摘要:從縱向和橫向兩個(gè)角度對比分析大型灌區(qū)節(jié)水改造對灌溉用水有效利用系數(shù)的影響。在橫向上,跟蹤和調(diào)研分析實(shí)施大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造以來,6個(gè)典型大型灌區(qū)節(jié)水改造實(shí)施情況和灌溉用水有效利用系數(shù)變化情況,比較研究了灌溉用水有效利用系數(shù)提高的規(guī)律;在縱向上,以寧夏青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)為例,詳細(xì)分析了1991-2007年灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)變化過程,剖析了主要影響因素,最后提出了提高大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)的對策措施。
一、我國大型灌區(qū)基本情況
大型灌區(qū)在維護(hù)我國糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等方面具有舉足輕重的地位,是農(nóng)業(yè)、農(nóng)村乃至國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。目前,我國共有434處大型灌區(qū),有效灌溉面積為0.178億hm2,約占全國灌溉面積的31%,占全國耕地面積的14.6%;大型灌區(qū)總?cè)丝跒?.8億,其中農(nóng)業(yè)人口為2.3億,分別占全國的21.0%和31.3%;大型灌區(qū)人均糧食產(chǎn)量約600 kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國平均水平的380 kg;同時(shí),大型灌區(qū)也是區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要載體,在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、改善水環(huán)境、防止土壤沙化等方面具有重要作用。但是,以約占全國1/8的耕地面積、生產(chǎn)1/4以上的糧食、創(chuàng)造1/3以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、養(yǎng)育1/5以上人口的大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)卻比較低,仍有很大的提升潛力,是提高我國農(nóng)業(yè)用水效率的重要戰(zhàn)場。如2006年全國大型灌區(qū)灌溉用水量為1 230億m3,占我國農(nóng)業(yè)用水量的34.2%,大型灌區(qū)平均灌溉用水有效利用系數(shù)僅為0.416。
二、大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)變化橫向比較
為了改善大型灌區(qū)工程與管理狀況,提高灌溉水利用效率和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,自1998年起,我國啟動(dòng)了大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)。歷經(jīng)10余年的發(fā)展,大型灌區(qū)灌溉條件得到一定改善,灌溉用水效率有了明顯提高,縮短了渠道輸水時(shí)間和灌溉周期,提高了輸水能力,減少了水量損失,提高了灌溉保證率,對于提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效、改善大型灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)民生活環(huán)境起到了重要作用。
跟蹤調(diào)查和測算四川省都江堰灌區(qū)、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)、寧夏青銅峽灌區(qū)、安徽淠史杭灌區(qū)、河南韓董莊引黃灌區(qū)和陜西省交口抽渭灌區(qū)6個(gè)典型大型灌區(qū)節(jié)水改造實(shí)施前后灌溉用水有效利用系數(shù)的變化,可以清晰反映10多年來我國大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造實(shí)施對提高灌區(qū)灌溉用水效率的作用,如表1所示。
從上表1可以看出:
① 隨著續(xù)建配套和節(jié)水改造的實(shí)施,大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)都有明顯增加,但由于灌溉用水效率起點(diǎn)水平和不同灌區(qū)的特點(diǎn)各異,其作用效果存在差別。如重點(diǎn)進(jìn)行渠道防滲的北方灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)增幅遠(yuǎn)大于重點(diǎn)進(jìn)行配套改造的南方灌區(qū)。
② 大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)的提高與實(shí)際投資有著密切的關(guān)系,完成規(guī)劃投資比例越高,則灌溉用水有效利用系數(shù)的增加幅度越大,如圖1所示,從圖中可以看出,6個(gè)典型灌區(qū)中完成規(guī)劃投資最高的韓董莊灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)提高最快,而完成規(guī)劃投資較低的淠史杭灌區(qū)和交口抽渭灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)增加較為緩慢。
③ 由于自然條件、渠系結(jié)構(gòu)和歷史用水習(xí)慣等因素的影響,雖然部分大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造顯著改善了灌溉用水條件,但其灌溉用水有效利用系數(shù)提高幅度不大。這一方面說明僅通過工程措施提高用水效率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還必須在完備工程設(shè)施的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)用水管理;另一方面也說明由于各方面因素的制約,短時(shí)間大幅度提高灌溉用水有效利用系數(shù)存在一定難度。
三、大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)變化縱向分析
大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)從工程和管理兩個(gè)方面提高了灌溉水的利用效率。工程設(shè)施改造為提高灌溉用水有效利用系數(shù)提供了基礎(chǔ)條件,如通過渠首、渠系以及骨干灌溉排水工程的配套改造,可以直接影響灌區(qū)引水、輸水、配水和排水過程,減少輸水損失,提高渠系用水效率;通過土地平整、優(yōu)化畦田長寬規(guī)格和改進(jìn)灌溉技術(shù)等可以提高田間用水效率。加強(qiáng)用水管理可以顯著減少灌溉工程的非工程性水量損失,如通過加強(qiáng)灌區(qū)管理,精心調(diào)度,優(yōu)化配水,減少輸水過程中的跑水、漏水和無效退水;制定合理的水價(jià)政策,提高用戶的節(jié)水意識(shí),影響用水行為,減少水資源浪費(fèi);推行用水戶參與灌溉管理,調(diào)動(dòng)用水戶節(jié)水積極性;采用先進(jìn)的灌水技術(shù)等等,都可以提高灌溉用水有效利用系數(shù)。
