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关键词:高效节水;灌溉技术;选择
节水灌溉是指依照当地作物的生长习性以及当地的自然环境,充分利用降水或少量水资源对农作物进行灌溉,并取得农作物的经济效益和缓解水资源短缺的问题。高效节水灌溉最核心的是减少在灌溉作物途中对水资源的浪费,实现最大程度的利用水资源。
一、高效节水灌溉的重要性
(一)目前我国水资源的利用现状
目前,随着全球气温上升,水资源越来越匮乏。从2008年开始,我国的地表水资源开始出现匮乏,北方地区的地表水资源比常年值减少了16%,且在我国31个省级行政区中,已有19个省的地表水资源比常年值减少。不仅是地表水资源出现短缺,我国地下水资源也开始出现短缺。
随着我国综合国力的不断提升,全国用水量日益增长,特别是农业灌溉和生活用水,由于我国水资源已经出现匮乏现象,所以,国家开始重视水资源的利用。与上个世纪相比,全国的用水量在国家的宏观调控下开始保持稳定,制约了南方的用水量呈现上升现象,北方的水资源在国家的控制下已发挥到最佳利用状态。
(二)高效节水灌溉的必要性
高效节水灌溉是工作者按照农作物的生长规律以及当地水资源的丰富程度,将当地水资源进行最高效的利用灌溉,以此来节约水资源,并且获取农业的的经济利益,以及对当地生态环境的保护。高效节水的根本目的在于减少农业用水过程中对水资源的浪费和在运输水资源的过程中所产生的漏水、水资源蒸发以及作物灌溉时所损耗的水,将水用到实处,做到不浪费,高效率的效果。我国是拥有13亿人口的大国,“民以食为天”,为了解决13亿人的温饱问题,国家必须抓紧对农业的发展,因此,每年的农业用水量是所有分类中所占比例最多的,占我国总用水量的70%-80%。目前我国虽然有节水意识,但是我国的高效节水灌溉技术还很低迷,在西方发达国家中,节水灌溉的利用率高达60%-70%,而我国对该方面的利用率仅只有25%-40%左右,且高效的节水灌溉技术还完全不成熟,覆盖的地方也不多。
传统的灌溉方式中,每年1hm2耕地将会用9000m3,比西方国家高出四千多立方,随着我国的综合实力不断增强,对水资源的需求越来越多。目前,农业在不断地发展,且农业的用水量本身是所有行业中最高的,因此,每年都有很多因为旱灾而导致庄稼减产收益下降的事件发生。2000年的旱灾所带来的损失是所有人有目共睹的,据统计,该年的粮食因旱灾减少了600亿KG,在粮食的总产量中所占比例为13%,经济作物也损失了五百多亿元。由此可见,在水资源如此短缺的情况下,实施高效节水灌溉是非常重要的。
二、节水灌溉技术的常见问题
其一农业节水是一项长期工程,就目前我国的缺水状况来说,一些地方使用了不适合该地区的节水灌溉技术,不能根治缺水问题,农业用水量照样还会上升。一些农民为了预防旱灾,提高作物产量,在作物周边挖井,并且就农民而言,井越多水就越多,对作物的生长越有益,完全没有节约水资源的意识。对此,相关部门应该就该情况建立完善的节水体系,让节水灌溉和可持续发展的观念深入人心,从宏观上对农业用水进行控制。
其二相关部门要对农田进行合理的规划并建立河网水系,方便农民对作物的节水灌溉。在对农田进行规划时,必须依照当地的客观条件进行科学的规划,使灌溉模式起到最佳作用,提高农作物的产量以及减少灌溉的成本。建设节水工程时,需要大量的资金,目前我国建设节水工程的资金大部分是由国家补助,也有农民筹资建设。就中国目前的农村经济还不是很富裕,国家的补助金也是杯水车薪,因此,相关部门应向国家提出该问题,并提出建立相关体制的意见。
