开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇灌溉农业的问题及解决措施范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!
关键词:节水 农业发展 发展现状
一、我国节水农业发展历史回顾
1.节水农业发展沿革
我国节水农业发展的历史源远流长,而且与灌溉农业的发展密切相连。在距今4000多年以前就有了临河挖渠、凿井汲水的灌溉农业,在漫长的历史岁月中,灌溉农业的建设绵延不断,对促进当时的农业生产和社会经济发展起到了十分重要的作用。灌溉农业的发展主要受水资源的制约,古代的劳动人民在与旱灾进行的长期斗争中,已懂得采用一些简单的节水农业技术,如夯实输水土渠的渠床减少输水渗漏损失;在蒸发量大的西北农田上铺上石子以减少农田土壤水分的蒸发损失等,对节约农业用水起到了一定作用。但是,由于社会和技术的等原因,到1949年我国节水农业的基础十分薄弱,除了在少数灌区建设有少量渠道防渗外,基本上仍是空白。解放后随着我国灌溉农业的大规模发展,农业水资源的供需矛盾逐渐呈现,节水农业技术开始受到有关部门的重视。20世纪50和60年代,水利部门就开展了节水灌溉技术研究,到70年代初某些技术已大面积在农业生产中推广应用。如在自流灌区大力推广渠道防渗衬砌减少输水渗漏损失,田间开展平整土地、划小畦块,推行短沟或细流沟灌,建立健全用水组织,实行计划用水,按方收费。70年代中期在机电泵站和机井灌区进行节水节能技术改造。70年代中到80年代初,在丘陵山区,土壤透水性强、水源奇缺以及实行抗旱灌溉的北方地区和南方经济作物区,推广喷灌、微灌等先进灌水技术。80年代初到90年代初,在北方井灌区大面积发展低压管道输水灌溉技术。从90年代开始,进一步将节水灌溉工程技术、农业技术和管理技术有机结合,形成配套技术,并大面积推广田间灌溉科学用水技术,如小麦优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌、北方旱作坐水点种等。与此同时,以提高降水利用率为目标的旱地农业增产技术也得到大面积推广应用。这些技术的大范围推广应用,使我国节水农业的发展提高到一个新水平。
为适应节水农业迅速发展的需要,我国节水农业科学研究和设备研制也取得了长足的进步。早在1976年中国科学院会同原水电部将喷灌技术列为1976~1985年全国科技十年规划重点项目,1977年年底又列为全国重点推广新技术之一,1978年被正式列入国家农田水利建设计划,80年代以后,国家每年安排专项补助经费和贴息贷款扶持推广。“七五”期间,低压管道输水灌溉技术研究被列入了国家科技攻关计划。“九五”期间,节水农业技术研究与示范首次被列为国家科技攻关项目,开展了喷、微灌设备的研制与改进、滴灌技术研究与示范、田间节水灌溉新技术研究、主要农作物节水高效灌溉制度的研究、节水灌溉与农业综合技术研究、人工汇集雨水利用技术研究和灌溉系统配水关键技术研究等7个专题研究。随着科学研究逐步走向深入,我国节水农业工程设备也得到迅速的发展,经过几十年的研制和开发,特别是近几年不断引进国外先进技术及生产装备,使节水农业工程设备在数量上和性能上都有很大提高。目前有上百个厂家生产供应节水农业所需的工程设备和工程材料。除在性能、品种和质量上仍与国际先进水平有较差距外,在数量上已基本能满足现阶段国内发展节水农业的需要。
2.节水农业设施及产业化建设
到1992年统计,我国防渗衬砌渠道总长达55.11万km,占渠道总长306.87万km的18%;其中干、支渠防渗长度29.24万km,为干、支渠总长度121.81万km的24%;斗、农渠防渗长度25.87万km,为斗、农渠总长度185.06万km的14%。我国低压管道输水灌溉铺设的管道长度达2.6亿m,其中,固定式管道长1.68亿m,移动式管长0.93亿m。喷灌面积达1223.2万亩,其中固定式124.1万亩,半固定式197.3万亩,移动式901.8万亩。微灌面积达51.9万亩,其中固定式32.5万亩,半固定式19.4万亩。按照现阶段的农业节水灌溉标准计算,我国节水灌溉面积已达2亿亩。另外近年在南方广西发展了水稻“薄、浅、湿、晒”面积2600万亩,东北地区发展坐水点种面积3400万亩,西北新疆地区发展膜上灌面积300多万亩,宁夏甘肃等地发展水窖、集雨灌溉面积数十万亩。我国节水农业的产业化建设也得到较快的发展,节水农业工程设备和材料已初步形成产业化。我国早期渠道防渗是从应用当地材料开始,如压实土、三合土、浆砌块石等。70年代以后随着我国国民经济和建材工业的发展,大力推广了水泥土和混凝土材料,并研究应用沥青混凝土,膨胀混凝土、玻璃纤维混凝土等。为了解决混凝土衬砌板接缝之间的漏水问题,研究推广了聚氯乙烯胶泥等填缝止水材料以及其它一些处理混凝土裂缝的材料。80年代以来具有成本低、防渗性能好的塑料薄膜,沥青玻璃布油毡以及各种聚乙烯土工膜得到大量推广应用。近年来使用膨胀珍珠岩板、矿渣棉板等作为防冻保温材料,收到了良好的效果。利用化学材料作为土壤添加剂,增加土壤防渗性能,也开始在我国渠道防渗中使用。
为了提高渠道防渗工程质量,加快施工进度,降低工程造价,我国先后研制和生产了梯形渠道边坡混凝土振动机,“U”形渠道开挖机,“U”形渠道混凝土浇筑机和切缝机,以及预制混凝土“U”形渠槽和水泥土预制板等施工机械和技术,使我国渠道衬砌从人工施工向半机械化和机械化施工方面迈出了一大步。由于混凝土“U”形渠道的显著优点,我国北方地区的中、小型渠道防渗衬砌,大量采用这种渠道的施工机械。低压管道输水灌溉从50年代起就在我国开始试点应用,但因设备不配套,质量差和造价高等原因,未能大面积推广应用,进入80年代以来,为节约农业用水,缓解北方水资源紧缺状况,迅速在北方平原井灌区发展起来,为解决设备问题,研制出多种适合我国国情的管材和管件,研制生产了数十种出水口和给水栓以及安全保护装置,提出了平原井灌区低压管道系统的优化设计理论和方法和各种管材管件的施工工艺,使我国低压管道输水灌溉得到大规模的发展。目前我国生产和应用的低压管材主要有:双壁波纹塑料管、薄壁PVC管、水泥制品管和用作地面移动软管的超薄塑料管;管件主要有各种类型的给水栓、管接头、进排气阀等,这些管材和管件我国都已能大批生产。
我国从70年代开始发展喷灌,经过20多年的努力。喷灌设备已形成一定规模的生产能力,据到1992年统计,我国已具有生产轻小型喷灌机20万台,其中小型机5万台的能力,自动化水平较高的大型时针式和平移式等喷灌机亦能批量生产。喷头除完善PY1系列外,1988年研制和投产PY2系列,并研制投产我国特有的全射流喷头系列。1987年从国外引进了奥地利的摇臂式喷头(ZY系列)、薄壁铝管、薄壁热浸镀锌钢管三条生产线,研制并投产ZY型喷头,带单挂钩承插式和双挂钩球接式两种快速连接管的移动轻金属管道系统及八种地埋管道。目前,ZY喷头已生产20余万只,薄壁铝管年产达50余万m。我国生产的喷灌设备的厂家约有23家,在数量上已基本能满足国内的一般要求。主要生产和应用的喷灌设备有:PY1系列、PY2系列和PYs系列以及ZY系列喷头;石棉水泥管、锦塑软管、维塑软管、薄壁铝管和镀锌薄壁钢管;BPZ型水泵和BP型水泵;单喷头喷灌机、人工移动管道式喷灌机、绞盘式、双悬臂式、纵拖式、滚移式、时针式和平移式喷灌机;自动调压喷灌泵站等。
我国微灌的发展是从1974年开始的,到目前大致经历了三个阶段。1974年到1980年为第一阶段,主要是引进、消化和试制,并在不同作物上开展试验。80年代初到90年代初为第二阶段,主要针对微灌设备品种少、不配套、质量差等问题,先后研制和改进了等流量滴灌设备,微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等设备,并建立了一批示范点。90年代初到现在是第三阶段,对原有的微灌设备进行改进和提高,研制出如脉冲滴头、调压器和施肥器等新的微灌设备,并引进了以色列的部分先进技术和设备,使我国微灌技术和设备都得到较大发展。目前,我国已能成为批生产灌水器、管道与连接件、控制和量测及保护装置、净化设备和施肥装置等。
一、水资源利用存在问题
由于总体水平落后的原因,我国目前在水资源利用上还存在许多不足。一是农业用水利用率低,虽然目前农业用水每年使用率占全国用水总量70%左右,但仍有近300亿立方米的农业用水缺口,技术落后和对水资源的浪费,造成全国平均农业用水的水渠利用数仅为0.4~0.6,宝贵的水资源在输送过程中白白损失。二是城市化过程中对水环境保护力度不足,造成水资源相对丰裕地区的因水质引发水资源缺乏的矛盾,以及城市化进程的迅猛发展与当地水资源短缺的水源性缺水矛盾突出。三是工业化进程过程中,工艺设备落后导致产品的单位耗水量增大,而工业水循环使用率偏低又造成水资源浪费。四是公共卫生和住宅用水因耗水设备落后和水价偏低,造成人均耗水指标激增与对水资源的浪费。
