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1.1灌區(qū)渠道防滲工程
渠道防滲工程不但減少渠道滲漏損失、節(jié)省灌溉用水量、有效地利用水資源,降低灌溉成本,提高灌溉效益,而且還可以提高渠床的抗沖能力,防止渠坡坍塌,增強渠床的穩(wěn)定性,提高渠道輸水能力,防止渠道長草,減少泥沙淤積,節(jié)省工程維修維護費用。灌區(qū)渠道下部土層為含砂透水層,滲漏嚴重,采用土工膜防滲措施,預(yù)制混凝土板作為保護層,取得了良好的防滲效果。
1.2灌區(qū)雨水集蓄利用工程
杭埠河灌區(qū)水資源量有限,不能滿足灌區(qū)用水需求,灌區(qū)管理部門想方設(shè)法多渠道開辟水源,最大限度地合理利用水資源。根據(jù)灌區(qū)的地形條件,雨水集蓄利用工程非常適合灌區(qū)灌溉發(fā)展。舒城縣地處江淮之間,大別山東麓,地形復(fù)雜,山、丘、崗、庫、圩兼有。舒城縣在歷史上水旱災(zāi)害頻發(fā)。勤勞的舒城人民在與大自然抗爭中,建有與都江堰齊名的漢代水利工程七門堰、世界第一人工土壩龍河口水庫、千米飛虹將軍山大渡槽、世界三大灌區(qū)的淠史杭水利工程杭埠河灌區(qū)等。全縣現(xiàn)建有水庫122座,其中小(I)型水庫5座,小(II)型水庫117座。排澇泵站70座,裝機112臺,6666kW,小水電站46座,裝機59臺,20080kW,設(shè)計年發(fā)電量7000×104kW·h。主干渠3條,其中杭北干渠長68.9km,舒廬干渠36.15km,杭淠分干渠12km,666.667hm2以上支渠22條,支渠、斗渠、農(nóng)渠長4070km,有效灌溉面積4.333×104hm2。全縣還有200km2以上的中小河流7條,內(nèi)河14條,大山塘17500口,引水堰壩200多處,有效地解決了水資源緊張的狀況。
1.3灌區(qū)的噴灌工程
噴灌是發(fā)展經(jīng)濟作物種植的一種非常好的灌溉方式,能達到增產(chǎn)增收的良好經(jīng)濟效果。它對地形、土壤等條件適應(yīng)性強,與地面灌溉相比,大田作物噴灌一般可省水30%~50%,增產(chǎn)10%~30%。鋪設(shè)噴灌固定總干管11條,總長度14.5km;鋪設(shè)噴灌固定干管42條,總長度47.0km,將對灌區(qū)實現(xiàn)有效的控制。總干管、干管以及地埋豎管均采用HDPE管,HDPE管材水流阻力小、流率高、耐候性優(yōu)良,不能被細菌及菌類腐化,運輸安裝方便、成本低、保養(yǎng)費用低的特點。
1.4灌區(qū)的移動軟管
噴灌支管為地面可移動聚乙烯軟管,采用平移的方式進行作物噴灌。支管可通過快速連接接頭與豎管連接,支管上每隔18m安裝一個高壓噴頭進行噴灌。干管固定,支管移動,這樣可大大減少支管用量,從而使得單位面積投資僅為固定式的50%~70%。采用這種噴灌方式既能滿足作物噴灌要求,又能節(jié)約大量的投資。
2對杭埠河灌區(qū)節(jié)水灌溉的特點分析
2.1利用多渠道開發(fā)杭埠河灌區(qū)的水資源
灌區(qū)水資源比較緊缺,對雨水以及回歸水灌區(qū)采用“長藤結(jié)瓜”的形式最大限度地加以集蓄利用,多方面開發(fā)水資源,有效解決了灌區(qū)水資源不足問題。同時,修建的蓄水池可以接納區(qū)間排水以及區(qū)間降水徑流,可使棄水、滲水與跑水回歸利用,基本實現(xiàn)灌溉期零排放。
2.2節(jié)水灌溉工程技術(shù)運用
任何一種節(jié)水灌溉類型都有自身優(yōu)缺點,都有其適用條件。杭埠河灌區(qū)根據(jù)自身條件,因地制宜,采用了多種節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施,每年節(jié)約用水30%以上。
2.3灌區(qū)噴灌大大減少了占地
采用部分骨干渠道加半固定式噴灌系統(tǒng),較之自流灌溉不需要大填方,減少占地,降低技術(shù)難度,方便工程使用,可減少占地60%,減少投資50%以上,大量節(jié)約了水資源,提高了灌溉水生產(chǎn)率。
2.4灌區(qū)多種噴灌模式并存經(jīng)驗
灌區(qū)大部分作物采用可移動聚乙烯軟管噴灌,還有小部分作物采用小型卷盤噴灌機,有利于灌區(qū)進行兩種灌溉模式的比較分析,總結(jié)節(jié)水灌溉經(jīng)驗,完善灌區(qū)灌溉模式。
節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術(shù),土壤墑情自動監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:(1)與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā),在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長,實現(xiàn)矮化密植,到達節(jié)水增產(chǎn)的目的。(2)應(yīng)用3S技術(shù)的精細灌溉技術(shù)。就是運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計算機控制系統(tǒng),實時獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。(3)智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機械與設(shè)備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢:(1)噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優(yōu)缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題,應(yīng)用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會得到一定的發(fā)展。(3)地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。(4)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成,達到時,空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點。(5)節(jié)水綜合技術(shù)的開發(fā)利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
(1)提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步,農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路,灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此,我們應(yīng)加大對發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度,使全社會都來關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù),形成一個較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及灌溉方式
義縣農(nóng)田以旱田為主,2013年糧食總產(chǎn)量14.85萬噸。由于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件差,土地產(chǎn)出率低,抗旱能力差,作物產(chǎn)量受降雨多少及時空分配差異的影響很大。雖然近幾年來興建了一些水利工程使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件有所改善,但并沒有從根本上改變“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè),靠天吃飯”的現(xiàn)狀,農(nóng)業(yè)的主要灌溉方式是漫灌,漫灌受地形、地勢的影響很大,并且在灌溉過程中水分蒸發(fā)、滲漏的損失嚴重。目前各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))沒有有效的灌溉設(shè)施,一直以雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)為主。
3節(jié)水灌溉工程的可行性和迫切性
2009年遼寧省遇到了百年未有的大旱,義縣遭遇特大旱災(zāi),致使義縣農(nóng)作物產(chǎn)量大幅減少,許多村、屯由于水源工程的缺乏出現(xiàn)了大面積絕收的局面。當(dāng)?shù)卣腿罕妼Πl(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有了明顯的認識。同時,縣政府和水利局大力宣傳節(jié)水灌溉工程優(yōu)勢,提高了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對節(jié)水灌溉工程項目的認同,對節(jié)水灌溉工程的實施起到推動作用。各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))近年來通過政府、群眾積極參與,正在逐步建立和完善水利工程的管理制度,一些鄉(xiāng)(鎮(zhèn))已經(jīng)實施節(jié)水灌溉的地塊,出現(xiàn)了“旱年不旱”增產(chǎn)增收的喜人局面,提高了農(nóng)民對節(jié)水灌溉意識,有效推動了節(jié)水灌溉工程項目的實施。
4節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)點及應(yīng)用
節(jié)水灌溉灌溉技術(shù)包括滴灌、管灌和噴灌。滴灌技術(shù),具有省水、節(jié)能、適應(yīng)性強等特點,且對地形要求不高。義縣的果樹、花生、大豆等經(jīng)濟作物基本種植在規(guī)整、地形起伏不大的地塊,即使稍有坡度,也可以順坡方向鋪設(shè)滴灌帶,受地形限制因素相對較少。同時結(jié)合滴灌技術(shù)的特點又可以根據(jù)果樹的生長進行適時適量的灌溉控制,與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比能有效降低灌溉用水量,提高水資源利用率。因此,在義縣果樹種植區(qū)大規(guī)模的推廣果樹滴灌技術(shù)可以提高果樹結(jié)果率,保證水果的質(zhì)量。噴灌具有節(jié)水、省工、節(jié)地、增產(chǎn)、適應(yīng)性強等特點。幾乎適用于除水稻外的所有大田作物,對地形、土壤等條件適應(yīng)性強。與地面灌溉相比,大田作物噴灌一般可節(jié)水30%~50%。管灌:管灌輸水是以管道代替明渠,采用較低的工作壓力將灌溉水輸送到田間地塊的一種形式。其特點是輸水時所需壓力較低,出口流量較大,不易發(fā)生堵塞。因此具有較高輸水效率、節(jié)能、節(jié)省渠道占地、省工、成本低等優(yōu)點。我縣的大田作物種植的主要是玉米、大豆和花生,根據(jù)我縣的氣候和玉米種植結(jié)構(gòu),玉米采用微噴灌與低壓管灌結(jié)合灌溉方式。微噴灌溉主要集中在玉米播種期和出苗期,低壓管灌主要在玉米拔節(jié)期和抽穗期。利用噴灌技術(shù)對地形、土壤適應(yīng)性強,易于自動化控制的特點,依次對項目區(qū)地塊進行均勻噴灑灌溉。噴灌技術(shù)灌水均勻,土壤不板結(jié),有利于搶季節(jié)、保全苗,有利于改善作物局部生長條件。并且與地面灌溉相比,玉米噴灌一般可節(jié)水30%~50%,水資源節(jié)約效果明顯。水灌溉示范項目糧食作物灌溉采用微噴灌與低壓管灌結(jié)合灌溉方式,經(jīng)濟作物采用滴灌方式。
節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展不僅是節(jié)水的需要,也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)展的需要。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)對于推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢作一探討。
一、節(jié)水灌溉技術(shù)含義及體系
節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產(chǎn)量,主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環(huán)節(jié)。在各個環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施,組成一個完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系,包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。
節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術(shù),土壤墑情自動監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
