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1、不同類型區(qū)節(jié)水灌溉的發(fā)展模式賈大林 李久生國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心工程技術(shù)委員會委員 隨著我國節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展,節(jié)水灌溉的模式也在不斷調(diào)整,并逐漸走向成熟。筆者認(rèn)為,今后各地應(yīng)根據(jù)自己的特點,因地制宜地選擇節(jié)水灌溉模式,以達(dá)到事半功倍的效果。根據(jù)不同灌溉類型,我國節(jié)水灌溉模式可分為以下幾類。 渠灌區(qū) 渠灌區(qū)面積占全國總灌溉面積的四分之三,由于種種原因,不少灌區(qū)先天不足,經(jīng)過幾十年運行老化失修嚴(yán)重,加之管理手段、技術(shù)落后,灌溉水的利用率和利用效率較低。對于此類灌區(qū),其節(jié)水灌溉
2、的建設(shè)模式是:根據(jù)灌區(qū)情況,首先做到渠系配套、骨干渠道防滲、灌區(qū)內(nèi)打井、井渠結(jié)合、平整土地、改進(jìn)灌水技術(shù),實行節(jié)水灌溉制度,結(jié)合農(nóng)業(yè)措施,減少蒸發(fā)量,制訂科學(xué)水價,逐步推行激光平地、管網(wǎng)化和信息管理等先進(jìn)技術(shù)。渠道防滲如采用砌石防滲可減少滲漏損失50%60%,混凝土防滲可減少滲漏損失60%70%,塑料薄膜防滲可減少滲漏損失70%80%。渠道防滲投入較大,應(yīng)視灌區(qū)土質(zhì)滲漏狀況而定。田間渠道有時可不防滲,而采取井渠結(jié)合的方式。井渠結(jié)合是北方平原灌區(qū)的發(fā)展方向,尤其是多級渠道大型灌區(qū),即便各級渠道水的利用系數(shù)都達(dá)到0.9,但經(jīng)過6級渠道輸水后,水的利用系數(shù)最終只有0.53。而井渠結(jié)合不僅可以控制地下
3、水位,對防治土壤鹽漬化、減少潛水蒸發(fā)也十分有利。另外,平整土地是灌區(qū)節(jié)水的基礎(chǔ)措施,應(yīng)予重視,可以先在國營農(nóng)場發(fā)展激光平地,并逐步推廣。 機井灌區(qū) 井灌區(qū)目前已成為我國重要的糧、棉、油、果、蔬生產(chǎn)基地,主要集中在華北地區(qū),但由于工農(nóng)業(yè)用水需求量大,致使這一地區(qū)地下水位持續(xù)下降,每年下降達(dá)0.5米3米,不但使大量機井報廢,還引起地面下降、海水倒灌等生態(tài)問題。井灌區(qū)從20世紀(jì)80年代開始普遍推廣U形渠道輸水、低壓管道輸水、小畦灌溉、非充分灌溉等節(jié)水技術(shù),灌溉用水水平高于渠灌區(qū)。但灌溉水的利用效率仍然不高,尚有較大節(jié)水潛力。為此,這種灌區(qū)節(jié)水灌溉的建設(shè)模式是:全面
4、推廣管道輸水灌溉和噴微灌,地下水超采區(qū)應(yīng)采取調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等綜合措施減少地下水開采,加強降水、地表水、地下水和土壤水的聯(lián)合調(diào)度與高效利用,合理利用經(jīng)處理的城市生活污水;同時推廣非充分灌溉,以供定需,糧隨水走,壓縮水稻等耗水量大的作物的種植比例。逐步減少對地下水的超采,緩解由此引起的日益惡化的生態(tài)問題。應(yīng)重視地下水資源管理和井片管理,研究改進(jìn)井型結(jié)構(gòu)和機電裝備,提高井灌出水效率。 水稻節(jié)水灌溉區(qū) 我國水稻播種面積和總產(chǎn)量均居世界第一位,全國水稻播種面積占糧食播種總面積的28%,產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的40%左右,可水稻灌溉用水量占全國農(nóng)業(yè)用水量的65%以上。目前
5、,我國水稻渠系水的利用系數(shù)一般在0.5左右,以淹灌和串灌為主,用水浪費現(xiàn)象十分嚴(yán)重,一般每畝耗水量達(dá)700900立方米,有些地方達(dá)到2000立方米。 目前在全國稻田采用的節(jié)水灌溉模式主要有:一是淺濕曬模式,它在我國應(yīng)用地域廣,應(yīng)用時間較長。薄水層標(biāo)準(zhǔn)一般為1530毫米,濕潤標(biāo)準(zhǔn)為土壤飽和含水量或飽和含水量的80%90%,分蘗后期曬田。二是間歇淹水模式,返青期保持2060毫米水層,分蘗后期曬田,黃熟落干,其余時間采用淺水層和無水層交替的灌溉方式。三是半旱栽培模式,又稱控制灌溉、控水灌溉和水稻旱管。一般返青期建立530毫米水層,以后各生育期不建立水層,土壤濕度