二、确保水资源可持续利用的解决办法
在水资源利用上,应倡导合理用水、科学管理、综合发展和保持平衡的原则,奉行开源与节流并举的方针。开源是满足社会经济发展的需求,节流是确保水资源的可持续利用。在开源方面,应开拓视野,除了大型远距离引调水工程之外,还应在开发再生水资源、海水利用、雨水采集等方面采取积极有效、因地制宜的措施,通过这些措施去替代更为宝贵的淡水资源。在节流方面,应从五个方面入手:
1.人与水和谐共处 江河洪水是一种自然现象,要完全消灭洪灾是不可能的。人类既要适当控制洪水,改造自然,又要主动适应洪水,协调人与洪水的关系,这样才能保证自己的持续发展。
2.建设现代高效灌溉农业和现代旱地农业 我国农业用水量占总用水量70%以上,长期以来,由于技术和管理水平落后、灌溉设施老化失修等原因,我国灌溉水利用率仅为45%左右,与发达国家的80%利用率相差甚远,节水潜力很大。因此,要从传统的粗放型灌溉农业转变为建设节水高效的灌溉农业和现代旱地农业,以满足农产品需求及水资源可持续利用。
3.实行节流为先、制污为本、多渠道开源的城市水资源可持续利用战略 “节流为先”不仅是根据我国水资源紧缺状况所采取的基本国策,也是为了降低供水投资、减少污水排放量、提高水资源利用效率的合理选择。“治污为本”是保护供水水质、改善水环境的必然要求,也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。我国缺水城市的类型分为资源型、设施型和污染型3种,缺水原因不同,对策也不同,因此,在加强节水治污的同时,开发水资源也不容忽视,除了开发地表水和地下水等传统水源外,应大力提倡开发处理后的城市污水、雨水、海水、微咸水等非传统水资源。
4.实行以源头控制为主的综合防污减灾战略 在工业废水治理中,长期以来采用的末端治理、达标排放的控制战略已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。因此,应大力提倡以清洁生产为主的污染预防战略,淘汰旧产品和工艺,提高资源利用率,减少污染排放量。对各种无组织、大面积排放的污染源应从源头控制,如对来自农药的污染,须从施用上严格控制施用时间和施用量。另外,湖泊、河流、海湾的底部由于蓄积了多年排放的大量污染物,成为十分危险的内污染源,须引起充分重视。
5.实施保障生态环境用水的水资源配置战略 生态环境是关系到人类生存发展的基本自然条件,保护和改善生态环境是保障我国社会经济可持续发展所必须坚持的基本方针。所以,在水资源合理配置中,应在保障生态环境用水的前提下合理规划和保障社会经济用水。
【关键词】节水灌溉;农业水利;措施
1.农业水利灌溉的模式
农业节水灌溉技术是一个完整的体系,这个体系主要是从四个方面来开展节水灌溉的。一是通过储存水量保持田地湿度;二是适当调整作物的种植时间,利用雨水灌溉;三是利用残余的秸秆覆盖农田的表层,达到保墒的效果;最后就是选择抗旱的作物品种。我国现在主要应用的三种节水灌溉的方式是防渗渠道灌溉、喷洒灌溉以及滴水灌溉。
1.1渠道防渗技术
渠道灌溉自古以来都是我国主要灌溉技术,但以前的利用土渠输水时带来的渗漏导致损失十分严重,大概占水量的50%-60%,所以说,修建防渗渠道是我国节水灌溉的基本措施,也是最可以明显看到效果的节水措施。按照防渗渠道的材料有使用土料来压实地面的、用砖砌的、用混凝土打底的或者是用各种底料来防止渗漏的,例如,塑料、沥青等。
这种节水灌溉措施的特点主要表现在大大减少了渠道输水系统中水量渗漏带来的损失,提高灌溉水利用的系数,同时也提高了输水过程中的安全性,增加了输水能力。
1.2喷灌技术
喷洒灌溉即喷灌是利用专门的设备技术,或者是利用水的自然落差带来的压力将水送到灌溉地段,通过喷头将水喷射到空中,再散成细小的水滴,均匀的落在作物上。喷灌系统,一般包括水源工程、动力机、水泵、各种管道、喷头及控制设备等。同时为适应不同的使用环境,喷灌技术通常可以分为固定式、半固定式和移动式三种。
1.3滴灌技术
滴水灌溉即滴灌这种灌溉技术基本算是目前为止可以将水的利用率达到最高的灌溉技术,一般分为地表灌溉和地下灌溉。滴水灌溉系统由水源工程、首部控制枢纽、输配水管路和灌水器组成。滴灌灌水器的流量一般为0.8-12L/h。由此可见,滴水灌溉技术是十分节水的,但由于需要的技术要求较高,受限制的环境因素较多,所以,大规模的使用还无法实现。
2.农业水利灌溉中节水存在的问题
2.1新技术、新设备的推广力度较小
大家都知道,现在无论是国内还是国外,在节水灌溉这一技术领域都掌握了一定的先进技术,基本上可以实现有效节水,强力灌溉的目的。但是,就我国现在的情况来说,喷、滴灌等高效节水的灌溉方式仅限于试验田里使用,或者示范工程,普通天地绝大多数还在使用渠道灌溉。
2.2产权关系不明
许多灌溉工程都存在不同程度的产权关系不清楚的现象,因此,导致管理职责不清楚,政事企单位管理划分不明确,监管制度不完善等问题,使得灌溉系统的管理制度粗放,调度不够灵活。
2.3受经济利益的影响
在一些水资源相对充分的地方,农民朋友们对建立节水灌溉系统的积极性不高,绝大部分的受制原因是利益问题。现在政府还没有能力出自将节水灌溉技术覆盖到全国各地。
2.4资金投入不够
资金的投入一般只限于工程的完成,之后的维护及保养都没有做到,导致灌溉系统的老化失修灌溉面积和灌溉效益逐年减退和降低。新的节水灌溉工程建设由于短缺和资金不到位,使得灌溉系统达不到应有的发展规模。
2.5规划不当
有些地方在推广先进的节水灌溉技术时不能做到因地制宜的有效规划,可行性不够,存在针对性差的问题,导致节水灌溉工程不能发挥其应有的效果。
2.6设备的质量参差不齐
由于设备的不配套,标准化系统化程度不高,以及维修服务的落后,导致系统中各个设备的质量参差不齐,不能做到同一质量的使用。
3.加快发展节水灌溉的措施
3.1站在可持续发展的高度,统筹考虑农业节水
目前的农业灌溉节水方式并不能从根本上改善缺水的状况。为了增产增收,人们一方面在打更深的井,另一方面利用节省下来的水去扩大灌溉面积,并没有真正意义上的实现节水灌溉。因此,要想实现全面的节水灌溉,就必须站在可持续发展的高度,统筹全面的考虑农业节水问题。由此看来,节水灌溉技术的普及实施问题,不仅仅是一个工程技术问题,更多的是一个社会问题、经济问题。这个问题不是一个部门能够解决的,政府应该让多个部门多加配合,统筹考虑并解决节水灌溉中出现的各种问题,并根据不同地区的实际情况,制定出一套完整的、符合不同地区的、比较灵活的节水灌溉方案。
3.2合理规划
灌溉用的水多半是地下水,有的由于地理环境较好,有可能是从地表建立引水系统,将附近河流湖泊的水引来使用,引水系统的灌溉水的补给主要是通过降水完成的。它的损耗主要包括蒸发、出流和开采。在一定的开采布局条件下,确定合理的开采强度,或在一定的开采强度下地下水的补给量或者补给量较大的区域,合理使用水资源。
3.3建立农业节水补助资金制度,加大农业节水灌溉投资力度
现行的节水灌溉工程的投资,主要靠集体出资,农民统筹,国家来实给予补助。一个灌溉工程的所需资金相当大,国家给的补助资金却很少,大部分都是农民自己筹资的,依照现在我国农民的收入情况开看,他们并不富裕,很难拿出钱来建设节水灌溉工程,因此就需要各级政府把农业节水工程的建设纳入重要的议事日程,并加大投资力度。与此同时,加强合理利用资源的重要性,增加宣传手段,提高老百姓的节水意识,为建立健全的节水系统打下一个良好的群众基础。
3.4搞好中的产田节水灌溉
建设者应该因地制宜的规划节水灌溉工程的实施方案,不要盲目引进,搞无目标的推广活动,这样,既达不到预期的灌溉效果,而且还浪费了资金。中低产田的改造已经列入今后农业的主攻方向,中低产田要求提高效益,扩大节水灌溉面积。搞好中低产田的节水灌溉工程将是以后全面发展节水灌溉的一个前提。
4.小结
总之,节水灌溉农业技术是一个综合性很强的系统体系,它不仅涉及到科学技术等领域,而且还涉及到社会经济等问题。其实质是解决农业用水和农作物需水以及单位水量生产出的粮食的产量及价值。这个体系的主要目的是为了让灌溉农田的水资源发挥它自身的最大价值,节约水资源,合理利用水资源,并且可以使农产量实现高产稳产的目的。
【参考文献】
[1]王景雷,吴景社,齐学斌,杨保中.节水灌溉评价研究进展[S].水科学进展,2002,(4).