其三在对农作物实施节水灌溉措施前,首先应考虑在当地条件下所选的节水灌溉技术是否合适。如在选用大田粮食作物的灌溉技术时,应首先考虑该片区的产量效益高低,对于产量低的片区,应加强对该产区的资金投入,将片面式灌溉方式改为主体式灌溉,对该产区的粮食产量有一定的提升。
三、节水灌溉技术的分析与选择
(一)适合北方的节水灌溉技术
微灌的节水技术对于北方来说是比较适合的,微灌技术顾名思义是利用专用设备将水以微小的流量流进作物的根部,以达到浇灌作物的作用。该项节水灌溉技术比较适合北方的干旱天气,并且微灌技术能很好的控制水资源的浪费程度,因为微灌技术针对的是作物的根部,所以能降低水资源的浪费。
在北方地区还适合用低压管道输水灌溉技术,该技术是用专用机器抽取井水,再通过管道直接将水送入农田,此做法减少了水在运输途中被增发的风险,且此技术目前在北方地区被盛行推广。
同时,对于干燥的北方地区,还适合一种节水灌溉技术:坐水种。坐水种又称注水灌溉法,该技术是为了满足种子的保质发芽和保苗育水而将一定量的水注入泥土中。北方地区的农作物产量之所以不高是因为大部分作物在发芽时缺水而死亡,这是令普遍农民棘手的问题,而该项技术正好可以弥补这些不足。此节水灌溉技术简单易操作,且保证了种子的发芽率和成活率,提高了作物抗旱能力。
北方地区以平原、高原为主,所以,在北方地区可采用地面灌溉田间节水技术。对于传统的灌溉方法来说,既浪费水资源,又是灌水不均的罪魁祸首,还造成对农田的破坏。该技术便是针对平原地区的节水灌溉技术,将平原地区的农田进行稍微改造,就可以在该作物区实行沟灌或隔沟灌。该技术操作也简单,并且方便,有效的节约了水资源,减少了对水资源的浪费。
(二)适合南方的高效节水灌溉技术
在我国南方地区最常见的是喷灌技术,喷灌技术简而言之是一个喷灌机,将水以雨滴的形式喷洒到农作物上,使农作物得以吸收水分。该项技术是最简单常见的节水灌溉技术,适合于南方所有农作物,并且该技术成本低,对水资源的损耗较小。
南方地区大多为季节性缺水,应对这种情况,可以采用步行式灌溉技术。该技术不需要复杂的操作程序,是用机器进行操作,且拆卸也很方便,只需要有灌溉用水的基本设备便可以开始灌溉。此项技术能在短时间内对农作物进行灌溉,很大程度上控制了水资源浪费的现象,对南方地区季节性缺水很适用。
南方地区主要种植水稻,在南方地区最常见的灌溉方式为沟渠灌溉,而该方式非常浪费水资源,水在沟渠流动的时候,大部分水都会渗透地下。面对这种情况,可以采用渠道防渗技术,该技术主要是用混凝土等形成沟渠的保护层,有效缓解了沟渠渗透问题。
结束语:
高效节水灌溉技术是针对该地区农作物的需水程度以及该地区的缺水状况而设立的。所以,在选择灌溉技术时要因地制宜,选择合适的高效节水技术不但可以在很大程度上节约水资源,缓解我国目前水资源短缺的问题,还可以提高农作物的产量,为农民带来丰厚的经济效益,带动我国农村经济的发展。
参考文献:
关键词:高效节水灌溉技术;农田水利工程;发展;运用
现阶段,我国农村人口众多,拥有广阔的土地,但是水资源却比较匮乏,这就要求有关部门必须结合我国农业和种植业的具体状况,解决农村经济长远发展中存在的水资源供给不足的问题,通过对更加高效智能的节水灌溉技术进行合理运用,来提高水资源的利用率,实现水资源的节约,从而更好地推动我国农业和经济的稳定健康发展。
一、高效节水灌溉技术概述
