呂寧江 ,張桂香 ,鄭 琪
(1.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250014;2.德州市李家岸灌區(qū)管理局,山東 德州 253000;3.棗莊市水文局,山東 棗莊 277800)
“水多、水少、水渾、水臟”是制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響生態(tài)的四大水問題,更是影響農(nóng)村建設(shè)和發(fā)展的主要因素,針對山東省農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施落后,抗洪澇、旱災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)低,有些村莊甚至飲水困難,住居環(huán)境差、生活水平提高緩慢,城鄉(xiāng)差距大等現(xiàn)狀,通過對農(nóng)村水系治理技術(shù)、高效灌溉技術(shù)、村居排水和污水處理技術(shù)以及供水和安全飲水技術(shù)等涉水問題進(jìn)行系統(tǒng)的集成研究,形成了山東省平原區(qū)、引黃平原區(qū)、山丘區(qū)等三大類型區(qū)的農(nóng)村建設(shè)高效用水技術(shù)體系,為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施提供水利技術(shù)支撐。
從“開源”的角度出發(fā),結(jié)合農(nóng)村排水工程的治理和建設(shè),通過對村居周邊小流域綜合治理、村居排水系統(tǒng)和農(nóng)村河道排水溝、坑塘整治技術(shù)研究,增強(qiáng)農(nóng)村水系防洪防災(zāi)安全能力,提高農(nóng)村雨洪水的攔蓄能力和利用效率,改善農(nóng)村周邊自然生態(tài)環(huán)境。
農(nóng)村村居雨水排水系統(tǒng)一般分為干溝、分干溝、支溝和進(jìn)戶溝。院落內(nèi)的降雨排水從屋面、硬化地面匯集到排水口,經(jīng)進(jìn)戶溝匯集到雨水排水支溝;院落外的降雨排水從屋面硬化路面等處也匯集到雨水排水支溝。從支溝匯集到分干溝,從分干溝匯流進(jìn)入排水干溝,然后排入下一級排水溝、村邊河流或池塘。
農(nóng)村村居污水排水系統(tǒng)一般分為干溝、分干溝、支溝和進(jìn)戶溝。院落內(nèi)產(chǎn)生糞便直接排入沼氣池,廚房和浴室產(chǎn)生的污水匯集到污水排水支溝。從支溝匯集到分干溝,從分干溝匯流進(jìn)入排水干溝,然后排入氧化塘,經(jīng)過氧化處理,然后排入下一級排水溝、村邊河流或池塘。
農(nóng)村生存環(huán)境最大的問題是山丘區(qū)山洪、平原區(qū)洪澇災(zāi)、農(nóng)村污水和垃圾污染帶來的病菌隱患以及區(qū)域水源短缺問題,通過農(nóng)村水系整治與雨洪水、污水資源化技術(shù)研究,提高農(nóng)村水利工程的防洪排澇標(biāo)準(zhǔn),增加農(nóng)村用水保證能力,改善農(nóng)村居住環(huán)境,對新農(nóng)村建設(shè)至關(guān)重要。
1)丘陵山區(qū)農(nóng)村水系整治。一是進(jìn)行水土保持小流域生態(tài)綜合治理總體規(guī)劃,水平梯田建設(shè),水土保持林建設(shè),經(jīng)果林和蓄水池、谷坊、塘壩等小型水源建設(shè);二是對村居附近的河道進(jìn)行生態(tài)景觀堤防加固,在河道內(nèi)建設(shè)攔水壩,形成逐級擋水、水面相連的河面;對村外的河道進(jìn)行堤防加固,滿足最低要求的灌溉、行洪等方面的要求。
2)平原區(qū)水系整治。村外溝渠和坑塘是平原區(qū)村居排水的傾泄區(qū),由于平原區(qū)地勢平緩,村居排水一般是流于村外溝渠,經(jīng)入滲或排入主干河溝,也有匯集入村頭坑塘進(jìn)行入滲處理的。