通過分析寧夏青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)1991—2007年灌溉用水有效利用系數(shù)變化歷程能夠動(dòng)態(tài)地顯示過去17年來,在各種因素綜合作用下,大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)變化過程及其主要影響因素,如圖2所示。
從圖2可以看出,自1991年以來,寧夏青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)整體呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢。結(jié)合兩個(gè)灌區(qū)實(shí)際情況可以發(fā)現(xiàn),灌溉用水有效利用系數(shù)在不同階段的變化都是各種因素綜合作用的結(jié)果,其主要影響因素包括黃河引水條件、區(qū)域降水情況、節(jié)水改造的工程和非工程措施等。
在大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造實(shí)施以前(1997年以前),青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)都沒有采取大規(guī)模的節(jié)水改造措施,引黃灌溉水量也沒有受到限制,兩灌區(qū)的灌溉用水有效利用系數(shù)變化不大,只是在灌溉引水條件和當(dāng)?shù)貧庀笠蛩赜绊懴掠行》牟▌?dòng)。
從1997年開始,青銅峽灌區(qū)首先實(shí)施了節(jié)水改造工程建設(shè),而衛(wèi)寧灌區(qū)節(jié)水改造投入較少,1998年和1999年青銅峽灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)比以前有了較大的變化,而衛(wèi)寧灌區(qū)變化較小。
從2000年開始,青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)開始農(nóng)業(yè)用水價(jià)格改革,灌溉水價(jià)由原來的0.6分/m3提高到1.2分/m3,灌溉用水管理得以加強(qiáng),兩灌區(qū)的灌溉用水有效利用系數(shù)都有了一定提高。
2003年是黃河流域特殊干旱年份,寧夏引黃水量受到嚴(yán)格限制,導(dǎo)致6.67多萬hm2耕地嚴(yán)重受旱,對區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響,極度缺水促使灌區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格的用水管理,青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)有了顯著提高。
隨著2005年沙坡頭水利樞紐主體工程的落成,將衛(wèi)寧灌區(qū)5條引水干渠歸并改造形成南北兩條干渠,改善了衛(wèi)寧灌區(qū)6.73萬hm2農(nóng)田的供水條件,灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)有了顯著提高。
從1991—2007年寧夏青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)變化過程可以看出:節(jié)水改造前,兩個(gè)灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)都沒有大的改善,節(jié)水改造后,灌溉用水有效利用系數(shù)穩(wěn)步增加;除了自然因素影響灌溉水利用效率外,灌溉引水條件的改善、渠系工程的改造、田間節(jié)水措施的實(shí)施以及各種管理技術(shù)手段的提高等因素綜合作用是青銅峽灌區(qū)和衛(wèi)寧灌區(qū)灌溉用水利用率提高的根本原因。
四、提高大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)的對策措施
提高大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)必須以節(jié)水增效為中心,從系統(tǒng)綜合的角度采取工程措施、農(nóng)業(yè)措施和管理措施,以實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置和高效利用,為國民經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮和生態(tài)環(huán)境改善提供支撐與基礎(chǔ)保障。
① 加大大型灌區(qū)節(jié)水改造的投資力度。我國大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造實(shí)施已經(jīng)10多年,但絕大多數(shù)灌區(qū)僅僅完成規(guī)劃投資的20%~30%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了灌區(qū)發(fā)展的需要,制約了大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)提高的基礎(chǔ)設(shè)施條件,造成了工程項(xiàng)目實(shí)施的不連續(xù)性,無法發(fā)揮節(jié)水工程改造的規(guī)模效益。
② 加大田間工程配套建設(shè)與改造力度。目前,大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造更多的關(guān)注于骨干工程的改造與管理,而灌區(qū)斗、農(nóng)渠等田間工程配套較少,跑、冒、滴、漏問題嚴(yán)重,末級渠系不能發(fā)揮應(yīng)有的功能。同時(shí),末級渠系缺乏控制性工程和量測水設(shè)施,定額管理制度難以落實(shí),也不利于農(nóng)民節(jié)水意識(shí)的形成。
③ 加強(qiáng)大型灌區(qū)灌溉用水的管理措施。通過加強(qiáng)灌溉用水管理,提高管理水平和能力,制定合理的水價(jià)和政策,提高農(nóng)民節(jié)水意識(shí)等,也是提高灌溉用水有效利用系數(shù)的快捷有效途徑。
④ 加強(qiáng)提高灌溉用水效率的科技支撐力度。如何提高灌溉用水有效利用系數(shù)既是灌溉用水管理問題,也是科學(xué)研究問題,通過灌溉用水有效利用系數(shù)的測算與研究提高大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)實(shí)踐中遇到的各種難題,為提高灌溉用水有效利用系數(shù)提供科技支撐。
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