对美国帝王谷灌区的考察及启示

2000年12月4～25日，由国家外专局组织的西部节水管理技术培训团，包括内蒙古、陕西、山西、广西４省（自治区）一行20人，重点在美国西部（主要在南加尼福尼亚州）进行了为期20天的业务培训，并参观考察了科罗拉多河下游的帝王谷灌区及加州有关郡、河流域管理部门、试验站、农产品市场、水调度中心等工程和机构。其中，此次重点考察的20多万hm²的帝王谷灌区主要采用地面灌溉形式，虽然其种植规模、结构、方式与我国西部灌区有很大不同，灌排管理和田间灌排方式也不尽相同，但其管理模式和技术对我国西部大型灌区的节水改造而言，有不少东西值得学习和借鉴。

一、帝王谷灌区与我国西北地区灌区自然条件的比较

（1）同属于干旱缺雨区：帝王谷灌区南北长，东西短，年降雨量80～110mm，且降水主要集中在二三月，蒸发量2600mm左右。我国西北地区的新疆、内蒙古也是降雨量极少，如河套灌区东西长，南北短，由西向东年降雨量80～260mm，年蒸发量2200～2400mm，同属于没有灌溉就没有农业的地区。

（2）在灌溉过程中，灌排不适当，都存在大面积的土地盐渍化问题（科罗拉多河含盐0．8g／L，略高于黄河水）。

（3）非灌溉条件下，荒漠化、沙化都曾比较严重，现在灌区周边的原生植被与我国西部比较相近。不同之处，我国西部人口密度大，水资源短缺程度更严重，人均耕地占有量低，牧区过度放牧。南加州非灌区基本上是禁牧，采取多种生态保护措施。

（4）同属于水资源供求矛盾比较尖锐的地区。该地区主要引用科罗拉多河水，由于近年加州工农业生产及城市规模迅猛扩展，水资源供需缺口越来越大，科罗拉多河流经的７个州目前仍基本维持1992年共同签署的《科罗拉多河协议》的原则，进行水分配。且下游墨西哥的灌区也因用水紧张，两国间水分配问题越来越多。而我国黄河流域也是涉及７省（自治区），水资源十分紧张，生态系统恶化日趋严重。

二、帝王谷灌区地面灌溉技术中值得借鉴的节水措施

帝王谷灌区内喷灌面积不大，大都采用“格田淹灌”，人均土地资源量大，标准格田面积为16hm²，主要采用了以下节水措施：

（1）大面积采用激光平地。该灌区本身农业劳动力很少，据介绍每个农户经营土地面积都在100hm²以上，但平整土地和修筑田间工程，比较统一、讲究，大量推行激光平地。16hm²田块内，平整后的高低差控制在3cm以内。格田周边，机耕调头地形成导水槽。

这样的格田，可以放入较大水流，比较准确地控制灌水量，灌水均匀度高，田间灌水效率可达90％，相对未平整土地的农田而言节水20％以上。除此之外，这种灌水方式在当地还有以下特点：①减少斗农、毛渠（该灌区末级渠道为支渠）和田埂占地，省掉许多田间配水建筑物，便于大面积机械化耕作，容易实现其田间灌水自动化或半自动化。②适宜浅浇快轮，尤其适宜对水分敏感的蔬菜和幼苗，实行小水勤灌。③适宜溶施化肥和农药，能防止其向深层渗漏、淋失。④适宜淋洗表土盐分，接纳雨水，防止盐分往表层突出部位积聚。

我国西部灌区，尤其是西北目前田间灌溉节水也在采取类似的措施——“平地缩块”，推广小畦灌溉，即格田面积由原来的0．2～0．27hm²改为0．07hm²或0．03hm²，平地手段目前主要靠人工或四轮车，高低差只能控制在5～8cm，但对于户均土地少，分散经营的农户，节水效果也比较明显。

我们认为，我国土地规模经营的农场，还是应该引进或组装“激光平地机”，以提高田间灌水效率和节水效益。

（2）沟灌节水措施。帝王谷灌区根据盐碱化程度和不同的作物采用不同形式沟灌，缩短过水时间，节约灌水量。该灌区格田面积大，在激光平地的基础上，常能看到不同顶宽，不同纵坡和沟深的沟灌方式。该灌区现推行５种沟灌（一般长100～800m）形式：①普通沟，②宽床浅沟，③等高沟，④宽沟宽埂，⑤迂回沟。通过推行沟灌，减少过水时间和灌次水量，使灌水量尽可能侧向浸润耕作层土壤，减少垂直入渗，防止表土板结，对中、重度盐碱地可以在沟侧躲盐种植。

