簡介: 隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林還草和城市化的發(fā)展,同時也由于水資源短缺和恢復(fù)生態(tài)平衡的需要,西北地區(qū)耕地面積和灌溉面積不會大幅增加,今后人口增長對糧食和農(nóng)副產(chǎn)品的需求將更加依賴于現(xiàn)有灌區(qū)面積。
關(guān)鍵字:西北地區(qū) 節(jié)水灌溉 作用與途徑
一.西北地區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉的作用
1. 西北灌區(qū)是西北地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的主要供應(yīng)基地
我國西北大部分屬干旱、半干旱地區(qū),干旱地區(qū)無灌溉即無農(nóng)業(yè),半干旱地區(qū)降雨量雖在可從事旱作農(nóng)業(yè)的范圍之內(nèi),但由于降雨少且季節(jié)分布不均,農(nóng)業(yè)仍高度依賴于灌溉。目前西北地區(qū)耕地總面積2.71億畝,人均2.95畝,其中有效灌溉面積1.07億畝,人均1.16畝,灌溉面積約占耕地面積的40%(見表1)。其中林果和草場灌溉面積分別為1690萬畝和850萬畝,分別占全國的35.8%和35.9%。據(jù)水利部門調(diào)查,西北地區(qū)灌溉農(nóng)田的平均畝產(chǎn)在300kg左右,而非灌溉農(nóng)田的畝產(chǎn)平均不足100kg,而且產(chǎn)量很不穩(wěn)定。2000年西北地區(qū)糧食總產(chǎn)量為3169萬噸,人均糧食產(chǎn)量為345kg,基本達(dá)到自給,其中70%的產(chǎn)量產(chǎn)自灌區(qū),由此可見,西北灌區(qū)是西北地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的主要供應(yīng)基地,特別是寧蒙引黃灌區(qū)、陜西關(guān)中灌區(qū)、河西走廊和新疆等地,已成為我國重要的糧棉生產(chǎn)基地。
隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林還草和城市化的發(fā)展,同時也由于水資源短缺和恢復(fù)生態(tài)平衡的需要,西北地區(qū)耕地面積和灌溉面積不會大幅增加,今后人口增長對糧食和農(nóng)副產(chǎn)品的需求將更加依賴于現(xiàn)有灌區(qū)面積。
表1:2000年西北地區(qū)灌溉面積統(tǒng)計
地 區(qū) | 流 域 | 總灌溉面積(萬畝) | 農(nóng)田有效灌溉面積(萬畝) | 林果灌溉面積(萬畝) | 草場灌溉面積(萬畝) | 農(nóng)田灌溉供水量(億m3) | 農(nóng)田實灌面積(萬畝) | 農(nóng)田毛灌溉定額(m3 /畝) |
西北地區(qū) | 總計 | 13221 | 10683 | 1690 | 848 | 666.5 | 9929.2 | 671.3 |
內(nèi)蒙古 | 小計 | 2238 | 1775 | 145 | 318 | 79.1 | 1681.9 | 470.3 |
黃河 | 1729 | 1434 | 122 | 173 | 73.6 | 1406.0 | 523.4 | |
內(nèi)陸河 | 511 | 342 | 24 | 145 | 5.5 | 276.0 | 199.2 | |
陜西 | 小計 | 1852 | 1635 | 215 | 2 | 31.7 | 1400.8 | 226.3 |
黃河 | 1852 | 1635 | 215 | 2 | 31.7 | 1400.8 | 226.3 | |
甘肅 | 小計 | 1789 | 1628 | 134 | 27 | 89.2 | 1425.8 | 625.6 |
黃河 | 707 | 665 | 28 | 14 | 22.9 | 585.4 | 391.2 | |
內(nèi)陸河 | 1082 | 963 | 106 | 13 | 66.3 | 840.4 | 788.9 | |
青海 | 小計 | 385 | 367 | 18 | 20.0 | 309.2 | 646.8 | |
黃河 | 288 | 273 | 15 | 13.4 | 216.1 | 620.1 | ||
內(nèi)陸河 | 98 | 95 | 3 | 6.6 | 93.1 | 708.9 | ||
寧夏 | 小計 | 703 | 601 | 97 | 5 | 71.6 | 591.3 | 1210.8 |
黃河 | 703 | 601 | 97 | 5 | 71.6 | 591.3 | 1210.8 | |
新疆 | 小計 | 6254.0 | 4677.0 | 1081 | 496 | 374.9 | 4520.2 | 829 |
中亞西亞內(nèi)陸河 | 1065.3 | 877.3 | 101 | 87 | 36.9 | 866.0 | 426 | |
準(zhǔn)噶爾盆地 | 1470.0 | 1312.0 | 133 | 25 | 76.7 | 1235.9 | 621 | |
塔里木盆地 | 3342.5 | 2289.5 | 767 | 286 | 243.0 | 2227.4 | 1091 | |
額爾齊斯河 | 378.3 | 198.3 | 80 | 100 | 18.3 | 190.9 | 959 |