二、節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:(1)與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā),在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長,實現(xiàn)矮化密植,到達節(jié)水增產(chǎn)的目的。(2)應(yīng)用3S技術(shù)的精細灌溉技術(shù)。就是運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計算機控制系統(tǒng),實時獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。(3)智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機械與設(shè)備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
三、節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢:(1)噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優(yōu)缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題,應(yīng)用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會得到一定的發(fā)展。(3)地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。(4)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成,達到時,空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點。(5)節(jié)水綜合技術(shù)的開發(fā)利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。
四、發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
(1)提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步,農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路,灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此,我們應(yīng)加大對發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度,使全社會都來關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù),形成一個較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
1. 前言
全國大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃工作已經(jīng)圓滿完成,但從規(guī)劃審查中所接觸的一些問題看,大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造的技術(shù)論證和決策,仍是一個有待進一步研究和總結(jié)的問題。不同地區(qū)、不同條件、不同類型的大型灌區(qū)應(yīng)該因地制宜、科學(xué)地論證和選擇自己的技術(shù)方案和技術(shù)路線、本文僅就規(guī)劃審查中反映出的共性技術(shù)問題,談幾點對北方大型灌區(qū)節(jié)水改造的認識,供參考。
2. 北方大型灌區(qū)節(jié)水改造任務(wù)艱巨
根據(jù)水利部1999年組織的大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃成果,規(guī)劃灌溉面積30萬畝以上的大型灌區(qū)共402處,現(xiàn)狀有效灌溉面積2.37億畝,占全國耕地面積的12.2%,規(guī)劃灌溉面積2.88億畝。其中位于北方地區(qū)的大型灌區(qū)有252處,占總數(shù)的62.7%,現(xiàn)狀有效灌溉面積1.55億畝,占全國現(xiàn)狀有效灌溉面積的65.4%,規(guī)劃灌溉面積1.82億畝,占大型灌區(qū)規(guī)劃灌溉面積的63.2%。由此可見,北方大型灌區(qū)在節(jié)水改造中占有非常重要的位置。
北方大型灌區(qū)和全國大型灌區(qū)同樣面臨工程不夠配套、建設(shè)標準偏低、老化失修、管理落后等一系列問題,還面臨灌溉水量不足的嚴峻問題。通過節(jié)水改造,不但要解決現(xiàn)狀缺水,而且在不增加灌溉用水總量的前提下,還要在灌區(qū)控制范圍內(nèi)擴大灌溉面積。大型灌區(qū)節(jié)水改造建設(shè)周期長,綜合性強,投入巨大,技術(shù)方案和技術(shù)路線既要立足于生產(chǎn)上已經(jīng)得到驗證的成套技術(shù),同時應(yīng)有必要的前瞻性,制定科學(xué)、合理的改造標準,積極、慎重地采用新技術(shù)、新材料、新工藝,以增加灌區(qū)改造的科技含量、提升灌區(qū)功能,保證工程質(zhì)量,降低建設(shè)費用和運行成本,提高灌區(qū)經(jīng)濟效益。
3.北方大型大型灌區(qū)節(jié)水改造共性技術(shù)問題
北方和南方大型灌區(qū)所處氣候條件有顯著差異,節(jié)水改造方向和技術(shù)路線也有明顯的差別,但就北方大型灌區(qū)而言,節(jié)水改造技術(shù)決策也存在一定的共性,可歸納為下述幾個主要方面:
3.1以水資源承載能力確定灌區(qū)發(fā)展規(guī)模
我國農(nóng)業(yè)面臨的水資源嚴峻形勢不僅表現(xiàn)為水資源的人均占有量和畝均占有量低,而且更突出地表現(xiàn)為水土資源配置失衡。黃河、淮河、海河三大流域的土地面積占全國的13.4%,耕地占39%,人口占35%,GDP占32%,而水資源僅占7.7%,是水資源最為緊張的地區(qū)。我國西部大部分灌區(qū)墾殖率僅為50%左右,即灌區(qū)控制范圍有近一半的面積為各類荒地。充足的光熱資源和豐富的土地資源誘發(fā)起人們以擴大灌溉面積發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的愿望,但往往忽視了水資源承載能力的限制,造成上游開荒、下游棄耕,湖泊干涸,河道斷流,綠州萎縮,自然生態(tài)惡化的嚴重后果。因此大型灌區(qū)改造必須正確把握水資源的承載能力,確立以水資源承載能力決定灌區(qū)發(fā)展規(guī)模的技術(shù)原則。
水資源承載能力主要取決于水資源條件,一般而言,水資源豐富地區(qū)的水資源承載能力大,而水資源匱乏地區(qū)的水資源承載能力小。但是,水資源的承載能力又表現(xiàn)出明顯的可變性,廣義上講開源、節(jié)流都是為了提高水資源的承載能力,當(dāng)然這種提高是有限制的。水資源開發(fā)程度超出安全限度意味著水資源的承載風(fēng)險加大;超出技術(shù)、經(jīng)濟合理性的節(jié)流,也必然帶來運行、管理上的風(fēng)險。水資源承載能力還表現(xiàn)為相當(dāng)大的彈性,例如超采淺層地下水的短期合理性與長期危害性是并存的。正確利用水資源承載能力的彈性可以大大提高水利工程的經(jīng)濟合理性,超出限度則最終會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
在考慮水資源承載能力時,還必須考慮對生態(tài)環(huán)境的影響。水資源短缺的北方地區(qū),在當(dāng)前技術(shù)水平下,提高水資源對經(jīng)濟發(fā)展的承載能力,不能不影響到生態(tài)環(huán)境用水,因此生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)應(yīng)首先保證必要的生態(tài)環(huán)境用水,其他地區(qū)也要同時從長遠上考慮生態(tài)環(huán)境的承受能力。
3.2 根據(jù)作物要求分別確定灌溉標準
大型灌區(qū)通常采用單一灌溉設(shè)計保證率,例如有關(guān)規(guī)范規(guī)定的影響因素中,作物影響是以“作物組成”的形式出現(xiàn)的,并未明確同一灌區(qū)的不同作物可采用不同的灌溉設(shè)計保證率。這種狀況與我國農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)上強調(diào)糧食生產(chǎn)有關(guān),也與規(guī)劃設(shè)計的粗放有關(guān)。大型灌區(qū)節(jié)水改造中如何正確選擇灌溉設(shè)計保證率是一個有爭議的問題,一方面北方水資源短缺,不可能選擇過高的灌溉標準,另一方面灌區(qū)節(jié)水改造的效果又應(yīng)該體現(xiàn)在灌溉保證率的提高上。
我國大型灌區(qū)多建于50~70年代,灌溉設(shè)計保證率是根據(jù)當(dāng)時的水文氣象、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模等因素確定的。80年代以來全國氣候呈現(xiàn)北旱南澇的態(tài)勢,北方河流年徑流量明顯減少,不少灌區(qū)的灌溉實際保證率并未達到設(shè)計保證率。例如山西省有65%的灌溉面積每年只能灌水1~2次,且遠低于設(shè)計灌溉定額。因此,北方大型灌區(qū)節(jié)水改造的效果首先不是體現(xiàn)為提高灌溉設(shè)計保證率,而應(yīng)該體現(xiàn)在恢復(fù)灌溉保證率上。
我國農(nóng)業(yè)種植面臨重大結(jié)構(gòu)調(diào)整,即由目前以糧為主的“糧、經(jīng)”二元結(jié)構(gòu)變?yōu)椤凹Z、經(jīng)、飼”均衡發(fā)展的三元結(jié)構(gòu),農(nóng)業(yè)用水形態(tài)呈多樣化趨勢。優(yōu)質(zhì)、專用糧食作物和大多數(shù)經(jīng)濟作物因產(chǎn)值高、適用水肥條件好等原因,要求較高的灌溉保證率,而耐旱牧草和一般糧食作物則不要求較高的灌溉保證率,因此同一灌區(qū)應(yīng)該針對作物要求確定不同的灌溉設(shè)計保證率,這是適應(yīng)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整,發(fā)展灌區(qū)經(jīng)濟的必然選擇。
采用多種灌溉設(shè)計保證率給灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計和運行管理帶來技術(shù)上的難度,解決的辦法應(yīng)依水源條件不同而異。在單一水源條件下,可通過調(diào)整作物種植布局和實行作物區(qū)域種植、規(guī)模經(jīng)營的方法解決,在多水源特別是開發(fā)利用地下水的條件下,應(yīng)在供水保證率高的水源受益地區(qū)種植要求灌溉保證率高的作物。渠道也可以參照國外經(jīng)驗,采用既適合大流量輸水,也適合較小流量輸水的形式。 3.3 實現(xiàn)水資源的合理開發(fā)和聯(lián)合運用
我國大型灌區(qū)均以河流、湖泊、水庫等為主水源,但通常并未對區(qū)內(nèi)全部水資源實行有效的統(tǒng)一管理。
降雨形成的土壤水是水資源的重要賦存形式,有效利用降水是提高農(nóng)田水份生產(chǎn)效率,解決水資源短缺的重要技術(shù)方向。除西北部年降水量小于200mm的地區(qū)外,北方大部地區(qū)屬補充灌溉農(nóng)業(yè),對降水有較大的依賴性。據(jù)有關(guān)研究表明,北方地區(qū)土壤水的資源量占降水資源量的60%~70%,小麥生育期土壤水可達其全部耗水量的1/3,但多數(shù)地區(qū)土壤水并未得到充分利用。北方地區(qū)有為數(shù)不少的高揚程灌區(qū),總揚程達200~300m,運行費用高,多年來一直由地方政府給予補助或享受優(yōu)惠電價,但農(nóng)民負擔(dān)仍然很重。有效利用降雨給高揚程灌區(qū)節(jié)水改造提示了新的出路。例如陜西省東雷灌區(qū)實行九級揚水,最高揚程331.7m,平均揚程214.7m,因運行費用高,有的二級泵站不能正常開機,灌溉效益也無法發(fā)揮。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民針對這種情況,開始在有效利用降水,種植果樹上做文章。但是降水集中在7、8、9三個月,春季少雨,為此農(nóng)民打水窖,分散集蓄雨水,降水不足時則少量利用渠水補足蓄水,形成了“渠引窖蓄”的用水模式。這種用水模式大大減少了灌溉用水量,對該類灌區(qū)節(jié)水改造方向影響深遠。
地下水是北方灌區(qū)的重要水資源,我國在井渠結(jié)合方面取得了不少經(jīng)驗,地下水開發(fā)利用對大型灌區(qū)的意義并不僅僅是增加可供水量,而且能控制耕地鹽漬化,為種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供便利的水利條件。西北地區(qū)降水少,淺層地下水主要靠灌溉補給;淺層地下水往往礦化度較高,且在垂直方向和水平方面呈不均勻分布;灌區(qū)墾殖率低,灌區(qū)內(nèi)各類荒地大量分布,潛水蒸發(fā)損失大,這些因素都給西北灌區(qū)的地下水開發(fā)利用帶來多方面的特殊性。實行井渠結(jié)合是大型灌區(qū)節(jié)水改造的重要內(nèi)容,但處于不同自然條件的西北大型灌區(qū),實行井渠結(jié)合的技術(shù)方案、工程布局、工程形式、管理方式等,仍有必要認真研究和總結(jié)。