[2]曹成.利辛县高效节水灌溉发展潜力及效益分析[S].安徽农业科学,2013(5).
关键词:存在的问题发展面临的形势面临的机遇发展思路
一、基本情况
水是制约原州区经济发展的瓶颈。原州区地处宁夏南部山区,属丘陵黄土区,自然条件恶劣,沟壑纵横,植被稀少,水土流失严重,水资源匮乏,且量少质差,人畜饮水困难。年降水量430mm,无过境水,水资源均系降水补给,地表水、地下水也均系降水补给。
原州区已建成各类水库37座,农村人畜饮水工程70余处,水保工程近300处,机井780余眼,土园井、水窖6万眼,建设旱作农田140万亩,改善了农业生产条件,推进了地方经济的发展,但由于自然环境恶劣等先决条件的限制,水利水保工作仍然存在不少亟待解决的问题。
二、水利工作存在的问题
1.水利工程设施和灌区配套设施老化失修,水利效益衰减
原州区大部分水库建于六七十年代,淤积严重,建筑物老化失修,致使防洪标准降低,拦蓄能力大大减少,主汛期集中降水期不敢蓄水,大汛过后无水蓄;灌区设施也是老化失修,降低了输水功能,大部分灌区因缺水,农田灌溉面积逐年减少,水利效益衰减。
2.水资源利用率低,节水措施少
既存在水资源短缺,又存在灌水达不到节水标准、大水漫灌等问题,水资源利用率不高,浪费严重,导致农业用水供需矛盾日益突出。
3.水土流失仍较为严重
从组织群众自己治理到国家投资项目进行治理,已治理几十年,但从目前状况来看,由于前些年实行“四荒”拍买政策,致使人为滥开乱垦,又人为造成大量的水土流失,人为破坏远大于自然修复和人为治理的速度,致使水土流失治理速度缓慢,又存在重复治理的现象。
4.农村人畜饮水困难基本解决,但饮水安全问题尚未解决
自国家实施西部大开发战略以来,原州区抢抓机遇,启动实施了一、二期农村人畜饮水解困工程,极大缓解了农村人畜饮水难问题,为当地的经济发展和社会稳定起到了积极有效的作用。
三、原州区水利发展今后面临的形势
1.经济社会对水的需求
随着经济社会的发展,城市人口的不断增加和人民群众生活水平的不断提高,对供水和食物的安全,以及人居环境的改善等方面的要去越来越高。
2.经济实体创办的需求
经济快速发展,聚集财富和资产,要通过经济实体的创办,经济实体的发展对水的需求也不断增加,用水方式,用水结构的变化,也将进一步加剧水资源的供需矛盾。
3.生态保护和建设也需要用水资源作保障
随着城乡居民对环境质量要求的不断提高,改善生态环境和美化生活环境都需要水资源提供支撑和保障,需水量将大量增加,对日趋紧张的水资源也将构成巨大的压力。
四、发展思路
分区治水的战略,是科学发展全区水利的最新理念,是符合区情、实现全区水利跨越发展的一项具有创新性的举措,就原州区而言,也是符合原州区的区情。原州区目前虽然病险水库除险达到16座,农村人畜饮水困难基本得到解决,以固原东部农村饮水安全工程为标志的农村饮水安全问题的解决已开始实施,但仅能解决东部干旱带12万人的安全饮水问题,而固原西部、南部农村饮水安全问题尚未解决,水土保持生态建设也取得了一定的成效。但原州区的地理环境也很复杂,东部干旱少雨,水资源奇缺,水利工程少,南部属半干旱半阴湿地区,北部川道区,水利工程相对较多,地表水、地下水资源也相对较多,分区治理也符合原州区的实际和区情,也可采取分区治理。
原州区水利今后的发展思路是依托库井坝现有水利设施,发展节水灌溉高效农业,提高水资源的利用率,实现“三水”联用(扬黄水、地下水、地表水)。
在东部山区干旱带建设集雨工程。依托骨干坝、水窖,实现库坝窖池联用,有效利用水资源,发展节水补灌高效农业,建立节水示范区,达到以点带面的目的。以东部重点农村饮水工程水源,置换出水窖蓄水用于发展集雨微灌工程和庭院经济,改善和提高当地农民的生活条件和水平。
在清水河河谷川道区以节水为中心对库井及扬黄灌区现有设施进行更新和改造,提高节水措施的科技含量,扩大畦田建设面积。
库灌区依托沈家河、寺口子等12座水库,将现有水浇地大田改为小畦田,通过田间节水工程措施,提高灌区田间水利用系数;井灌区依托现有机井采用技术相对简单、工程造价低、适应性强的低压管道输水灌溉技术,增加灌溉面积;扬黄灌区全部发展成小畦灌溉,有条件的地方,采用微灌、滴灌及低压管道输水灌溉等高标准节水灌溉方式。
继续实施好基本农田建设,山川结合。在清水河河谷道区有条件的地方,进行机修农田,田、林、路、滩合理规划,连片治理,增加水浇地面积,改善和提高群众的生产生活条件及人居环境。在南部阴湿山区以水保工程建设为重点,以改造坡耕地为突破口,建设高标准农田和小型水利工程,通过工程措施和非工程措施的综合应用,控制水土流失;同时有效利用河道径流和浅层地下水资源,发展小水源高效节水灌溉农业。在东部黄土丘陵沟壑区,以小流域为单元,以杨达子沟等6条大流域为基本单位,以修建水平梯田和沟道淤地坝为突破口,综合运用工程和非工程措施控制水土流失。
分区治水也是解决民生实际问题的创新。水利工作在为三农服务的同时,跳出农业干水利,加快工业、城市和生态水利的发展,也是符合科学发展观的要求的,是科学发展的外延的延伸。民生水利从狭义上讲,应是解决农村农民实际生活中,与农民切身利益密切相关的水利问题,从广义上讲,应是凡是涉及群众(包括城镇居民)生产生活等方面利益的水利工作,就是民生水利。就原州区来说,新农村的建设、人居环境的改善、生态环境和景观的建设,人饮安全等问题,对原州区今后的水利工作提出更高的要求,这就要对原州区的水利工作进行统筹规划,因地制宜,分类建设。
一是在搞好城市供水的同时,着力抓好人畜饮水工程的入户工程建设,进一步解决农村饮水安全问题。
二是在搞好病险水库除险加固的同时,搞好水库周边的生态建设,涵养水源,减少水库的淤积,延长水库的寿命,最大限度的发挥水库的效益。
关键词:节水 农业发展 发展现状
三、发展节水农业综合措施与管理、政策
1.节水农业综合措施
(1)大力发展节水高效的灌溉技术。我国目前年灌溉用水量3500m3,占全国总用水量的67%,是最大的用水户。但我国灌区的灌溉水利用系数仅0.4左右,即从水源到田间,约有一半以上的灌溉水因渗漏、蒸发和管理不善等原因没有被作物直接利用。灌溉后农田水的利用效率也很低,每立方米水生产的粮食不到1kg,仅为发达国家的2/5。因此,近年来大力发展节水高效的灌溉技术,提高灌溉水的利用率和水分生产效率,已成为我国节水农业发展的重点。