2. 發(fā)展節(jié)水灌溉對西北水資源合理配置與高效利用的影響
水資源短缺是西北地區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展和恢復(fù)生態(tài)平衡最主要的制約因素,解決西北缺水的關(guān)鍵是提高水的利用效率。農(nóng)業(yè)是西北地區(qū)第一用水大戶,農(nóng)業(yè)用水量占全區(qū)總用水量的90%左右,灌溉用水占80%以上。西北地區(qū)現(xiàn)有灌溉面積1.07億畝,但大多數(shù)灌區(qū)建于50~60年代,輸配水系統(tǒng)老化失修、配套程度低,田間灌水技術(shù)落后,目前大部分灌區(qū)仍沿用傳統(tǒng)的粗放灌溉管理模式,農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)平均不足0.4,農(nóng)田平均灌溉定額為671m3/畝,比全國平均水平457m3/畝高214m3/畝。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力很大。西北地區(qū)有30萬畝以上的大型灌區(qū)近70處,控制灌溉面積6000多萬畝,對這些灌區(qū)進(jìn)行以節(jié)水灌溉為中心的技術(shù)改造,是解決西北水資源問題的重要措施。
隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施,西北地區(qū)工業(yè)和城市用水將大幅度增加,恢復(fù)和保護(hù)生態(tài)的需水量必須保證,因此,在南水北調(diào)西線工程建成之前,西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水總量不會增加,只會減少,否則將影響工業(yè)和城市的發(fā)展。西北地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)只能走內(nèi)涵式發(fā)展道路,通過灌區(qū)節(jié)水改造挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力,在節(jié)水中求得農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
3. 發(fā)展節(jié)水灌溉對地區(qū)生態(tài)環(huán)境改善的作用
按照國家規(guī)劃,實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略要把加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境作為重點,不能以犧牲生態(tài)換取經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,更不能走先破壞,再治理的老路。西北地區(qū)生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)最重要的是解決水的問題,依存于稀缺水資源的生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱,水資源一經(jīng)開發(fā),必然打破自然條件下的生態(tài)平衡。在天然生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)展起來的人工生態(tài),耗用了原屬于天然生態(tài)的部分水資源,改變了流域水資源的天然分布,形成了社會經(jīng)濟(jì)用水和生態(tài)環(huán)境用水的矛盾。要維持荒漠綠洲的有限生存環(huán)境,保持人工生態(tài)與天然生態(tài)的平衡,就必須還以生態(tài)必需的水量。而恢復(fù)生態(tài)需要的水量大部分要靠減少農(nóng)業(yè)用水解決。
西北地區(qū)的主要生態(tài)問題是土地退化,包括土地沙化,水土流失和土壤鹽堿化。降雨稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈的氣候特征決定了西北地區(qū)土壤受到的天然淋洗作用十分微弱,土壤鹽堿化的威脅普遍存在。灌區(qū)采用不合理的灌溉方式,造成灌溉用水過多,引起高礦化度的地下水位上升,必然加速土壤蒸發(fā)積鹽。例如青海的柴達(dá)木盆地和寧夏的引黃灌區(qū),年灌溉用水量高達(dá)1200~1500mm,加之排水不良,鹽堿化面積不斷擴(kuò)大。一些河流下游地區(qū)由于缺乏淡水資源,盲目打井引用鹽化地下水灌溉,導(dǎo)致土壤含鹽量增加。通過灌區(qū)節(jié)水改造,改善灌區(qū)灌溉和排水條件,可有效防治土壤鹽堿化,改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。
二.西北地區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展途徑
1. 水資源按流域統(tǒng)一管理,合理配置