3.4 骨干渠道應(yīng)是渠道防滲的重點
大型灌區(qū)渠系復(fù)雜,渠線長、渠道的工程地質(zhì)條件和施工條件不同,輸水損失大,以渠道防滲作為節(jié)水改造主要措施是符合實際情況的。但是渠道防滲耗資巨大,而且還普遍存在凍漲破壞的威脅,如何正確選擇渠道防滲重點是大型灌區(qū)節(jié)水改造面臨的技術(shù)決策。骨干渠道與田間渠道比較有以下特點:①骨干渠道一般按續(xù)灌方式運行,行水時間長;田間渠道一般按輪灌方式運行,行水時間短。②各級渠道的合計設(shè)計流量,田間渠道一般為骨干渠道的幾倍至十幾倍,即一級田間渠道的合計斷面遠大于一級骨干渠道的合計斷面。③比較單條渠道長度,骨干渠道較田間渠道要大得多,但比較單位灌溉面積的渠道長度,結(jié)果正好相反。由此可以看出,骨干渠道輸水損失水量一般大于田間渠道輸水損失水量,骨干渠道防滲畝均費用一般小于田間渠道防滲畝均費用。因此,從投入的有效性考慮,大型灌區(qū)的渠道防滲應(yīng)以骨干渠道為重點。
渠道的功能主要是輸水、配水,但同時還要求不沖、不淤,盡可能減少洇滲對周圍農(nóng)田的影響,縮短行水時間,保證行水安全等等。從這些要求上看,骨干渠道防滲也應(yīng)優(yōu)先于田間渠道防滲。井渠結(jié)合灌區(qū),渠道通常都有引水補源的作用,因此田間渠道除確有必要的渠段外,一般不易采取防滲措施。
3.5 田間工程運行應(yīng)與骨干工程運行相協(xié)調(diào)
大型灌區(qū)節(jié)水改造要求田間工程與骨干工程同步進行,以充分發(fā)揮改造效益。從技術(shù)上看,田間節(jié)水灌溉工程選型必須考慮田間用水過程和渠道供水過程的一致性。如前所述,大型灌區(qū)的田間渠道多以輪灌方式運行,盡管灌區(qū)灌水周期一般為15~20日,但某條田間渠道的行水時間不過1~2日。采用地面灌溉方式可以適應(yīng)田間渠道的這種運行特點,但如采用噴灌、微灌,則供水過程往往難以滿足用水過程。可以通過修建田間調(diào)節(jié)池解決這個問題,但一是需增加投資,二是調(diào)節(jié)池的蒸發(fā)滲漏損失不容忽視,技術(shù)上、經(jīng)濟上應(yīng)進行論證。
北方大型灌區(qū)的田間工程,技術(shù)上應(yīng)以改進地面灌溉為主要方向,有地形條件的應(yīng)積極發(fā)展低壓管道輸水灌溉。農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整要求采用噴灌、微灌等灌溉方式時,盡可能實行井渠結(jié)合,以地下水作為水源。
3.6 適度發(fā)展噴灌、微灌,支持種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。
我國農(nóng)業(yè)面臨農(nóng)業(yè)資源特別是水資源不足的制約,同時還面臨比較效益低和加入WTO的挑戰(zhàn),農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)特別是種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整勢在必行。大型灌區(qū)具有較好的水利條件,而且不少都位于大中城市周圍的經(jīng)濟圈、經(jīng)濟帶內(nèi),進行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整既是大型灌區(qū)面臨的挑戰(zhàn),也是大型灌區(qū)發(fā)展的機遇,因此大型灌區(qū)節(jié)水改造應(yīng)高度重視提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益和有利于發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟。噴灌、微灌是先進的灌溉方式,對經(jīng)濟作物有廣泛的適用性,應(yīng)適度發(fā)展。其技術(shù)上的考慮是:不應(yīng)照搬國外通過修建田間調(diào)節(jié)池協(xié)調(diào)田間用水過程和渠道供水過程的作法,而應(yīng)提倡合理開發(fā)利用地下水,實行井渠結(jié)合運行模式。
3.7 農(nóng)藝措施是充分發(fā)揮節(jié)水改造效益的關(guān)鍵
提高降水利用率和生產(chǎn)效率的農(nóng)藝措施主要是:以平整土地為中心的坡地整治措施,以秸稈和地膜覆蓋為重點的覆蓋保墑措施,以少耕、免耕為主的耕作保墑措施,以平衡施肥和施用抗旱劑為重點的化學(xué)調(diào)控措施,以選用抗旱品種為重點的生物節(jié)水措施,以優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置為主的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展措施等等。大型灌區(qū)節(jié)水改造的目的是為了提高水利用率和水分生產(chǎn)效率,應(yīng)在技術(shù)方案和技術(shù)路線中明確農(nóng)藝措施的重要作用,也應(yīng)對農(nóng)藝措施的篩選和配套提出指導(dǎo)性要求。
北方大型灌區(qū)多數(shù)面臨水資源短缺的困擾,提倡非充分灌溉的呼聲很高。但是應(yīng)該看到,農(nóng)業(yè)技術(shù)進步已經(jīng)迫使人們對充分灌溉重新認識。例如棵間蒸發(fā)被認為是作物需水量的一部分,傳統(tǒng)上對其合理性并未有過什么苛求,僅僅要求進行較好的耕作和管理。但據(jù)河北省的試驗資料,桔稈覆蓋麥田可減少35%~66%的土壤水分消耗,其中大部分為棵間蒸發(fā)減少量。顯然這種覆蓋措施并不會造成作物水分的虧缺,也不會對作物生長環(huán)境造成顯著影響。因此在決定采用非充分灌溉之前,首先應(yīng)該研究農(nóng)藝措施對作物需水量的影響,使充分灌溉和非充分灌溉都建立在當(dāng)代科學(xué)的基礎(chǔ)上。
3.8 以信息化推動灌區(qū)生產(chǎn)服務(wù)的社會化
信息技術(shù)在大型灌區(qū)的傳統(tǒng)應(yīng)用是水管理自動化和辦公自動化,顯而易見這種信息技術(shù)應(yīng)用僅局限于灌區(qū)管理機構(gòu)內(nèi)部,并非服務(wù)于灌區(qū)社會。
基于對信息化認識的不斷深化,有些灌區(qū)已經(jīng)在探索服務(wù)于灌區(qū)社會的信息化道路。例如山西省夾馬口灌區(qū)利用信息技術(shù)把農(nóng)戶用水情況完全向社會公布,使農(nóng)民理解節(jié)約用水和自身利益是息息相關(guān)的,收到很好的節(jié)水效益和經(jīng)濟效益,也為大型灌區(qū)信息化提示了新的思路。
4. 北方大型灌區(qū)節(jié)水改造的幾項關(guān)鍵技術(shù)
北方大型灌區(qū)的具體條件不盡相同,面臨的問題有其特殊性,對節(jié)水改造技術(shù)需求有顯著差異,但其中也有一些比較具有共性的需求:
4.1 灌區(qū)水循環(huán)的模擬和評價技術(shù)
灌區(qū)引水量的減少以及渠道防滲等節(jié)水措施的廣泛采用將影響灌區(qū)水循環(huán),特別是地下水的補給和消耗將發(fā)生顯著變化,并進一步影響到土壤鹽分運動以及自然植被、人工植被的生態(tài)耗水。如何依據(jù)節(jié)水改造實施前后條件的變化比較準確地推演未來的狀況和變化趨勢,是對這項技術(shù)的基本要求。
4.2 渠道防凍漲技術(shù)
造成北方防滲渠道破壞的主要原因是凍漲,這種狀況與北方灌區(qū)普遍進行冬灌、秋澆等有直接關(guān)系。冬灌、秋澆一般定額較大,抬高了地下水位,特別是骨干渠道沿線的地下水位有時甚至高于渠底,致使凍漲量過大。國內(nèi)外渠道防凍漲研究成果和成功經(jīng)驗不少,技術(shù)上似乎沒有大的障礙,問題在于防凍漲措施的有效性往往和建設(shè)費用、運行費用成正比,對于發(fā)展中國家尚難以承受。北方灌區(qū)渠道防凍漲問題不宜單純依靠防凍漲措施解決,應(yīng)提倡針對渠段實際情況采用綜合措施解決。例如,骨干渠道兩側(cè)地下水補給條件好,水質(zhì)也較好,可以沿渠布設(shè)機井(或埋設(shè)水平排水管),將地下水提入渠中,一方面增加了可供水量,另一方面也可有效降低骨干渠道兩側(cè)的地下水位,減輕凍漲威脅,比單純排水的經(jīng)濟性好。
4.3 管道輸水技術(shù)
管道輸水、配水系統(tǒng)在井灌區(qū)已有較廣泛應(yīng)用,但在大型灌區(qū)除水泵進出水管道外,尚未得到真正應(yīng)用。從節(jié)水改造初步規(guī)劃來看,少數(shù)具有地形條件的灌區(qū)已經(jīng)注意到這項技術(shù)的應(yīng)用前景。北方灌區(qū)中有為數(shù)不少的高揚程灌區(qū),運行費用很高,減少輸水損失不僅節(jié)約用水,而且減少能耗,經(jīng)濟上、技術(shù)上都是可行的,應(yīng)著手該項技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。如何根據(jù)灌區(qū)的基本條件合理規(guī)劃設(shè)計配套完善的管道輸配水系統(tǒng),開發(fā)低成本大口徑管材,解決管道輸水管理上的困難等等是對管道輸水技術(shù)的主要需求。
4.4 大規(guī)模、高精度平整土地技術(shù)
高精度平整土地是提高大型灌區(qū)田間水利用率的基礎(chǔ)性工作,以往用人工和推土機進行這項工作,精度不高,耕地大平小不平,致使灌水仍不夠均勻,灌水定額過大。目前提高田間水利用率的有效措施是劃小畦塊,縮短溝長,但不利于農(nóng)機作業(yè)。國外降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高競爭能力的方向是擴大地塊,并同時采用激光平地,保證灌溉效率。激光平地在我國尚處于試驗階段,應(yīng)該在大型灌區(qū)節(jié)水改造中推廣該項技術(shù),這符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的長遠要求。激光平地除機械、電子設(shè)備外,還應(yīng)包括測量技術(shù)、規(guī)劃技術(shù)、施工技術(shù)等等。
4.5 非充分灌溉技術(shù)
非充分灌溉是北方相當(dāng)一部分缺水灌區(qū)的必然選擇,但如前所述,由于農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的進步和廣泛應(yīng)用,充分灌溉和非充分灌溉界限已發(fā)生明顯變化。故這里所講的非充分灌溉,應(yīng)該是在較好農(nóng)藝節(jié)水措施條件下進行的灌溉。對于大型灌區(qū),普遍采用非充分灌溉的關(guān)鍵在于需要對灌溉系統(tǒng)功能重新定位,對灌區(qū)運行調(diào)度也提出嚴格要求,否則如果按照目前的工程條件和調(diào)度能力,作物水分的“短期虧缺”很可能成為“永久虧缺”。
4.6 耕地鹽漬化的控制技術(shù)
西北地區(qū)的大型灌區(qū)因降水稀少,蒸發(fā)強烈,以及排水工程不配套等原因,開灌后都不同程度存在鹽漬化問題,因此必要的排水配套措施應(yīng)該是這次灌區(qū)節(jié)水改造的重要內(nèi)容之一。引黃灌溉曾在60年代初期發(fā)生過鹽漬化的問題,部分灌區(qū)一度被迫停灌,此后在鹽漬化綜合治理方面積累了不少經(jīng)驗,但是這些經(jīng)驗在多大程度上適合于西北的干旱、半干旱條件尚缺乏分析和驗證。
4.7 灌區(qū)分析評價技術(shù)
灌區(qū)分析評價包括二方面的目的:一是對現(xiàn)狀灌排設(shè)施進行調(diào)查,總結(jié)經(jīng)驗,找準問題;二是根據(jù)水資源條件、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等變化趨勢,提出灌區(qū)節(jié)水改造的目標、標準、技術(shù)方案、技術(shù)路線、經(jīng)濟技術(shù)指標、管理體制等等。灌區(qū)分析評價是灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃工作的基礎(chǔ),也是一項重要的前期性研究工作,但目前這項工作非常薄弱,仍停留在常規(guī)現(xiàn)場調(diào)查的水平上。
4.8 信息技術(shù)
一、適合我國不同類型區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉的工程技術(shù)模式
節(jié)水灌溉是充分合理利用各種水資源,采取水利、農(nóng)業(yè)、管理等技術(shù)措施,使區(qū)域內(nèi)有限的水資源總體利用率最高及其效益最佳。由于實施節(jié)水增效灌溉的地區(qū)自然、經(jīng)濟、社會條件千差萬別,灌溉的對象也多種多樣,不可能用一種固定的模式放之四海皆適用。必須遵循因地制宜的原則,依據(jù)不同地區(qū)、不同作物的不同要求,建立不同的節(jié)水工程技術(shù)模式來予以實施。我國從20世紀70年代開始發(fā)展節(jié)水灌溉,經(jīng)過30多年的實踐,特別是通過300個節(jié)水增產(chǎn)重點縣建設(shè),形成了適合我國不同類型區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉的工程技術(shù)模式,并已大面積推廣應(yīng)用。
