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滦南县农业节水灌溉现状及持续发展对策

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摘要:滦南县耕地面积109万亩,截止目前已有节水灌溉面积17.75万亩。分析农业节水发展缓慢的原因,找出解决问题的对策,以实现节水灌溉持续发展

关键词:真实节水理念目标 措施

中图分类号:TU991.64 文献标识码:A

1 节水灌溉基本情况

滦南县是一个典型的农业大县,属于严重缺水地区。现有的农田灌排系统不完善,主要表现在:部分灌溉工程老化失修,效益衰减;田间工程不配套,灌水技术落后,水资源浪费严重;目前的灌溉水利用系数只有0.4~0.5左右,节水的潜力很大;灌区组织机构不健全,管理粗放,水价偏低,难以实现良性运行。本文提出了“真实节水”及耗水管理的新理念,并将三大综合措施用于农业节水灌溉上,从而实现农业节水和可持续性发展。

1.1耕地面积广、节水灌溉发展缓慢

滦南县国土面积1270平方公里,其中耕地面积109万亩,人均耕地2亩,目前现有节水灌溉面积17.75万亩。节水灌溉发展迟缓的原因主要有:1.由于经济条件有限,资金不足,不能大规模快速的发展节水灌溉;2.重建设轻管理现象严重,节水工程在使用过程中因管理不善,影响其效益的正常发挥,节水灌溉系统的维护不能落实到位,致使设备老化,严重者节水灌溉系统瘫痪废弃不用。

1.2节水工程达不到节水的目的

滦南县的节水工程使用传统的灌溉模式,不但没有真正节水,反而加速了地下水的开采。传统的农业节水灌溉的重点是以工程措施为主提高灌溉水的利用率,提高灌溉水利用率能够减少的渠系和田间渗漏,认为减少的渗漏就是节约的水量,其实从水资源系统的观点来看这部分水不是节水量,因为这部分水又渗透到地下,回补水资源系统里,这样做的好处只是提高水的利用率,节省了灌溉水的费用,但达不到节约水资源目的。而节水的最总目的应是水资源的可持续发展和平衡。

2 节水的理念、管理、目标

2.1更新节水观念

推动农业节水灌溉工作,倡导和推行的“真实节水”,不仅要提高灌溉效率,而且要注重降低农田蒸发耗水量(ET),这是对提高灌溉效率的补充和发展。我国现有的灌区由于工程和技术措施不完善,灌溉用水大量流失和渗漏,致使灌溉效率和效益降低。加强工程建设,完善配套设施,是节水灌溉的基础工作,减少灌溉水的渗漏和流失,同时就减少了地下水的补给和对地下水的回归。因此, 从整体上讲,只有采取综合节水措施,减少水分蒸发量,才可以减少水资源的实际消耗 ,提高水分生产率。长期以来,传统的节水方式主要通过对水源地、输水工程的防渗改造或推广田间灌溉新技术,从而达到节水和水资源有效利用的目的,其注重取水管理,节水的效果主要由取水量的减少来衡量,取水的减少量等同于节水的水量。进行水资源开发利用时,主要在区域间和部门间分配各种可利用的水源,缺乏对ET总量的分配和控制。ET管理理念,通过调整ET在时空上和部门间的分配,提高各部门ET利用的效率,减少低效和无效ET,增加高效ET,保障流域/区域水资源的可持续利用,真正实现人水和谐,促进经济发展和社会进步。

2.2“真实节水”的新理念

“真实节水”就是资源节水,农作物叶面蒸腾和土壤蒸发消耗的水分合称农田腾发量(ET)。采取多种节水措施,适当减少腾发量,既降低ET值,并不妨碍作物的正常生长发育,甚至更有利,这是农田灌溉研究节水问题的核心。农田腾发耗水量难以用经济易行的办法回收利用,是水资源的实际消耗,所以把减少农田水分腾发量称为“真实节水”或资源性节水。完善灌溉排水工程建设的同时,加强农业和管理等综合节水措施,减少农田水分蒸腾蒸发消耗,实现真实节水,树立农业节水新观念。