6、控制在飽和含水量的70%100%。 集雨節(jié)灌區(qū) 集雨節(jié)灌技術(shù)在我國西北、華北和西南貧困缺水山區(qū)得到了廣泛應(yīng)用,并從單項集雨技術(shù)變成農(nóng)業(yè)綜合集成技術(shù),從傳統(tǒng)集雨利用走向高效利用。集雨工程配合當(dāng)?shù)氐奶萏锝ㄔO(shè),使糧食單產(chǎn)大幅度提高,改變了廣種薄收的傳統(tǒng)耕作方式,實現(xiàn)精種高產(chǎn),從而為退耕還林還草創(chuàng)造了條件,為再造“山川秀美”的生態(tài)系統(tǒng)提供了一條可行之路。 今后其建設(shè)模式為:西北地區(qū)由于降雨量少,土壤滲透性強,需要人工修建集雨場,而且必須實施節(jié)水灌溉,工作重點為集雨面的選擇和建設(shè)及節(jié)水措施的配套。另一方面配合農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,
7、發(fā)展果、蔬、花等高效農(nóng)業(yè)種植。 西南地區(qū)汛期雨水充沛,一般不需修建人工集雨場,只需在天然坡面下游或石山周邊出水口修池建窖,一年之內(nèi)可以多次蓄水,反復(fù)利用。為充分利用水土資源,應(yīng)以雨水集蓄工程為依托,發(fā)展集小型家庭種植、養(yǎng)殖業(yè),庭院建設(shè)和農(nóng)村社區(qū)環(huán)境建設(shè)為一體的“池園經(jīng)濟”。 華北地區(qū)的雨水資源雖不如西南充沛,但比西北豐富,而且土地資源開發(fā)潛力大,因此發(fā)展方向在于更大規(guī)模的高效農(nóng)業(yè)種植和生態(tài)建設(shè)。由于這些山區(qū)一直以梯田建設(shè)、荒山治理、旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展為主,配套發(fā)展的雨水集蓄工程和水土保持、生態(tài)治理、節(jié)水農(nóng)業(yè)的聯(lián)系尤為密切。重點
8、和核心在于依據(jù)各地條件,因地制宜地選擇合適的雨水集蓄工程形式和技術(shù)方法。 城郊要發(fā)展現(xiàn)代灌溉區(qū) 由于沿海和大中城市郊區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá),人口集中,為了保障城市生活用水和工業(yè)用水,農(nóng)業(yè)用水不得不轉(zhuǎn)讓部分水量給工業(yè)和生活用水,致使農(nóng)業(yè)用水十分緊缺。這一地區(qū)的另一個特點是大部分勞動力轉(zhuǎn)向工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè),農(nóng)村勞動力緊缺,減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率,成為這一地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然要求。大中城市郊區(qū)與城市毗鄰,對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求較高,農(nóng)產(chǎn)品銷路好。經(jīng)濟實力強、農(nóng)民素質(zhì)高是在這一地區(qū)率先實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的優(yōu)勢。其今后節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)模式是:與農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化緊密結(jié)合,發(fā)展節(jié)水
9、效果好、自動化程度高的節(jié)水灌溉技術(shù),如在大田作物中推廣噴、微灌技術(shù);在設(shè)施農(nóng)業(yè)中推廣自動控制的微灌技術(shù),并與施肥、施藥結(jié)合起來,在提高產(chǎn)品產(chǎn)量的同時,改善產(chǎn)品品質(zhì)。節(jié)水灌溉的三個體系 黃修橋李英能顧宇平進(jìn)入90年代以來,隨著我國水危機的加劇,節(jié)水灌溉事業(yè)受到黨中央、國務(wù)院的高度重視和全國各行各業(yè)的大力支持,取得了前所未有的大發(fā)展,一個普及節(jié)水灌溉技術(shù)的熱潮正在興起。但發(fā)展過程中也出現(xiàn)了諸多值得注意的問題,如:一談節(jié)水就要搞“三灌”(噴灌、微噴灌、滴灌),根本不顧當(dāng)?shù)鼐唧w條件;偏面強調(diào)降低工程造價,使工程質(zhì)量難以保證,節(jié)水效果大打折扣;效益分析隨意性大,估計過高,給人造成節(jié)水灌溉不需要政策扶持的