节水高效的灌溉技术包括节水工程技术和节水管理技术。节水灌溉工程技术是世界上为高效利用农业水资源所采取的最广泛、最有效的技术措施,包括地上灌溉工程技术、地面灌溉工程技术和地下灌溉工程技术。地上灌溉工程技术主要是喷灌和滴灌,是目前最先进也是最省水的灌溉技术,我国目前主要应用在经济作物上,但近年来,随着我国水资源日益紧缺和提高农作物产量的需求,喷灌已在大田作物灌溉上得到较大规模发展,滴灌也开始试验应用在大田粮食作物上。与此同时,进一步引进国外先进技术和生产设备,结合我国国情提高我国现有喷、滴灌设备的生产的质量和降低造价,并开展新产品的研制和开发。地面灌溉工程技术包括渠道防渗、低压管道输水、田间地面灌溉等,我国目前灌溉面积的98%是地面灌溉。由于其投入低,适合我国农村经济发展水平,当前仍是我国主要的灌溉工程形式。为加快渠道防渗的进程,已开发研究采用新型材料和结构形式,提高输水效率和降低造价,研制和开发高效低耗的防渗衬砌机械,提高施工效率。低压管道输水灌溉在我国北方井灌区发展迅猛,为提高管材的质量和降低成本,正在开展新型管材研制,并增加各级管件的种类和标准化,提高配套性能,完善田间配水设备。与此同时,也在研制适合渠灌区应用的大口径输水管材及管件,为今后有条件的灌区实现以管代渠提供技术储备。田间地面灌溉工程最常用的有平整土地、划小畦块、短沟或细流沟灌,由于投资少见效快、农民易于掌握,是当今面积最大的田间节水灌溉工程技术。为提高工效省劳力,已开展研究的开发节能、高效、价廉的平地、开沟或打畦的施工机械,并对我国特有的膜上灌水技术、坐水种技术的水平进一步提高,并扩大应用范围。地下灌溉工程技术包括渗灌和地下滴灌,目前仍处于试验性阶段,重点攻克提高设备性能和质量、降低造价的难题。国内外的实践经验证明,灌溉节水的潜力50%在管理方面,节水管理技术的基础是节水高效灌溉制度,它是根据作物的需水规律,把有限的灌溉水量在灌区内及作物生育期内进行最优分配,达到节水高产高效的目的。在我国北方已进入实用的有灌关键水的非充分灌溉技术,小麦优化灌溉技术;在南方地区已得到较大面积应用的水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉技术都是一些投入很低,群众极易掌握、效果十分显著的节水高效灌溉制度,目前正在组织大面积推广应用。土壤墒情监测预报和灌溉预报以及优化配水是节水高效灌溉管理的手段,目前在我国仍处于试验阶段,但已加大了研究的力度,为提高灌溉用水管理技术水平提供技术储备。
(2)对现有灌区实行以水资源高效利用为目标的技术改造。我国现有灌区大多数是50年代末到60年代初和70年代这三个时期建造的,由于建设标准低、配套不完善,加之经过几十年运行和低水平的维护,灌溉工程普遍老化失修,致使灌溉水资源和利用效益很低。当前影响我国灌区水资源高效利用的主要问题有:一是灌溉保证率低,由于多数灌区设施完好率低,水源有限和用水损失大,灌溉面积的灌溉保证率低,现有灌区内中低产田面积的一半以上是由于缺水干旱而造成的。目前全国灌区年缺水量达300亿m3,特别是连续干旱年份,由于保证率低,灌区用水得不到保证。二是工程配套差,特别是大、中型灌区,骨干工程由国家投资建设得较好,但支渠以下的工程要靠群众自筹,由于经费不落实等原因,或配套不全或质量低劣,加上老化失修,人为破坏严重,灌溉水跑水、漏水的现象严重,灌溉输水,用水的效率很低。三是灌水方法落后,目前绝大多数灌区采用的是传统地面灌溉技术,加上沟、畦过长,田面不平整,大水漫灌、田间水利用率低。四是灌水定额大,绝大多数灌区目前仍采用充分灌溉,不但灌水次数多,而且每次灌水量大,致使农田水分生产率很低。五是灌溉管理水平低,由于绝大多数灌区经费短缺,主要靠多种经营来维持,灌溉管理水平低下,技术手段落后。针对灌区存在的上述主要问题,近年来,在全国范围内对老灌区开展了以水资源高效利用为目标的技术改造。采用综合治理的办法,根据各个灌区自身的特点,对从水源、输水、配水、灌水直到作物用水的整个过程及管理体制进行深入的调查研究,找准主要矛盾以及搞清相互之间的关系,进行系统的技术改造与建设。在总体上要从三个方面入手,首先要提高灌溉保证率,对水源工程作进一步的合理开发,完善水源工程并对灌溉水源进行优化调配;二是结合种植结构的调整,采用节水高效的灌溉制度,提高灌溉水的生产率;三是提高管理水平,搞好渠系配套,推广先进的灌溉技术,降低灌溉成本,提高灌溉水利用率。对不同的灌区采取不同的改造措施,渠灌区重点放在完善渠系和建筑物的配套,提高渠道防渗率;井灌区改造的重点是挖潜和配套,提高机井装置效率,降低能耗,通过渠道防渗或管道输水提高灌溉水利用率;在井渠结合灌区除采用上述措施外,重点对地面水和地下水进行优化调度,在保持生态平衡的条件下,使地面水与地下水得到合理开发利用;在提水灌区,重点放在更新陈旧的机电设备,提高机泵效率,对于高扬程灌区采用先进的节水高效灌溉技术,如喷灌或滴灌,以达到节水、节能、提高效益的目的。在对老灌区进行技术改造时,应遵循资源优化配置的原则,充分论证,优化设计,以较少的投入取得较大的效益为目标,优选必须改造的工程项目,切莫盲目上马。特别在选择何种节水高效灌溉形式作为改造手段时,一定要充分考虑投入能力、技术管理水平、当地农业生产发展的长远要求,不能只顾眼前利益,搞短期行为,避免将来重复投入。
(3)开发新水源,增加农业供水能力。要从根本上解决我国农业用水的供需矛盾,除了提高现有水资源的利用水平和效率外,必须积极开发新水源,做到节流和开源并举。新的水源建设首先要充分合理地开发当地水资源。我国北方地区虽已修建了大量水库,但还有少量河流可修建水库,有些河流还有相当大的弃水,可增建水源工程。此外,还有一些地区的地下水仍有相当的开发潜力。由于我国水土资源在地区上的分布不相匹配,要解决一些地区的缺水问题,必须在更大的范围内寻求资源优化配置,调整资源与经济发展的格局。为根本解决北方地区的缺水问题,迫切需要修建一批跨流域的调水工程。目前一些小流域的调水工程已经修建发挥效益,还有一些正在实施,更大的跨流域调水工程也已开展前期的论证工作。
雨水利用是一种古老且具有巨大潜力的农业水资源开发利用形式,随着干旱加剧、水资源短缺,人们已重新注意雨水这一可再生资源的开发及高效利用。干旱半干旱地区是我国的贫水区,至今尚有6.2亿亩耕地因水资源短缺而无法灌溉,占该地区农业耕地面积的60%。特别是西北黄土地区,面积62.62万km2,区内多年平均降水总量2757亿m3,为当前区内年用水量的9.2倍。但由于降水时间分布不均,降水期常与作物生理需水期错位,降水利用率很低,约为降水量的30%~40%,降水生产效率仅为每亩每毫米0.2~0.4kg,尚有60%~70%的降水以地表径流和无效蒸发的方式而损失。试验表明,采用有限补充灌溉,合理栽培管理,降水利用率可显著提高,粮食亩产由不灌溉的80~100kg提高1~2倍是可能的。我国目前已在西北干旱半干旱地区大面积发展雨水汇集和利用技术,而且取得了显著成效。雨水汇集工程技术主要包括蓄水工程、防渗处理技术和集雨区表面处理技术。常用的蓄水工程有窑窖、涝池、蓄水池及塘坝或塘库。蓄水工程的防渗技术有夯实底土、或用黏土、红土垫底,以胶泥涂沫池壁或岩石孔隙,较好的办法是用混凝土薄壳和混凝土砖石密封底部或侧壁。如土壤特性不宜于压实或化学处理,则可用膜状物、塑料薄膜或硬面衬料,也可用沥青、塑料、合成橡胶和水泥铺底。集水区表面处理技术可用拍光夯实改变土壤结构、采有化学处理封闭地面土壤孔隙、用沥青或混凝土建立不透水的集水区、用不透水薄膜覆盖集水区地面等。
