浅谈新疆灌区节水改造及关键技术

【摘要】新疆灌区在农业发展中，发挥着不可替代的基础作用，但也面临着严峻的水资源短缺、工程设施老化和实现农业现代化等多方面的挑战，本文从多方面分析了新疆灌区节水改造面临的技术问题，并提出了解决新疆大型灌区节水改造的几项关键技术，提出新疆以节水为中心的续建配套和改造势在必行。

【关键词】新疆灌区；节水改造；技术问题

新疆灌区节水改造面临着工程不够配套、建设标准偏低、老化失修、管理落后、灌溉水量不足的问题。通过节水改造，不但要解决缺水，而且在不增加灌溉用水总量的前提下，在灌区控制范围内扩大灌溉面积。灌区节水改造建设周期长，综合性强，投入巨大，技术方案和技术路线要立足于生产实践。制定科学、合理的改造标准，积极、慎重地采用新技术、新材料、新工艺，以增加灌区改造的科技含量、提升灌区功能，保证工程质量，降低建设费用和运行成本，提高灌区经济效益。

1 新疆灌区节水改造的技术问题

新疆灌区节水改造技术进展顺利并且取得了很好的成绩，为建设节水高效生态农业奠定了良好的基础，但是还存在一些技术问题，可归纳为以下几个主要方面：

1.1以水资源承载能力确定灌区发展规模

新疆农业面临的水资源缺乏，表现为水资源的人均占有量和地均占有量低，而且更突出地表现为水土资源配置失衡。由于特殊的地理位置，充足的光热资源和丰富的土地资源诱发起人们以扩大灌溉面积发展农业生产的愿望，但往往忽视了水资源承载能力的限制。造成上游开荒、下游弃耕，湖泊干涸，河道断流，绿州萎缩，自然生态恶化的严重后果。因此灌区改造必须正确把握水资源的承载能力，确立以水资源承载能力决定灌区发展规模的技术原则。

水资源承载能力主要取决于水资源条件，水资源丰富地区的水资源承载能力大，而水资源匮乏地区的水资源承载能力小。但是，水资源的承载能力又表现出明显的可变性。广义上讲开源、节流都是为了提高水资源的承载能力，当然这种提高是有限制的。水资源开发程度超出安全限度意味着水资源的承载风险加大。超出技术、经济合理性的节流，也必然带来运行、管理上的风险。水资源承载能力还表现为相当大的弹性，例如超采浅层地下水的短期合理性与长期危害性是并存的。正确利用水资源承载能力的弹性可以大大提高水利工程的经济合理性，超出限度则最终会影响农业生产。

在考虑水资源承载能力时，还必须考虑对生态环境的影响。在当前技术水平下，提高水资源对经济发展的承载能力，不能不影响到生态环境用水，因此生态环境脆弱地区应首先保证必要的生态环境用水。

1.2根据作物要求分别确定灌溉标准

新疆灌区通常采用单一灌溉设计保证率，但是灌区节水改造中应正确选择灌溉设计保证率。原因是一方面新疆水资源短缺，不可能选择过高的灌溉标准，另一方面灌区节水改造的效果又应该体现在灌溉保证率的提高上。

采用多种灌溉设计保证率给灌区规划设计和运行管理带来技术上的难度，解决的办法应依靠水源条件不同而异。在单一水源条件下，可通过调整作物种植布局和实行作物区域种植、规模经营的方法解决，在多水源特别是开发利用地下水的条件下，应在供水保证率高的水源受益地区种植要求灌溉保证率高的作物。

1.3实现水资源的合理开发和联合运用

新疆灌区均以河流、湖泊、水库等为主水源，并未对区内全部水资源实行合理有效的统一管理。地下水是新疆灌区的重要水资源，地下水开发利用对灌区的意义并不仅仅是增加可供水量，而且能控制耕地盐渍化，为种植结构调整提供便利的水利条件。新疆地区降水少，浅层地下水主要靠灌溉补给；灌区垦殖率低，灌区内各类荒地大量分布，潜水蒸发损失大，这些因素都给新疆灌区的地下水开发利用带来多方面的特殊性。实行井渠结合是大型灌区节水改造的重要内容，但处于不同自然条件的灌区，应结合本地实际实行井渠结合的技术方案、工程布局、工程形式、管理方式等方式进行灌溉。