10、假象,等等。作為一項綜合性極強的事業(yè),節(jié)水灌溉涉及到方方面面,但其核心可用技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系和效益體系等三個體系來概括。只有正確理解與把握節(jié)水灌溉的技術(shù)內(nèi)涵、質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)和效益評價指標(biāo),才能保證節(jié)水灌溉的健康發(fā)展,收到良好的效果。本文愿作引玉之磚,推動我國節(jié)水灌溉的宏觀研究。文中不妥之處,敬請專家、同行指正。1節(jié)水灌溉的技術(shù)體系節(jié)水灌溉技術(shù)是為充分利用灌溉水資源,提高水的利用率和利用效率,達(dá)到農(nóng)作物高產(chǎn)高效而采取的技術(shù)措施,它是由水資源、工程、農(nóng)業(yè)、管理等環(huán)節(jié)的節(jié)水技術(shù)措施組成的一個綜合技術(shù)體系。運用這一技術(shù)體系,將提高灌溉水資源的整體利用率,增加單位面積或總面積農(nóng)作物的產(chǎn)量,以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)
11、發(fā)展。因此,節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)包括以下內(nèi)容。1.1水資源的合理開發(fā)利用技術(shù)灌溉水資源包括地面水、地下水、土壤水和經(jīng)過凈化處理的污廢水。灌溉水資源的合理開發(fā)利用,是指采用必要的工程措施,對天然狀態(tài)下的水進(jìn)行有目的地干預(yù)、控制和改造,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定水量的技術(shù)活動。這些技術(shù)包括:地上水和地下水的合理利用技術(shù)、機井測試改造技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、劣質(zhì)水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)等。1.1.1地上水和地下水的合理利用技術(shù)對水資源進(jìn)行綜合評價,提出能充分利用水資源并發(fā)揮最大效益的優(yōu)化方案,進(jìn)行水資源的開發(fā)利用。1.1.2機井測試改造技術(shù)在利用地下水為灌溉水源的地區(qū),對機井進(jìn)行測試改造,提高機井的出水效
12、率和裝置效率,降低能耗。1.1.3灌溉回歸水利用技術(shù)采用井渠結(jié)合,實現(xiàn)地面水和地下水聯(lián)合運用,提高渠灌區(qū)水的重復(fù)利用率,可使灌溉水的實際利用系數(shù)達(dá)到0.7以上。1.1.4劣質(zhì)水利用技術(shù)劣質(zhì)水包括工業(yè)、生活廢污水、地下咸水。對廢污水可進(jìn)行凈化處理,使其達(dá)到灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);對地下咸水可采取和淡水混合或咸淡水輪灌的方式進(jìn)行灌溉。1.1.5多水源綜合利用技術(shù)利用系統(tǒng)工程理論和模糊數(shù)學(xué)方法,建立優(yōu)化調(diào)度模型,采用計算機管理,提高水資源的利用率,充分發(fā)揮水的效益,實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)并保持灌區(qū)水資源的良性平衡。1.2節(jié)水工程技術(shù)與措施節(jié)水工程技術(shù)與措施是節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系的核心內(nèi)容,包括:噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、渠道