高效节水灌溉技术是土渠输水与地表漫灌之外其他全部灌溉方式的统称。推广和应用高效节水灌溉技术,不仅能够较好地提高我国水资源的利用率,还能够较好地解决各地区水资源供需矛盾,甚至将一些戈壁或是荒漠改良为农业用地,从而有效促进我国现代农业的发展。同时,该技术在我国农田水利工程中也具有非常重要的应用价值,具体体现在以下三个层面:(1)在社会效益层面,相较于以往的灌溉技术,高效节水灌溉技术能够节约更多的水量,一般可达到30%~40%,还能够提高单位水产值。例如,在新疆地区的农业生产中,对于漫灌方式的应用,要求农民提前进行挖渠和打埂,最多只有90%的耕地得到利用,但通过应用滴灌等高效节水的灌溉技术,最多能够利用99%的耕地。由此可见,我国通过对高效节水灌溉技术进行大力发展和运用,能够有效促进传统农业生产方式的变革。(2)在生态效益层面,通过对高效节水灌溉技术加以有效应用,可以极大程度地节约水资源,提高区域内植被的覆盖率,实现对生态环境的有效保护;同时,该技术能够在一定程度上避免土壤发生次生盐渍化等问题,防止了水土流失。(3)在经济效益层面,相较于以往的灌溉技术,高效节水灌溉技术能够更好地节省水量、人力和肥力,促使人工管理效率的显著提高,农民也无需投入更多的人工、水及肥料[1]。
二、农田水利工程高效节水灌溉技术应用存在的问题
(一)农田水利灌溉设计存在不足
当前,我国大多数的农田水利工程的施工设计过程中存在很多不科学、不合理的地方,这就大大降低了农业生产的效率,具体表现为以下两个方面:(1)针对农田灌溉工程的设计,相关人员并没有对农田具体地形进行全方面的考察。我国南方地区的大部分农田较为分散,且形状和结构存在很大的差异,这就在很大程度上增加了农田水利灌溉设计和相关灌溉技术使用的难度。(2)针对农田灌溉工程的设计,相关人员并没有充分利用专业的勘探信息,尽管其在设计之前已对当地农田的地质条件等进行有效勘探,获得了相应的信息数据,但并没有将这些信息数据应用到具体设计之中,从而造成后续施工的实际情况无法满足设计要求,大大降低了灌溉技术施工的质量和应用效率[2]。
(二)高效节水灌溉技术应用受环境因素影响较大
我国拥有非常广阔的土地面积,且经纬度跨幅大,包括亚热带、温带、寒带等,故而拥有多种气候条件。环境因素的多样性在极大程度上制约了灌溉设施的应用。同时,农田灌溉设备的设计也极易受到气候条件、空气流速、阳光照射等因素的限制,加上在不同地区,农作物的生长条件也存在很大区别,这就需要相关人员结合区域的具体情况选择对应的灌溉设备,从而无形中增大了农田水利灌溉设计和相关灌溉技术的应用难度。
(三)灌溉技术与使用对象不匹配
对于农业生产而言,应用农田水利灌溉技术的主要目的在于提高水资源的利用率,促进农作物更好地吸收水资源,以此来确保农作物具有更高的产量和更好的品质。然而,大多数农田均在农村,由农民负责耕种和种植,有的农田应用了节水灌溉技术后,因为农民综合素质偏低,并不能够充分了解耕种的作物和相关节水技术,这就导致高效节水灌溉技术无法得到充分应用[3]。
三、农田水利工程高效节水灌溉技术的有效应用策略
(一)重视设计前的信息收集
农田土壤结构情况、栽种农作物需求等,将会对实际水资源需求产生较大的影响。为保证农田水利灌溉设计更为高效合理,在设计前,应对规划设计区域做充分的调查,如调查农村地区历年来的降水情况、灌溉用水保证率、渠道引水流量确定等,基于地区农田种植生产的实际需求展开设计,合理应用节水灌溉技术,从而确保设计高效性、节水性。
(二)优化节水灌溉技术配置,降低环境因素影响
