賈大林   劉 鈺
    (國(guó)家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心)

    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(guó)西北大部分屬干旱、半干旱地區(qū),干旱地區(qū)無(wú)灌溉即無(wú)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(jiàn)表1)。其中林果和草場(chǎng)灌溉面積分別為1690萬(wàn)畝和850萬(wàn)畝,分別占全國(guó)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(wàn)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(jiàn),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(guó)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(shí)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(huì)大幅增加,今后人口增長(zhǎng)對(duì)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(jì)
地 區(qū) 流 域 總灌溉面積(萬(wàn)畝) 農(nóng)田有效灌溉面積(萬(wàn)畝) 林果灌溉面積(萬(wàn)畝) 草場(chǎng)灌溉面積(萬(wàn)畝) 農(nóng)田灌溉供水量(億m3) 農(nóng)田實(shí)灌面積(萬(wàn)畝) 農(nóng)田毛灌溉定額(m3 /畝)
西北地區(qū) 總計(jì) 13221 10683 1690 848 666.5 9929.2 671.3
內(nèi)蒙古 小計(jì) 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(jì) 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(jì) 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(jì) 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(jì) 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(jì) 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(duì)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(guó)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(wàn)畝以上的大型灌區(qū)近70處,控制灌溉面積6000多萬(wàn)畝,對(duì)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(wèn)題的重要措施。
    隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)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(huì)增加,只會(huì)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(guò)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(duì)地區(qū)生態(tài)環(huán)境改善的作用
    按照國(guó)家規(guī)劃,實(shí)施西部大開(kāi)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(diǎn),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(wèn)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(kāi)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(lái)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(huì)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(wèn)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(guò)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(guò)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(shí)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(guó)大部分地區(qū)的水資源管理仍沿用分級(jí),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(jìng)爭(zhēng)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?yàn)榛A(chǔ)的水資源統(tǒng)一管理體制。
近幾年水利部開(kāi)始對(duì)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(shí)施流域水資源統(tǒng)一管理。這是一項(xiàng)重大的改革,實(shí)施此項(xiàng)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(shí)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(gè)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(diǎn)是落實(shí)分水方案,農(nóng)業(yè)用水要實(shí)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(guó)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(jí)地方政府根據(jù)分配的指標(biāo),逐級(jí)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(guó)家和省級(jí)水行政主管部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水資源分配利用和地下水開(kāi)采狀況的監(jiān)察、審計(jì)。
    石羊河流域和新疆天山北坡和東疆各流域,水資源開(kāi)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(kāi)發(fā)超過(guò)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(kāi)墾河流域的奇臺(tái)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(wèn)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(guó)家重點(diǎn)支持項(xiàng)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(kāi)發(fā)利用情況和灌區(qū)存在的問(wèn)題,制定流域長(zhǎng)遠(yuǎn)水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃。流域水資源問(wèn)題的解決,必須首先立足于挖掘本流域的潛力,對(duì)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(shí)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(lái)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(fèi)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(diǎn)是干旱少雨,水資源短缺,生態(tài)環(huán)境脆弱。