要實現(xiàn)西北水資源的可持續(xù)利用,首先需要解決的是水資源的統(tǒng)一管理和調(diào)配,包括協(xié)調(diào)流域水資源管理和行政區(qū)水資源管理的關(guān)系,進(jìn)行水資源總量控制,加大規(guī)劃管理力度。目前我國大部分地區(qū)的水資源管理仍沿用分級,分部門的管理體制,人為地將完整的水資源系統(tǒng)分割成條塊進(jìn)行管理,給水資源的合理調(diào)配,高效利用和有效保護(hù)造成困難。在目前水資源短缺導(dǎo)致用水競爭激烈,上下游、左右岸以及行業(yè)和部門之間用水矛盾日益突出的情況下,迫切需要協(xié)調(diào)流域水管理與行政區(qū)管理之間的關(guān)系,建立以流域為基礎(chǔ)的水資源統(tǒng)一管理體制。
近幾年水利部開始對黃河、塔里木河以及橫跨甘肅省和內(nèi)蒙古阿拉善盟的黑河實施流域水資源統(tǒng)一管理。這是一項重大的改革,實施此項改革已收到初步效果,黃河下游連年斷流的情況得到了改善,塔河和黑河也成功實施了向下游調(diào)水。
水資源統(tǒng)一管理主要涉及中央、省、流域三個層面,既要考慮行政區(qū)劃的分割現(xiàn)狀,更要考慮水文、地理單元等自然狀況,不能人為割裂。省或地區(qū)間協(xié)調(diào)的重點是落實分水方案,農(nóng)業(yè)用水要實行總量控制、定額管理,要在統(tǒng)籌兼顧生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水的基礎(chǔ)上,明確各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水總量和灌溉用水定額兩套控制指標(biāo),作為管理農(nóng)業(yè)用水的基本依據(jù)。國務(wù)院水行政主管部門負(fù)責(zé)各大流域用水總量分配,各級地方政府根據(jù)分配的指標(biāo),逐級分解。各省(自治區(qū)、直轄市)水行政主管部門要合理制定本地區(qū)灌溉用水定額。各地區(qū)和用水戶要在用水指標(biāo)控制下節(jié)約用水、高效用水。國家和省級水行政主管部門應(yīng)加強(qiáng)對水資源分配利用和地下水開采狀況的監(jiān)察、審計。
石羊河流域和新疆天山北坡和東疆各流域,水資源開發(fā)利用程度很高,普遍存在著地下水超采的情況,許多地區(qū)水資源的開發(fā)超過了水資源的承載能力,生態(tài)環(huán)境惡化,其中以石羊河流域的民勤縣和天山北坡開墾河流域的奇臺縣最為嚴(yán)重。石羊河流域的治理,生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和改善,特別是解決下游民勤灌區(qū)水資源緊缺和生態(tài)保護(hù)問題具有重要的戰(zhàn)略意義,應(yīng)與黑河、塔里木河一樣,列為國家重點支持項目。
灌區(qū)的改造與治理必須從全流域著手,為此,必須建立有權(quán)威性的流域機(jī)構(gòu),根據(jù)流域水資源承載能力,當(dāng)前水資源開發(fā)利用情況和灌區(qū)存在的問題,制定流域長遠(yuǎn)水資源開發(fā)利用規(guī)劃。流域水資源問題的解決,必須首先立足于挖掘本流域的潛力,對本流域水資源進(jìn)行優(yōu)化配置。必須在流域水資源承載能力的基礎(chǔ)上,確定上下游灌區(qū)的適宜灌溉面積,切實調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),減少農(nóng)業(yè)用水量,并在節(jié)水的基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)用外來水。下游地區(qū)是中上游地區(qū)的天然生態(tài)屏障,調(diào)水的水費必須由全流域合理負(fù)擔(dān)。為此,必須加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理,充分發(fā)揮各流域各地區(qū)管理機(jī)構(gòu)的功能,統(tǒng)一配置和調(diào)度流域內(nèi)的水資源,根據(jù)流域和地區(qū)可利用的水資源總量,統(tǒng)籌上下游、左右岸和灌區(qū)間的農(nóng)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水關(guān)系,明確流域上下游的用水比例和水權(quán),合理分配不同地區(qū)、不同用水部門、不同行業(yè)的水資源供給量,確定水資源的配置方案,確保流域和地區(qū)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。
2. 控制和減少灌溉面積,提高用水效率
西北地區(qū)的自然特點是干旱少雨,水資源短缺,生態(tài)環(huán)境脆弱。氣候特點決定了西北干旱地區(qū)沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè),也沒有林、草業(yè),在年降雨量200~400mm的半干旱地區(qū)農(nóng)、林、草業(yè)的發(fā)展也離不開灌溉。因此在西北地區(qū)發(fā)展灌溉是必要的。但灌溉的發(fā)展必須與水資源的承載能力相匹配,同時還必須遵循水資源優(yōu)化配置和高效利用的原則。在目前西北各大灌區(qū)上報的灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃中許多都有擴(kuò)大灌溉面積的規(guī)劃,甚至有灌溉面積翻番的提法。我們認(rèn)為這是不現(xiàn)實的。主要從以下幾方面分析:
