榆林塞上环保世纪行|“四位一体”集雨补灌技术模式

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。

(资料图)

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。榆阳区以产权制度改革为基础，实施了农村“三变”改革创新，组建农村集体经济组织，带动了土地流转，盘活了农村土地资源，为发展“四位一体”集雨补灌技术模式奠定了坚实基础。

3、政府支持

榆阳区旱作节水农业3年规划主要在镇川、上盐湾、鱼河峁、鱼河、古塔、青云、麻黄梁、大河塔等黄土丘陵沟壑区乡镇，在已建成的7.1万亩宽幅梯田、4.4万亩台地和4.25万亩撂荒地内，选择产业基础好、土地流转和三变改革到位、地块集中连片百亩以上、沟河道有水的村组，实施“四位一体”集雨补灌技术模式，每年推进集雨补灌0.5万亩，预计2021～2024年累计实施1.6万亩，项目区建成后能使水分利用率与降水利用率提高到10%以上。政策为东南部山区发展“四位一体”集雨补灌项目提供了有力的资金保障，极大地鼓舞了农民生产的积极性。

二、发展“四位一体”集雨补灌技术模式的必要性和可行性

1、必要性

发展集雨补灌技术是提高水资源有效利用、促进农业可持续发展的需要。干旱、缺水是榆阳区农业生产面临的最大威胁，是农业发展的主要制约因素之一。充分利用当地拦截的少量地下潜流，对梯田小杂粮浇灌关键水和保命水，能增加农民收入，提高农民从事农业生产的积极性，同时也可解决土地撂荒问题，确保粮食安全，使靠天农业变为可控农业，可极大促进当地农村经济的发展。发展旱作节水农业是榆阳区农业发展的必由之路，也是促进农业增产、农民增收的重要措施。

2、可行性

土壤条件适宜。南部山区梯田集中连片且建设标准高，田面土壤透水性较好且无污染，适合发展绿色特色农业。

交通便利。南部山区公路畅通，交通便利，有利于工程实施。

劳动力与建设资金有保障。项目投资为政府专项投资，可为该示范工程的实施提供资金保证。

劳动力资源丰富，群众建设热情高涨、村组班子坚强有力，为项目的实施提供了良好的建设环境。

技术可行。当地农户十分重视补灌技术的应用，全区已实施多处滴灌工程，广大农民对以滴灌为主的补灌技术认识深刻，为项目技术模式的顺利实施奠定了基础[1]。

随着政策的扶持和倾斜，榆阳区采用“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，实践证明具有可行性。

三、“四位一体”集雨补灌技术模式

“四位一体”集雨补灌技术模式，即沟道坝蓄水+光伏发电提水+土工膜窖高位储水+膜下滴灌补水，可跨季节调配地下水资源，将沟底潜水储备在田间地头，提高抗旱能力。

1、土工膜窖高位储水

用大型敞口式防蒸发土工膜防渗蓄水池取代传统的钢筋混凝土蓄水池，在梯田群最高位或田间地头修建容量大、造价低廉的蓄水池储水，实现跨季度、跨区域调水蓄水，做到“秋水春用，丰水旱用”，确保在小杂粮（谷子）生长关键期浇灌育苗水、保命水和增产水。

2、光伏发电提水

利用光伏发电零水费提水上山，降低梯田灌溉成本，减轻农民负担。光伏发电抽水系统由光伏阵列、光伏水泵、水泵专用逆变器、上水管等组成，通过吸收日照辐射能量，将光伏阵列输出的直流电转换为交流电，驱动水泵抽水，做到即发即用，具有灌溉零水费、无需架设高压线和安装变压器、建设工期短、投资小运行费用低等优点。可以利用APP编程软件，实现手机远程控制泵站运行，减少人力、物力、财力的支持[2]。

3、非充分灌溉技术

推广非充分灌溉技术，力争灌溉面积最大化和项目区高产。非充分灌溉理论的核心是在灌水量不能完全满足作物生长发育全过程需水量时，只在作物生长关键期灌水，不追求单位面积上的较高产量，允许一定限度的减产，力求最大灌溉面积和较理想总产。

榆阳区南部山区干早水资源异常短缺，推广和应用非充分灌溉技术十分必要。山地梯田谷子在一般干旱年份，在应用膜下滴灌技术的前提下，一般浇灌关键水2～3次，谷子正常生长年灌溉定额为每亩12 m3左右。第1次为每年5月上旬的播种水，也称出苗水，亩灌水量大约在3～5 m3；第2次为每年7月中旬左右的孕穗水，也称卡脖水或救命水，亩灌水量约9 m3。

四、效益分析

1、经济效益

2021年，榆阳区鱼河峁镇黄崖窑村旱作农业示范园面积2050亩，其中渗水地膜谷子示范1130亩，平均亩产107 kg。严重干旱条件下，50亩采用旱作节水补灌技术补灌1次，平均亩产278 kg，亩增产171 kg，增产率达到了159.8%。谷子价格以6元/kg计算，亩增收1026元，经济效益显著。

2、社会效益

该技术模式能有效改善榆阳区东南部山区旱作节水农业基础设施条件，推进特色种养优势产业发展，农业产业结构得到科学合理调整。同时，旱作农业科技水平、抗旱减灾能力及综合生产能力显著提高，促进了旱作区农业由传统农业逐步向现代农业转变。同时，零水费引水上山，浇灌梯田，减轻了农民生产投入，激发农民的生产热情，解决了土地撂荒弃种问题[3]。

3、生态效益

充分利用自然降水和节水技术等综合措施，提高耕地土壤肥力和保水蓄水能力，提高了地力，减少了水土流失和耕地砂化，有效改善了生态环境。同时，应注重生态环境持续性保护，通过实施废旧残膜和滴灌带回收等措施，合理解决“白色污染”和滴灌带重复利用问题。

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