我们认为，对我国西北灌区现有的大面积中低产田，中、重度盐碱地在种植中耕作物、瓜果和林草时都可以因地制宜地研究不同的沟灌方式，以减少亩次灌水量，也有利于躲盐保苗，提高作物产量和产值。

在帝王谷灌区的沟灌面积中，随处可看到有相当一部分田口装有波涌灌溉装置以进一步提高节水效率。

（3）科学指导农户适时适量灌水，减少灌水后的无效蒸发水量。我们实地考察加州大学在帝王谷灌区设立的干旱、沙漠区农田灌溉试验站后，了解到他们除根据当地生态特点，试验研究亟待解决的一些实用技术外，每周还根据气象资料，向农户发布“用水指导表”通报灌区种植的17种作物累计消耗水量，前3周的日耗水量，预报今后10天的日耗水量，编制作物生长期耗水量累计曲线，提供用水、灌水的“诺谟图”，指导农户适时适量灌水。

该灌区由于干旱、缺雨，蒸发量大。为减少灌水引起的无效蒸发量，试验站还指导周边灌户，按照作物根层土壤含水量消耗情况，确定灌水时间和水量。并制定田间简单易行的监测办法。他们主张：灌户应在作物根层水分消耗到相当程度，茎叶已经发蔫时，再进行灌水。适当加大灌水周期和灌次定额，既省水、省工又不影响产量（非充分灌溉原理），有效的提高了灌区的水分生产率。

这种三位一体的农科教的形式，确实值得我们借鉴。我们建议，应利用现有水科所及农牧林业科研所，按生态区域把试验站改建在田间，与生产紧密结合，试验推广生产中亟需解决的实用技术，定期有针对性地指导农户，科学灌溉，节水节费，定期培训，指导帮助其及时解决生产中的实际问题。

三、学习其改造土壤次生盐碱化的主要措施

帝王谷灌区原为科罗拉多河洪水冲积区，土层深厚，中间没有连续的砂砾含水层，原表土大都有盐斑和白色硬壳。经联邦水保局和垦务局多年重视支持，成为全美大型灌区治理盐碱成功的典型。其有效措施总结有以下5点：

（1）淋洗盐分。多在每年2～3月利用雨季水量充沛时结合灌水淋盐。目前灌区淋盐水量：一般作物为全年灌水量的1／4；耐盐作物为全年灌水量的1／10。现在灌区内加州大学试验中心还在研究进一步减少淋盐用水量的有效措施。

（2）明暗结合的排水系统，防止耕作层积盐。该灌区80％以上种植面积建立了明暗结合的排水工程，明沟排水只建在支沟（而我国西北灌区有大量的斗、农、毛沟），大块的格田内全部埋设塑料暗管。支沟深2～3m，暗管埋深1．8～2m，暗管平行敷设，其间距：黏土15m，沙性土90m，平均40m。用开沟铺管机铺管，开沟、放管、填滤料（石砂砾料）一次完成。也有用鼠道犁式的无沟铺管机。该灌区工程由灌区管理机构统一规划，招标后承包给专业公司施工，费用农户自负，暗管汇集淋入地下的咸水，通过明渠系统排泄到灌区的盐湖中，而盐湖的治理及将来的水盐平衡正在规划中（目前尚未解决）。

（3）衬砌灌水渠道，减少两侧阴渗。

（4）监测盐分进出量，了解变化趋势，控制水盐平衡。

（5）采用防治盐害的耕作措施。①推行冬季深翻，提高初春淋洗盐效果。②选种耐盐作物，培育转基因耐盐品种，并对不同作物进行耐盐试验。③采用宽沟窄埂灌水，在沟坡上“躲盐播种”保苗。

我国河套灌区从80年代以来，一直按“合理灌溉，保证排水”来完善７级明沟排水工程，力争田间地下水位控制在1．5m以下，盐碱化的趋势已得到基本控制。但要进一步治理盐碱，大面积改造中低产田，帝王谷灌区的这些防治措施值得引进。(赵乐诗 马祖融)

赵乐诗 单位为水利部农村水利司

马祖融 为内蒙古河套灌溉总局局长