(1)從水資源承載能力分析,西北大部分地區(qū)屬資源型缺水區(qū),目前灌溉用水量已占總用水量的80%左右,在西部大開發(fā)中進(jìn)一步增加灌溉用水量是困難的。由于西北地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)的效益比較低,如果繼續(xù)擴(kuò)大灌溉面積,不僅耗資巨大,而且會對非常脆弱的西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,也會影響西北地區(qū)工業(yè)化發(fā)展和城市化進(jìn)程。因此今后西北地區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,必須改變過去外延式的發(fā)展模式,走內(nèi)涵式發(fā)展的道路。
。2)是否需要擴(kuò)大灌溉面積應(yīng)根據(jù)人口發(fā)展對農(nóng)副產(chǎn)品的需求確定。西北地區(qū)目前糧食供需基本保持平衡,從長遠(yuǎn)分析,西北地區(qū)不宜作為國家商品糧生產(chǎn)基地。盡管西北地區(qū)土地資源比較豐富,但水資源有限,生態(tài)環(huán)境脆弱。在西北灌溉農(nóng)田生產(chǎn)同樣的糧食其灌溉用水量一般高于華北地區(qū)近一倍,這不僅因為西北地區(qū)作物蒸騰蒸發(fā)量大,而且由于西北地區(qū)土壤普遍含鹽量較高,灌溉用水中還要包括土壤脫鹽用水和生態(tài)用水。因此西北地區(qū)的半干旱和半濕潤地區(qū),應(yīng)實行灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)并舉,調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的低耗水作物,控制灌溉面積的增長,發(fā)展集雨補(bǔ)灌面積,發(fā)揮旱地農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)潛力。
。3)由于擴(kuò)大灌溉面積,導(dǎo)致地下水超采,生態(tài)惡化的地方,應(yīng)縮減灌溉面積。根據(jù)民勤縣資料,50年代石羊河上中游人口為70萬,灌溉面積260萬畝,90年代人口為148萬,灌溉面積達(dá)到405萬畝;50年代下游民勤縣人口為18萬。灌溉面積87萬畝,90年代人口為30萬,灌溉面積達(dá)到105萬畝;由于中上游用水增加,下游來水日益減少,由50年代的5.424億m3減少到1.138億m3,但下游灌溉面積沒有減少,和上中游一樣都有增加,主要靠抽取地下水,從50年代沒有開采地下水。到2000年地下水用量達(dá)到6.239億m3,民勤縣壩區(qū)和泉山區(qū)地下水位下降到20m,湖區(qū)下降到12m,造成草死、樹枯,每年沙丘向灌區(qū)推進(jìn)3~4m,有些地方達(dá)到8~10m。民勤地區(qū)近年來灌溉面積發(fā)展和農(nóng)業(yè)用水情況見表2。為保護(hù)民勤這一綠色屏障,必須對全流域綜合治理,力行節(jié)水,控制地下水超采,減少灌溉面積。石羊河灌區(qū)現(xiàn)有灌溉面積395萬畝,實灌面積327萬畝,應(yīng)減少到300萬畝以下,即減少100萬畝。灌區(qū)水資源量17.5億m3,以300萬畝計算,灌溉定額也只有590 m3/畝,低于西北地區(qū)平均值。新疆天山北坡準(zhǔn)葛爾盆地南緣的奇臺縣也是灌溉面積逐年增大,地下水開采量逐年增加,地下水位逐年下降,地下水嚴(yán)重超采,生態(tài)環(huán)境惡化,灌區(qū)邊緣風(fēng)口處沙丘以每年2.5~2.8m的速度向灌區(qū)推進(jìn)。奇臺縣已認(rèn)識到當(dāng)前問題的嚴(yán)重性,提出“絕不再打一眼井,絕不再墾一畝荒,絕不再砍一棵樹”,全縣決定縮減灌溉面積30萬畝,保證必要的生態(tài)用水。
表 2: 民勤縣灌溉面積和水資源開發(fā)利用情況
年 份 | 1984 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
灌溉面積 (萬畝) | 72.7 | 105 | 103 | 95 | 93 |
總用水量 (萬m3) | 72670 | 76133 | 75023 | 71907 | 68791 |
毛灌溉定額 (m3/畝) | 999 | 725 | 728 | 757 | 739 |
地表水用水量(萬m3) | 21800 | 11475 | 9923 | 7129 | 6391 |
地下水用水量(萬m3) | 50870 | 64658 | 64847 | 64778 | 62392 |
地下地表用水比 | 2.333 | 5.634 | 6.535 | 9.086 | 9.762 |
(4)穩(wěn)定現(xiàn)有灌溉面積,提高灌溉保證率,是目前西北大部分灌區(qū)節(jié)水改造的主要任務(wù)。事實上,目前西北地區(qū)的許多灌區(qū)連原有的設(shè)計灌溉面積都保不住。據(jù)水利公報,2000年關(guān)中灌區(qū)實灌面積平均為有效灌溉面積的72%,個別灌區(qū)僅為50%。例如涇惠渠灌區(qū),有效灌溉面積為125.9萬畝,2000年實灌面積為:冬灌61萬畝,春灌62萬畝,夏灌43萬畝。造成實灌面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計灌溉面積的原因是多方面的,主要原因是利用河水灌溉水源保證率低,春季水源供水不足,夏季水源含沙量過高,加之水價提高而糧價下降,造成灌區(qū)農(nóng)田失灌面積增加,還有許多本來可以用渠水灌溉的農(nóng)田改用打井灌溉,大量開采地下水,造成地下水位連年下降。因此,目前灌區(qū)改造的重點應(yīng)是穩(wěn)定現(xiàn)有灌溉面積,提高灌溉保證率,控制地下水超采,而不是盲目擴(kuò)大灌溉面積。