13、防滲技術(shù)、低壓管道輸水技術(shù)、水稻淺濕灌溉技術(shù)、改進(jìn)溝畦灌技術(shù)等。1.2.1噴灌技術(shù)噴灌是利用專門的設(shè)備(動力機、水泵、管道等)把水加壓,或利用水的自然落差將有壓水送到灌溉地段,通過噴灑器(噴頭)噴射到空中散成細(xì)小的水滴,均勻地散布在田間進(jìn)行灌溉。噴灌幾乎適用于灌溉所有的旱作物,如谷物、蔬菜、果樹等。1.2.2微灌技術(shù)微灌技術(shù)包括滴灌、微噴灌、涌泉灌等。它可根據(jù)作物需水要求,通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的特制灌水器(滴頭、微噴頭、涌水器和滴灌帶等),將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量(2200Lh)均勻、準(zhǔn)確地直接輸送到作物根部附近的土壤表面或土層中。微灌常以少量的水濕潤作物根區(qū)附近的部
14、分土壤,因此主要用于局部灌溉。1.2.3渠道防滲技術(shù)渠道防滲技術(shù)是為了減少渠床土壤透水性或建立不易透水的防護(hù)層而采取的各種技術(shù)措施。渠道防滲是我國目前應(yīng)用得最廣泛的節(jié)水工程技術(shù)措施。常用的有混凝土襯砌、槳砌石塊襯砌、塑料薄膜防滲和混合材料防滲等。1.2.4低壓管道輸水技術(shù)是我國北方井灌區(qū)發(fā)展較快的一種節(jié)水灌溉技術(shù)。它是利用機泵抽取井水,通過管道系統(tǒng)把水直接輸送到田間對農(nóng)田實施灌溉。管道輸水是在低壓條件下運行的,工作壓力一般不超過0.2MPa,水進(jìn)入田間后仍屬地面灌溉的范疇。1.2.5水稻淺濕灌溉技術(shù)是對水稻采用間斷淹水的間歇灌溉方法,構(gòu)成淺水與濕潤反復(fù)交替,淺、濕、干靈活調(diào)節(jié),因地制宜地為水稻
15、生長創(chuàng)造一個良好的水、肥、氣、熱環(huán)境,達(dá)到節(jié)水、高產(chǎn)的一種灌溉模式。與傳統(tǒng)的淹水灌溉栽培相比,可使水稻田水分狀況更符合水稻生長要求。1.2.6改進(jìn)溝畦灌技術(shù)在地勢平坦的壤土地上,劃小畝畦塊多于4個,每公頃每次灌水量可控制在750m3以內(nèi),棉花、玉米、高梁等中耕作物可采用溝灌和隔溝灌。改進(jìn)溝畦技術(shù)簡單易于操作,只需一定的勞動力投入,可在我國廣泛推廣應(yīng)用。1.3節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)包括蓄水保墑的耕作技術(shù)、適雨種植的作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技術(shù)、秸桿或地膜覆蓋的保墑技術(shù)、限額灌溉及節(jié)水抗旱作物品種選育等。1.3.1耕作保墑技術(shù)采用松耕作法,疏松深度在20cm以上,耕層有效水分可增加4.05.6,
16、滲透率提高1314,糧豆增產(chǎn)10。在伏雨前深松,可使40100mm土體蓄水量增加73,小麥增產(chǎn)5.929.6。1.3.2適雨種植充分利用降雨在水資源貧乏的地區(qū)為充分利用光、熱、水資源,可適當(dāng)壓縮小麥、大麥、油菜等秋播作物或灌水次數(shù)較多、用水量大的作物面積,增播棉花、花生、紅薯和夏玉米、大豆等春、夏播作物的面積。1.3.3覆蓋保墑技術(shù)秸桿覆蓋可抑制蒸發(fā)率60,小麥節(jié)水20左右,增產(chǎn)20;玉米節(jié)水15,增產(chǎn)1020。覆蓋地膜可提高地溫24,增加耕層土壤水分14,在干旱地區(qū)全生育期每公頃可節(jié)水15002250m3,增產(chǎn)40以上。1.3.4培肥改土技術(shù)在夏季休閑期間,連續(xù)4年增施有機肥的土地,比不施肥
17、的每公頃增加蓄水量750900m3,小麥增產(chǎn)1倍,水分利用效率提高80左右。1.3.5采用經(jīng)濟灌溉定額是指使全灌區(qū)作物總產(chǎn)量達(dá)到最大或純收入達(dá)到最大的灌溉定額,一般可比目前的實際灌溉定額每公頃省水450900m3。也可采取在作物對水分最敏感期灌關(guān)鍵水。1.3.6抗旱品種選育作物抗旱品種在相同產(chǎn)量下需水量較小,還可培育短生育期的作物品種,使作物的需水和降雨同步。1.4節(jié)水管理技術(shù)包括組織管理、工程管理、經(jīng)營管理和用水管理。1.4.1制度管理:建立各種管水組織,制定工程管理和經(jīng)營管理制度,做到計劃用水,優(yōu)化配水,合理征收水費。1.4.2制定節(jié)水灌溉制度,提高水的利用率,對作物灌溉進(jìn)行預(yù)測預(yù)報。1.