劣质水包括生活与工业污水以及微咸水,也是一种可开发的农业水资源。我国1993年城镇生活污水与工业污水的排放量高达636亿m3,但污水的处理率及其利用率很低,目前污水回用约为27亿m3。随着工业和城镇生活用水的进一步发展,污水排放量将会大幅度增加,预计到2000年,全国污水排放总量将高达900亿m3。如果将这部分污水资源化并加以回收,进行合理开发利用,可在一定程度上缓解水资源的供需矛盾。我国还有相当数量的咸水和微咸水资源,仅华北平原浅层地下咸水面积就约占平原总面积的60%,其中矿化度2~3g/L的微咸水面积约为3.6万km2,占咸水区面积的40%。据计算,华北平原浅层地下咸水天然资源量为75亿m3/年,其中矿化度2~3g/L的微咸水资源量为36亿m3/年,大于3g/L的咸水资源量为39亿m3/年。因此,将劣质水回收利用发展节水农业,对于解决我国日益严重的农业缺水问题,具有重要的现实意义。劣质水的资源化措施主要是采用工程和化学技术处理劣质水,使其达到灌溉水质的标准。
(4)采用综合农业措施,提高农田水分利用效率。我国“雨养农业”区旱地面积占全国耕地面积50%左右,粮食平均亩产不足200kg,粮食总产仅占全国粮食总产的30%,主要粮食作物小麦平均亩产不足60kg,仅为全国小麦平均亩产的1/4。旱地农业生产力低而不稳的主要原因是水土流失严重、土面蒸发强烈、作物对土壤储水利用不足、土壤瘠薄、品种落后、栽培管理不当等,致使作物水分利用效率低,仅为0.2~0.4kg/(mm·亩)。通过推广以提高农田水分利用效率为中心的旱农综合增产技术,使水分利用效率提高0.1~0.2kg/(mm·亩)是完全可能的,即按本地区平均降水量水平,每亩可增加粮食50~100kg、皮棉15~20kg、油料20~30kg。在占全国耕地面积50%左右的灌溉农田,既缺水而又灌溉水浪费严重,农田水分利用效率很低,粮食作物的灌水利用效率不足1.0kg/(mm亩),农田水分利用效率仅0.50~0.70kg/(mm·亩)。其主要原因是作物的非必需灌水量多,无效耗水量大;传统栽培造成作物以消耗灌溉水为主,未能发挥“土壤水库”的储水供水和对水分的调控功能,常因季节性干旱或供水不及时、质量差而发生旱害,造成严重减产。因此,在工程开源节流提高水资源利用率的基础上,采取综合农业节水措施,提高农田整体水分和作物水分利用效率,是高效利用农业水资源和持续提高农田生产力的核心。
高效利用有限水资源的关键是提高降水和灌溉水的利用效率。即灌溉农业在节约大量灌溉用水的同时实现高产;在旱地农业中如何增加土壤蓄水供水或补充少量供水,达到显著增产的目的。其有效途径:一是减少水的蒸发、渗漏和流失,增加土壤入渗量和储水量;二是增强作物对土壤储水特别是深层储水的利用;三是提高作物水分利用效率,即最大限度地提高作物的经济产量/生物量/蒸腾量/耗水量(ET)/供水量(降水、灌溉水)的比率。
当前,采用的综合农业技术措施主要有:根据旱农地区的降水和干旱发生特点及农作物的需水耗水规律,调整作物布局,建立与水资源相适应的种植制度。选择抗旱、节水、高产作物和品种,可根据抗旱性指标、耗水系数、蒸腾效率和水分胁迫指数等综合指标,从目前大量而丰富的品种资源中,筛选出具有御旱性、高产、高水分利用效率的品种进行推广。进行合理的土壤耕作及采用各种保水保土措施,蓄保降水,减少土壤水分蒸发和流失,创造良好的土壤水分条件。合理施肥和培肥地力,充分发挥水肥协同效应和激励机制,提高抗旱力和水分利用效率和在不增加施肥量的条件下,获得最大的经济效益。覆盖栽培保墒、增温、节水防旱、改善土壤理化性状、提高土壤肥力及有效性,提高作物有效耗水比,促使作物早熟和增产。应用化学物质和调控技术提高抗旱播种的出苗率,抑制作物生长发育过程中的过度蒸腾防止奢侈耗水,减轻干旱危害,促进根系提高对土壤深层储水的利用。
转贴于 2.节水农业的管理与政策
(1)提高管理水平,促进节水农业发展。我国节水农业的发展已取得了很大的成绩,积累了许多经验,为了充分发挥节水农业工程的效益,提高管理水平已受到各方面的重视。加强节水农业的管理:一要进一步提高认识,增加紧迫性,使节水成为全社会的共识;二要加强组织领导,尽快健全有关节水的配套政策法规,调动广大基层干部、亿万农民参与的积极性;三要千方百计增加投入;四要总结过去发展节水农业的经验教训,认真掌握客观规律,减少盲目性。为此需要建立有利于节水农业发展的管理体系,即建立促进我国节水农业发展的政策和法规;建立适合我国市场经济条件的农业用水管理体制;建立农业水资源高效利用管理机制和运行机制;采用高效的节水农业管理技术,包括农业水资源高效利用的需求管理技术、水资源高效利用标准、集成化的农业水资源高效利用技术与措施、动态交互式水资源开发利用管理技术等;加强对水资源的统一规划与科学管理,优化配置水资源,制定支持我国农业可持续发展的节水农业长远发展规划。
(2)实行差别水费制度,调动发展节水农业的积极性。对水资源的严格管理,不仅要采用先进的管理技术,而且要按照市场经济的规律来管理。对所有的用水户都要实行按量收费、采用计划供水和对超额用水进行惩罚的差别收费制度。目前我国农用水费太低,没有按照商品价值的规律,依据水的实际价值收费,节水对农民来说没有得到多少实惠,而对国家来说,节水会产生巨大的经济效益和社会效益。因而造成发展节水农业国家非常重视,但农民群众积极性却不高。由于水价太低,也造成不少灌区的灌溉管理机构经费短缺,不得不主要依靠多种经营来维持,灌溉管理反而成了副业,还有一些灌溉管理机构由于多种经营难度大,而水费又很低,为了创收,只好鼓励农民多用水。目前,这种低水价的弊端已引起了各级部门的重视,已开始制定并实行有利于鼓励发展节水农业的水费政策,将灌溉用水纳入市场经济和法规管理的轨道,逐步实行按水的成本征收水费,并采用水费累进制,对超标准用水,加倍收取水资源占用费。为鼓励修建节水农业工程,可根据其节水效果的高低程度,给予不同数额的投资补助,以激励发展先进的节水农业技术。当工业及其它产业挤占农业水资源或征用已有灌溉设施的耕地时,要强制其拿出一定的比例的产值来发展节水农业,对污染或破坏农业水资源的行为,不但要实行经济制裁,严重的要绳之以法。对灌溉管理机构,也要制定鼓励节水的政策,如事业费和管理水平挂钩,节水给予奖励,超额用水予以经济处罚等。
读植被、风速与输沙率的关系图。回答1~2题。
1. 图中反映出( )
A. 同一风速条件下,输沙率与植被呈负相关
B. 同一植被条件下,输沙率与风速呈负相关
C. 在植被覆盖率为10%~20%时,风速对输沙率的影响较小
D. 输沙率与植被、风速的关系不明显
2. 由图可知,防治荒漠化的有效措施是( )
A. 合理利用水资源 B. 小流域综合治理
C. 设置沙障固沙 D. 恢复天然植被
读“我国西北内陆地区两地景观示意图”,完成3~4题。
3. 关于甲、乙两地的说法,最恰当的是( )
A. 甲地区降水整体上比乙地区少
B. 甲地区气温年较差比乙地区大
C. 甲地区海拔一定高于乙地区
D. 甲地区可能地处乙地区东侧
4. 甲地以井为中心在草原上形成沙地,其原因可能是( )
A. 过度开采地下水,形成地下水漏斗区
B. 地下水含盐量高,使植物不能生存
C. 风力侵蚀强烈,形成风蚀洼地
D. 农牧业活动较多,地表植被破坏严重
图是“我国某省地理简图”,图示地区是我国荒漠化扩大较快的地区之一。读图回答5~6题。
5. 图中河流中下游地区是历史悠久的绿洲农业区,决定绿洲的规模的最主要因素是( )
A. 土壤的肥力 B. 地势的高低
C. 水源的多少 D. 科技的发展
6. 图中①点表示当前该省农业产值比重。为缓解当地的生态危机,拟调整该地区的农业产业结构,其中合理的规划方案是( )