(5)西北內(nèi)陸河流域的石羊河流域?qū)嶋H灌溉面積小于設(shè)計或有效灌溉面積,即有失灌面積存在,而天山北坡和新疆東疆等地的實際灌溉面積大于統(tǒng)計面積20%~30%。石羊河流域灌區(qū)出現(xiàn)的失灌,反映了地區(qū)已經(jīng)發(fā)展的灌溉面積過大,灌溉用水量已超過了灌區(qū)供水能力。天山北坡存在的“幫忙田”,則顯示灌區(qū)的實際灌溉面積,已經(jīng)超過了原有規(guī)劃設(shè)計的面積。這些地區(qū)都是由于灌溉面積的擴(kuò)大,灌溉水量的增加,使供水量超過了水資源的承載能力。為了解決水資源的供需矛盾,需要根據(jù)地區(qū)的水資源量確定農(nóng)、工業(yè)發(fā)展的規(guī)模,控制灌溉面積的發(fā)展,或退耕還林、還草,縮減現(xiàn)有的灌溉面積,并通過農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少農(nóng)業(yè)的用水量。
(6)西北灌區(qū)要在嚴(yán)格按照國家分配指標(biāo)用水,基本保持灌溉用水量不增加的條件下提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,最有效的途徑是推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù),提高水的利用率和水分生產(chǎn)率,建立節(jié)水高效農(nóng)業(yè)。對西北灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套和節(jié)水改造的重點應(yīng)放在提高灌溉用水效率上,依靠提高水分利用效率,提高糧食單產(chǎn),彌補(bǔ)大面積退耕還林還草引起的糧食短缺。將節(jié)約下來的水資源主要用于生態(tài)建設(shè)和特色農(nóng)業(yè),而將新開發(fā)的水資源主要用于第二、第三產(chǎn)業(yè)和城市生活用水。
總之,西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水的最大潛力在于提高用水效率,適當(dāng)?shù)販p少灌溉面積或控制灌溉面積的發(fā)展。應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的水資源和生態(tài)環(huán)境狀況,合理確定灌區(qū)規(guī)模。在水資源嚴(yán)重超采,生態(tài)環(huán)境惡化的地區(qū),要縮減灌溉面積。如:甘肅河西走廊的石羊河、黑河流域,新疆天山北坡的奇臺縣,這些地區(qū)已達(dá)到非減少灌溉面積不足以維護(hù)生態(tài)環(huán)境的地步。在水資源供需可基本保持平衡的地區(qū),應(yīng)控制灌溉面積發(fā)展,如:黃河流域,東疆和南疆的部分地區(qū)。在水資源開發(fā)利用潛力較大的地區(qū)可適當(dāng)擴(kuò)大灌溉面積,如:寧夏的揚(yáng)黃灌區(qū),新疆的伊犁河和額爾齊斯河流域。但要縮減水稻等高耗水作物,引導(dǎo)發(fā)展水分利用效率高的特色農(nóng)業(yè)和林草業(yè)?傮w上,西北灌溉面積發(fā)展規(guī)模應(yīng)基本保持在目前1億畝左右的水平。
3. 節(jié)水灌溉基本措施及其有關(guān)政策問題
。1)充分利用降水
灌溉是補(bǔ)充降水對作物需水的不足,因此,灌溉用水應(yīng)在充分利用降水的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充灌溉。充分利用降水在規(guī)劃上,表現(xiàn)在重視水、旱并舉,不一定都要發(fā)展灌溉,尤其是在半干旱半濕潤地區(qū)如關(guān)中地區(qū)年降水量500-700mm,更應(yīng)充分利用降水,提高旱地農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量。灌溉農(nóng)業(yè)應(yīng)重視灌區(qū)降雨的測報工作,如天氣預(yù)報和墑情測報,盡量作到適時適量灌溉,有雨不灌。國內(nèi)有些灌區(qū)如景泰和后套等灌區(qū)實行自動監(jiān)測,信息管理,節(jié)水效果顯著。
。2)合理利用地下水,保護(hù)生態(tài)環(huán)境
灌區(qū)應(yīng)重視井渠結(jié)合灌排方式,使灌溉水和降水得以重復(fù)利用,既可節(jié)水又可防治土壤鹽漬化,但地下水的開采應(yīng)注意采補(bǔ)平衡,控制超采。近年來一些灌區(qū),如華北、陜西關(guān)中、甘肅河西和新疆天山北坡,采用井渠結(jié)合都取得了上述實效,但也不同程度的發(fā)生地下水超采現(xiàn)象,必須采取措施,嚴(yán)格控制地下水超采,力求采補(bǔ)平衡。另外,西北一些灌區(qū),如引黃寧蒙灌區(qū)、南疆塔里木河灌區(qū),利用地下水很少,土壤鹽堿化嚴(yán)重,應(yīng)適當(dāng)開采地下水,補(bǔ)充渠灌用水不足,并可改良鹽堿地。西北地區(qū)應(yīng)合理利用地下水,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
