旱作农业早期研究进展以传统耕作方式为基础的早期旱作农业研究,通过多年的生产实践和众多研究者对旱作农业生产经验知识的不断积累与传播,得以在浩瀚的历史长河中逐渐沉淀下来并最终形成一门针对性强的研究学科。
集雨节水灌溉技术
范元品;吴承龙;胡泽宗
【期刊名称】《农技服务》
【年(卷),期】2000(000)008
【摘要】该技术很简单,主要是改变现有收集雨水的蓄水方法。
在需用水的高处修建小口洒瓶状蓄水池,如灌地按每亩20立方米左右修建小口蓄水池,灌田按每亩100立方米左右修建小口蓄水池等。
在山上的最高层修建小口蓄水池灌第二层;在第二层修建小口
【总页数】2页(P)
【作者】范元品;吴承龙;胡泽宗
【作者单位】四川南部县石河农业技术研究所;637331
【正文语种】中文
【中图分类】S275
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1.集雨节水灌溉技术 [J], 成智涛;肖志伟;陈道云
2.山区集雨水窖自流节水灌溉技术研究 [J], 赵长明;孟凡杰
3.集雨节水灌溉技术在康平地区的应用研究 [J], 程世国;刘益民
4.浅析集雨节水灌溉技术在运城旱作区农业中的推广应用 [J], 陈向阳
5.软体集雨水窖:集雨节水灌溉技术的新突破 [J], 孟德智
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黄土高原旱作果园雨水集蓄根域补灌技术一、技术概述(一)技术基本情况(技术研发推广背景,能够解决的主要问题等)黄土高原是实现黄河流域生态保护和高质量发展的重点区域,果业是该地区市场竞争力强、效益好的产业,既是农民脱贫致富的主导产业,也是重要的生态屏障,但是由于该地区降雨量少,而且时空分布不均,与果树生长关键期需水错位,加之果树蒸腾耗水作用强烈,导致水分供求关系矛盾突出,极易形成大面积低效果园。
适水发展、量水而行,充分利用雨水资源是保障该区果业可持续发展的关键。
针对水分供应不足和利用效率低等制约果园产量提升的瓶颈性难题,创建了以雨水集聚深层入渗和涌泉根灌为核心的雨水集蓄根域补灌技术,有效实现了降水就地入渗拦蓄,显著提升果园土壤含水量、有机质含量、产量与水分利用效率,同步缓解干旱缺水和水土流失,促进区域农业生产与生态保护协同发展。
(二)技术示范推广情况雨水集聚深层入渗技术在地处黄土高原的陕西延安市、榆林市、宝鸡市、渭南市、咸阳市、铜川市等地苹果与红枣产业中累计推广应用58.94万亩,已成为部分地区抗旱保墒主推技术,并制定形成了陕西省地方标准《黄土高原果园雨水集聚深层入渗技术规范》(DB61/T1324-2020)。
涌泉根灌技术在陕西、宁夏、内蒙古等省(区)红枣和苹果等应用推广30万亩,并制定形成了陕西省地方标准《陕北山地枣园微灌工程建设技术规程》(DB61/T449-2008)。
(三)提质增效情况(技术试验、示范或推广过程中节约成本、提升品质、增加效益、保护耕地与生态保护情况)在陕西延安和榆林山地苹果和红枣多年定位试验,雨水集聚深层入渗技术与常规鱼鳞坑种植方式相比,使苹果根区(0-3m)土壤有效水储量由505mm提高至612mm,根区土壤有机质含量由2.1g/kg增加至3.7g/kg,平均亩产量由2000kg增加到2340kg。
涌泉根灌技术与传统管灌相比,使红枣平均亩产量由800kg增加到1320kg,水分生产效率由2.3kg/m3提高到4.2kg/m3。