氣候特點(diǎn)決定了西北干旱地區(qū)沒(méi)有灌溉就沒(méi)有農(nóng)業(yè),也沒(méi)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(kāi)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(shí)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(bào)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(shí)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(kāi)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(huì)對(duì)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(huì)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(guò)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(duì)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(zhǎng)遠(yuǎn)分析,西北地區(qū)不宜作為國(guó)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?yàn)槲鞅钡貐^(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(rùn)地區(qū),應(yīng)實(shí)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(zhǎng),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(wàn),灌溉面積260萬(wàn)畝,90年代人口為148萬(wàn),灌溉面積達(dá)到405萬(wàn)畝;50年代下游民勤縣人口為18萬(wàn)。灌溉面積87萬(wàn)畝,90年代人口為30萬(wàn),灌溉面積達(dá)到105萬(wàn)畝;由于中上游用水增加,下游來(lái)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(méi)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(méi)有開(kāi)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(shù)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(lái)灌溉面積發(fā)展和農(nóng)業(yè)用水情況見(jiàn)表2。為保護(hù)民勤這一綠色屏障,必須對(duì)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(wàn)畝,實(shí)灌面積327萬(wàn)畝,應(yīng)減少到300萬(wàn)畝以下,即減少100萬(wàn)畝。灌區(qū)水資源量17.5億m3,以300萬(wàn)畝計(jì)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(tái)縣也是灌溉面積逐年增大,地下水開(kāi)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(tái)縣已認(rèn)識(shí)到當(dāng)前問(wèn)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(shù)”,全縣決定縮減灌溉面積30萬(wàn)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(kāi)發(fā)利用情況
年  份 1984 1997 1998 1999 2000
灌溉面積   (萬(wàn)畝) 72.7 105 103 95 93
總用水量   (萬(wàn)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(wàn)m3) 21800 11475 9923 7129 6391
地下水用水量(萬(wàn)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(shí)上,目前西北地區(qū)的許多灌區(qū)連原有的設(shè)計(jì)灌溉面積都保不住。據(jù)水利公報(bào),2000年關(guān)中灌區(qū)實(shí)灌面積平均為有效灌溉面積的72%,個(gè)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(wàn)畝,2000年實(shí)灌面積為:冬灌61萬(wàn)畝,春灌62萬(wàn)畝,夏灌43萬(wàn)畝。造成實(shí)灌面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)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(guò)高,加之水價(jià)提高而糧價(jià)下降,造成灌區(qū)農(nóng)田失灌面積增加,還有許多本來(lái)可以用渠水灌溉的農(nóng)田改用打井灌溉,大量開(kāi)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(diǎn)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(jì)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(shí)際灌溉面積大于統(tǒng)計(jì)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(guò)大,灌溉用水量已超過(guò)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(shí)際灌溉面積,已經(jīng)超過(guò)了原有規(guī)劃設(shè)計(jì)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(guò)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(guò)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(guó)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(duì)西北灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套和節(jié)水改造的重點(diǎn)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(lái)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(kāi)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(tái)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(kāi)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(wèn)題
    (1)充分利用降水
    灌溉是補(bǔ)充降水對(duì)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(rùn)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(cè)報(bào)工作,如天氣預(yù)報(bào)和墑情測(cè)報(bào),盡量作到適時(shí)適量灌溉,有雨不灌。國(guó)內(nèi)有些灌區(qū)如景泰和后套等灌區(qū)實(shí)行自動(dòng)監(jiān)測(cè),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(kāi)采應(yīng)注意采補(bǔ)平衡,控制超采。近年來(lái)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(shí)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(kāi)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(wú)保證,排水有無(wú)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(kāi)灌十多年一些洼地出現(xiàn)了土壤鹽漬化,通過(guò)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(guó)建設(shè)投資是國(guó)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(duì)提高渠系有效利用系數(shù),加快輸水速度確實(shí)有效,同時(shí)骨干渠道防滲被列為國(guó)家投資項(xiàng)目,因此灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃中,無(wú)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(diǎn),斗、農(nóng)渠行水時(shí)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(guó)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(fèi)水,還易產(chǎn)生鹽斑。