。3)灌區(qū)要有水源保證和排水出路,灌、排渠系配套
灌區(qū)規(guī)劃首先應(yīng)關(guān)注的是水源有無保證,排水有無出路。甘肅景泰電灌引黃灌區(qū),揚(yáng)程400余米,灌前地下水埋深百余米,開灌十多年一些洼地出現(xiàn)了土壤鹽漬化,通過建立排灌系統(tǒng),打通自然排水出路,耕地鹽漬化得到了治理。
灌排渠系配套是灌區(qū)必備的條件,由于我國建設(shè)投資是國家管骨干,地方和農(nóng)民管田間,結(jié)果許多灌區(qū)骨干渠系建成幾十年,地方資金不到位,田間配套未完成,發(fā)揮不了灌區(qū)應(yīng)有的效益,這種體制需要改革,否則半拉子工程難以避免。
。4)骨干渠道防滲
渠道防滲是灌區(qū)節(jié)水改造的主要措施,對提高渠系有效利用系數(shù),加快輸水速度確實有效,同時骨干渠道防滲被列為國家投資項目,因此灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃中,無不以渠道防滲為主,一些高標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū),干支斗農(nóng)甚至毛渠全部襯砌,投資巨大,研究認(rèn)為骨干渠道干、支渠應(yīng)防滲。干渠地上渠和土質(zhì)輕的地段要防滲,地下渠和地下水位高以及粘質(zhì)土地段可不防滲,支渠應(yīng)作防滲的重點,斗、農(nóng)渠行水時間短,不一定防滲,采取井渠結(jié)合方式可提高水資源的利用率和防治土壤鹽堿化,為了發(fā)展井渠結(jié)合,國家應(yīng)適當(dāng)提高補(bǔ)助。
。5)平整土地
在灌區(qū)節(jié)水改造中占有重要地位,土地不平,灌水不勻,不僅費水,還易產(chǎn)生鹽斑。中國農(nóng)諺:“平整土地定窮富”,即視其土地平整與否,即可知其生產(chǎn)如何,美國把平地作為灌區(qū)改造的首位工作。我國把平整土地作為非工程項目,不列入工程建設(shè)計劃,這是不合理的。設(shè)想整平10cm高差,一畝地需搬運33m3土方,對于一個幾十萬畝上百萬畝灌區(qū),其工程量非常巨大。埃及的經(jīng)驗灌排渠系的投資占灌區(qū)建設(shè)投資的30%,平地占70%。平整土地在灌區(qū)節(jié)水改造中應(yīng)列為重要工程項目。平整土地是節(jié)水農(nóng)業(yè)基本措施之一,激光平地是國際上先進(jìn)的平地技術(shù),已在許多國家普及,我國大型灌區(qū)改造也應(yīng)發(fā)展,但必須把平地列為工程項目才有可能推廣,抓好這項工程,將使我國節(jié)水灌溉前進(jìn)一大步。
。6)提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力
增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)值全靠農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提高,它包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,品種選育,土壤肥力提高,栽培技術(shù)改進(jìn),化控和病蟲害防治以及農(nóng)產(chǎn)品加工及市場銷售等,不僅使糧食產(chǎn)量增加,還給農(nóng)民帶來顯著收益,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此,灌區(qū)節(jié)水改造不僅要做好工程建設(shè)規(guī)劃,同時還要做好農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)規(guī)劃和確定灌區(qū)發(fā)展目標(biāo)和步驟。如甘肅引大入秦工程浩大,207km干渠即有111km的隧洞,13km渡槽和1.9km的倒虹吸,已投資24.5億元,94年干渠建成通水灌溉,設(shè)計灌溉面積98萬畝,完成渠系配套面積57萬畝,由于灌溉效益不高,已有棄耕面積9萬畝,實灌面積僅有48萬畝,秦王川灌區(qū)土層較薄,僅1~2.5m,而北部地區(qū)不足1m,不宜發(fā)展灌溉。建議該灌區(qū)轉(zhuǎn)變以糧為綱的思想,組織力量進(jìn)行灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)規(guī)劃,與時俱進(jìn),不僅把灌區(qū)建成現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)基地,還應(yīng)與蘭州市建設(shè)結(jié)合起來,充分發(fā)揮引大入秦工程效益。
。7)加強(qiáng)灌區(qū)體制改革和管理
灌區(qū)實行用水戶參與的自主經(jīng)營管理體制已在一些灌區(qū)實施,應(yīng)不斷地總結(jié)提高,形成我國有效的灌區(qū)管理體系。為了促進(jìn)我國節(jié)水農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,使各地對農(nóng)業(yè)節(jié)水從原則上(口頭上)重視到見之于行動,則必須使節(jié)水對投資者有利。為此,
