“四位一體”集雨補灌技術模式

摘要:該文針對榆林市榆陽區(qū)東南部丘陵溝壑區(qū)干旱缺水山與雨量分布不均問題，在三變改革、政府有力扶持下，發(fā)展適合當?shù)氐摹皽系缐涡钏?光伏發(fā)電提水+土工膜窖高位儲水+膜下滴灌補水”的“四位一體”集雨補灌技術模式，實現(xiàn)經濟效益、生態(tài)效益與社會效益的有效統(tǒng)一。關鍵詞:“四位一體”技術模式；溝道壩蓄水；光伏發(fā)電提水；土工膜窖高位儲水；膜下滴灌補水；榆陽區(qū)榆林市榆陽區(qū)東南部屬丘陵溝壑區(qū)，水土流失比較嚴重。土壤多以黃綿土為主，地形以山坡地、梯田、溝壩地為主。光照充足、晝夜溫差大，適合發(fā)展特色小雜糧基地建設。

一榆陽區(qū)發(fā)展“四位一體”集雨補灌技術的基礎榆陽區(qū)地處鄂爾多斯臺地東部，屬于典型的大陸性邊緣季風氣候，四季分明且多變，干濕不同，溫差較大，干燥少雨雪，“春夏干旱易秋澇，風沙霜凍多冰雹”是當?shù)貧夂虻恼鎸崒懻?。年平均降水?65.7mm，年平均氣溫8.3℃。冬季寒冷，夏季燥熱，春溫回升快，間有乍寒，秋溫下降迅速。1、水資源及土地資源榆陽區(qū)水資源較充裕，主要來自地表和地下水，地表年徑流近年平均值為4.5億立方米，地下水儲量約7.4億立方米，兩者的重復量約為2.8億立方米。地表徑流入區(qū)內無定河、榆溪河、禿尾河、海流兔河等，其中無定河年徑流量約7.5億立方米，榆溪河年徑流量約3億立方米。受地貌、水文地質、補給源和人類活動等影響，南北各區(qū)域水資源貯量差異較大。西北部風沙草灘區(qū)水資源較豐富，約占全區(qū)總量的70%，地下水可開采量約1.4億立方米，水質較好、埋藏較淺，便于開發(fā)利用。東南部黃土丘陵溝壑區(qū)水資源貧乏，地表徑流和地下水較少，且不容易開發(fā)利用。中南部河谷川道區(qū)水資源較豐富，約占全區(qū)的4%，地下水可開采量為0.2億立方米。榆林市榆陽區(qū)土地總面積7053km2，其中耕地132.6萬畝，臺地4.4萬畝，梯田7.1萬畝，可利用的土地資源較多。2、土地流轉和三變改革榆陽區(qū)趙家峁村股份經濟合作社，通過集體產權制度改革創(chuàng)新，把資源變?yōu)橘Y產、資金變?yōu)楣山稹⑥r民變?yōu)楣蓶|，使村股份經濟合作社集體經濟逐漸發(fā)展壯大，農民收入不斷增加。榆陽區(qū)以產權制度改革為基礎，實施了農村“三變”改革創(chuàng)新，組建農村集體經濟組織，帶動了土地流轉，盤活了農村土地資源，為發(fā)展“四位一體”集雨補灌技術模式奠定了堅實基礎。3、政府支持榆陽區(qū)旱作節(jié)水農業(yè)3年規(guī)劃主要在鎮(zhèn)川、上鹽灣、魚河峁、魚河、古塔、青云、麻黃梁、大河塔等黃土丘陵溝壑區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在已建成的7.1萬畝寬幅梯田、4.4萬畝臺地和4.25萬畝撂荒地內，選擇產業(yè)基礎好、土地流轉和三變改革到位、地塊集中連片百畝以上、溝河道有水的村組，實施“四位一體”集雨補灌技術模式，每年推進集雨補灌0.5萬畝，預計2021～2024年累計實施1.6萬畝，項目區(qū)建成后能使水分利用率與降水利用率提高到10%以上。政策為東南部山區(qū)發(fā)展“四位一體”集雨補灌項目提供了有力的資金保障，極大地鼓舞了農民生產的積極性。二發(fā)展“四位一體”集雨補灌技術模式的必要性和可行性