3)農(nóng)村雨洪水、污水資源化技術(shù)。一是采取雨污分流措施,雨水經(jīng)匯流直接進(jìn)入河道、塘壩;農(nóng)村生活污水成分比較簡單,經(jīng)柵格過濾后匯流進(jìn)入污水處理坑塘,經(jīng)過氧化塘處理后,水質(zhì)污染物基本消除,再排入河道、坑塘;二是在養(yǎng)殖區(qū)附近建設(shè)淺水藕池,種植蓮藕,將養(yǎng)殖區(qū)污水匯集進(jìn)入集液池發(fā)酵,發(fā)酵后的污水提入淺水藕池,為蓮藕提供有機(jī)肥料,根據(jù)試驗結(jié)果,藕池平均每天可處理1.86 t/hm2養(yǎng)殖污水。
1)丘陵山區(qū)農(nóng)村飲水安全工程水源地選擇:鎮(zhèn)供水一體化水源;水庫水源;機(jī)井水源;山前富水區(qū)機(jī)井;河道截潛水源(大口井、廊道井等)。
2)平原區(qū)農(nóng)村飲水安全工程水源地選擇:鎮(zhèn)供水一體化水源;平原水庫水源;平原區(qū)機(jī)井;湖泊池塘水源。
3)飲水安全工程水源地保護(hù)技術(shù)與措施。
(1)地表水水源地保護(hù)。①以小型水庫、引黃平原水庫作為農(nóng)村飲水安全工程水源地時,水源地保護(hù)要做到如下要求:水庫水面禁止人工養(yǎng)殖;不得作為旅游資源(游艇等項目污染);上游不得規(guī)劃和建設(shè)工業(yè)項目;工業(yè)和生活污水不得流入水庫;水庫流域分水嶺內(nèi)耕作種植不得使用化肥和農(nóng)藥。②以大、中型水庫和湖泊作為農(nóng)村飲水安全工程水源地時,由于水體較大、自身凈化能力較強(qiáng),加之供水功能較多,水源地保護(hù)措施要做到如下要求:取水點周圍半徑100 m的水域內(nèi),嚴(yán)禁捕撈、停船、游泳和從事可能污染水源的任何活動,并設(shè)置明顯的范圍和嚴(yán)禁事項的告示牌;取水點上游1 000 m至下游100 m水域,不得排入工業(yè)廢水和生活污水,其沿岸防護(hù)范圍內(nèi)不得堆放廢渣、垃圾,不得設(shè)有毒倉庫、糞便池,不得使用工業(yè)廢水或生活污水灌溉,不得施用持久性或劇毒農(nóng)藥,不得從事放牧等有可能污染該段水域水質(zhì)的活動。
(2)地下水水源地保護(hù)。①地下水水源工程大多為機(jī)井、大口井、廊道井等,井口要高于地面,設(shè)立保護(hù)區(qū),單井保護(hù)半徑不小于50~100 m;在井的影響半徑范圍內(nèi),不應(yīng)再打其他生產(chǎn)用水井,不得使用工業(yè)廢水或生活污水灌溉,不得施用持久性或劇毒的農(nóng)藥,不得修建滲水廁所、滲水坑、堆放廢渣或鋪設(shè)污水管道,并不得從事破壞性深層土層的活動。②地下水匱乏的地區(qū),深層地下水源井只能用于居民生活用水,不得用于農(nóng)業(yè)灌溉和企業(yè)生產(chǎn)用水。
1)供水模式。城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)延伸供水;聯(lián)村集中規(guī)?;鐣┧粏未骞┧?。
2)供水管網(wǎng)型式。根據(jù)供水區(qū)域的大小,可因地制宜的采取環(huán)狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)以及環(huán)狀網(wǎng)與樹狀網(wǎng)結(jié)合等供水管網(wǎng)型式:①對于小規(guī)?;騿未骞┧J?,可以根據(jù)地形條件采取水塔(高位水池)或恒壓變頻控制供水,管網(wǎng)采取樹狀網(wǎng)。②對于城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)延伸供水模式,由于城鎮(zhèn)供水一般采用環(huán)狀網(wǎng),在管網(wǎng)延伸部分由于管網(wǎng)輸水距離一般較長,管網(wǎng)延伸部分采用樹狀網(wǎng)。③聯(lián)村集中規(guī)?;┧J?,一般采用環(huán)狀網(wǎng)與樹狀網(wǎng)結(jié)合的管網(wǎng)型式,以提高管網(wǎng)的供水保證能力。