18、4.3采用先進(jìn)的量測水和控制設(shè)備及計算機技術(shù),實現(xiàn)灌溉用水管理自動化。2節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)體系灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收和形成產(chǎn)量,包括水資源調(diào)度、輸水、配水、灌水、土壤蒸發(fā)、植物蒸騰等許多環(huán)節(jié),節(jié)水灌溉必須在這些環(huán)節(jié)上采取相應(yīng)的節(jié)水措施。為全面客觀地反映節(jié)水灌溉的實質(zhì),又不使問題過于復(fù)雜,選擇灌溉用水量、灌溉水利用系數(shù)、工程技術(shù)要求、效益等作為節(jié)水灌溉的衡量標(biāo)準(zhǔn)。2.1灌溉用水量水稻灌溉用水量應(yīng)根據(jù)“薄、淺、濕、曬”灌溉等控制灌溉模式確定。旱作物、果樹、蔬菜等灌溉用水量應(yīng)按產(chǎn)量高、水分生產(chǎn)率高的節(jié)水灌溉制度確定。水資源緊缺地區(qū),灌溉用水量可根據(jù)作物不同生育階段對水的敏感性,采用灌關(guān)鍵水、非
19、充分灌溉等方式確定。節(jié)水灌溉工程建成投入使用后,正常水文年份單位面積用水量應(yīng)較建成前節(jié)水20以上。2.2灌溉水利用系數(shù)從渠首引進(jìn)的水量扣除渠系和田間損失水量后與總引水量的比值,是集中反映灌溉工程和管理水平的一項綜合性指標(biāo)。灌溉水利用系數(shù)為渠系水利用系數(shù)與田間水利用系數(shù)的乘積。要求大、中、小型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)應(yīng)分別不低于0.50、0.60、0.70,井灌區(qū)不低于0.80。噴灌區(qū)、微灌區(qū)不應(yīng)低于0.85,滴灌區(qū)不應(yīng)低于0.90。全面達(dá)到這一水平,可以使全國平均灌溉水利用系數(shù)大致由現(xiàn)狀的0.45提高到0.7左右。2.2.1渠系水利用系數(shù)末級固定渠道放出的總水量與干渠引進(jìn)的總水量之比值。由于水量損失
20、中既包含滲漏、蒸發(fā)損失,也包含泄水、退水以及工程失事后造成的跑水損失,故渠系水利用系數(shù)既反映了輸配水工程質(zhì)量,也反映了水源調(diào)度及渠系管理運行質(zhì)量。就全國來說,大、中、小型灌區(qū)渠系水利用系數(shù)控制指標(biāo),應(yīng)分別不低于0.55、0.65和0.75,井灌區(qū)應(yīng)不低于0.9。全面達(dá)到這一水平,可使全國平均渠系水利用系數(shù)大致由現(xiàn)狀的0.55提高到0.7左右。2.2.2田間水利用系數(shù)按灌溉制度計算的灌水定額與未級固定渠道放出的單位面積灌水量的比值。田間水利用系數(shù)控制指標(biāo)為:水稻田應(yīng)不低于0.95,水澆地應(yīng)不低于0.90。全面達(dá)到這一水平,可使全國平均田間水利用系數(shù)大致由現(xiàn)狀的0.75提高到0.90以上。2.3工
21、程與措施的技術(shù)要求2.3.1渠道防滲率大型灌區(qū)不應(yīng)低于40,中型灌區(qū)不應(yīng)低于50,小型灌區(qū)不應(yīng)低于70,井灌區(qū)如采用固定渠道輸水,應(yīng)全部防滲。2.3.2井灌區(qū)管道輸水田間固定管道用量不應(yīng)低于90mhm2。支管間距,單向布置時不應(yīng)大于75m,雙向布置時不應(yīng)大于150m。出水口(給水栓)間距不應(yīng)大于100m,宜用軟管與之連接進(jìn)行灌溉。2.3.3噴灌工程應(yīng)滿足均勻度、霧化程度要求。管道式噴灌系統(tǒng)應(yīng)有控制、量測設(shè)備和安全保護(hù)裝置。中心支軸式、平移式和絞盤式噴灌機組應(yīng)保證運行安全、可靠。輕型和小型移動式噴灌機組,單機控制面積以3hm2和6hm2為宜。2.3.4微灌工程水源必須嚴(yán)格過濾、凈化。應(yīng)滿足均勻度
22、要求。應(yīng)安裝控制、量測設(shè)備和安全保護(hù)裝置。條播作物移動式滴灌系統(tǒng)灌水毛管用量不少于900mhm2。2.3.5地面灌溉的田間工程對水稻區(qū)應(yīng)格田化,不得串灌。格田規(guī)格平原區(qū)以長60120m,寬2040m為宜,山丘區(qū)可根據(jù)地形適當(dāng)調(diào)整。對旱作灌區(qū)應(yīng)平整土地,其畦地長度不宜超過75m,畦寬不宜大于3m,并應(yīng)與農(nóng)機具作業(yè)要求相適應(yīng)。2.4效益實現(xiàn)節(jié)水灌溉后,糧、棉總產(chǎn)量應(yīng)增加15以上,水分生產(chǎn)率提高20以上,且不應(yīng)低于1.2kgm3。節(jié)水灌溉效益費用比應(yīng)大于1.2。3節(jié)水灌溉效益評價體系節(jié)水灌溉具有巨大的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益,是一項利國利民、造福后代的事業(yè)。節(jié)水灌溉的社會效益表現(xiàn)在可以緩解由于缺水給