(一)新建井灌區(qū)節(jié)水增效灌溉工程技術(shù)模式
按照“以水定井,統(tǒng)一規(guī)劃,合理開采,嚴格管理”的原則,在新建的井灌區(qū)發(fā)展節(jié)水增效灌溉。以開采有穩(wěn)定可靠補給來源的淺層地下水為主,將井灌建設(shè)和節(jié)水灌溉結(jié)合起來,建設(shè)成節(jié)水型井灌區(qū),做到既促進農(nóng)業(yè)的發(fā)展,又防止地下水超采、環(huán)境惡化的結(jié)果。這種模式是:合理布井,采用先進的成井工藝提高機井質(zhì)量,配套小型移動式噴灌機等節(jié)水灌溉設(shè)施。
吉林省洮南縣按照這種模式建成中心灌區(qū)1014.6畝,輻射區(qū)4050畝,項目區(qū)建成后灌水定額明顯下降,年節(jié)水30.67萬立方米,在全部農(nóng)田實現(xiàn)全生育期灌溉的同時,地下水得到有效控制,灌溉期間地下水位基本保持不變,而非項目區(qū)同期地下水位普遍下降2米,有效的提高了農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力。由于取消了田間輸水土渠,項目區(qū)還節(jié)省渠道占用耕地149畝。項目區(qū)的玉米、綠豆、小麥單產(chǎn)分別比建成前提高41%、38%和36%,品質(zhì)也增加1至2個等級。這種工程技術(shù)模式已在吉林,黑龍江、河南等省的新建井灌區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
(二)華北井灌區(qū)節(jié)水改造模式
我國井灌區(qū)面積約為2億畝,占全國灌溉面積的四分之一左右,大部分分布在華北地區(qū)。華北的井灌區(qū)大多處于缺水地區(qū),建成后由于灌水技術(shù)落后,經(jīng)過多年運行,地下水超采嚴重,生態(tài)環(huán)境日益惡化,灌溉保證率下降,危及當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。因此,必須對已建成井灌區(qū)進行節(jié)水改造。改造的模式為:采用低壓管道輸水(對于蔬菜、果園、經(jīng)濟作物、極度缺水地區(qū)的糧食作物也可采用噴、微灌)、田間平地,
劃小畦塊實行小畦灌溉,并與非充灌溉及覆蓋保墑等農(nóng)藝節(jié)水措施結(jié)合,在維持地下水采補平衡的基礎(chǔ)上,以水定面積發(fā)展灌溉。
山東省桓臺縣是我國北方第一個噸糧縣,但井灌區(qū)由于水資源不足,加之傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用水浪費現(xiàn)象嚴重,致使地下水位連續(xù)下降,井泵多次更新。為此,通過研究,實施了以充分利用降水、開發(fā)利用土壤水,合理調(diào)控地下水為主的節(jié)水改造,普遍采用低壓管道輸水,田間實行小畦灌溉,并與節(jié)水高效的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施密切結(jié)合的工程技術(shù)模式。實施后,比傳統(tǒng)地面灌溉節(jié)水29.8%,節(jié)能28.8%,省工33.2%,省化肥34.6%,增產(chǎn)46.7%,純收益增加247.3元/畝。年減少地下水開采量30億立方米。從而不但有效控制了地下水位下降,而且還有所回升。此外,也大大緩解了水資源供需矛盾,促進了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展。這種模式已在河北、山東、河南、山西、北京、天津等省市的井灌區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
(三)北方渠灌區(qū)田間工程節(jié)水改造模式
我國北方渠灌區(qū)輸水渠道防滲襯砌率低,田間工程不配套,灌水方法落后,是發(fā)展節(jié)水灌溉的重點區(qū)域,特別是田間工程部分,由于以群眾投入為主,是當(dāng)前節(jié)水灌溉最薄弱的環(huán)節(jié)。因此,這類灌區(qū)在對干、支渠等輸水工程進行防滲的同時,對田間工程進行節(jié)水改造。改造的模式是:對斗、農(nóng)渠進行防滲襯砌,平整土地,重新確定溝渠規(guī)格,采用小畦灌、溝灌、長畦短灌和波涌灌等先進的地面灌水技術(shù),并通過開展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤計劃濕潤層深度和采用覆蓋保墑等農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù),實現(xiàn)渠灌區(qū)全方位節(jié)水。
甘肅省武威市在節(jié)水增產(chǎn)縣建設(shè)中,新建襯砌斗、農(nóng)渠道4859.4公里,配套田間節(jié)水灌溉面積64.85萬畝,基本實現(xiàn)了耕地面積無土渠;完成平整土地面積38.64萬畝,基本實現(xiàn)了條田化,極大的改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件,使全市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益得到顯著提高。在完成田間工程改造的64.86萬畝后,增加有效灌溉面積1.15萬畝,提高作物灌溉保證率5.8%,增加作物復(fù)種指數(shù)0.3,提高灌溉水分生產(chǎn)率14%。據(jù)測定,山水灌區(qū)渠系水利用率達59.2%,田間水利用率達90%,灌溉水利用率達53.3%;井泉灌區(qū)渠系水利用率達82%,田間水利用率達95.1%,灌溉水利用率達78%。作物的灌溉凈定額由400立方米/畝降低到365立方米/畝,畝節(jié)水達35立方米。5年來累計節(jié)水3.2億立方米,節(jié)地4285畝,增加糧食1.55億公斤,綜合效益近3億元。這種模式已在我國北方廣大的渠灌區(qū)推廣應(yīng)用。
(四)北方井渠結(jié)合灌區(qū)節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式
我國井渠結(jié)合型灌區(qū)面積約有2億畝這類灌區(qū)的特點是單一依靠渠灌還是單一依靠井灌都存在水資源不足,或引起其他生態(tài)問題,必須實行井渠結(jié)合灌溉。這類灌區(qū)的節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式為:開展地面水與地下水在時間上及空間上的聯(lián)合調(diào)度。渠灌部分進行適度防滲輸水渠道,井灌部分采用管道輸水;田間采取長畦改短實施小畦灌溉及覆蓋、化學(xué)節(jié)水、節(jié)水灌溉制度等農(nóng)藝和管理節(jié)水措施,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度和農(nóng)業(yè)高效用水。
河南省清豐縣歷史上旱澇洪堿災(zāi)害俱全,自20世紀70年代以來,由于農(nóng)業(yè)的發(fā)展,大量開采地下水,地下水位大幅度下降,干旱缺水成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的主要制約因素。在建設(shè)節(jié)水增產(chǎn)縣中采取了引黃河水與地下水聯(lián)合運用,咸水與淡水聯(lián)合運用,建設(shè)適合地表水與地下水聯(lián)合運用的節(jié)水工程、節(jié)水高效模式化栽培技術(shù)組成的節(jié)水灌溉模式。實施結(jié)果節(jié)水率達30.4%,水分生產(chǎn)率提高63.3%,小麥和玉米的綜合水分生產(chǎn)率達到1.96公斤/立方米,地下水位有所回升。這種模式已在山東、河北、河南、山西等省的井渠結(jié)合灌區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
(五)水利富民集雨節(jié)灌模式
據(jù)調(diào)查,我國適宜開展集雨節(jié)灌的地區(qū)包括西南、西北、華北的14個省(區(qū)),有耕地面積4.1億畝,人口2.86億人。這些地區(qū)的相當(dāng)一部分,由于地形和經(jīng)濟條件的限制,興建骨干水利工程難度很大,而且?guī)淼纳鷳B(tài)環(huán)境問題多。因此,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要“靠天吃飯”,生產(chǎn)條件落后,農(nóng)民收入低,是我國主要的扶貧地區(qū)。如何充分利用當(dāng)?shù)匚ㄒ挥袧摿Φ慕涤曩Y源,發(fā)展有限灌溉(灌關(guān)鍵水),提高作物產(chǎn)量,促進農(nóng)民脫貧致富,不但是當(dāng)?shù)仄惹行枰鉀Q的問題,也是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一個帶戰(zhàn)略性的問題。水利富民集雨節(jié)灌工程技術(shù)模式的特點是:節(jié)灌工程與農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的緊密結(jié)合,即建設(shè)雨水集流工程[包括集流面、水窖(池)、輸水管(溝)]和等高耕種開挖魚鱗坑攔蓄雨水、深耕蓄水保墑、覆蓋抑制蒸騰保蓄、調(diào)整農(nóng)作物布局的適水種植、增施肥料提高水肥利用率、坡地糧草輪作、糧草帶狀間作和草(灌木)間作減少雨水徑流等農(nóng)業(yè)蓄雨利用技術(shù)措施相結(jié)合,田間采用小畦灌、點灌或滴灌。
甘肅實施雨水集流節(jié)灌工程模式是:每戶建100平方米左右的集流場,打兩眼水窖,發(fā)展1畝左右的庭院經(jīng)濟。廣西河池地區(qū)發(fā)展水柜灌溉,改過去只能種一茬玉米為一茬玉米加一茬中(晚)稻,畝產(chǎn)由150公斤增長到700~800公斤,實現(xiàn)了溫飽有余。實施了一戶建一眼旱井或水窖,采用坐水種和滴灌技術(shù),發(fā)展2畝抗旱保收田的集雨節(jié)灌模式。還有陜西的“甘露工程”以及山西、河南、河北等省雨水集蓄工程都對解決農(nóng)民溫飽、農(nóng)民增收、脫貧致富發(fā)揮了巨大作用。
(六)南方小型機電提水灌區(qū)節(jié)水改造模式
我國南方小型機電提水灌區(qū)普遍存在泵站布局不夠合理,泵站設(shè)施老化失修,機泵裝置效率低,能耗高,輸水損失大,田間工程標準低,灌水方法落后的問題。節(jié)水改造的模式為:對泵站合理布局,進行節(jié)能更新改造;對輸水土渠改造為低壓輸水管道或襯砌渠道;對田間水稻灌區(qū)實現(xiàn)格田化,采用水稻節(jié)水灌溉制度,蔬菜灌區(qū)采用噴灌或滴灌。
上海市嘉定區(qū)在對185座提水泵站重新合理布局后,對301臺套的水泵機組進行節(jié)能更新改造,使機泵的平均裝置效率從38.45%提高到60.8%,能源單耗從7.43度/千噸米降低到4.5度/千噸米。鋪設(shè)混凝土瓦筒管396公里代替土明渠輸水,使渠道水利用率由原來的65%提高到95%,節(jié)約渠道占地4731畝。對水稻實施節(jié)水灌溉,每畝年節(jié)水300立方米。浙江省平湖市通過對提水泵站采取水泵斜裝、取消底閥、出水口安裝漸擴管、淹沒出流等技術(shù)措施進行技術(shù)改造,泵站平均裝置效率由35.6%提高到50.4%。對水稻實施“薄水灌溉,經(jīng)常落干露田”的薄露灌溉,平均每畝節(jié)水128立方米。這種模式還在湖南、湖北、廣東、廣西、福建等省、區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
(七)城郊農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式
城郊農(nóng)業(yè)的特點主要表現(xiàn)為產(chǎn)值高、生產(chǎn)效率高、為城市生活服務(wù)。因此,必須發(fā)展高效農(nóng)業(yè),即資源利用率高、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟效益高的農(nóng)業(yè)。這類地區(qū)的節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式為:大田糧食作物建設(shè)噴灌、管灌工程發(fā)展噴灌、小畦灌,蔬菜、果園及經(jīng)濟作物發(fā)展微灌和噴灌,灌溉用水管理實施自動化控制。
北京市大興縣龐各莊采用這種模式建設(shè)了6885畝城郊農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉示范區(qū),其中:糧田管、噴灌面積5200畝,中心示范區(qū)微灌325畝,節(jié)水示范實驗基地滴灌110畝,果樹滴灌300畝,菜田保護地滴灌節(jié)水950畝。在整個示范區(qū)進行大規(guī)模整修道路、疏挖排水渠、配套建橋、植樹綠化、打井配電等農(nóng)田水利基本建設(shè)的同時,采取噴灌,滴灌,微灌等多種先進節(jié)水灌溉工程技術(shù),獲得了年節(jié)水150萬立方米,節(jié)電17.4萬度,節(jié)省投工1.6萬個,縮短輪灌周期3~5天,小麥、玉米兩茬平均畝增產(chǎn)18.1%,瓜菜倒茬畝均增產(chǎn)15%的效果。平谷縣對平原區(qū)的糧食作物全部實現(xiàn)噴灌化,每年每畝用水量由原來的250立方米降低到130立方米。山東省煙臺市郊區(qū)發(fā)展了草莓、大櫻桃、香椿和各種特菜的設(shè)施栽培,采用大棚膜下滴灌,有效的控制棚內(nèi)空氣濕度,提高地溫,減少病害,促進作物早熟,提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。草莓大棚膜下滴灌每季可減少爛果300公斤,僅這一項就可收回全部節(jié)水灌溉投資。大櫻桃大棚膜下滴灌可提前1~2個月上市,價格提高10~20倍。威海市環(huán)翠區(qū)建成的自動化控制噴灌和自動化控制滴灌工程均取得較好的節(jié)水、省工、增產(chǎn)效益。這種模式已在我國大中型城市郊區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