对于农田水利工程的建设,相关政府部门依据区域内水资源的分布状况和气候环境等因素,对水利工程进行合理规划,秉持“科学发展观”的原则,对农业用水和人们的生活用水进行科学安排。积极建立起科学合理的用水制度,进一步优化水资源的配置,使之实现标准化与科学化,从而更好地发挥出用水制度的作用,提高农民对节约用水的认识程度,树立起节约用水的意识[4]。在节水灌溉技术设置应用的过程中,也应当充分考虑到地区环境的差异,采用合适的灌溉技术和灌溉设备,尽可能在满足农田灌溉需求的过程中,降低水资源的损耗。如在以往的农田灌溉中,由于水资源的运输流动中存在渗透或是蒸发等情况,会消耗很多的水量,从而造成水资源的浪费,降低了水资源的利用率,而通过对水资源运输的高效节水技术进行有效利用,相关人员可以强化水渠的防渗透功能,借助渗透材料开展水渠建设工作,并强化输水管道的建设,这就能够对水资源运输流动过程中水量的消耗进行有效控制,从而实现高效节水。
(三)科学选用高效节水灌溉技术
在设计过程中,应掌握当前各种高效节水灌溉技术的优势和缺点,然后结合农田环境进行合理的选用。
1.喷灌式节水技术
该技术主要针对大面积的农田灌溉,可首选喷灌式节水技术。该技术的应用原理为:在实际农田灌溉过程中,以水的压力作为动力,让卷盘进行旋转,从而实现以卷盘为中心对周围土地进行灌溉。该技术的优势在于操作简便,只需将喷头设置在喷灌机上,使之在得到充足的水压后,即可进行稳定灌溉作业,从而实现农田的大面积喷灌。在农田喷灌节水设计过程中,相关人员应当充分明确现阶段该区域农田的具体情况,对满足其农田灌溉需求的设备进行科学有效的设计,然后合理安装和妥善固定相应的喷灌设备,以此来达到灌溉的目的。当前在农田灌溉中应用最为广泛的喷灌设备为移动喷灌机,该设备可以确保作物获得全面的灌溉,操作简便,且具有很强的通用性,可适用于各种地形的农田灌溉作业。通过有机结合这一设备和机械自动化设备,能够更好地保证灌溉效率。然而,移动喷灌机也存在一些不足,如需要消耗很多的资源、占地面积较大以及需要借助一些辅助设备才能够完成灌溉作业等。
2.微灌技术
该技术属于一种滴灌技术的衍生技术,能够很好地节约水资源。现如今,我国农田水利工程中应用的微灌技术种类主要是渗灌、滴灌、小管涌流灌、微喷灌。在实际农田灌溉过程中,相关人员应结合具体的生产需求,选择最为适宜的微灌技术。例如,对于气候较为湿润的区域,可选用微喷灌技术,不仅能够有效节约水资源,还能够较好地满足当地农业生产需求;对于气候较为干旱的区域,应避免使用微喷灌技术。同时,微灌技术能够在控制灌水量的同时,实现短周期灌水;通过有机结合水分和养分,让土壤根部对所需营养成分进行较好的吸收,从而获得与施肥同样的营养效果;该技术具有较高的水资源利用率,相较于传统的灌溉方式,这一灌溉方式能够节约50%~80%的水分,还能够在很大程度上提高肥料的利用率,从而较好地改善土壤结构。
3.渠道防渗漏技术
渠道防渗漏技术大多应用于土渠输水过程中,能够有效避免由于渗漏而导致的水量流失。针对这一技术的具体应用,相关人员应注重防渗漏材料的合理应用,包括混凝土、沥青及塑料膜等,还应注重沥青护面、土料施压等技术措施的有效使用,从而显著提升渠系水利用系数,大大提高渠道输水的安全性。
四、结语
面对水资源日益紧缺的困境,我国相关部门必须高度重视高效节水灌溉技术在农田水利工程中的有效应用,通过有效发挥该技术的应用价值,来有效节约水资源,提高水资源利用率,从而促进我国农村经济的良好发展,实现农民的增产增收。
参考文献:
[1]赵海峰.农田水利工程高效节水灌溉技术的发展和运用分析[J].新农业,2020(20):61.
[2]文云霞.刍议农田水利工程高效节水灌溉技术的发展思路与应用策略[J].农家参谋,2020(20):117,145.