旱作农业节水灌溉技术李德顺;刘明;齐华【摘要】农业高效用水的核心是提高自然降水和灌溉水的利用效率.详细介绍低压管道输水灌溉、喷灌、微灌和渠道防渗4种管道工程节水技术的优缺点,分析沟灌和畦灌、局部湿润灌溉、间歇灌溉、地膜上灌和控制性地面灌溉4种地面灌溉节水技术的原理及节水效果,并从增加土壤水分储蓄、减少土壤水分蒸发和提高作物水分利用效率3个方面,提出具体的节水技术措施.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】3页(P104-105,107)【关键词】节水灌溉;旱作农业;水分利用率;地面灌溉【作者】李德顺;刘明;齐华【作者单位】沈阳市农业科学院,沈阳,110033;沈阳市农业科学院,沈阳,110033;沈阳市农业科学院,沈阳,110033【正文语种】中文【中图分类】S275目前,水资源不足已成为严重制约我国国民经济可持续发展的“瓶颈”[1-2]。
农业是我国水资源利用的主体,其用水总量占国民经济总用水量的70%以上。
但在农业灌溉中,由于灌溉方式不合理,致使水资源利用效率低下,从而造成水资源的严重浪费,进而加剧了水资源短缺的矛盾。
因此,提高农业用水效率对缓解我国水资源危机具有重要的现实意义[3]。
1 管道工程节水技术1.1 低压管道输水灌溉低压管道输水灌溉是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。
这种灌溉技术不仅可避免输水过程中水的蒸发和渗漏损失,节省渠道占地,而且能够克服地形变化的不利影响,省工省力,一般可节水30%左右[4]。
与用土渠输水相比,低压管道输水的损失少,输水效率可达到95%。
据统计,目前我国农业用水量的一半以上是在输配水和田间灌溉过程中损失掉的,如果将灌溉水利用率提高10%~20%,则每年可节约水量380亿~760亿m3,这将对缓解我国水资源供需矛盾起到积极作用。
1.2 喷灌喷灌技术是通过机械设备将压力水喷射到空中,经雾化后形成像雨滴一样的水均匀降落到作物和地表的灌溉方式。
农业干旱地区的雨水收集与利用技术推广近年来,全球气候变化给农业生产带来了巨大的挑战,尤其是在干旱地区。
干旱导致农作物生长受限,给农民带来了极大的困扰。
然而,雨水收集与利用技术的推广为农业干旱地区提供了一种可行的解决方案。
本文将探讨几种常见的雨水收集与利用技术,并论述其在农业干旱地区推广的重要性。
一、雨水收集技术1.1 雨水收集装置雨水收集装置用来收集和存储降雨水,主要由屋顶、雨水管道和储水容器组成。
屋顶通过排水系统将降雨水引导至雨水管道,进而储存在储水容器中。
这种技术可以实现雨水的集中收集和储存,以备干旱季节的农业用水。
1.2 雨水塘雨水塘是一种传统的雨水收集技术,其原理是利用地势低洼处的自然蓄水。
通过修建合适规模的水塘,可以有效地收集降雨水以供后续农业灌溉使用。
这种技术简单、成本较低,适用于农业干旱地区。
1.3 雨水收集沟雨水收集沟是指为了收集和引导降雨水而人工开挖的沟渠。
通过合理设计和规划,可以将降雨水引导至沟渠中,并通过合适的水管进行输送和储存。
这种技术灵活性较大,适用于不同土地类型和地形地貌的农业干旱地区。
二、雨水利用技术2.1 农田渗灌农田渗灌是将收集到的雨水通过合适的灌溉设施引导至农田中,并通过土壤渗透使作物根系充分吸收水分。
这种技术可有效利用雨水资源,减少农业用水的需求,提高干旱地区的农作物产量。
2.2 集雨湖集雨湖是一种利用雨水收集和储存的水体,通常修建在河道或山谷等地形较低处。
通过集雨湖的建设,可以持续地为农业产水提供保障。
同时,集雨湖也可以用于供水、养殖和生态保护等方面的利用。
2.3 雨水灌溉系统雨水灌溉系统是通过配备合适的灌溉设备和管道将收集到的雨水引导至农田中进行定量灌溉。