(八)節(jié)水抗旱灌溉工程技術(shù)模式
我國無論是北方或是南方地區(qū),均存在著許多季節(jié)性缺水地區(qū),這類地區(qū)在農(nóng)作物播種季節(jié)或某個生育階段經(jīng)常性的發(fā)生干旱,而在其他生長季節(jié)或生育階段則降雨可滿足需水要求,如不采取抗旱灌溉輕者減產(chǎn),重者絕收。對這類地區(qū),采取的節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式為:選用適宜當(dāng)?shù)氐母鞣N節(jié)水灌溉技術(shù)如坐水種、軟管灌溉、輕小型移動式噴灌機組等和平整土地、修建梯田、植樹種草培肥土壤、覆蓋保墑、合理耕作、采取節(jié)水灌溉制度相結(jié)合。
東北松遼平原和松嫩平原普遍采用坐水種節(jié)水抗旱灌溉模式,利用行走式注水點播機,將開溝、注水、點種、施肥、覆土一次作業(yè)完成,主要用于玉米、大豆、甜菜的抗旱點灌。目前,在黑龍江省西部、吉林省西部、遼寧省北部和西部、內(nèi)蒙古東部地區(qū),已把坐水種作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié),每年坐水種面積高達7000萬畝以上。軟管抗旱灌溉和輕小型移動式噴灌機組抗旱噴灌廣泛應(yīng)用于豫南、蘇北、皖北和南方丘陵地區(qū),利用輕小型噴灌機接軟管澆灌或噴灌,也可利用山丘區(qū)水源的自然落差水頭接軟管澆灌或噴灌、微灌。轉(zhuǎn)貼于 二、推廣這些模式存在的主要問題和對策
(一)提高認識,合力發(fā)展
我國水資源缺乏已是不爭的事實,但是水資源短缺對生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟發(fā)展的影響遠未引起人們足夠的重視。在農(nóng)民群眾中還沒有樹立起水資源有限和水危機的意識,“水是取之不盡,用之不竭“的錯識觀念還比較頑固,節(jié)水意識和水法律意識還很淡薄。在一些基層領(lǐng)導(dǎo)和干部中,為了實現(xiàn)短期的經(jīng)濟利益,仍在嚴重超采地下水的地區(qū),繼續(xù)加大開采地下水,擴大灌溉面積;有的流域在上游無節(jié)制地開墾,大規(guī)模發(fā)展灌溉,不但引起下游荒蕪、沙化,而且造成上游灌區(qū)次生鹽堿化。
當(dāng)前由于發(fā)展節(jié)水灌溉已成為我國的一項國策,因此許多部門都在抓節(jié)水灌溉這項工作。發(fā)揮各個部門的積極性本來是件好事,但也出現(xiàn)了多頭抓節(jié)水,各自為政、資金使用分散、小打小鬧、盲目性增加、形成不了規(guī)模、總體效益不夠好的弊端。節(jié)水灌溉是一個系統(tǒng)工程,在技術(shù)上涉及到水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、電子、輕工、冶金、化工、環(huán)保、技術(shù)監(jiān)督等部門;在研究推廣上涉及科技、教育、宣傳等部門;在資金投入上涉及計劃、財政、金融等部門;在組織管理上涉及中央和地方各級政府。為了確保21世紀我國的水安全,節(jié)水灌溉已到了應(yīng)由中央組織領(lǐng)導(dǎo),打破部門本位主義,在國家總體利益的基礎(chǔ)上,形成合力不可的地步。在發(fā)展節(jié)水灌溉采取的措施上,要打破常規(guī),采取非常措施,改分散為集中、改小打小鬧為戰(zhàn)略安排、改單純搞示范點示范區(qū)為全流域綜合治理,改以需定供為以供定需,改追求工程建設(shè)規(guī)模為出臺重大管理舉措。使節(jié)水灌溉更大規(guī)模、更深入開展,使各方面政策措施更加配套,使節(jié)水灌溉的增產(chǎn)增收效益更加顯著。
(二)應(yīng)以國家投入為主
根據(jù)水利部最近擬定的節(jié)水灌溉規(guī)劃(見下表),從2001年到2015年,每年發(fā)展節(jié)水灌溉工程面積2000萬畝,為此每年需要投入資金84~91億元。目前我國發(fā)展節(jié)水灌溉是以農(nóng)民自籌為主,建設(shè)資金主要是使用銀行貸款,貸款期限短,貼息年限僅一年,加之這種貸款屬指導(dǎo)性計劃,往往只有額度沒有資金,國家沒有其它優(yōu)惠政策,因此貸款落實難度很大。據(jù)統(tǒng)計,1996年到1997年,由于國家起動了300個節(jié)水增產(chǎn)重點縣建設(shè)項目,全國用于節(jié)水灌溉建設(shè)的資金約150億元,經(jīng)費籌集的渠道是:貸款32億元,各級財政投入48億元,集體和農(nóng)民自籌70億元,發(fā)展各類節(jié)水灌溉工程面積5000萬畝。可見,由貸款和集體及農(nóng)民負擔(dān)的投入占到總資金的68%,各級財政投入只占到32%。由于我國農(nóng)民收入水平相對較低,而節(jié)水灌溉的效益主要體現(xiàn)在改善生態(tài)環(huán)境等社會效益方面,要求農(nóng)民投入太多的資金用于發(fā)展節(jié)水灌溉是不現(xiàn)實的。即使按上述的投資比例,國家的投入也顯不足,農(nóng)民和集體難以長期承受2/3以上的投入,如不加大國家的投入,節(jié)水灌溉也難以繼續(xù)按此速度發(fā)展。
據(jù)預(yù)測,到2010年全國各省、市、自治區(qū)人均水資源占有量低于500立方米的有天津、上海、寧夏、北京、河北、江蘇和山西9個省、市、自治區(qū)(不包括入境水量),其中天津、寧夏、上海人均水資源占有量低于170立方米。按國際標準,人均水資源占有量1000立方米為起碼需求、人均占有水資源量2000立方米嚴重缺水邊緣統(tǒng)計,我國2010年將有12個省、市、自治區(qū)低于起碼需求標準,有17個省、市、自治區(qū)低于嚴重缺水邊緣線。到2030年,全國約有20個省、市、自治區(qū)低于嚴重缺水邊緣線,其中低于起碼需求的有13個省、市、自治區(qū)。農(nóng)業(yè)是最大的用水戶,為了保障我國水資源的可持續(xù)利用,農(nóng)業(yè)節(jié)水將是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。
節(jié)水灌溉的最大受益者是誰?可分為三種情況:
①為改善生態(tài)環(huán)境和向工業(yè)與城市生活讓水所進行的節(jié)水灌溉,如上游向下游讓水需要上游灌區(qū)節(jié)水;井灌區(qū)為減少地下水位下降需要井灌節(jié)水;工業(yè)和城市生活用水增加要求同一供水水源的灌區(qū)節(jié)水等,這類節(jié)水的主要受益者應(yīng)是國家;
②兼有改善區(qū)域農(nóng)業(yè)用水條件和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的節(jié)水灌溉,如節(jié)水為了擴大或穩(wěn)定灌溉面積和改善原有的灌溉條件,這類節(jié)水的主要受益者是國家和農(nóng)民;
③節(jié)水主要是改善和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,如對農(nóng)作物適時適量供水、提高品質(zhì)和早上市等,這類節(jié)水主要受益者是農(nóng)民和國家。可見在總體上,國家是節(jié)水灌溉的最大受益者。
在水資源緊缺的地區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉,必然要對作物用水進行限制,如采用非充分灌溉制度,則是以降低單產(chǎn)換取區(qū)域總產(chǎn)提高為目的,對于單個農(nóng)戶來說不一定受益。即使在水資源充沛地區(qū),單從改變灌溉技術(shù)來說,農(nóng)作物增產(chǎn)的輻度也不太大,除經(jīng)濟作物外,糧食作物一般也只在10%~20%。據(jù)調(diào)研,從水源到田間,新發(fā)展出1畝節(jié)水灌溉面積平均約需投入3000元左右,改造1畝節(jié)水灌溉面積也得投入500~1000元;發(fā)展1畝坡地改梯田約需投入2000元左右。當(dāng)前農(nóng)業(yè)比較效益很低,農(nóng)民負擔(dān)很重且收入增長速度下降,在發(fā)展節(jié)水灌溉中一般只能承擔(dān)投勞部分。因此,從現(xiàn)階段我國國情來看,除發(fā)展溫室大棚或經(jīng)濟作物等高產(chǎn)出的節(jié)水灌溉,應(yīng)以業(yè)主或農(nóng)民為主投入外,我國節(jié)水灌溉的投入應(yīng)以國家為主。
(三)政策配套,提高灌溉用水管理水平
我國節(jié)水法規(guī)制度建設(shè)相對滯后,尤其是灌溉用水的市場機制不鍵全,農(nóng)用水價偏低,不利于節(jié)水灌溉工作的開展。在推行節(jié)水灌溉中,管理是最重要的環(huán)節(jié),也是目前最不為人們重視的環(huán)節(jié),重建設(shè)、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當(dāng)前,灌區(qū)的農(nóng)田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,目前在水、種、肥這農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌區(qū),水費支出僅占平均純收入的2.1%。由于水價太低,導(dǎo)致農(nóng)民不愛惜水,不舍得在購買節(jié)水灌溉設(shè)備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出,反而鼓勵農(nóng)民多用水;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節(jié)水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。
1998年中央水利工程供水出庫價或河道取水的渠首價平均每立方米1.3分;地方水利工程的平均供水價格(批發(fā)價)為每立方米2.9分;農(nóng)業(yè)用水零售價每立方米5分左右,適當(dāng)提高水價,逐步達到成本水價,是水價改革的方向。目前不少灌區(qū)已開始適度提高灌溉用水的水價,但達到成本水價還很困難。為避免因水價上提,引起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本輪番上漲,應(yīng)實行鼓勵節(jié)約用水的科學(xué)水價制度,如容量和計量兩部制水價和累進制水價,對于浪費水資源的行為,實行懲罰性水價。此外,在水資源的合理調(diào)配和灌溉服務(wù)體系的建設(shè)方面,也還遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。因此,要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件對不同類型,特別是小型水利工程因地制宜地實行股份制改造、承包經(jīng)營、股份合作制、租賃拍賣等多種形式的產(chǎn)權(quán)制度改革。大中型灌區(qū)要積極推廣用水戶參與管理的經(jīng)驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現(xiàn)以水養(yǎng)水,達到節(jié)水的良性循環(huán)。要加強灌區(qū)內(nèi)部管理,精簡機構(gòu),分流冗員,落實多種形式的經(jīng)營管理責(zé)任制,降低成本,提高經(jīng)濟效益。
節(jié)水灌溉,就是要改變千百年來人們的農(nóng)業(yè)用水習(xí)慣,改變粗放灌溉為精細灌溉、改不重視降雨的利用為充分利用降雨。按作物的最佳需水要求,在高效利用降雨的前題下,適時適量地進行科學(xué)灌溉,用較少的水取得較高的產(chǎn)出效益。它是解放和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要措施,是節(jié)約農(nóng)業(yè)用水,緩解我國水資源不足的有效法途徑,是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式,使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重大戰(zhàn)略舉措,也是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用水方式的一場革命。當(dāng)前,隨著節(jié)水灌溉的發(fā)展,各地已出現(xiàn)了諸如:土地適度規(guī)模經(jīng)營、業(yè)主承包農(nóng)民土地入股、公司+農(nóng)戶等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的變革,并由此帶動了節(jié)水灌溉產(chǎn)品設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化。因此,發(fā)展節(jié)水灌溉要促進農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和耕作制度的轉(zhuǎn)變,促進大幅度提高勞動生產(chǎn)率,促進農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和效益,促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。