① 應(yīng)劃分節(jié)水項目的受益者,對國家有利的項目,應(yīng)國家投入,對農(nóng)民有利的農(nóng)民投入;
、 實行水權(quán)制,定額管理,超額用水,收費累進(jìn)制;
、 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),提高用水效益,增強(qiáng)農(nóng)民承受能力;
、 農(nóng)業(yè)節(jié)水與改造中低產(chǎn)田結(jié)合,通過改善排水條件,防止土壤返鹽,減少壓鹽用水,增加農(nóng)作物產(chǎn)量,提高用水效率,使農(nóng)民得到改良土地的實惠,同時也節(jié)約了用水。
4. 節(jié)水灌溉的主攻方向是提高用水效率
節(jié)水農(nóng)業(yè)是提高水的利用率和用水效率的農(nóng)業(yè),我國這兩項指標(biāo)都較低,水的利用率0.4左右,水的利用效率僅有1kg/m3左右,國際先進(jìn)國家為0.8~0.9和2kg/m3。在國際上,各國發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的道路不同,灌溉面積小,國力、科技力量強(qiáng)的國家,如以色列和歐洲一些國家發(fā)展微灌和噴灌,水的利用系數(shù)高達(dá)0.9。一些灌溉面積大,國力、科技力量強(qiáng)的美國、俄國,既發(fā)展節(jié)水地面灌又發(fā)展噴、微灌,各占一半,水的利用系數(shù)0.7~0.8,灌溉面積大,國力和科技力量較弱的如印度、巴基斯坦和埃及主要發(fā)展地面灌溉,也發(fā)展小部分噴灌、微灌。我國屬于后者,應(yīng)結(jié)合國情走自己的路。
近些年國家重視節(jié)水農(nóng)業(yè),大型灌區(qū)節(jié)水改造列入國家建設(shè)項目,西北地區(qū)一些灌區(qū)防滲率已達(dá)到60%以上,井灌區(qū)水的利用系數(shù)已達(dá)到0.7左右。在繼續(xù)提高水的利用率的基礎(chǔ)上,節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)的重點應(yīng)轉(zhuǎn)移到提高水的利用效率上來,加強(qiáng)節(jié)水農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)的推廣,把提高用水效率作為節(jié)水灌溉的主攻方向。
農(nóng)業(yè)用水效率也稱水分生產(chǎn)率(WUE,Kg/m3或Kg/mm·畝),即單位耗水量生產(chǎn)的作物產(chǎn)量。不同地區(qū)、不同作物的水分生產(chǎn)率不同,西北地區(qū)各省不同作物的水分生產(chǎn)率如表3。
表3: 西北地區(qū)各省不同作物的水分生產(chǎn)率
作 物 | 地 區(qū) | 產(chǎn)量水平(Kg/畝) | 水分生產(chǎn)率(Kg/m3) |
春小麥 | 寧 夏 | 294.8 | 0.70 |
冬小麥 | 陜 西 | 336.1 | 1.30 |
甘 肅 | 345.4 | 1.04 | |
春玉米 | 陜 西 | 379.2 | 1.20 |
甘 肅 | 356.5 | 1.33 | |
寧 夏 | 357.2 | 0.85 | |
內(nèi)蒙古 | 545.4 | 1.50 | |
夏玉米 | 陜 西 | 364.2 | 1.52 |
高 粱 | 內(nèi)蒙古 | 336.5 | 2.56 |
水 稻 | 寧 夏 | 348.5 | 0.15 |
棉 花 | 內(nèi)蒙古 | 418.9 | 0.55 |
陜 西 | 80.68 | 0.21 |
農(nóng)業(yè)用水效率隨著農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力提高。作物單產(chǎn)增加和節(jié)水技術(shù)提高,耗水量減少,農(nóng)業(yè)用水效率提高。如陜西省涇惠渠灌區(qū)近20年來(1980~2000)灌溉面積減少,產(chǎn)量沒有減少,反而有所增加,水的利用效率不斷提高,從1980年的0.67kg/m3提高到2000年的1.4kg/m3(見表4)。
表4: 陜西省涇惠渠灌區(qū)水分生產(chǎn)率
年 份 | 實灌面積(萬畝) | 降雨量(mm) | 年灌溉引水量(萬m3) | 地下水開采量(萬m3) | 斗口下總用水量(萬m3) | 田間凈灌溉用水量 | 凈灌溉定額(m3/畝) | 總耗水(m3/畝) | 平均單產(chǎn)(kg/畝) | 水分生產(chǎn)率(kg/m3) |
1980 | 98.0 | 394.4 | 41096 | 21407 | 49311.2 | 36983.4 | 377.4 | 640.3 | 425.9 | 0.67 |
1981 | 94.1 | 654.2 | 37290 | 18584 | 43903.0 | 32927.9 | 349.9 | 786.1 | 464.1 | 0.59 |
1982 | 92.2 | 508.0 | 39162 | 14332 | 40923.0 | 30692.2 | 332.9 | 671.6 | 578.5 | 0.86 |
1983 | 74.4 | 791.2 | 24656 | 10159 | 26900.4 | 20175.3 | 271.2 | 798.7 | 567.0 | 0.71 |