资源性缺水地区,传统的农业节水灌溉的观念应该有所改进。实践证明,采用传统的农业灌溉节水方法,在取水量不变的情况下提高灌溉水利用率,将比无节水时多用水。只有当地下水的实际开采量小于或等于地下水的天然补给量时,地下水才能实现可持续利用。因此,节水灌溉设计应该采用“真实节水”的基本理念,即应该在采用工程措施提高灌溉水利用率的同时,分析估算到底真正减少了多少的损耗量,而不是简单的认为灌溉水利用率的提高所能够多利用的水量就是节约的水量。资源节水量的使用既要考虑农业增产的需要,还要考虑生态环境和地下水的保护。因此,资源节水量可以部分用于扩大灌溉面积或增加灌溉次数,部分用于减缓地下水的超采现状或生态环境保护,从而逐步实现水资源的可持续利用。

2.3耗水管理(ET管理)的新管理模式

资源性缺水地区,从水量平衡的角度讲,真实水量( 或资源节水量)等于减少作物蒸发量(ET)与其他不可恢复的损失水量之和。地下水可持续发展要采取新水权体系的耗水控制体系,相同的取水量由于灌溉效率不同可以生产不同的耗水量。灌溉效率高的用户往往产生较高的耗水量。传统的水权管理体系只控制取水量,不能控制耗水量,因此,不能有效控制水资源的过度使用。基于耗水控制的新水权体系将控制耗水量,试图从根本上解决水资源过度使用的控制问题。新的水权体系包括三个组成部分:1.目标耗水量或目标ET;2.根据目标ET确定的取水量(每年核定);3.满足水质要求的排水量(取水量减去目标耗水量)。三个组成部分之间的关系为:取水量=目标耗水量(目标ET)+排水量。工程项目的设计和实施使地下水的实际开采量等于地下水的天然补给量,可以使地下水逐步达到动态平衡或无超采,实现地下水的可持续利用。

2.4农业节水灌溉实施的目标

农业节水灌溉实施的目标为:1.提高农民的农业收入,同时实现灌溉农业节水;2.提高农业水分生产率(ET单方水产量或产值);3.减少农业灌溉ET耗水量(ET按方计水量)保证水资源可持续利用; 4.提高灌溉水的有效利用率;5.提高灌溉和排水系统的可靠性;6.提高应对全球气候变化影响的能力;7.改革灌溉管理体制与运行机制,实现项目区灌排工程自主管理,可持续发展。

强调“增加农民收入”,农民是灌溉水的直接使用者,必须将节约用水与增加农民的经济收入紧密结合,才能充分调动广大农民群众的积极性,实现“真实”节水。

3 农业节水亟待加强的措施方法

3.1增加节水面积,因地制宜加强节水措施

滦南县现有节水灌溉面积17.75万亩,节水面积相对少,其中还有一部分节水灌溉系统老化或瘫痪,因此必须增加节水灌溉面积,因地制宜采取不同的节水工程措施。1.在成方连片地形地区宜采用低压管道输水+小白垄或沟灌、小畦灌;2.在有蔬菜、果林地区应提倡发展大棚喷灌或滴灌模式;3.在沙区、土丘等高低不平的地形宜采用喷灌工程。

3.2实施“真实节水”节水的三大措施

农业节水“三大措施”是根据我国节水研究与生产实际,通过总结、综合、创新前人的科研成果与实践经验而提出来的,其在保证农民增产、增收的基础上,实现了资源性节水,保障了水资源的可持续性,该方法已在世行节水灌溉项目中进行了成功运用。具体来讲,“三大措施”包括水利工程措施、农业措施、管理措施。通过采取水利工程技术措施减少灌溉水的渗漏流失,提高灌溉效率,并在此过程中,将农业措施和管理措施相结合,降低水分腾发量,提高农作物的水分生产率。三者是一个有机的整体,缺一不可。

3.2.1.水利工程节水措施

通过管灌、喷灌、滴管、渠道防渗等节水工程,减少从水源输水至田间过程中的蒸发和渗漏水量;田间灌溉采取平整土地和小畦、短沟、等先进技术,降低灌水定额,提高灌水均匀度和灌溉水的利用系数等。