(四)應(yīng)進一步強調(diào)因地制宜,克服推廣中的盲目性
目前可供選擇的節(jié)水灌溉技術(shù)有很多種,但都有一定的適宜范圍,必須因地制宜,作好調(diào)查研究,進行充分論證和多方案比較,特別要考慮我國的國情,選擇最適合本地區(qū)發(fā)展的節(jié)水灌溉技術(shù)措施。盡管在發(fā)展節(jié)水灌溉的歷程中,主管部門一再強調(diào)要堅持因地制宜的原則,但是當(dāng)前各地在推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)中,仍然出現(xiàn)一些不恰當(dāng)?shù)淖龇ǎ绮话匆?guī)律辦事,行政干預(yù)較多,不根據(jù)需要和可能,不充分征求農(nóng)民群眾的意見,沿國道成線、成片修建僅為供參觀用的所謂樣板工程或旅游農(nóng)業(yè);有的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程本已有比較完整的低壓管道輸水灌溉系統(tǒng),又在上面重復(fù)修建噴灌工程,上級參觀時開噴灌,實際生產(chǎn)時用管灌;有的井灌區(qū)已嚴重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本應(yīng)通過修建節(jié)水工程減少地下水用量,改善和恢復(fù)生態(tài)平衡,但卻繼續(xù)擴大灌溉面積,地下水開采量不但不減少,反而增加等等。造成投入大量資金建成的節(jié)水灌溉工程不但不能發(fā)揮應(yīng)有的效益,而且還挫傷了農(nóng)民發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的積極性或帶來負面的社會效應(yīng)。
我國地域廣闊,各地經(jīng)濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發(fā)展節(jié)水灌溉要從各地的實際出發(fā),在充分考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件和農(nóng)村社會經(jīng)濟水平的基礎(chǔ)上,因地制宜地選取各種適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)和模式。適合用什么技術(shù),就用什么技術(shù),經(jīng)濟條件許可用什么方式,就用什么方式。不照搬國外做法,不盲目追求高標準,不一哄而上,不搞一刀切。發(fā)展節(jié)水灌溉是一項系統(tǒng)工程,要將農(nóng)業(yè)措施與水利措施相結(jié)合、工程措施與非工程措施相結(jié)合、軟件建設(shè)與硬件建設(shè)相結(jié)合,形成各種節(jié)水技術(shù)的組裝、配套與集成。發(fā)展節(jié)水灌溉還應(yīng)以經(jīng)濟效益為中心,以提高水、土資源利用率和增產(chǎn)、增收為目標,通過發(fā)展節(jié)水技術(shù)促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、促進各種先進適用技術(shù)的應(yīng)用、促進農(nóng)業(yè)質(zhì)量和效益的提高,推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化進程,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增收,使農(nóng)民得到更多實惠,用顯著的經(jīng)濟效益引導(dǎo)廣大農(nóng)民群眾發(fā)展節(jié)水灌溉。
中圖分類號:TU991文獻標識碼: A
引言
由于河西冷涼區(qū)水資源供需矛盾嚴重,在該地區(qū)實施《河西冷涼地區(qū)高新節(jié)水灌溉技術(shù)與信息化控制系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用》項目將會在農(nóng)業(yè)灌溉中提高水的利用率,緩解用水矛盾,促進當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展和社會的進步和諧,具有很大的意義。但是此項目實施也有很明顯的優(yōu)勢。這些優(yōu)勢主要從項目承辦單位的科研實力,我國現(xiàn)有的技術(shù)水平和當(dāng)?shù)厝〉玫目蒲谐晒矫姹憩F(xiàn)出來。
一、項目承擔(dān)單位具有較強的科研實力
該項目由民樂縣洪水河管理處主持,甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院、河西學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院和洪水河管理處下屬職能科室參與完成。
洪水河管理處下設(shè)三科一室一所二站,現(xiàn)有職工253人,專業(yè)技術(shù)人員108人,其中:高級工程師4人,工程師22人,助理工程師37人,技術(shù)員45人。2010年洪水河管理處與甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合掛牌成立節(jié)水科研與教學(xué)基地,2013年成立洪水河灌區(qū)社會實踐服務(wù)基地、青年就業(yè)創(chuàng)業(yè)見習(xí)基地,為項目實施提供了可靠的技術(shù)支撐。從20世紀80年代起,洪水河管理處針對灌區(qū)干旱缺水的實際,一直致力于節(jié)水灌溉研究應(yīng)用,先后完成了35項節(jié)水灌溉試驗課題研究。取得了民樂縣、甘肅省乃至國內(nèi)外的各項技術(shù)大獎。并且在國家級或省部級核心期刊上也發(fā)表多篇應(yīng)用性論文。
甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,現(xiàn)有農(nóng)業(yè)水利工程、農(nóng)業(yè)電氣化及其自動化、電氣工程及其自動化等8個本科專業(yè)。現(xiàn)有教職工90人,其中教授20人、正高級工程師1人、副教授18人、博士生導(dǎo)師5人學(xué)院在校外建立了多個校外實踐教學(xué)與研究基地。并且學(xué)院近年來先后承擔(dān)了國家“863計劃”項目專題、國家自然基金多項,主持和參與了多項國家公益性行業(yè)科研專項、科技支撐計劃等科研項目,并多次獲得省部級科研成果獎。同時在國內(nèi)外期刊上發(fā)表了多篇論文。學(xué)院立足甘肅、面向干旱半干旱地區(qū),突出農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)特色和農(nóng)業(yè)工程學(xué)科優(yōu)勢,實現(xiàn)規(guī)模、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、效益協(xié)調(diào)發(fā)展,建成了在全國同類院校及西部地區(qū)有重要影響的教學(xué)研究型學(xué)院。
洪水河管理處工程科,先后完成洪水河大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目,日元貸款風(fēng)沙治理項目、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目、節(jié)水增效示范項目等多項水利工程的設(shè)計、施工建設(shè)任務(wù)。均被評為省、市、縣優(yōu)良工程。共配置專業(yè)技術(shù)人員67名,其中高級工程師2名,工程師12名,助理工程師21名,技術(shù)員32名。完成科研項目自壓式半固定噴管灌技術(shù)在洪水河灌區(qū)的應(yīng)用,獲民樂縣科技進步一等獎;低壓管道輸水技術(shù)在自流灌區(qū)的推廣應(yīng)用,獲民樂縣科技進步三等獎。
洪水河管理處信息調(diào)度中心,已建設(shè)完成了較為完善的配套設(shè)備。共配置專業(yè)技術(shù)人員5名,其中工程師2名,助理工程師2名,技術(shù)員1名。完成科研項目洪水河灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用與研究,獲民樂縣科技進步一等獎。
民樂縣益民灌溉試驗站配置專業(yè)技術(shù)人員8名,其中工程師2名,助理工程師2名,技術(shù)員3名,研究生1名。先后作為項目主要承擔(dān)單位完成了多項節(jié)水灌溉試驗課題研究,獲得了地廳級科技進步獎3項,縣處級科技進步獎8項,在國家級或省部級核心期刊發(fā)表相關(guān)研究應(yīng)用論文多篇。
二、我國國內(nèi)節(jié)水灌溉事業(yè)取得了很大成就
1發(fā)展社會化
節(jié)水灌溉把水利、農(nóng)機、農(nóng)業(yè)、農(nóng)藝等農(nóng)業(yè)要素結(jié)合起來,成為他們的載體。節(jié)水灌溉使農(nóng)村經(jīng)濟得到快速發(fā)展。同時對于灌溉農(nóng)業(yè),全社會有了越來越統(tǒng)一的認識,社會輿論也越來越好。大家都意識到了發(fā)展節(jié)水灌溉的重要性,從心底愿意攜起手來發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)。在政府層面,形成了新的有利局面,各部門包括財政、農(nóng)機、水利、發(fā)展改革、農(nóng)業(yè)、科技實現(xiàn)了合作。在社會層面,一些社會群體包括農(nóng)業(yè)合作組織、受益農(nóng)戶、涉農(nóng)企業(yè)、種植大戶在高收益的驅(qū)使下,發(fā)展節(jié)水灌溉投資修建節(jié)水灌溉設(shè)施的有著空前高漲的積極性。發(fā)展節(jié)水灌溉被政府大力推動,巨大的環(huán)境效益和生態(tài)效益也會被節(jié)水灌溉激發(fā)出來,一些社會會組織越來越關(guān)注其發(fā)展。在技術(shù)發(fā)展層面,一些新技術(shù)新設(shè)備被企業(yè)自主研發(fā)出來,譬如微潤灌溉、痕量灌溉,對政府的依賴性減少,企業(yè)的自主性增加。
2技術(shù)集成化
隨著不斷的對節(jié)水灌溉技術(shù)進行研發(fā)、實驗和推廣,隨著不斷調(diào)整的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、不斷轉(zhuǎn)變的耕作技術(shù)、不斷革新的管理手段,節(jié)水灌溉從原有的單一的灌溉技術(shù)模式開始經(jīng)歷向農(nóng)業(yè)綜合集成技術(shù)模式轉(zhuǎn)變。膜下滴灌技術(shù),在西北、東北地區(qū)近幾年被大力推廣,這項技術(shù)效率很高,是農(nóng)機、農(nóng)藥、農(nóng)膜、滴灌、種子、化肥、農(nóng)藝的集成技術(shù)。在南方水稻產(chǎn)區(qū)開始推廣控制灌溉技術(shù),這項技術(shù)包括“淺、薄、濕、曬”的特點,也集成了農(nóng)藝、種子、灌溉、化肥等技術(shù)。水肥一體化、覆膜保墑等技術(shù)被農(nóng)業(yè)部門推廣。使節(jié)水灌溉技術(shù)相應(yīng)的得到進一步整合。
3建設(shè)的規(guī)模約來越大
由于政府對節(jié)水灌溉進行大力推動,越來越多的土地流轉(zhuǎn)起來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式也開始轉(zhuǎn)變,一些新特點如規(guī)模化、區(qū)域化開始在節(jié)水灌溉建設(shè)方面出現(xiàn)。譬如400萬畝在新疆一年內(nèi)發(fā)展起來、在甘肅河西走廊地區(qū)700多萬畝在五年內(nèi)發(fā)展、3800萬畝在東北四省區(qū)在四年內(nèi)發(fā)展起來等,這些在節(jié)水灌溉領(lǐng)域的新發(fā)展表明,節(jié)水灌溉事業(yè)越來越規(guī)模化區(qū)域化。其他地區(qū)也針對區(qū)域優(yōu)勢作物為對象,開始對節(jié)水灌溉技術(shù)進行大規(guī)模推廣。
4應(yīng)用大田化
隨著越來越成熟的噴微灌技術(shù)、不斷擴大的生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)成本不斷降低的節(jié)水灌溉設(shè)備,噴微灌技術(shù)也從小范圍應(yīng)用到大范圍轉(zhuǎn)變。原來應(yīng)用的主要是在高效經(jīng)濟作物領(lǐng)域如蔬菜、花卉、果樹等,現(xiàn)在開始大范圍應(yīng)用到大田范圍,譬如馬鈴薯、棉花、玉米等。小麥噴灌在黃淮海平原井灌區(qū)的發(fā)展規(guī)模越來越大,水稻膜下滴灌技術(shù)試驗也在新疆、寧夏等地區(qū)開展起來。
5服務(wù)更加專業(yè)化