[3]王苗,吴玉秀,张晓炜.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].南方农机,2020,51(18):39-40.
关键词 高效节水;灌溉;问题;对策
中图分类号 S275 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)118-0135-02
1 高效节水灌溉推广应用中存在的问题
1.1 缺少节水意识
农民缺少节水意识,对节水灌溉缺少积极性。目前,由于我国农用水价偏低,因此农民在进行农业生产的过程中,自行采用引渠灌溉、沟灌及串灌等灌溉方式时,付出的只是劳动力,在成本投入上面无需过多的考虑水的因素,从而导致农民对于节水灌溉缺少积极性。
1.2 认识误区――对节水灌溉的内涵缺乏全面了解
认为搞好渠道防渗、搞了喷滴灌,搞了管道输水,就是节水灌溉。这种认识较为片面。节水灌溉是建设以农业高效用水体系为目标的全面节水体系,包括了管道输水、渠道防渗、喷滴灌及各种地面灌溉先进技术,同时还包括了农艺节水技术和管理等方面的内容,也需要充分考虑水资源对社会发展的影响和水资源的优化配置及高效利用,实现资源节水。全面、正确理解节水灌溉的涵义,对发展节水灌溉至关重要。
1.3 人员经费不足
试验区每年灌溉设备设施维修、养护和定期更换等开支大,而试验区所在县(区)未明确这些经费来源,也未落实试验观测人员,导致试验观测未达到预期要求。
1.4 节水灌溉投资失衡,适合大田作物的高效节水灌溉技术推广偏少
目前我国推广的节水灌溉技术大体上可分为渠道防渗技术和喷滴灌技术。多年来,各级政府在农田综合开发和土地整理工程中比较重视排灌渠道建设,在喷滴灌节水技术方面重视不足,而真正实现高效用水的喷滴灌技术的推广甚少。除了现有体制、水价、管理等因素外,现有技术与实际需求脱节,也是造成这种现象的主要原因。节水灌溉不能仅仅盯着高附加值的花卉和蔬菜,大田作物和山地果园也应该纳入推广节水灌溉技术的范畴,否则,农业节水产生不了应有的作用。
2 发展高效节水灌溉技术的政策建议
2.1 高度重视节水灌溉新技术的推广
开发适合不同地域特点的先进实用的高效节水灌溉技术,做好小麦、水稻、棉花等大田作物滴灌技术的研究和推广应用。要重视灌区信息化建设,通过信息化提高灌溉效率和管理水平。在实际应用过程中,千方百计降低节水灌溉设施设备的成本,并尽可能使设施设备操作简便化。
2.2 要认真研究制定鼓励发展节水灌溉的政策、法规,制定农业节水灌溉发展规划
要认真总结国内外节水灌溉的成功经验,分析存在的问题,科学制定适合我市的节水灌溉的政策、法规及发展规划。调整农业节水灌溉投资方向,加大喷滴灌节水技术推广。本着“谁投资、谁建设、谁受益”的原则,按照国家、集体、个人共同负担的原则,通过政策引导,以奖代补,贴息扶持等形式,充分调动社会投资的积极性。要进一步发挥节水企业、大专院校和科研院所的设备优势、技术优势和人才优势,积极进行节水灌溉技术的研究和实践,建立实用成果转化平台,加快节水灌溉实用技术成果的集成、转化和应用;并在引进消化吸收和借鉴国外先进技术的基础上,生产出质优价廉的节水材料。
2.3 确保试验观测到位