23、社會經(jīng)濟帶來的沉重壓力;改善缺水地區(qū)的生態(tài)環(huán)境;保證農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。節(jié)水灌溉的經(jīng)濟效益體現(xiàn)在節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、增產(chǎn)等許多方面。3.1節(jié)水量(m3a)指采取節(jié)水措施后的年均節(jié)約水量。節(jié)水效益是節(jié)水灌溉所追求的主要目標(biāo)之一。不同的技術(shù)措施,其節(jié)水效果存在較大差異。在我國大范圍內(nèi)采用的節(jié)水工程措施中,以微灌節(jié)水效果最好,噴灌次之,低壓管道輸水及渠道防滲也有明顯的節(jié)水效果。3.2節(jié)能量(kW.ha)指實施節(jié)水灌溉技術(shù)措施后的年平均節(jié)能量。該效益主要發(fā)生在機井灌區(qū)、提水灌區(qū),這類灌區(qū)少用水即意味著提水耗能也相應(yīng)減少。自流的引水灌區(qū)無此項。3.3增產(chǎn)效益指采取節(jié)水灌溉綜合技術(shù)措施后增加的產(chǎn)量和產(chǎn)值。采
24、取節(jié)水灌溉措施后一般會增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量,提高產(chǎn)品品質(zhì)。節(jié)水灌溉措施之所以能增產(chǎn),主要是由于以下3點:先進(jìn)的節(jié)水措施能按作物需水量要求適時適量供水,灌水均勻度高;在總水量及灌溉面積不變的情況下縮短了灌溉周期;在水少控制面積大的灌區(qū),擴大了實灌面積和提高了灌溉保證率。3.4節(jié)地效益(hm2)指采取節(jié)水灌溉措施后節(jié)約出的耕地面積。采用噴微灌、管道輸水可取消農(nóng)渠、毛渠。采用渠道防滲后,通過相同流量所需斷面減小,因此可以少占用耕地。3.5省工效益(工日)指實施節(jié)水灌溉措施后年節(jié)省的灌溉用工數(shù)量。噴微灌等先進(jìn)灌溉技術(shù)符合現(xiàn)代化生產(chǎn)要求,可減輕灌溉勞動的強度,減少灌溉用工。3.6轉(zhuǎn)移效益(元a)指采取節(jié)水灌溉
25、措施后,將節(jié)約出來的水用于工業(yè)及城市生活而產(chǎn)生的效益。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化速度的加快,社會用水大量增加,在總的供水量滿足不了要求的前提下,灌溉向其他行業(yè)讓水不可避免。節(jié)水量未轉(zhuǎn)移出去者不計此項。3.7 環(huán)境效益(元a)指缺水地區(qū)采取節(jié)水灌溉措施后,用水量減少,防止了河流過量引水和地下水超量開采,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境,保證了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展而由此將產(chǎn)生的效益。3.8替代效益(元a)我國大部分省、自治區(qū)、直轄市都不同程度地存在缺水問題。解決用水量短缺的辦法不外乎是開源和節(jié)流。采用節(jié)水灌溉后,使農(nóng)業(yè)用水量減少,需要新增供水相應(yīng)減少,用于開辟新水源的投入降低。減少的這部分新辟水源投入即為
26、節(jié)水灌溉的替代效益。4結(jié)語近年來,節(jié)水灌溉在我國有了長足的發(fā)展,為緩解水資源供需矛盾,保持水資源永續(xù)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了不可取代的貢獻(xiàn)。但發(fā)展過程中也存在一些問題,影響到效益的正常發(fā)揮乃至工程成敗。在中國灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃研究成果基礎(chǔ)上,提出了關(guān)系節(jié)水灌溉全局的三個體系,希望對解決當(dāng)前普遍存在的一些誤區(qū)與問題能有所幫助。作者單位:黃修橋李英能(水利部農(nóng)田灌溉研究所河南新鄉(xiāng)453003);顧宇平(水利部農(nóng)村水利司北京100053)發(fā)展節(jié)水灌溉應(yīng)注意的幾個問題余開德發(fā)展節(jié)水灌溉不能重骨干工程、輕田間工程我國當(dāng)前節(jié)水灌溉的薄弱環(huán)節(jié)主要是斗渠以下田間灌溉技術(shù)相對落后。50年代后期以來,我們長期實行