1.4适度发展喷灌、微灌，支持种植结构调整

新疆农业受着水资源不足的制约，农业种植结构的调整势在必行。灌区具有较好的水利条件，农业种植结构调整既是灌区面临的挑战，也是灌区发展的机遇。因此灌区节水改造应高度重视，提高农业经济效益和有利于发展农村经济。喷灌、微灌是先进的灌溉方式，对经济作物有广泛的适用性，在技术上的考虑是：应提倡合理开发利用地下水，实行井渠水结合运行模式。

2 新疆大型灌区节水改造的几项关键技术

新疆灌区的具体条件不相同，面临的问题也各不同，对节水改造技术需求也存在差异，也有一些比较具有共性的技术需求：

2.1灌区水循环的模拟和评价技术

灌区引水量的减少以及渠道防渗等节水措施的广泛采用将影响灌区水循环，特别是地下水的补给和消耗将发生显著变化。如何进行节水改造，实施前后条件的变化比较准确地推演未来的状况和变化趋势，是对这项技术的基本要求。

2.2渠道防冻涨技术

造成新疆防渗渠道破坏的主要原因是冻涨，这种状况与灌区普遍进行冬灌、秋浇等有直接关系。冬灌、秋浇一般定额较大，抬高了地下水位，特别是骨干渠道沿线的地下水位有时甚至高于渠底，致使冻涨量过大。新疆灌区渠道防冻涨问题不宜单纯依靠防冻涨措施解决，应提倡针对渠段实际情况采用综合措施解决。例如，骨干渠道两侧地下水补给条件好，水质也较好，可以沿渠布设机井（或埋设水平排水管），将地下水提人渠中。一方面增加了可供水量，另一方面也能有效降低骨干渠道两侧的地下水位，减轻冻涨威胁，比单纯排水的经济性好。

2.3大规模、高精度平整土地技术

高精度平整土地是提高大型灌区田间水利用率的基础，用人工和推土机进行这项工作，精度不高，耕地大平小不平，致使灌水仍不够均匀，灌水定额过大。目前提高田间水利用率的有效措施是划小畦块，缩短沟长，但不利于农机作业。激光平地在我国尚处于试验阶段，应该在灌区节水改造中推广该项技术，这符合农业现代化的长远要求。激光平地除机械、电子设备外，还应包括测量技术、规划技术、施工技术等等。

2.4非充分灌溉技术

非充分灌溉是新疆相当一部分缺水灌区的必然选择，对于灌区，普遍采用非充分灌溉的关键在于需要对灌溉系统功能重新定位，对灌区运行调度也提出严格要求。如果按照目前的工程条件和调度能力，作物水分的“短期亏缺”很可能成为“永久亏缺”。

2.5耕地盐渍化的控制技术

新疆灌区因降水稀少，蒸发强烈，以及排水工程不配套等原因，开灌后都不同程度存在盐渍化问题，因此必要的排水配套措施应该是灌区节水改造的重要内容之一。

2.6灌区分析评价技术

灌区分析评价包括二方面：一是对现状灌排设施进行调查，总结经验，找准问题；二是根据水资源条件、农业种植结构等变化趋势，提出灌区节水改造的目标、标准、技术方案、技术路线、经济技术指标、管理体制等等。灌区分析评价是灌区节水改造规划工作的基础，也是一项重要的前期性研究工作。

新疆灌区在农业发展中，发挥着不可替代的基础作用，但也面临着严峻的水资源短缺、工程设施老化和实现农业现代化等多方面的挑战，以节水为中心的续建配套和改造势在必行。灌溉节水改造涉及复杂的社会、经济、环境因素，规划的科学性、全局性、经济性、可操作性显得尤为重要，其中正确把握技术方向，制定科学、合理的技术路线是完成灌区节水改造的重要支撑条件。