这项试验研究工作需要连续3年的观测和试验才能完成。由于试验研究的历时长、内容丰富、技术要求高,各试验站必须以高度的责任感和使命感,调动各方面的技术力量,高标准、高质量地完成年度观测试验任务。各县(区)水利局要将试验观测工作作为一项常态工作来抓,通过各级财政部门预算落实好试验人员经费,稳定试验观测队伍,保证工作的连续性。项目承担单位要制定培训计划,加强培训工作,提高试验人员专业素质,确保研究成果真实有效。各示范区、试验区所在县(区)要建立定期报告制度,确定的专业研究人员要认真负责,协助项目承担单位做好资料收集与分析、进行灌溉试验观测采集数据、记录及总结当地群众用水经验、做好收割前农艺调查与测定工作,并如实记录和上报,坚决杜绝不做观测随意填报数据的行为,确保研究成果的真实性。
2.4 建立与高效节水灌溉相适应的制度
不仅要做到技术节水,还要做到管理节水、制度节水。做好高效节水灌溉方式下土地流转和集约化、规模化经营的管理制度建设示范,探索水权交易,鼓励和调动农民群众节水的积极性。要重视基层水利服务体系建设,做好对高效节水灌溉从投入、管理到维修养护长效机制建设的系统制度建设,为高效节水灌溉长期发挥效益提供制度保障。
高度重视灌溉试验工作。要加强灌溉试验站的建设,强化灌溉基础研究,掌握作物不同生育阶段的需水规律,依托灌区信息化,实现由人工控制灌溉向根据作物需水进行精确灌溉的转变,逐步实现更高层次的高效节水灌溉。
2.5 要建立良性的运行管理机制
建立产权清晰、权责明确、管理科学的管理新体制,试行管护分开新机制。以实施产权制度和管理、养护体制改革为突破口,围绕健全、完善适应农村市场经济体制的要求,对小型农田水利、机电排灌基础设施进一步明晰所有权、放开建设权、搞活经营权,实行管理和养护分开,充分调动广大投资者的积极性,逐步建立起投入、经营和管理、养护新的营运机制。根据小型农田水利工程和机电排灌设施建设、大修理、养护的特点,探索不同运行管理机制,依据“谁投资,谁所有,谁管理,谁受益”的政策,在产权明晰的前提下,由水利工程基础设施的所有者(国家、集体或个人)出资,通过招投标等形式自主选择养护单位对工程设施进行维修、保养。把基层排灌站组建为农水服务有限公司,通过吸收水利排灌系统的富余人才,从原来的事业编制中剥离出来,受管理委员会委托负责工程日常养护。使水务产业由无利可图向有利可图的良性发展转移,用经济手段促节水效率提高。
3 结论
高效节水技术所取得更好的效果,并在灌区推广普及,在政府的扶持、调控和引导下,除了设计单位优化设计、确定合理灌溉制度,施工单位保质保量完成工程外,还需抓好推广服务体系建设,建立施工、管理、维修、服务网络,进行节水设备产品检测认证工作,大力宣传高效节水灌溉的优越性,调动广大农村农民的参与主动性,加大培训力度,提高人们节水认识,加强农民主动投资,从而推动高效节水技术广泛应用,为灌区的现代化农业可持续发展作出贡献。
参考文献
关键词:续建配套与节水改造项目;必要性;建设标准;成效
中图分类号:TU991.64 文献标识码:A
1 续建配套与节水改造项目建设的必要性
在水源日趋匮乏的情况下,对石津灌区进行以节水为中心的续建配套和节水改造工作是十分必要的。一方面,灌区水源工程岗黄水库为年调节水库,近年来蓄水量呈明显减少趋势,而工业用水、城市生活用水及环境用水却逐年增加,大量挤占了农业用水,造成农业灌溉水源的严重不足;另一方面,灌区土质渠道渗漏损失严重,水的利用率低,又加重了水资源的紧缺形势。因此,灌区要在当前形势下求得发展,只能大力推行节水改造技术。在灌区内大力发展节水灌溉,大幅度提高水的利用率,通过节水扩大灌溉面积,提高保浇程度,实现增产、增收、增效,是现阶段缓解水资源紧缺,实现农业可持续发展的现实选择和有效途径。