中國(guó)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(guó)把平地作為灌區(qū)改造的首位工作。我國(guó)把平整土地作為非工程項(xiàng)目,不列入工程建設(shè)計(jì)劃,這是不合理的。設(shè)想整平10cm高差,一畝地需搬運(yùn)33m3土方,對(duì)于一個(gè)幾十萬(wàn)畝上百萬(wàn)畝灌區(qū),其工程量非常巨大。埃及的經(jīng)驗(yàn)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(xiàng)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(guó)際上先進(jìn)的平地技術(shù),已在許多國(guó)家普及,我國(guó)大型灌區(qū)改造也應(yīng)發(fā)展,但必須把平地列為工程項(xiàng)目才有可能推廣,抓好這項(xiàng)工程,將使我國(guó)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(chóng)害防治以及農(nóng)產(chǎn)品加工及市場(chǎng)銷售等,不僅使糧食產(chǎn)量增加,還給農(nóng)民帶來(lái)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(shí)還要做好農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)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(jì)灌溉面積98萬(wàn)畝,完成渠系配套面積57萬(wàn)畝,由于灌溉效益不高,已有棄耕面積9萬(wàn)畝,實(shí)灌面積僅有48萬(wàn)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(kāi)發(fā)規(guī)劃,與時(shí)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(lái),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(shí)行用水戶參與的自主經(jīng)營(yíng)管理體制已在一些灌區(qū)實(shí)施,應(yīng)不斷地總結(jié)提高,形成我國(guó)有效的灌區(qū)管理體系。為了促進(jìn)我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,使各地對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水從原則上(口頭上)重視到見(jiàn)之于行動(dòng),則必須使節(jié)水對(duì)投資者有利。為此,① 應(yīng)劃分節(jié)水項(xiàng)目的受益者,對(duì)國(guó)家有利的項(xiàng)目,應(yīng)國(guó)家投入,對(duì)農(nóng)民有利的農(nóng)民投入;② 實(shí)行水權(quán)制,定額管理,超額用水,收費(fèi)累進(jìn)制;③ 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;④ 農(nóng)業(yè)節(jié)水與改造中低產(chǎn)田結(jié)合,通過(guò)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(shí)惠,同時(shí)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(guó)這兩項(xiàng)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(guó)際先進(jìn)國(guó)家為0.8~0.9和2kg/m3。在國(guó)際上,各國(guó)發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的道路不同,灌溉面積小,國(guó)力、科技力量強(qiáng)的國(guó)家,如以色列和歐洲一些國(guó)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(guó)力、科技力量強(qiáng)的美國(guó)、俄國(guó),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(guó)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(guó)屬于后者,應(yīng)結(jié)合國(guó)情走自己的路。
    近些年國(guó)家重視節(jié)水農(nóng)業(yè),大型灌區(qū)節(jié)水改造列入國(guó)家建設(shè)項(xiàng)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(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移到提高水的利用效率上來(lái),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
內(nèi)蒙古 418.9 0.55
棉 花 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(lái)(1980~2000)灌溉面積減少,產(chǎn)量沒(méi)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(jiàn)表4)。

    表4:  陜西省涇惠渠灌區(qū)水分生產(chǎn)率
年 份 實(shí)灌面積(萬(wàn)畝) 降雨量(mm) 年灌溉引水量(萬(wàn)m3) 地下水開(kāi)采量(萬(wàn)m3) 斗口下總用水量(萬(wàn)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 43903.9 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 14825 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(shí)踐可以說(shuō)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(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水最重要的途徑之一。
我國(guó)農(nóng)業(yè)用水效率最高的當(dāng)屬山東省桓臺(tái)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?jī)H71.6mm,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(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水有十分重要的作用。
    近年來(lái)我國(guó)出現(xiàn)一些如“金谷子”“飼料桑”等節(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(guó)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(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系,發(fā)展有中國(guó)特色的節(jié)水農(nóng)業(yè)。

    參考文獻(xiàn)
    1. 《中國(guó)水利年鑒》編委會(huì),2001,中國(guó)水利年鑒,2001,中國(guó)水利出版社,北京
    2. 陜西省涇惠渠灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展與節(jié)水戰(zhàn)略研究調(diào)研資料2001.9
    3. 劉斌,2002,以水定規(guī)摸、節(jié)水促發(fā)展是河西地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵
    4. 甘肅省水利廳,1998、1999、2000年甘肅省水資源公報(bào)
    5. 王家仁等, 冬小麥抗旱新品種試驗(yàn)與關(guān)鍵水灌溉, 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究 2002年9月