1984 | 69.0 | 699.3 | 20774 | 11844 | 25949.5 | 19462.2 | 282.1 | 748.3 | 553.0 | 0.74 |
1985 | 86.7 | 447.2 | 20615 | 10439 | 24436.6 | 18327.4 | 211.4 | 509.5 | 516.0 | 1.01 |
1986 | 83.0 | 360.5 | 26085 | 21853 | 39564.7 | 29673.5 | 357.5 | 597.9 | 524.0 | 0.88 |
1987 | 68.8 | 476.9 | 20022 | 19240 | 32834.9 | 24626.2 | 357.9 | 675.9 | 590.3 | 0.87 |
1988 | 66.4 | 713.2 | 14696 | 9323 | 19301.6 | 14476.2 | 218.0 | 693.5 | 526.6 | 0.76 |
1989 | 78.7 | 512.2 | 19957 | 14852 | 28375.8 | 21281.9 | 270.4 | 611.9 | 571.7 | 0.93 |
1990 | 79.8 | 522.4 | 20310 | 11788 | 25578.5 | 19183.9 | 240.4 | 588.7 | 561.7 | 0.95 |
1991 | 71.1 | 443.2 | 20345 | 16482 | 30296.3 | 22722.2 | 319.6 | 615.1 | 566.2 | 0.92 |
1992 | 69.9 | 569.7 | 17336 | 20132 | 31903.1 | 23927.4 | 342.3 | 722.1 | 625.1 | 0.87 |
1993 | 64.3 | 374.5 | 14914 | 8517 | 18643.6 | 13982.7 | 217.5 | 467.1 | 660.4 | 1.41 |
1994 | 88.6 | 448.4 | 14303 | 17503 | 27214.7 | 20411.1 | 230.4 | 529.3 | 588.6 | 1.11 |
1995 | 68.3 | 416.9 | 13345 | 12360 | 21421.3 | 16065.9 | 235.2 | 513.2 | 627.5 | 1.22 |
1996 | 70.6 | 517.5 | 16131 | 13088 | 24040.9 | 18030.7 | 255.4 | 600.4 | 641.3 | 1.07 |
1997 | 68.2 | 295.6 | 16085 | 15353 | 26274.7 | 19706.0 | 288.9 | 486.0 | 655.3 | 1.35 |
1998 | 70.7 | 498.0 | 12196 | 10061 | 18342.1 | 13756.6 | 194.6 | 526.6 | 715.0 | 1.36 |
1999 | 67.3 | 428.8 | 15004 | 15225 | 25412.7 | 19059.5 | 283.2 | 569.1 | 726.5 | 1.28 |
2000 | 68.5 | 358.9 | 12389 | 16984 | 25396.1 | 19047.1 | 278.1 | 517.3 | 724.5 | 1.40 |
涇惠渠灌區(qū)的實踐可以說明,控制和減少灌溉面積,提高農(nóng)業(yè)用水效率是可行的,這是我國農(nóng)業(yè)節(jié)水最重要的途徑之一。
我國農(nóng)業(yè)用水效率最高的當(dāng)屬山東省桓臺縣,1999~2000年和2000~2001年為干旱偏枯年和平水偏豐年,選用旱麥萊農(nóng)9214和萊州3279,只灌1~2次關(guān)鍵水,每畝平均產(chǎn)量517.75kg,比灌4次水的當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)濟(jì)麥增產(chǎn)66.75kg,全生育期耗水239m3/畝,水分生產(chǎn)率達(dá)到2.17 kg/m3,2001~2002年為特大干旱年,降水量僅71.6mm,灌水3次(146 m3),萊州3279小麥畝產(chǎn)平均548kg(最高地塊達(dá)到641.6kg),水分生產(chǎn)率達(dá)到3.07 kg/m3,比灌5次水的當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)濟(jì)麥增產(chǎn)51kg。提高以作物節(jié)水高產(chǎn)品種為主的農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,對農(nóng)業(yè)節(jié)水有十分重要的作用。
近年來我國出現(xiàn)一些如“金谷子”“飼料!钡裙(jié)水高產(chǎn)作物,研究耗水少,高產(chǎn)農(nóng)業(yè)大有可為。我國應(yīng)在節(jié)水農(nóng)藝措施方面加大科技和資金投入,建立我國節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系,發(fā)展有中國特色的節(jié)水農(nóng)業(yè)。
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