这种系统可根据作物的需水量和降雨情况灵活调整水量,提高灌溉水的利用效率。
三、农业干旱地区雨水收集与利用技术推广的重要性农业干旱地区雨水收集与利用技术的推广对农业生产和生态环境都具有重要意义。
首先,雨水收集与利用技术可以缓解干旱地区的水资源紧缺问题。
湘西山区旱作农业集雨蓄水节灌技术研究一、湘西州的自然特征。
湘西州位于云贵高原东侧,湖南省西北部,属于我国由西向东遂降的第二阶梯,处于湘、鄂、渝、黔四省市交汇地带。
境内群山起伏,岩溶地貌发育强烈,是一个以中低山、中山为主,丘、岗、平交错分布的山地山原地貌,因受亚热带季风影响和山地控制,全州雨量充沛,年均降水量1400mm,年均径流深892mm,径流模数0.283m3/s.km2,光热条件优越,垂直差异明显,平均日气温16℃,日照时数1300小时,无霜期270天以上;全州辖8个县、市,耕地总面积201.0千hm2,其中旱土83.2千hm2,山旱田28.7 hm2,约80%的耕地依赖降雨灌溉。
XX年底,全州农作物播种面积320余千hm2,农业总产值21.66亿元,其中旱作农业面积250余千hm2,主要有柑桔、玉米、红薯、油菜、茶叶、猕猴桃、百合、蔬菜等,旱作农业总产值15.16亿元,约占70%,是农村经济支柱,农民现金收入的重要来源。
但由于自然条件、地理环境、交通信息、文化科技素质等原因,我州旱作农业存在的问题,除了生产方式陈旧、品种老化、结构单一外,最主要是季节性干旱缺水严重,尤其是我州岩溶山区面积大,约占全州面积的50%,地形崎岖,溶洞、阴河密布,山高坡陡水源底,地表水容易渗流,加上地质复杂,水利建设难以进行,同时,因山区地广人稀,田土分散,远距离引水投资大、不合算,致使我州旱作农业是典型的雨养农业。
二、湘西旱情及其对旱作农业的制约。
湘西山区不利的气候因素有干旱、暴雨和寒潮,尤以干旱最突出,现已呈现出“远少近多、南早北迟、夏秋多旱、周期缩短,旱洪交替”的显著特征。
据史料记载,18世纪全州出现旱灾12年次,19世纪26年次,20世纪上半叶的50年中出现18年次,其中全州性旱灾6年次,局部季节性干旱12年次,1950—1999年的50年中,州内出现旱灾36年次。
如1987年,全州受灾面积54.8千hm2,成灾面积46.7千hm2,失收面积11.06千hm2,减产粮食3406万kg。
一般季节性干旱几乎年年发生,有时一年之中出现几次。
如XX年的早春旱和春夏连旱,造成全州近33.3千hm2农作物得不到及时播种,或播种后缺水造成出苗不齐、长势不好;今年7—8月,我州8个县市206个乡镇不同程度受旱,农作物受旱面积111.55千hm2。
每年早春是梨田整地和农作物播种季节,7—8月正值水稻抽穗、灌浆期,玉米、花生、大豆子粒形成发育期和红薯块茎膨大期,9月油菜开始播种育苗,柑桔增肉长果,这一时期是大多数农作物需水高峰期或关键期。
尽管我州雨量充沛,但由于降雨时空分布不均,一年之内降雨集中于4—6月,降水量600mm以上,占全年总雨量的41—47%,经常暴雨成灾。
7—9月降水量350mm以下,不到全年雨量的25%,此时期光热强度大,水分蒸发量占全年的45%,耕地水分入不敷出,水的供求矛盾十分突出,加之,山区旱土蓄、保水能力差,土壤有效水容量小,一些丘岗坡地雨水流失,缺乏储备,作物容易缺水受旱。
三、技术模式要点1、技术思路与核心技术:根据岩溶山区的地形地貌实际和雨水资源丰富但降雨时空分布不均且容易流失的特点,我州旱作农业采取了集雨蓄水—抑蒸保水—节水补灌的技术思路。