不斷擴大的節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)模,也使得越來越專業(yè)化的節(jié)水灌溉的服務(wù)出現(xiàn)。專業(yè)化特點在設(shè)計工程、施工、后期服務(wù)等各個階段呈現(xiàn)出來。也出現(xiàn)了規(guī)模越來越大的設(shè)計工程、施工與維修養(yǎng)護的專業(yè)化隊伍。
三、民樂縣在節(jié)水灌溉領(lǐng)域取得了豐碩的科研成果
當(dāng)?shù)厝嗣穹e極在當(dāng)?shù)匕l(fā)明應(yīng)用節(jié)水灌溉的新技術(shù),以及進行了一系列的科學(xué)實驗都取得了很大成果。如低壓管道輸水技術(shù)在自流灌區(qū)的推廣應(yīng)用、自壓式半固定噴管灌技術(shù)在洪水河灌區(qū)的應(yīng)用、溫室葡萄滴灌輸水系統(tǒng)及灌溉制度實驗研究、張掖市節(jié)水型社會建設(shè)板藍根灌溉制度試驗研究、中藥材及優(yōu)質(zhì)牧草灌溉制度試驗研究、馬鈴薯免耕覆蓋栽培與調(diào)虧灌溉技術(shù)試驗研究、加工型馬鈴薯節(jié)水灌溉制度試驗研究、作物灌溉需水預(yù)測預(yù)報研究、水資源優(yōu)化配置及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整問題探索與研究、洪水河灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用與研究、全膜覆土穴播條件下春小麥灌溉制度試驗研究等技術(shù)與研究實驗分別獲得了民樂縣及甘肅省的各項技術(shù)大獎。。
結(jié)束語
我國的南北水資源分布不均,民樂縣降水少,干旱嚴重,水資源匱乏。在該地區(qū)實施《河西冷涼灌區(qū)高新節(jié)水灌溉技術(shù)與信息化控制系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用》的項目很有必要。由于此項目承辦的單位擁有較強的科研實力、我國的節(jié)水灌溉事業(yè)發(fā)展迅速及該縣在節(jié)水灌溉領(lǐng)域取得了豐碩的成果,這些條件成為項目實施的優(yōu)勢。該項目在這些優(yōu)勢條件幫助下必將順利展開并圓滿完成任務(wù)。
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我國是一個農(nóng)業(yè)大國,水資源利用的70%以上用于農(nóng)業(yè)灌溉,近年來隨著工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展,在農(nóng)業(yè)灌溉工程和建設(shè)運行管理方面,確實存在一些問題,如:投資能力不足,許多灌溉工程未建成即投入生產(chǎn)運用;投產(chǎn)之后,又由于資金缺乏,設(shè)備不能正常維修養(yǎng)護,有效灌溉面積呈衰減趨勢;建成的灌溉項目管理制度不健全,管理單位無自主權(quán),使工程效益不能充分發(fā)揮;對項目管理及其效果缺乏監(jiān)測制度和評價指標等,“重工程、輕管理,重大型、輕小型,重骨干、輕配套,重建設(shè)、輕效益”的現(xiàn)象還較為普遍。
1 農(nóng)業(yè)水利建設(shè)的特點
一是地域性差別大,不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、水旱災(zāi)害的主次地位,以及排灌工程結(jié)構(gòu)均有顯著差別。二是受氣候條件影響,一個灌區(qū)內(nèi)不同年份的灌溉需水量和對排水的要求也有所不同。三是農(nóng)業(yè)為弱勢產(chǎn)業(yè),隨著二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比較效益越來越低;實施節(jié)水灌溉,節(jié)省灌溉用水,增加農(nóng)民經(jīng)濟效益有限,節(jié)省下來的水資源大部分為城市和工業(yè)利用,或者成為生態(tài)環(huán)境修復(fù)用水。因此,節(jié)水灌溉項目工程建設(shè)與改造的資金,以及管理工作增加的費用大部分應(yīng)當(dāng)由政府財政承擔(dān)。四是農(nóng)業(yè)灌溉屬多學(xué)科交叉科學(xué),開展節(jié)水灌溉需要多部門通力協(xié)作。五是農(nóng)業(yè)水利工程的生產(chǎn)效果和對環(huán)境的影響,是在工程投入運用之后,隨著時間的推移,而逐漸顯示出來的。
2 節(jié)水灌溉研究
開展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的科學(xué)研究,需要采取開放方式,吸納多學(xué)科專家參與;需要科學(xué)總結(jié)建成工程的管理運用效果,從中取得經(jīng)驗和改進方向;需要跟蹤農(nóng)民生產(chǎn)進行監(jiān)測,取得的科學(xué)數(shù)據(jù)直接為改進生產(chǎn)管理服務(wù)。開展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的科學(xué)研究分2個層級。一是宏觀戰(zhàn)略研究,意在為灌區(qū)建設(shè)找出正確方向,使之與流域和區(qū)域的水資源配置相適應(yīng);二是微觀的技術(shù)性研究,意在解決生產(chǎn)管理的技術(shù)性問題,并為落實宏觀戰(zhàn)略研究提供支撐。農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的戰(zhàn)略科學(xué)研究課題,一般以國家級重大研究項目下達,由中央科研機構(gòu)與地方科研機構(gòu)協(xié)作承擔(dān),成果需得到中央和地方政府主管部門認可和組織實施。節(jié)水灌溉的微觀技術(shù)性研究內(nèi)容,包括監(jiān)測研究各種農(nóng)作物不同灌溉方式和節(jié)水措施條件下的騰發(fā)耗水量、耕地多種作物的平均騰發(fā)耗水量、項目區(qū)包括耕地和非耕地的綜合騰發(fā)耗水量、水資源平衡分析、地表水與地下水的水質(zhì)變化、土壤肥力變化、化肥農(nóng)藥使用效果及其對環(huán)境的影響,以及各種技術(shù)措施對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)節(jié)水的效果等。這些研究均應(yīng)在項目區(qū)耕地上設(shè)監(jiān)測點和對比點,跟蹤農(nóng)民生產(chǎn)進行監(jiān)測分析,以使監(jiān)測資料反映項目區(qū)實際情況,研究成果直接服務(wù)于生產(chǎn)實際。
3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式及其發(fā)展需注意的問題
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式,一是采取工程技術(shù)措施減少灌溉水的滲漏流失,提高灌溉效率;二是采取工程、農(nóng)業(yè)和管理的綜合節(jié)水措施,降低水分騰發(fā)量,提高農(nóng)作物的水分生產(chǎn)率。二者結(jié)合,缺一不可。采取綜合節(jié)水措施,減少農(nóng)業(yè)水分騰發(fā)量,提高農(nóng)作物水分生產(chǎn)率,對節(jié)水灌溉有普遍意義。資源性缺水地區(qū)需控制灌區(qū)騰發(fā)耗水量,使之與當(dāng)?shù)乜衫玫乃Y源量相平衡。工程性缺水地區(qū)也需控制灌區(qū)水分騰發(fā)量,以縮小水資源調(diào)蓄工程規(guī)模,降低工程投資。對灌區(qū)內(nèi)部工程而言,減少農(nóng)田水分騰發(fā)量,可減少灌溉用水量和渠系供水流量,降低工程造價。正確選擇農(nóng)業(yè)技術(shù)與灌溉技術(shù)的組合,可取得節(jié)水與增產(chǎn)的雙重效果。
按
2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要節(jié)水措施
2.1節(jié)水技術(shù)措施
節(jié)水技術(shù)措施主要包括輸水工程和灌溉技術(shù)。在輸水方面,以山東省為例,全省平均渠灌區(qū)輸水損失量在50%左右,而以色列小于10%,美國小于22%。因此,輸水工程中的節(jié)水潛力巨大,可以進行渠系配套、渠道防滲、低壓管道輸水等工程。節(jié)水灌溉技術(shù)如“小白龍”、滴灌、滲灌等,用水量僅為常規(guī)灌溉用水量的30%~50%,節(jié)水效果明顯。
2.2節(jié)水農(nóng)業(yè)措施
通過田間節(jié)水,抑制土壤蒸發(fā)和作物蒸騰,提高農(nóng)田水分利用效率,是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要措施之一,主要包括適水生產(chǎn)、抗旱育種、節(jié)水高效灌溉制度、農(nóng)田保墑技術(shù)、培肥地力等[3]。根據(jù)有關(guān)研究成果,通過上述措施,可提高水分利用率30%左右。
2.3節(jié)水管理措施
節(jié)水潛力的40%在于管理,只有科學(xué)的管理,才能使其他節(jié)水措施發(fā)揮應(yīng)用作用,建立完善的管理機構(gòu),健全規(guī)章制度與法規(guī),大力推廣現(xiàn)有的科技成果和先進技術(shù),管好水、用好水,使水資源發(fā)揮其最大效益。
3農(nóng)業(yè)高效用水技術(shù)
【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉;技術(shù),趨勢,建議
節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展不僅是節(jié)水的需要,也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)展的需要。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)對于推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢作一探討。
1.節(jié)水灌溉技術(shù)含義及體系
節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產(chǎn)量,主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環(huán)節(jié)。在各個環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的節(jié)水措施,組成一個完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系,包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。
節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。(2)節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點澆技術(shù)。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。(4)節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術(shù),土壤墑情自動監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:(1)與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā),在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長,實現(xiàn)矮化密植,到達節(jié)水增產(chǎn)的目的。(2)應(yīng)用3S技術(shù)的精細灌溉技術(shù)。就是運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計算機控制系統(tǒng),實時獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。(3)智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機械與設(shè)備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢:(1)噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優(yōu)缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題,應(yīng)用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會得到一定的發(fā)展。(3)地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。(4)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成,達到時,空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點。(5)節(jié)水綜合技術(shù)的開發(fā)利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
