结合实例探讨灌区生态节水防污技术

阿不都外力

摘 要：重点以农业生态系统为例，以新疆石河子生态灌区发展现状为研究对象，针对其在节水灌溉与水资源利用工程技术应用过程中，就其中节水灌溉与农业水源污染问题进行探讨分析。

关键词：玛纳斯灌区 生态农业 农田灌溉 节水 防污

所谓“生态灌区”，主要就是指在整个灌区空间范围内，始终坚持以改善农业生产和人居环境质量为导向，并以农业生物为主的各种生物成分和非生物成分在内所共同构成的“人工——自然——社会”这样一种复合型的农业生态系统，不仅如此，同时也包括林草生态系统、沟渠与河湖生态系统等。

1.新疆石河子灌区农业与水资源现状1. 1水资源现状

本文所提到的“生态灌区”，可以狭义的理解为“农业生态系统”，而“农业生态系统”主要是由农业环境因素、农作物、各种动物和微生物等众多生态要素共同组成的。在新疆石河子农业生产地区，农业生态系统在其中起到的主要功用就是承担着区域内生物的正常生产、提高生物产量以及改善当地人民生活质量。不仅如此，它还有气候调节与净化、农田养护、土壤保持以及水分调节等生态功能。更重要的则是对于维持区域内生物多样性以及农田病虫草害控制等方面都起到着不可替代的作用。

从表1中能够看出，西北地区是我国农业耕地面积最多的地区，但是其年降水量和水资源总量都是最为匮乏的。

新疆石河子农业区平均海拔在300～500米左右，基本上属于典型的温带大陆性气候，年降水（包括雨、雪等）量在100毫米～200毫米之间，并且季节性明显，呈现为春夏两季多、秋冬两季少。当地年平均气温为6℃，年最高气温集中在7月份，其中7月份的平均气温在20.4℃～27.6℃之间。一年四季降水量最多的季节是在春季，基本占到了全年的37%，但是其蒸发量较高，为200毫米～4000毫米。当地水资源的95%都是用于农业生产领域。可以说，新疆石河子的社会经济主要是以农业为主，介于水资源的严重匮乏，农业节水成为了主要途径。

1.2玛纳斯灌区生态农业

玛纳斯灌区是新疆石河子新型的生态灌溉农业区，正如图1所示。玛纳斯灌区不仅是在新疆地区，就是在我国乃至全世界，都是少数新型灌溉农业区之一。该生态灌区主要位于天山北坡与准葛尔盆地南缘之间的玛纳斯河流流域，整个区域总面积达2.2万平方公里，境内包括石河子市、玛纳斯县、沙湾县，同时还集聚了包括汉族、维吾尔、哈萨克、回族、蒙古族在内的32个民族的居民。

该区域相对于周边地区而言，水资源相对丰富是其最主要的优势，这也是当地创造生态绿洲的先决条件之一。在该区域内，除了玛纳斯为主的河流之外，还包括另外五条河流，分别是塔西河、宁家河、金沟河、大南沟河、八音沟河等。当地政府及水利管理部门在下游平原区水利灌溉系统建设成功之后，将境内六大河流下游灌区连成一片，最终共同构成了当前享誉世界的玛纳斯新型生态灌溉农业区。玛纳斯农业灌区目前已经形成了较为完善化的灌溉网络，具体功能体现在引水、蓄水、输水、配水四大技术层面，其境内农业区域灌溉水利用率高达79%，从而在国内创造了“人进沙退、荒漠变粮仓”的传奇，这也为我国甘肃、宁夏等地建设生态灌区提供了借鉴经验。农业灌区内主要以生产果蔬类作物为主，例如甜瓜、葡萄、苹果、桃、西瓜等，在部分区域还兼具着小麦、玉米、棉花等农作物的生产。

玛纳斯生态农业灌区之所以会取得成功，主要取决于节水防污技术在水利灌溉工程中的应用，在防止当地自然环境遭到破坏的同时，还避免了水源被污染现象的发生。

2.灌区生态节水防污技术的应用

以区域内某小麦农产区为例，当地地广人稀，其中百分之九十以上的用水量都集中在农业灌溉上。该地界灌区地势呈现南北高、中间低、西部高、东部低，并且其地面坡度大约为1×10-4。周边沿线拥有6座引水渠来实行自流灌溉，其中引水干渠总长度约为40km，支渠总长度约为180km。2. 1生态高效节水灌溉技术

在水利灌溉工程网络建设中，主要采用的是生态衬砌模式，这样做的目的就是从源头上着手建设。对于这种自流式的生态农业灌区，水头可谓是宝贵的资源，在一些河流上流地区，由于土质渠床过于松软，水头损失过大，再加上后期运行与维护难度较大，一旦出现旱季，下游居民与农田灌溉区域用水就很难得到保障。生态衬砌技术主要就是通过衬砌的方法，来提高渠道输水的能力，进而高效的减少与降低渗漏水量与水头损失，如此一来不仅极大提高了水资源的利用效率，同时对于流域灌溉面积也得到了保证。如图2所示。

上述图2中所展现的生态岸坡水源防护技术，它的最大功用就是妥善解决了以往水利中输水与配水的问题。在该节水技术的应用之下，高效的缓解/解决输配水效率与当地生态环境之间的矛盾。

在中下游平原地区，在传统的农业灌溉与居民用水方式下，大多数居民对节约用水的意识过于淡薄，许多小麦农田进行灌溉时，缺乏统一规划，经常进行大水漫灌，在这种情况下，许多残留的农药、化肥都会随着农田排水进入到周边沟渠、河塘之中。针对这一问题，在开发与利用节水工程的时候，充分考虑到当地的生态环境与农业生产特点制定出了“集水期灌”制度。在这种制度的统一管理与约束之下，针对各居民、各农户统一采取集约调水、按需配水、定时供水、制度节水的灌溉管理方式。

2.2生态防污排水技术

如图3所示，这是当地基于小麦农田生态沟控制排水拦污开发的水利技术，也可以称其为明沟控制排水建筑物。

该生态沟控制排水拦污技术，其主要作用就是通过这种控制型建筑物来将农田排水全部拦蓄在排水沟之内，所控制的时间以下一次农田发生排水之前来计算，也就是指一个排水周期。在排水沟中，被拦蓄其中的水源可以利用土壤颗粒沉淀、土壤吸附以及植物吸收等作用来实现对其营养物质的去除，这样做的最终目的就是减少农田排水量和降低排水中氮磷浓度，避免农田氮磷的过度流失。

2.3现代化生态节水防污技术在灌区农田水利系统的嵌入

新疆玛纳斯农业灌区在整个新疆地区，无论是气候、温度还是生态资源系统，都具有显著的优越性，区域内有小型的湿地和生态水沟。因此，在水利工程开发与应用过程中，应当结合当地生态系统环境，从而形成一种基于“排灌沟渠-人工湿地”之下的综合系统。（详见图4）

3.结语

通过在灌区内推行高效的节水防污农业技术，不仅极大提高了区域内农业生产的水资源利用效率，这对于缓解当地乃至全国水资源紧缺的状况都具有重大的现实意义与社会推广价值。当前灌区生态建设，在我国西北地区、西南地区以及长三角农业地区，都取得了不错的成果，同时也是今后我国灌区建设的必由之路。本文主要选取了我国新疆石河子（玛纳斯灌区）地区农业发展为例，针对其中所运用到的节水灌溉技术、排水拦污技术进行了简要的探讨与分析。

参考文献：

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