1、必要性發(fā)展集雨補灌技術是提高水資源有效利用、促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。干旱、缺水是榆陽區(qū)農業(yè)生產面臨的最大威脅，是農業(yè)發(fā)展的主要制約因素之一。充分利用當?shù)財r截的少量地下潛流，對梯田小雜糧澆灌關鍵水和保命水，能增加農民收入，提高農民從事農業(yè)生產的積極性，同時也可解決土地撂荒問題，確保糧食安全，使靠天農業(yè)變?yōu)榭煽剞r業(yè)，可極大促進當?shù)剞r村經濟的發(fā)展。發(fā)展旱作節(jié)水農業(yè)是榆陽區(qū)農業(yè)發(fā)展的必由之路，也是促進農業(yè)增產、農民增收的重要措施。2、可行性土壤條件適宜。南部山區(qū)梯田集中連片且建設標準高，田面土壤透水性較好且無污染，適合發(fā)展綠色特色農業(yè)。交通便利。南部山區(qū)公路暢通，交通便利，有利于工程實施。勞動力與建設資金有保障。項目投資為政府專項投資，可為該示范工程的實施提供資金保證。勞動力資源豐富，群眾建設熱情高漲、村組班子堅強有力，為項目的實施提供了良好的建設環(huán)境。技術可行。當?shù)剞r戶十分重視補灌技術的應用，全區(qū)已實施多處滴灌工程，廣大農民對以滴灌為主的補灌技術認識深刻，為項目技術模式的順利實施奠定了基礎。隨著政策的扶持和傾斜，榆陽區(qū)采用“溝道壩蓄水+光伏發(fā)電提水+土工膜窖高位儲水+膜下滴灌補水”的“四位一體”集雨補灌技術模式，實踐證明具有可行性。

三“四位一體”集雨補灌技術模式

“四位一體”集雨補灌技術模式，即溝道壩蓄水+光伏發(fā)電提水+土工膜窖高位儲水+膜下滴灌補水，可跨季節(jié)調配地下水資源，將溝底潛水儲備在田間地頭，提高抗旱能力。1、土工膜窖高位儲水用大型敞口式防蒸發(fā)土工膜防滲蓄水池取代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土蓄水池，在梯田群最高位或田間地頭修建容量大、造價低廉的蓄水池儲水，實現(xiàn)跨季度、跨區(qū)域調水蓄水，做到“秋水春用，豐水旱用”，確保在小雜糧（谷子）生長關鍵期澆灌育苗水、保命水和增產水。2、光伏發(fā)電提水利用光伏發(fā)電零水費提水上山，降低梯田灌溉成本，減輕農民負擔。光伏發(fā)電抽水系統(tǒng)由光伏陣列、光伏水泵、水泵專用逆變器、上水管等組成，通過吸收日照輻射能量，將光伏陣列輸出的直流電轉換為交流電，驅動水泵抽水，做到即發(fā)即用，具有灌溉零水費、無需架設高壓線和安裝變壓器、建設工期短、投資小運行費用低等優(yōu)點?？梢岳肁PP編程軟件，實現(xiàn)手機遠程控制泵站運行，減少人力、物力、財力的支持。3、非充分灌溉技術推廣非充分灌溉技術，力爭灌溉面積最大化和項目區(qū)高產。非充分灌溉理論的核心是在灌水量不能完全滿足作物生長發(fā)育全過程需水量時，只在作物生長關鍵期灌水，不追求單位面積上的較高產量，允許一定限度的減產，力求最大灌溉面積和較理想總產。榆陽區(qū)南部山區(qū)干早水資源異常短缺，推廣和應用非充分灌溉技術十分必要。山地梯田谷子在一般干旱年份，在應用膜下滴灌技術的前提下，一般澆灌關鍵水2～3次，谷子正常生長年灌溉定額為每畝12m3左右。第1次為每年5月上旬的播種水，也稱出苗水，畝灌水量大約在3～5m3；第2次為每年7月中旬左右的孕穗水，也稱卡脖水或救命水，畝灌水量約9m3。

四效益分析1、經濟效益2021年，榆陽區(qū)魚河峁鎮(zhèn)黃崖窯村旱作農業(yè)示范園面積2050畝，其中滲水地膜谷子示范1130畝，平均畝產107kg。嚴重干旱條件下，50畝采用旱作節(jié)水補灌技術補灌1次，平均畝產278kg，畝增產171kg，增產率達到了159.8%。谷子價格以6元/kg計算，畝增收1026元，經濟效益顯著。2、社會效益該技術模式能有效改善榆陽區(qū)東南部山區(qū)旱作節(jié)水農業(yè)基礎設施條件，推進特色種養(yǎng)優(yōu)勢產業(yè)發(fā)展，農業(yè)產業(yè)結構得到科學合理調整。同時，旱作農業(yè)科技水平、抗旱減災能力及綜合生產能力顯著提高，促進了旱作區(qū)農業(yè)由傳統(tǒng)農業(yè)逐步向現(xiàn)代農業(yè)轉變。同時，零水費引水上山，澆灌梯田，減輕了農民生產投入，激發(fā)