(1)提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步,農(nóng)業(yè)灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內(nèi)涵式發(fā)展的道路,灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此,我們應(yīng)加大對發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度,使全社會都來關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù),形成一個較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
水利是農(nóng)業(yè)的命脈,糧食的增產(chǎn)往往是通過灌溉面積的增加來實現(xiàn)的,然而灌溉面積的增加已受到水資源總量和用水結(jié)構(gòu)變化的雙重制約。因此,發(fā)展農(nóng)業(yè)的根本出路在于節(jié)水。推廣節(jié)水灌溉技術(shù)模式能更好地使用節(jié)水灌溉技術(shù),發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),提高水資源的利用效率,這是加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加快農(nóng)業(yè)科技進步、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的一種有效措施。紅旗鎮(zhèn)是七臺河市新興區(qū)唯一的鄉(xiāng)鎮(zhèn),地處城郊,總面積130km2。全鎮(zhèn)轄12個行政村,2個直屬場,耕地面積1 950hm2,總戶數(shù)5 576戶,總?cè)丝诩s2.38萬人,其中農(nóng)業(yè)人口約1.86萬人。由于歷史原因,紅旗鎮(zhèn)與新興區(qū)城區(qū)沒有明顯的地域界限,有6個村屬城中村,城鄉(xiāng)混居。農(nóng)業(yè)用水主要依靠由桃山水庫調(diào)劑的倭肯河水和地下水。而七臺河市又是一座水資源匱乏、缺水比較嚴重的煤炭工業(yè)城市。多年平均水資源量8.36億立方米,人均占有水資源量948 m3,是全國人均水平的1/2、全省人均水平的2/5。七臺河市區(qū)多年平均水資源量2.38億立方米,人均占有水資源量466 m3;均低于全省水平。桃山水庫擔(dān)負著全市城區(qū)居民的飲用水、工業(yè)用水,包括紅旗鎮(zhèn)在內(nèi)的下游多個城、鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)用水。遇到干旱年份,城區(qū)居民的飲用水及工業(yè)用水都不能完全保證,農(nóng)業(yè)用水更是無從談起。新興區(qū)是七臺河老區(qū),是七臺河市四大國有煤礦所在地。全區(qū)142km2的土地,大部分都是地下采空區(qū),地下水流失嚴重,干旱季節(jié),水量遠遠不能滿足小井灌溉需要。
1紅旗鎮(zhèn)不同類型節(jié)水灌溉的工程技術(shù)模式
1.1新建井灌區(qū)節(jié)水增效灌溉工程技術(shù)模式
按照“以水定井,統(tǒng)一規(guī)劃,合理開采,嚴格管理”的原則,在新建的井灌區(qū)發(fā)展節(jié)水增效灌溉。以開采有穩(wěn)定可靠補給來源的淺層地下水為主,將井灌建設(shè)和節(jié)水灌溉結(jié)合起來,建設(shè)成節(jié)水型井灌區(qū),做到既促進農(nóng)業(yè)的發(fā)展,又防止地下水超采、環(huán)境惡化的結(jié)果。這種模式是:合理布井,采用先進的成井工藝提高機井質(zhì)量,配套小型移動式噴滴灌機等節(jié)水灌溉設(shè)施。紅旗鎮(zhèn)按照這種模式可建成中心灌區(qū)26.7hm2,輻射區(qū)80hm2,項目區(qū)建成后灌水定額將會明顯下降,年節(jié)水預(yù)計10萬立方米,在全部農(nóng)田實現(xiàn)全生育期灌溉的同時,地下水將得到有效控制,灌溉期間地下水位將基本保持不變,可有效提高農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力。由于取消了田間輸水土渠,還可節(jié)省渠道占用耕地面積。
1.2灌區(qū)田間工程節(jié)水改造模式
由于紅旗鎮(zhèn)原輸水渠道防滲襯砌率低,田間工程不配套,灌水方法落后,是發(fā)展節(jié)水灌溉的重點區(qū)域,特別是田間工程部分,由于以群眾投入為主,是當(dāng)前節(jié)水灌溉最薄弱的環(huán)節(jié)。因此,這類灌區(qū)在對干、支渠等輸水工程進行防滲的同時,對田間工程進行節(jié)水改造。改造的模式是:對斗、農(nóng)渠進行防滲襯砌,平整土地,重新確定溝渠規(guī)格,采用小畦灌、溝灌、長畦短灌和波涌灌等先進的地面灌水技術(shù),并通過開展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤計劃濕潤層深度和采用覆蓋保墑等農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù),實現(xiàn)渠灌區(qū)全方位節(jié)水。
1.3節(jié)水抗旱灌溉工程技術(shù)模式
由于七臺河市處在十年九春旱的季節(jié)性缺水地區(qū),這類地區(qū)在農(nóng)作物播種季節(jié)經(jīng)常性地發(fā)生干旱,而在其他生長季節(jié)或生育階段降雨可滿足需水要求,如不采取抗旱灌溉輕者減產(chǎn),重者絕收。對這類地區(qū),采取的節(jié)水灌溉工程技術(shù)模式為:選用適宜當(dāng)?shù)氐母鞣N節(jié)水灌溉技術(shù),如坐水種、軟管灌溉、輕小型移動式噴灌機組等和植樹種草培肥土壤、覆蓋保墑、合理耕作、采取節(jié)水灌溉制度相結(jié)合。紅旗鎮(zhèn)可采用坐水種節(jié)水抗旱灌溉模式,利用行走式注水點播機,將開溝、注水、點種、施肥、覆土一次作業(yè)完成,主要用于玉米、大豆的抗旱點灌。
2推廣對策
2.1加強宣傳,提高群眾的節(jié)水意識
發(fā)展節(jié)水灌溉必須要加強對節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳普及,實現(xiàn)干部群眾觀念上的變革。由單純的澆地向澆作物、科學(xué)節(jié)水轉(zhuǎn)變,用科學(xué)技術(shù)手段武裝農(nóng)業(yè)。同時,做好節(jié)水灌溉的科技交流,讓群眾認識到農(nóng)業(yè)節(jié)水的必要性和重要性,采用先進的取水、輸水設(shè)施,先進的微灌、噴灌機械,先進的滴灌、滲灌、微灌方法,提高水的有效利用率。
2.2政策配套,提高灌溉用水管理水平
由于節(jié)水法規(guī)制度建設(shè)相對滯后,尤其是灌溉用水的市場機制不鍵全,農(nóng)用水價偏低,不利于節(jié)水灌溉工作的開展。在推行節(jié)水灌溉中,管理是最重要的環(huán)節(jié),也是目前最不為人們重視的環(huán)節(jié),重建設(shè)、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當(dāng)前,灌區(qū)的農(nóng)田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,目前在水、種、肥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌區(qū),水費支出僅占平均純收入的2.1%。由于水價太低,導(dǎo)致農(nóng)民不愛惜水,不舍得在購買節(jié)水灌溉設(shè)備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出,反而鼓勵農(nóng)民多用水;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節(jié)水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出庫價或河道取水的渠首價平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水價格(批發(fā)價)為2.9分/m3;農(nóng)業(yè)用水零售價5分/m3,適當(dāng)提高水價,逐步達到成本水價,是水價改革的方向。目前不少灌區(qū)已開始適度提高灌溉用水的水價,但達到成本水價還很困難。為避免因水價上提,引起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本輪番上漲,應(yīng)實行鼓勵節(jié)約用水的科學(xué)水價制度,如容量和計量兩部制水價和累進制水價,對于浪費水資源的行為,實行懲罰性水價。此外,在水資源的合理調(diào)配和灌溉服務(wù)體系的建設(shè)方面,也還遠不能適應(yīng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展的需要。因此,要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件對不同類型,特別是小型水利工程因地制宜地實行股份制改造、承包經(jīng)營、股份合作制、租賃拍賣等多種形式的產(chǎn)權(quán)制度改革。大中型灌區(qū)要積極推廣用水戶參與管理的經(jīng)驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現(xiàn)以水養(yǎng)水,達到節(jié)水的良性循環(huán)。要加強灌區(qū)內(nèi)部管理,精簡機構(gòu),分流冗員,落實多種形式的經(jīng)營管理責(zé)任制,降低成本,提高經(jīng)濟效益。
2.3進一步強調(diào)因地制宜,克服推廣中的盲目性
目前可供選擇的節(jié)水灌溉技術(shù)有很多種,但都有一定的適宜范圍,必須因地制宜,做好調(diào)查研究,進行充分論證和多方案比較,特別要考慮當(dāng)?shù)氐膶嵡椋x擇最適合本地區(qū)發(fā)展的節(jié)水灌溉技術(shù)措施。盡管在發(fā)展節(jié)水灌溉的過程中,主管部門一再強調(diào)要堅持因地制宜的原則,但是當(dāng)前各地在推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)中,仍然出現(xiàn)一些不恰當(dāng)?shù)淖龇āH纾翰话匆?guī)律辦事,行政干預(yù)較多,不根據(jù)需要和可能,不充分征求農(nóng)民群眾的意見,沿國道成線、成片修建僅為供參觀用的所謂樣板工程或旅游農(nóng)業(yè);有的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程本已有比較完整的低壓管道輸水灌溉系統(tǒng),又在上面重復(fù)修建噴灌工程,上級參觀時開噴灌,實際生產(chǎn)時用管灌;有的井灌區(qū)已嚴重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本應(yīng)通過修建節(jié)水工程減少地下水用量,改善和恢復(fù)生態(tài)平衡,但卻繼續(xù)擴大灌溉面積,地下水開采量不但不減少反而增加等。造成投入大量資金建成的節(jié)水灌溉工程不但不能發(fā)揮應(yīng)有的效益,而且還挫傷了農(nóng)民發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的積極性或帶來負面的社會效應(yīng)。
3結(jié)語
由于紅旗鎮(zhèn)地域廣闊,各村經(jīng)濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發(fā)展節(jié)水灌溉要從各地的實際出發(fā),在充分考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件和農(nóng)村社會經(jīng)濟水平的基礎(chǔ)上,因地制宜地選取各種適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)和模式。發(fā)展節(jié)水灌溉是一項系統(tǒng)工程,要將農(nóng)業(yè)措施與水利措施相結(jié)合、工程措施與非工程措施相結(jié)合、軟件建設(shè)與硬件建設(shè)相結(jié)合,形成各種節(jié)水技術(shù)的組裝、配套與集成。發(fā)展節(jié)水灌溉還應(yīng)以經(jīng)濟效益為中心,以提高水、土資源利用率和增產(chǎn)、增收為目標,通過發(fā)展節(jié)水技術(shù)促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、促進各種先進適用技術(shù)的應(yīng)用、促進農(nóng)業(yè)質(zhì)量和效益的提高,推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化進程,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增收,使農(nóng)民得到更多實惠,用顯著的經(jīng)濟效益引導(dǎo)廣大農(nóng)民群眾發(fā)展節(jié)水灌溉。
參考文獻