A. ② B. ③ C. ④ D. ⑤
包兰铁路自包头至兰州,全长990公里,全线有140公里在沙漠中穿行。其中在中卫和干塘间经过腾格里沙漠(如图所示)。所采取的防沙、治沙措施,曾获1987年国家科学技术进步特等奖。完成7~8题。
7. 采用麦草方格沙障的方法用来防沙、治沙,是因为( )
A. 增加土层腐殖质,有利于植物生长
B. 降低风速,减少沙丘面风沙的吹蚀
C. 有利于保持水分,有利于植物成活
D. 麦草这一类原料丰富,成本低廉
8. 为促进图中区域的可持续发展,所采取的措施中,最合理的有( )
A. 利用铁路交通和丰富的沙源,发展建材工业
B. 利用黄河水源,大力发展灌溉农业
C. 扩大麦草方格沙障的范围,对沙漠进行大规模改造
D. 利用独特的景观和文化,大力发展旅游业
由于气候变异和人为活动引起的湿润系数在0.05~0.65范围内的地区土地退化过程称为荒漠化。而土地退化是指包括侵蚀、盐碱化、肥力衰竭在内的土壤退化过程和包括植被覆盖度降低、生物量减少和生物多样性下降等在内的生态系统退化过程。读图,回答9~10题。
9. 湿润系数可能指( )
A. 降水量 B. 降水量与蒸发量之比
C. 蒸发量 D. 蒸发量与降水量之比
10. 分析材料中内容,题中的生物多样性下降属于( )
①环境污染 ②土地退化过程 ③土壤退化过程 ④荒漠化过程 ⑤生态系统退化过程
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ②④⑤
二、非选择题(共40分)
11. 调查研究·石羊河流域的环境问题及综合治理(14分)
2011年甘肃某高中地理兴趣小组的同学,利用假期对石羊河流域进行了综合调查,旨在探讨该地区的环境问题及如何治理。下面是他们通过调查得到的图文材料,分析调查的材料回答下列问题:
材料一 甘肃省民勤县地处河西走廊东北部,石羊河流经民勤盆地。从上世纪50年代至今,石羊河流域的来水量减少近1/3,石羊河流域的人口却由90万增加到近230万,灌溉面积由300万亩增加到了500万亩。
材料二 石羊河流域示意图。
材料三 石羊河流域用水结构图
(1)请根据图文信息和所学知识,分析石羊河水量减少的原因。
(2)石羊河水量减少会给该流域带来哪些环境问题?
(3)结合材料三,探讨解决石羊河流域水资源问题的途径。
12. 读下图结合所学知识,回答下列问题。(10分)
材料 内蒙古科尔沁草原由于人口压力,超载放牧,每年以2%的速度退化,生态环境急剧恶化。1992~1996年,科研人员在科尔沁草场进行了放牧试验,主要研究不同放牧强度对草场的影响,草原的合理利用与保护。
(1)说出图中所反映的土地利用问题,并简述其危害。
(2)分析科尔沁草原退化的主要原因。
(3)提出合理利用与保护草原的措施。
13. 该图所示的平原地区在20世纪印年代频发沙尘暴。因沙尘中含有较多的盐尘,该地区的沙尘暴被称为“白风暴”。读图完成下列要求。(16分)
(1)Rl和R2两河的主要补给是 ,影响流量变化的主要自然因素是 。
(2)图示平原地区侵蚀作用的主要外力是 。
(3)20世纪50年代,在L湖沿岸地区大规模垦荒,会使得土地 。
(4)在开垦的同时,大量引河水灌溉。不合理灌溉会导致地下水位上升。简要分析在该地区不合理灌溉对土壤的影响,并说明其发生过程。
与农业水利有关的学科包括农业水利工程本科专业和农业水土工程硕士、博士专业。农业水利工程专业隶属于水利类学科,由原来的农田水利工程专业经学科调整而发展起来,主要培养具备农业水利工程学科的基本理论和基本知识,能在农业水利、水电、水保等部门从事水利工程勘测、规划、设计、施工、管理和试验研究以及教学、科研等方面工作的工程技术人才。以灌溉排水、农田水利及水工建筑物等为基础,研究利用灌溉排水工程措施调节农田水分状况和改变区域水情分布,消除水旱灾害,科学利用水资源,为发展农业生产和改善生态环境服务。农业水土工程学科是农业工程学科的分支[3/,介于工程、农业生物和资源与环境学科之间的边缘学科,强调水——土——作物之关系,把土壤、植物、大气作为一个整体,研究地表物质迁移与能量转化规律及其工程调控措施与技术装备,最有效地利用水土资源,以土壤一作物——水关系为中心的农田水分循环规律与有效的调控措施,达到持续性土地利用的目的。目前,开设农业水利工程(农业水土工程)专业和从事农业水利研究与教育的高校主要有武汉大学、四川大学、河海大学、浙江大学、中国农业大学、华北水利水电学院、太原理工大学、西北农林科技大学、沈阳农业大学、云南农业大学、内蒙古农业大学、扬州大学、新疆农业大学、东北农业大学、黑龙江大学、甘肃农业大学、河北农业大学、山东农业大学、华南农业大学、宁夏大学、石河子大学等。广西高校尚未开设农业水利工程专业和农业水土工程专业。随着社会经济进步和科学技术发展以及水危机的日益加剧,中国农业水利的相关学科已经由过去的以农业生产服务为中心内容,扩展到了水利现代化、生态环境建设与保护等诸多领域。由于水资源总量有限,城市和工业用水日益增加,农业水利研究在解决国民经济可持续发展所面临的水危机中将会发挥着越来越重要的作用,具有广阔的发展前景。
2广西农业水利研究与教育面临的现实问题
广西多年平均水资源总量为1880亿立方米,占全国水资源总量的7.12%,居全国第5位。虽然年降雨量比较丰富,但由于降雨时空分布极不均匀,全年70%~80%降雨集中在4-9月份。加上水利基础设施薄弱,农业水管理水平不高,灌溉用水浪费严重,农业的季节性、区域性和工程性缺水问题十分突出。广西耕地总面积为261.42万公顷,占广西土地总面积的11.04%。其中水田为154.03万公顷(保水田为108.47万公顷),占58.9%;旱地107.39万公顷(水浇地5.76万公顷),占41.1%。广西是一个农业大省,总人口4857万人,其中农村人口3446万人,占总人口的70.9%。农村农业人口比重大,“三农”问题一直是广西国民经济和社会各项工作的重中之重。水利是农业的命脉,加强农田水利基本建设,解决农田水利灌溉的问题,促进水资源高效利用,是促进农业增收的重要前提。经过几十年的努力,广西已建成蓄水工程、引水工程、喷灌工程、江海堤围工程、水土保持、水力发电工程等门类比较齐全的各类型水利设施29万多处,其中大中小型水库4439座,引水工程136499处,初步具备了有一定规模的防洪、灌溉、水土流失的治理,山区人畜用水等水资源综合利用的工程体系。但是,广西多数大中型水利工程建于20世纪60—7O年代,已运行30—40年,工程老化失修,效益衰减,尚未摆脱粗放型的管理模式,没有充分发挥工程效益,迫切需要依靠科技创新和高新技术加以改造升级。另外,农田基本建设投入相对不足,加上渠系水管理技术落后,一些灌溉渠道分布在溶洞、裂隙等发育的岩溶地区,渠系渗漏严重,造成渠系水的渗漏损失,使得渠系水利用系数偏低,部分区域的农业灌溉用水得不到充分的保障。目前,广西水利人才队伍整体层次构成严重偏低,其中高级人才仅约占人才总量的1/17左右,比重太小。广西农业水利科技水平仍比较落后,农业水利高级人才匮乏,农业水利科技投入不足,技术创新能力低,水利科技成果转化率较低H,难以在水土资源利用、水资源高效利用、生态保护等农业水利重要领域提供强大的技术支持。加强农业水利研究与教育,可为水利建设和水利事业的发展提供智力支持。