27、的投資政策是:灌溉系統(tǒng)骨干部分由國家投資,斗渠以下、甚至支渠以下由群眾負(fù)擔(dān),灌溉工程的投資預(yù)算,實際上是骨干工程預(yù)算,而田問部分只做一點簡單的典型設(shè)計,且不計投入工程總投資。這種不對相當(dāng)于骨干工程12倍的田間工程投資做必要的分析和統(tǒng)一籌措的結(jié)果,使灌區(qū)田問工程長期不能配套,既影響了骨干工程效益的發(fā)揮,也造成了田間用水無法節(jié)制而不得不大水漫灌的后果。田間工程是供水與作物需水之間的交匯點,是實現(xiàn)供需平衡、杜絕浪費、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)增產(chǎn)的一個最基本的環(huán)節(jié)。所以灌溉系統(tǒng)的設(shè)計,不論采用何種灌溉方法,都必須是自下而上地從田間開始,根據(jù)自然資源和社會經(jīng)濟狀況,首先確定分區(qū)灌溉方法,制定包括供水、排水、平整土
28、地、改善土壤物理及化學(xué)性質(zhì)在內(nèi)的分區(qū)土地改良方案,并按照管理體制,確定田問工程布局。然后確定骨干工程乃至全流域的灌溉規(guī)模和布局,為保持區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,奠定了堅實的基礎(chǔ)。發(fā)展節(jié)水灌溉必須做好相應(yīng)的技術(shù)儲備節(jié)水灌溉是以新的灌溉技術(shù)取代不適合生產(chǎn)力發(fā)展的、舊的灌溉技術(shù),是一次大規(guī)模的技術(shù)變革。因此,首先必須確定一條適合我國國情的發(fā)展道路,同時做好相應(yīng)的技術(shù)儲備。根據(jù)本世紀(jì)后半葉世界各國發(fā)展旱作節(jié)水灌溉的經(jīng)驗,噴灌和微灌(包括滴灌和微噴灌)目前應(yīng)用最為廣泛,美國和原蘇聯(lián)都發(fā)展到占灌溉面積一半以上。我國從70年代開始,用了近20年時間,經(jīng)過引進(jìn)、試用、篩選和獨立研制,已經(jīng)可以批量生產(chǎn)固定和半固定式
29、噴灌和微灌系統(tǒng)成套設(shè)備,如時針式噴灌機、滾移式噴灌機、輕小型噴灌機以及絞盤式噴灌機。雖然有些還有待改進(jìn),但已在全國1000多萬畝噴、微灌面積上應(yīng)用多年。在軟件建設(shè)上,加年代頒布了噴灌工程技術(shù)規(guī)范(國家標(biāo)準(zhǔn))和微灌技術(shù)規(guī)程(部頒標(biāo)準(zhǔn));包括噴、微灌工程設(shè)計規(guī)范在內(nèi)的灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范(國家標(biāo)準(zhǔn))和噴灌與微灌技術(shù)管理規(guī)程(部頒標(biāo)準(zhǔn))也即將發(fā)布。這些標(biāo)準(zhǔn)吸收了近20年來國外積累的許多成功的設(shè)計方法、管理經(jīng)驗和試驗研究成果,成為現(xiàn)在和今后一段時間指導(dǎo)我國噴、微灌發(fā)展的技術(shù)法規(guī)。根據(jù)發(fā)展中存在的問題,一些現(xiàn)實和超前性的研究工作,取得了一批成果,如灌溉管道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、大坡度山地噴灌系統(tǒng)立體布局、自動
30、調(diào)壓供水系統(tǒng)、方形噴嘴噴頭、噴灑水量土壤入滲均勻性、管道供水系統(tǒng)壓力調(diào)控機理、地下滴灌、噴灌節(jié)能等等,這些成果對于指導(dǎo)我國噴、微灌的持續(xù)發(fā)展,都是很有意義的。發(fā)展節(jié)水灌溉必須抓好規(guī)劃設(shè)計和人才建設(shè)大規(guī)模建設(shè)節(jié)水灌溉工程,必須有一個全面發(fā)展規(guī)劃和分步具體實施的設(shè)計,這是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。灌溉工程質(zhì)量不僅表現(xiàn)在構(gòu)件的質(zhì)量上,更重要的是新工程必須保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的增長和節(jié)約用水,保證系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運作,保持區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)水灌溉是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它不僅關(guān)系工程控制范圍內(nèi)自身農(nóng)業(yè)的發(fā)展,就一個流域來說,它又關(guān)系到上下游之間、地上與地下水資源的合理配置。過去曾經(jīng)發(fā)生過甘肅石洋河流域上游節(jié)水、