其节水机理,主要是通过建立拦、截、引、蓄系统,将地表径流强行集留于蓄水窖中,待作物需水时进行节水补灌,从而实现节水目标;既在旱作农业地域通过修建集雨蓄水窖,把雨季产生的地表径流蓄积起来,发生季节性干旱时用于补灌农作物。
其核心技术是集雨蓄水窖的建设。
一是集雨蓄水窖的规划与选址:集雨蓄水窖选择在有雨水汇流或地表径流,土层深厚,无岩石层地方,且地势相对较缓、上部有一定的集雨面积。
据《湘西州水利水电志》,我州因降水产生的地表径流模数为0.283m3 /s.km2,按此测算,若产生地表径流的持续时间平均为2小时,每蓄1m3水不到500m2。
实践中,集雨面积掌握在0.67 hm2以上。
二是集雨蓄水窖规格及设计:以补灌面积和作物需水量为依据,经过多种形式比较试验,我州山区以直径、深度分别Φ3×Η4m,Φ6×Η2.5m的圆柱形集雨蓄水窖设计于地表以下,效果较好,单个集雨水窖蓄水25—66m3,分别确保1333m2—3335m2旱作农业能有效防30天左右的季节性干旱。
三是施工:按照设计规格高标准垂直开挖并完成集雨蓄水窖的土石方工程;窖壁,用150#以上混凝土浇筑,壁厚平均10cm,最低6cm,水泥抹面2次;窖顶,对于Φ3×Η4m水窖,用钢筋混凝土浇盖,中间或边缘留一个60cm直径的圆形取水孔,对于Φ6×Η2.5m水窖,不在设计窖顶,水窖周围用空心水泥砖设立防护栏,高80cm左右;窖底平均厚8cm,水泥抹面,建成锅形,便于清淤。
四是附属及配套设施:集雨区域若无雨水汇流或径流沟壑,应人工理好水路,确保有水流进水窖,距水窖3m左右,修建沉砂池,规格长宽深为2×1×1m,沉砂池及其通向水窖的引水沟用水泥沙浆硬化处理。
2、配套技术:主要有抑蒸保水、节水补灌技术和作物避旱技术。
一是抑蒸保水技术:集雨水窖水面放养细绿萍、水葫芦,能有效减少水面蒸发,保存水量;耕地采用地膜、稻草、作物桔杆及山青覆盖,减轻土壤水分蒸发。
据田间试验,玉米全生育期稻草覆盖水分含量平均为21.18%,比对照17.99%,增加3.19个百分点;辣椒增加3.23个百分点。
同时,通过增施有机肥,改山区习惯顺坡种植为横坡种植,提高耕地截流雨水能力,增加土壤自身水容量,据测定,辣椒增施有机肥1500kg,土壤含水量增加3.35%,延长作物抗旱5—7天。
二是节水补灌技术:干旱发生后,利用相应滴喷灌设施,水窖与补灌作物高度相差4m以上,地势有明显高差优势时,采用微重力滴、喷灌;没有相应设施或高差无明显优势时,采用沟浸灌,既干旱时每隔7天左右,利用田间垄沟,将水窖水放到或人工、电力抽到田间垄沟内,灌满垄沟,使垄上土壤充分吸水湿润;没有起垄开沟的缓坡地旱土,则每隔1—2天,对作物根部浇水补灌一次。
三是作物避旱技术:按照市场需求,通过调整种植结构、改革耕作制度、运用良种良法,适时早播或迟播,使旱作农业避开或错过干旱季节。
四、实施效果1、经济效益:集雨蓄水窖建设成本:Φ3×Η4m1500元、折1m3水60元;Φ6×Η2.5m3000元、折1m3水43元。
湘西州自XX年起,配合农业种植结构调整,连续四年实施了集雨蓄水旱作农业,到目前为止,全州8个县市,共计投资700万元,共建集雨水窖6200余个,总容积31万m3,新开引水沟1.9万m,完成土石方33万m3,配套建设沉砂池1.24万m3,基本解决了1550 hm2旱作农业对水的需求。
根据不同作物节水补灌定额试验和示范,与对照比较平均每667m2增产效果为:辣椒,750kg;椪柑,600kg;小白菜,125kg;猕猴桃,500kg。
四年来,我州集雨蓄水旱作农业项目累计增收1800余万元。
典型实例:湘西州XX县麻岔乡是典型的岩溶干旱区,XX年,该乡实施农业部节水农业项目,当年建设集雨水窖162个,124 hm2旱耕地从此水旱无忧。