根據(jù)我省的區(qū)域特點,在農(nóng)村建設(shè)中將我省的農(nóng)業(yè)用水模式分為引黃平原區(qū)、平原井灌區(qū)和丘陵區(qū)等三個類型區(qū)進(jìn)行分區(qū)研究。
平原井灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水模式可概括為充分利用天然降水、地表水、土壤水,控制開采地下水,維持地下水平衡,變作物消耗灌溉水為主到消耗土壤水、降水為主;工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水與管理節(jié)水緊密結(jié)合、實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。充分利用溝渠河塘攔截地表徑流、廣積雨洪水,供水和補(bǔ)源;科學(xué)增雨、巧用雨水、盡量減少地下水開采;深耕蓄雨,增加降雨入滲;減少灌溉水;冬小麥進(jìn)行前控、中促、科學(xué)用水、充分開發(fā)利用地表以下2.0 m土層土壤水;精量勻播,控株高產(chǎn)栽培,防止小麥奢侈騰發(fā);秸稈覆蓋還田,減少棵間蒸發(fā),增加雨水滲入,增強(qiáng)土壤肥力;精耕細(xì)作、劃鋤保墑、抑制土壤水分蒸發(fā);麥套秋作,節(jié)約灌水;選用耐旱品種,以種省水等。采用以低壓管道輸水灌溉與窄短小畦結(jié)合的田間節(jié)水工程為主,規(guī)?;?jīng)營大田作物以發(fā)展噴灌技術(shù)為主,經(jīng)濟(jì)作物和溫室大棚以發(fā)展微灌技術(shù)為主等。
引黃灌區(qū)上游控制引用黃河水,充分利用地下水;灌區(qū)中游適量開采地下水,適量引黃補(bǔ)源;灌區(qū)下游控制開采地下水,相機(jī)引黃補(bǔ)源,實現(xiàn)采補(bǔ)平衡。使灌區(qū)上、中、下游用水合理調(diào)配,黃河水高效利用,建立引黃補(bǔ)源、以井保豐的農(nóng)田灌溉方式。因地制宜地發(fā)展以明渠自流灌溉、揚水站+低壓管道輸水灌溉為主的工程節(jié)水灌溉形式。重視農(nóng)藝節(jié)水措施,實現(xiàn)工程節(jié)水與農(nóng)藝節(jié)水的密切結(jié)合。形成引黃井渠結(jié)合灌區(qū)地表水、地下水聯(lián)合運用農(nóng)業(yè)高效用水模式。
山丘區(qū)水源工程是高效用水技術(shù)體系的核心。在河道上修建水庫、梯級攔蓄工程,在河邊修建大口井,攔蓄、截滲上游來水;在山頂修建蓄水池等,利用揚水設(shè)備調(diào)水上山,進(jìn)行補(bǔ)充灌溉;積極發(fā)展噴微灌(噴灌、微噴、滴灌、小管出流)等高效灌溉工程;發(fā)展保護(hù)地栽培,發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物種植,制定節(jié)水灌溉制度。重視農(nóng)藝節(jié)水措施,實現(xiàn)工程節(jié)水與農(nóng)藝節(jié)水的密切結(jié)合。
本文針對農(nóng)村不同地形地貌,不同供水水源,提出了農(nóng)村雨水、污水的排放治理體系、農(nóng)村生活用水、節(jié)水及水源地保護(hù)技術(shù)措施和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)田節(jié)水技術(shù),為振興鄉(xiāng)村發(fā)展與建設(shè)戰(zhàn)略提供了技術(shù)支撐。