粗放灌溉方式下每亩地一次灌溉的水量分布:

长期以来,用土壤输水,畦田漫灌方式下,需要提水100方可满足一次灌溉的需要。水量构成包括提水量100方渠道蒸发和渗漏损失(15+35)m3,田间地面蒸发和作物蒸腾(7+25)m3,渗漏18m3,总共渗漏回补地下水53m3,总蒸腾蒸发量15+7+25=47m3,地下水井开采量100-35-18=47m3.

工程节水措施下每亩地一次灌溉的水量分布:

采取渠道衬砌、管道输水等工程节水措施,输水效率大大提高。水量平衡构成包括:水量52方渠道蒸发和渗漏损失(1+1)m3,田间地面蒸发和作物蒸腾(7+25)m3,渗漏18m3,总共渗漏回补地下水19m3,总蒸腾蒸发量1+7+25=33m3,地下水井开采量52-1-18=33m3.与方案1对比,真实节水量为蒸腾蒸发量的减少量或地下水井开采量的减少量47-33=14m3.

综合节水措施下每亩地一次灌溉的水量分布:

采取渠道防渗或管道输水,加上农业节水措施,在满足作物生长和保证产量的前提下,使农田ET显著降低,灌溉渗漏量也得到减少,实现了“真实节水”。水量平衡构成包括:提水量26m3,渠道蒸发和渗漏损失(1+1)m3,田间蒸发和作物蒸腾(3+17)m3,灌溉渗漏4m3.总共渗漏回补地下水5m3,总蒸腾蒸发量1+3+17=21m3,地下水井开采量26-1-4=21m3.与方案1对比,真实节水量为蒸腾蒸发量的减少量或地下水井开采量的减少量47-21=26m3.

3.2.2农业节水措施:

土地平整、深松深翻;秸秆还田;选育耐旱、高产、优质作物品种,发展设施农业,改进种植结构和栽培技术,采取减少田间水分蒸发的耕作栽培技术,科学施肥和培肥地力,采取秸秆覆盖、塑膜覆盖和喷施抑蒸剂等,以减少水分蒸发,达到减少灌溉用水量,降低作物耗水量,降低无效蒸腾蒸发量的目的,提高作物产量和产品质量。

3.2.3管理节水措施:

以往,在节水灌溉发展的过程中,通常将重点放在了工程建设上,形成了所谓“重建设,轻管理,”的局面。通过“三大措施”综合运用,则可以有效提高工程利用效率与效益,保障工程正常、高效运营,提现了灌溉工程建设、运行、维护、管理的新机制。

管理措施包括项成立农民用水管理组织、建立各项规章制度,组织管理人员培训、农民技术培训等。实行科学灌溉,减少水量浪费;在水源不足的条件下,采取非充分灌溉,提高灌溉边际效益,使增加单位用水量取得的效益最大;调整作物种植结构,减少水分消耗,提高经济效益;加强灌溉管理,减少水分损耗,防止灌溉过程中跑水漏水;添置量水设备,控制灌溉用水量和按用水量与成本计收水费,激励群众节水意识;建立农民用水管理组织,实行用水户参与灌溉管理的制度,树立用水户对节水灌溉的主人翁责任感;严格执行计划用水,防治水资源过度开发;落实工程管理,责任到人;采用科学灌溉技术,增加农业产量,降低ET此项措施使项目的良性运行得到组织、制度和资金的保障。

在三大节水措施中,工程节水措施是基础,其主要作用是提高水资源利用率和用水保证率;农业技术措施的主要作用是提高农作物产量和品质,降低水分蒸发消耗;管理节水措施的主要作用是为实施各种节水技术措施提供组织和制度上的保障。此三类节水措施紧密结合,相辅相成,形成一套完整的节水技术体系,体现了资源节水理念,实现了水资源的可持续利用。

作者简介:彭洪海(1971—),男,工程师,主要从事农村水利管理站的工作。