加上XX —XX年试点的一起,全乡共建设集雨水窖350余个,今年辣椒种植面积发展到300 hm2,比项目实施前增加290 hm2,每667m2生产辣椒2350kg,增产750kg,按市场价格1.2元计算,每667m2 增收900元,项目区共计增收405万元,使全乡顺利进行了农业种植结构的战略性调整,实现了增产增收目标。
农民严金生建水窖2个,种植辣椒1334m2,辣椒生育期较对照延长28天,采摘辣椒由过去的4次增加到7次,每667m2产鲜椒4125kg,收入4950元,除去成本709.4元,纯收入4240.6元;农民周广文建水窖4个,种植辣椒5469.4m2,产鲜椒2.31万kg,纯收入近2.2万元;农民张卫标建水窖3个,种植辣椒5602.8 m2,比项目实施前增加4268.8 m2,辣椒生育期延长,采摘由过去3次增加到6次,每667 m2产鲜椒2554kg,比项目实施前增产952kg,纯收入2100元,全年种植辣椒纯收入17640元。
2、节水效益:近三年来,我们进行了旱作农业集雨蓄水补灌定额试验,初步结果为:水果类作物需补水灌溉43—56m3,平均为47.3 m3;蔬菜需补水灌溉18—21 m3,平均为19.7 m3;旱粮类需补水灌溉13.0 m3。
Φ3×Η4m集雨蓄水窖:补灌水果类作物340 m2,新增经济效益492.49元,1 m3水增收19.7元;补灌蔬菜类作物813.74 m2,新增经济效益880.44元,1 m3水增收32.55元;补灌旱粮作物1234 m3,新增经济效益148.0元,1 m3水增收5.92元。
Φ6×Η2.5m集雨水窖:补灌水果作物893.78 m2,新增经济效益1294.0元,1m3水增收18.48元;补灌蔬菜类作物2147.74 m2,新增经济效益2323.8元,1 m3水增收33.20元;补灌旱粮作物3254.96 m2,新增经济效益390.4元,1 m3水增收5.58元。
可见实施集雨节水旱作农业,1 m3水的产出效益为:水果类20元、蔬菜类30元、旱粮5元左右。
3、生态效益:岩溶山区旱作农业通过实施集雨蓄水节灌技术,以建设集雨水窖为核心,配套结合抑蒸保水技术、节水补灌技术等,相应地减少了地表径流量,减轻了项目区及其下游区域地表径流对土壤的冲刷。
据观测,单个Φ3×Η4m水窖每年可沉砂石淤泥150kg,Φ6×Η2.5m水窖每年沉砂石淤泥320kg。
对于调整农业种植结构、治理生态环境、建设秀美山川都具有十分重要的意义。
五、适宜地区和范围岩溶山区集雨蓄水技术模式适用于所有旱土坡地,包括“山旱田”,特别是岩溶山区,建设大型蓄、引、提工程难度大,修建集雨蓄水窖,发展雨养农业,实行节水补灌已成为主要并切实可行的节水形式。
湘西州的实践证明:实施集雨节水旱作农业符合山区农村的自然特点,与现行的农村经济体制和生产力水平相适应,它不受地形条件限制,工程量小,适用于各种复杂的地理环境,易于同现行的家庭承包责任制相结合,便于千家万户较好地坚持“谁建设、谁所有、谁管理、谁受益”的原则,推广起来,有很好的群众基础;同时,项目投资省、建设周期短、见效快、作用大,对于人畜饮水困难的地方,还可与解决生活用水有机结合起来,既解决人畜饮水又解决旱作农业用水,不仅在干旱缺水地区具有广阔的发展前景和推广价值,而且是山区顺利实现农业产业结构的战略性调整、发展持续高效农业的必然选择,对于促进山区旱作农业形成一乡一品或一村一品格局,推动农业产业化建设,增加农民收入,建设小康社会都具有十分重大的现实意义,值得我们进一步深入研究和不断实践,也应当引起各级政府、有关部门的重视和支持。