31、下游土地沙化;黃河流域中游大水漫灌、排水成湖,下游河道則長時期斷流等問題。這些事實說明,在發(fā)展節(jié)水灌溉時,必須針對不同流域制訂水資源合理配置的全面發(fā)展規(guī)劃,避免顧此失彼,造成破壞生態(tài)平衡的嚴(yán)重后果。應(yīng)當(dāng)把一個個局部節(jié)水灌溉的發(fā)展,聯(lián)系起來,按照可持續(xù)發(fā)展的原則,放到全流域進(jìn)行考察。在這方面過去教訓(xùn)不少,要加強研究,以免重蹈覆轍。大規(guī)模的技術(shù)變革,必須從大量的規(guī)劃設(shè)計成果開始,僅依靠科研單位和漸漸萎縮的灌溉技術(shù)力量,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須依靠各級水利設(shè)計院(所)的設(shè)計力量,結(jié)合當(dāng)前的先進(jìn)灌溉技術(shù)組織一次再學(xué)習(xí),才能投入到灌溉的變革中去。技術(shù)革命必須有與之相適應(yīng)的技術(shù)力量。中國的灌溉革命在召喚著更多的
32、、不同層次的科技人才,投入到這場規(guī)模宏大、意義深遠(yuǎn)的技術(shù)變革中去。抓好人才建設(shè),將是推動這場變革持續(xù)發(fā)展的另一個重要課題。 對發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的幾點思考楊衛(wèi)忠一、我國節(jié)水的重點在農(nóng)業(yè)從用水量分析,目前我國農(nóng)業(yè)用水占總用水量的73%左右,約4000多億t,是第一用水大戶。而全國灌溉用水有效利用系數(shù)為0.30.4左右,與發(fā)達(dá)國家灌溉用水利用系數(shù)0.70.8相比,節(jié)水的潛力很大。我國農(nóng)業(yè)用水有效利用率每提高一個百分點所節(jié)約的水量約400億t,可供目前我國工業(yè)生產(chǎn)水平按萬元工業(yè)產(chǎn)值耗水160t計約2.5億元工業(yè)產(chǎn)值耗用,或可供近10億人口的生活用水。因此我國節(jié)水的重點在農(nóng)業(yè)。二、節(jié)水的難點在農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)節(jié)水難
33、度較大,其中既有工作環(huán)節(jié)上的問題,也有農(nóng)民觀念的問題,更重要的是節(jié)水灌溉機制問題。當(dāng)前制約發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的因素有:1 種糧效益低,灌溉水價不能充分發(fā)揮節(jié)水的杠桿作用我國農(nóng)業(yè)供水很大程度是吃過去計劃經(jīng)濟時期留下水利工程的老本,水價長期維持在低水平,水費大部分只能勉強維持灌溉工程的運行和維修費用,沒有計入工程折舊,更不包括稅金等。而低水價是造成灌溉用水浪費的主要原因。農(nóng)業(yè)供水一方面要考慮供水成本,另一方面在當(dāng)前種糧效益較低的情況下,又要考慮農(nóng)民的實際承受能力。過高水價只能導(dǎo)致農(nóng)民放棄澆地,水價的確定既要使農(nóng)民有動力采取各種措施節(jié)約用水,又不能過分增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。按目前的糧價及農(nóng)民的收入水平,水價提
34、高到成本加微利的水平上是很困難的,水價不能充分體現(xiàn)對節(jié)水的杠桿作用。2 在當(dāng)前我國的經(jīng)濟發(fā)展水平下農(nóng)田水利工程還很難完全市場化,農(nóng)業(yè)節(jié)水也很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化我國農(nóng)田水利工程的收益遠(yuǎn)沒有達(dá)到社會資本收益的平均水平,單靠市場機制還不能完全解決農(nóng)田水利工程建設(shè)管理問題。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需農(nóng)具、畜力、化肥、農(nóng)藥、種子以至勞力等都已市場化,完全靠市場機制解決,而水利工程還不能完全靠市場機制解決。究其原因,不是農(nóng)民不愿意,而是由于水利工程一般涉及到水土資源關(guān)系,除一些微型水利工程外如水窖等,一般的小型水利工程要涉及數(shù)戶或幾十戶的利益,很難分割經(jīng)營。3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制對農(nóng)田水利建設(shè)有一定制約我國農(nóng)民目前人均耕地不到0.13hm2,戶均不到0.53hm2,還分不同地塊,談不上規(guī)模經(jīng)濟。加之糧價低,很多地
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