3广西农业水利研究与教育的意义
国家十分重视农业水利和灌溉农业的发展,加强农业水利建设,可为社会主义新农村建设提供保证。“水利是农业的命脉”,“水利也是国民经济的基础”,农业水利的成功在很大程度上成为解决“三农”问题和实现粮食安全的保证条件四。农业是广西用水大户,占广西水资源总利用量的70%左右,而且广西农业灌溉用水浪费仍然非常严重,与发达省区相比,仍有较大的差距。广西目前农田灌溉用水量为全国的2.4倍。全国农业灌溉水的利用系数平均为0.51,广西为0.47,而发达国家为0.7~0.8。广西节水型社会建设以及水资源的高效利用任重道远,必须依靠科技进步,通过科学技术手段才能提高水资源利用率,使农田水利基本工程发挥应有的效益。广西耕地主要分布在喀斯特发达、溶洞较大的岩溶区,该区地表土质疏松,土层比较浅薄,土质保水性能差,地表水径流损失大,地下水开发利用难度大,加上水利基础设施落后,季节性干旱缺水现象十分严重。因此,加强农业水利工程专业建设和人才培养,对于广西经济、社会的可持续发展具有重要意义。
4广西水利发展对农业水利研究和教育的需求
随着广西社会经济的快速发展,水土资源和农业水环境负荷日趋加重,人口——水土资源——生态环境形势13趋紧张。广西水土资源供需矛盾突出,水资源利用效率低下,洪涝灾害依然严重,农业水利问题已经成为广西迫切需要解决的战略性问题和重大瓶颈问题。要应对农业水利领域的重大挑战,广西必须依靠科技进步来实现水土资源的合理开发、高效利用、全面节约和有效保护,充分发挥农业水利研究和教育在农业水利发展中第一生产力的巨大作用。
4.1水利人才队伍整体实力亟须提高
广西水利人才总数为21271人,水利科技人才总数为13283人,其中高级科技人才736人,占科技人才总数的5.54%;中级科技人才3012人,占22.68%;初级科技人才9535人,占71.78%,比重很大。水利人才队伍存在以下方面不足。
4.1.1人才队伍文化层次偏低在人才队伍中,具有硕士学位研究生文化的仅占0.09%,本科生以上文化仅占人才总量的8.38%,高中及初中以下文化的人才数量合计占43.44%。科技人才文化层次低,科技人才中本科文化占9.65%,高学历人才不足,形成不了强有力的科技人才队伍,提高水利从业人员的文化水平迫在眉睫。
4.1.2人才队伍的年龄结构不合理人才队伍中高级人才趋于老龄化,中青年高级人才比重不足。人才总量中40岁以下的高级人才仅占高级人才总量的12.77%。科技人才中高级人才的老龄化更为突出,在具有高级专业技术职称的科技人才中,40岁以下的仅占6.26%,51岁以上的占76.68%,科技人才“老龄化”现象突出,没有形成合理的人才队伍,缺乏应有的活力。
4.2水利科研能力需要进一步提高
1980年至今,广西水利系统共获得国家及自治区级科技进步奖300多项,这些成果有效地解决了广西水利水电工程建设中存在的技术问题,但与全国先进的省区相比,仍有较大的差距和诸多不足,主要体现在以下方面:(1)尚未开设农业水利类本科专业及硕士点,对农业水利科技人才的培养力度不够;(2)科技管理体制和机制不够活,科技运行机制和人才管理体制不尽完善;(3)科研实力不够强,中青年科技骨干不足,高层次专业技术人才缺乏;(4)科技整体水平不够高,高新技术的应用水平还比较低。要解决广西水利发展中存在的问题,迫切需要加大水利科技投入,重点进行水利人才培养和教育。水利科技人才的脱颖而出是水利科技发展的关键,水利科技的健康发展才能促进广西水利的可持续发展。
关键词:渭干河流域;水资源;土地资源;水土平衡
中图分类号:TU94+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)11-2532-04
我国人口众多,可利用的土地资源相对而言并不丰富,加之在我国建立社会主义公有制以后的30多年时间里,放松了土地管理工作,以致造成土地的数量不清、质量不明、权属紊乱的局面。这种状况不能适应国家经济建设的需要,直接影响着各项工作的正确决策。统计资料数据是制定水土资源开发政策的重要依据,由于我国实行的是村和农、林、牧、居民点以及工矿、部队等单位逐级汇总的统计制度,在各方利益的驱使下会出现统计数据的不真实性等问题,这对干旱区有限的水资源与土地资源的平衡提出了诸多问题,如塔里木河流域水土资源开发中所出现的流域环境问题与传统的统计分析是密不可分的。过去土地利用数据获取的主要技术方法为航空摄影测量技术,土地利用动态监测一般依靠人工野外调查发现变化信息,运用测量方法进行变化信息的空间测量。与传统监测方法相比,遥感监测技术手段和计算机具有速度快、精度高、范围广,并且能为国土资源管理工作提供基于事实影像、可精确测量、可作为基础信息的土地利用动态监测结果,是对土地利用的动态变化进行全面系统地反映和分析的科学方法。
土地利用现状调查是指为查清现状用地的数量及其分布而进行的土地资源调查。随着经济的快速发展,干旱区土地利用结构发生了明显的变化,森林、草地、湿地、水域等面积逐渐减少,农耕面积不断扩大,农业用水需求增大,水资源几乎被农业用尽,导致河流断流与干枯,致使生态环境恶化。因此,如何详细、快速地发现土地利用的变化并获得变化信息,科学有效地掌握土地信息和管理土地资源,进行遥感动态监测是十分必要的。遥感动态监测是快速提取地表信息的最有效手段,被广泛应用于各行各业,在农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域中发挥了巨大作用。遥感技术的特点是可获取大范围数据资料,获取信息的速度快、周期短。获取信息的手段多、信息量大,获取信息受条件限制少。本研究运用遥感监测手段对渭干河流域的土地利用时空变化进行分析,在此基础上验证传统的统计方法和统计数据的真实性,为国家计划、水利、统计、土地管理部门提供详细准确的基础资料数据。
1 材料与方法
1.1 自然概况
渭干河位于新疆维吾尔自治区的南部, 北起秋里塔格山,南接塔里木河北岸,东邻轮台县,西与温宿县接壤。由木扎提河、喀普斯浪河、喀拉苏河、克孜勒河4条支流汇流而成,全长172 km。流域内有新和县、库车县和沙雅县的大部分土地,流域面积3.79万km2,地势西北高东南低,坡度为1/400-1/4 000之间[1],经劳动人民数千年的农业生产劳动,逐步形成了渭干河灌区和灌区绿洲经济。绿洲农业完全依赖于灌溉,没有灌溉就没有农业,解放前没有完整的灌溉排水系统,灌溉设施也十分简陋。解放后,在灌区各族人民的努力下,对灌区进行了大规模的改造,形成了当前的灌溉排水系统较完善的灌区规模。种植业(棉花、小麦、玉米)是灌区绿洲经济的主导产业,尤其是棉花生产占种植业的90%左右。
1.2 农业生产状况
渭干河灌区内有库车县、新和县和沙雅县的30个乡镇。人口从1949年的17.6万人增加到了2008年的60万人,其中农业人口占总人口的91%,达到了54.6万人[2]。主要产业是农业,农作物以棉花、小麦、玉米等为主。灌溉面积由1949年的6万hm2扩大到了2010年的20万hm2。表1[3-5]为渭干河流域各县作物播种面积与灌溉需水量。
1.3 水源及水利设施
渭干河灌区的地表水资源主要来源于天山山脉的冰雪融水和降雨。主要由木扎提河、喀普斯浪河、喀拉苏河和克孜勒河4条河流在黑孜尔汇流形成一条长172 km的渭干河。河流贯穿于渭干河流域中央,因为冰雪融水是主要水源,流量受季节影响较大,径流的年内分配不均。夏季(6~9月)径流量占全年径流量的65%以上,由于径流量的年内季节变化较大,特别是春季播种期径流量较少,不能满足春季播种期的需水量。为解决春季灌溉供需矛盾,于1980-1992年间在渭干河上游修建了蓄水量为6.4亿m3 的黑孜尔水库。而在黑孜尔水库下游出山口修建了一座龙口分水闸,根据3个县的用水协议(1918年),库车县、新和县和沙雅县分别得到流量的39.5%、28.0%、32.5%。灌区内渠道分总干渠、干渠、支渠、斗渠、农渠,90%为未做防渗措施的土渠,渗漏损失严重,总干渠到农田的水利用系数为0.4[6]。
2 结果与分析
2.1 耕地统计面积
土地利用与自然环境、社会、经济环境等密切相关,其中,社会、经济因子是土地利用变化最重要的驱动力之一。图1是根据统计资料绘制的渭干河流域1950-2011年的耕地面积变化图,从图上可以看出其耕地面积从1950年的8.35万hm2扩大到了2010年的16.11万hm2,60年间增加了7.76万hm2。因轮耕技术的废弃和复播技术的提高使得灌溉面积显著增加,灌溉面积从1950年的5.5万hm2增加到了2010年的21万hm2,增加了近3倍[7]。
2.2 耕地监测面积
土地利用变化数据的获取与更新是土地监测工作的重要内容,如果依靠常规方法不但不能获取土地利用变化的数量和性质,成图周期长,精度不高误差大,而且难以主动发现土地利用变化信息。如果依靠遥感影像处理与识别技术,可以主动快速地发现和提取变化信息,从而达到对耕地面积以及建设用地等土地利用变化情况进行及时、直接、客观地定期监测。本研究利用遥感土地利用分类方法与变化监测等技术,采用ENVI技术路线对渭干河流域1972、1992、2010年的TM影像进行影像融合、波段比值计算、主成分分析、监督分类等分类出了森林、草地、荒漠、盐渍地、农田、水域等6大类信息数据。遥感信息是地表各种地理要素的真实反映,能清晰地反映出各种土地利用类型的特征与分布。在土地利用动态监测中,遥感图像处理是保证监测精度的前提。其中土地利用分类方法与变化监测技术是评价监测方法准确性的重要依据。本研究分类时借助GPS测量手段进行数据叠加,结合GIS中的空间叠加分析与统计方法,通过影像提取分析获得了图2所示的渭干河流域1972、1992、2010年的土地利用变化信息数据。
表2为分析得出的不同时期渭干河流域的耕地面积变化情况。1972年的耕地面积是11.11万hm2,1992年的耕地面积是24.21万hm2,2010年耕地面积扩大到了41.97万hm2。从这些数据可以看出,耕地面积在成倍地增长。监测面积和同期统计数据相比有很大的出入。
2.3 水土平衡
灌溉方法还是沿袭古老的大水漫灌方法,灌溉效率比较低。1990年以后为了提高灌溉效率把大田改为小田,但是因灌溉管理等原因相邻农田间挖埂串灌现象较严重,灌溉效率较低。渭干河的年平均径流量为22.8亿m3, 渠道90%为未做防渗措施的土渠,渗漏损失严重,总干渠到农田的有效利用系数为0.4,计算得到的输水量为9.12亿m3,根据表1需水量为9.52亿m3,还有0.40亿m3的需水量不能满足。渭干河的水全部用到了灌溉农业上,严重影响了流域的生态环境。
为了了解农户的灌溉用水情况,2009-2010年对沙雅县努尔巴克乡一农户进行了农田计划灌水量、实际灌水量情况的调查(表3)。从表3中可以看出,2009年由于水量少和灌溉管理等原因实际上灌溉了3次,3次的灌水量为840 mm,比5次的计划灌水量超了300 mm; 2010年由于水量少和灌溉管理等原因实际上灌溉了2次,2次的灌水量为692 mm,比5次的计划灌水量超了152 mm。
从表3中可以看出,计划灌水量和实际灌水量有很大的出入,这是因为:第一,灌区仍然用落后的大田大水漫灌方式进行挖埂串灌;第二,灌溉时农户尽可能地让水在田里浸泡,目的是让农田吃透水,这不能简单地认为是无知的表现,而是农户得不到对水资源的信息,甚至水利局和水管站的工作人员都不知道下次灌溉的时间和来水量,在这种情况下会出现农户让农田吃透水的现象;第三,一个村有两名专门负责灌溉的水管员,因村里灌溉面积大,而且是日夜灌溉,对两名水管员来讲劳动强度非常大,所以会出现挖埂串灌等现象。
3 小结与讨论
人类对自然资源特别是对水土资源的不合理利用,加剧了脆弱生态环境的演变过程,影响了干旱地区的生态安全。对干旱区而言,生态环境比较脆弱,加上多年的人类活动,主要是不合理的水土资源开发影响了生态环境。究其原因有以下几种基本情况:①由于统计资料的不真实性等,不能准确掌握耕地面积,对水土的平衡考虑不够,而且急于求成,造成盲目开荒。②人口增长过快引发对耕地面积的需求扩大,同时引起对灌溉水量的需求增长,由此呈现出农田灌溉用水不足的现象,这种现象造成流域人口、耕地与水资源承载力相互关系的失调。③在经济利益驱使下向土地掠夺,促使农业不断扩张,近些年来,内地流入渭干河流域淘金的人群成为新的拓荒者,他们采取合股、独资等形式,购置、租用大批推土机等机械驶进渭干河流域,致使渭干河流域原始胡杨林和天然植被大面积遭受人为破坏。④因用水管理部门和农户缺乏对水资源信息(来水量和来水时间)的了解,使得农户在灌溉时超计划灌水。⑤农村地区增加农民收入的方法之一是扩大耕地面积来实现农民增收,它和别的方式相比风险小见效快。⑥因农村地区土地管理部门技术人员少,监测手段落后,不能有效地监测土地类型的变化。
干旱半干旱地区过多的耕地面积只能把有限的水资源用在灌溉农业上,甚至连农业用水都无法保证,由于灌溉水量和灌溉次数的减少,严重影响着农业生产。干旱半干旱地区生态环境的维持和演化直接受制于绿洲可用水资源量,一定量的水资源只能维持相应规模的绿洲。一旦耕地面积超过水源供应量,绿洲的系统平衡就会被打破,引起绿洲生态系统的退化。因此,准确地掌握土地利用数据(耕地数据)是解决干旱半干旱地区水土资源平衡问题的关键。
参考文献:
[1] 新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴2010[M].北京:中国统计出版社,2010.83-85.
[2] 库车县志编纂委员会.库车县志[M]. 乌鲁木齐:新疆大学出版社,1991.90-91.
[3] 沙雅县史志编纂委员会·沙雅县志[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1995.91-92.
[4] 新和县地方志编纂委员会·新和县志[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1997.71-73.
[5] 满苏尔·提,阿布拉江·苏来曼,玉素甫江·如素力.渭干河灌区水资源利用研究[J].干旱区资源与环境,2005,19(5):83-88.