目前中国农业正处于由产量型向效益型、粗放型向集约型转变时期,这种转变已经对灌区原有的灌溉方式提出了新的要求,它要求缩短灌水周期,提高灌溉保证率以实现农作物的适时、适量灌溉,在水资源日趋紧张的情况下,必须大力发展节水灌溉以适应现代农业发展的要求。发展节水灌溉也是石津灌区农业发展的长远大计和基本战略。
2 续建配套与节水改造项目建设标准
根据规范要求,结合灌区所处地理位置和水资源状况,灌溉工程渠灌设计灌溉保证率采用50%;实施地表水、地下水联合运用措施,75%年仍可维持灌区灌溉面积13.3万hm2。根据《渠道防渗工程技术规范》(SL18-20040)、《水闸设计规范》(SL265-2001),确定总干渠为Ⅱ等工程,主要建筑物级别为3级,次要建筑物为4级;干渠确定为Ⅲ等工程,主要建筑物级别为4级,次要建筑物为5级;分干渠确定为Ⅳ等工程,主要建筑物级别为5级,次要建筑物为5级;支渠确定为Ⅴ等工程,主要建筑物级别为5级,次要建筑物为5级。排水工程的除涝标准采用5a一遇。建筑物工程场地地震基本烈度为7度,抗震设计烈度为7度。
2.1 渠道设计
梯形断面渠道施工方便、边坡稳定,一般用于分干渠以上级渠道。根据《渠道防渗工程技术规范》,总干渠、干渠边坡系数采用1:2,分干渠为1:1.5~1:2。在支渠断面的选取上,仍然以梯形断面为主,配以部分抛物线型断面,支渠边坡系数采用1:1~1:1.5。对于现有渠道满足设计过流能力的前提下,保持原断面型式不变,对于局部冲、淤渠段,进行削、填处理。各渠段纵坡拟定主要以现状自然纵坡为主。
2.2 渠道衬砌设计
2.2.1 渠道防渗型式
渠道防渗型式有:土料或水泥土防渗,优点为施工简便,造价低,缺点是抗冻性、耐久性较差;石料防渗,优点为抗冻、抗冲、抗磨和耐久性好,施工简便,缺点是防渗效果一般不易保证;埋铺式膜料,优点为防渗效果好,重量轻,运输量小,缺点是当采用土料保护层时,占地多,允许流速小,采用刚性保护层时,造价较高;沥青混凝土或混凝土防渗,优点为防渗效果、抗冲性和耐久性好。可用于各类地区和各种运用条件下的各级渠道衬砌。
第1种型式耐久性较差,第2种型式防渗效果不宜保证且需要石料量大,不适合本渠段的防渗设计。根据防渗效果要求,土工膜防渗或混凝土防渗更适合灌区节水改造的要求。采用土工膜防渗加土料保护层型式,防渗效果好、投资少,但灌溉期水流流速较大,会对土料保护层造成冲刷破坏。所以,推荐防渗方案为混凝土防渗。
2.2.2 衬砌混凝土等级设计
根据《渠道防渗工程技术规范》,渠道属寒冷气候区,总干渠、干渠衬砌混凝土采用强度等级C20,抗冻等级F150,抗渗等级W6。分干渠衬砌混凝土采用强度等级C20,抗冻等级F50,抗渗等级W6。支渠衬砌混凝土采用强度等级C20,抗冻等级F50,抗渗等级W4。
2.2.3 衬砌结构尺寸
为减少造价和衬砌施工方便,渠道采用等厚矩形混凝土板衬砌。根据《渠道防渗工程技术规范》,板厚采取总干渠12cm,干渠10cm,分干渠8cm,支渠6cm。总干渠伸缩缝间距采用3m,其他渠道采用4m。总干渠采用闭孔泡沫板,外封聚硫密封胶,渠道伸缩缝采用树脂油膏伸缩缝,树脂油膏伸缩缝填料为树脂油膏,保护层为M10水泥砂浆。
2.2.4 防冻胀保温设计
衬砌渠道的地基冻胀量大于允许位移值时,主要从适应冻胀、回避冻胀、削减或消除冻胀等3个方面采取措施使衬砌渠道的冻胀位移值满足抗冻胀要求。常采用在渠道衬砌板下铺设聚苯乙烯泡沫保温板,该方案施工简单,工期较短,便于操作。
3 续建配套与节水改造项目成效显著
在部、省各级领导的大力支持下,石津灌区自1997年开始实施续建配套与节水改造项目。截止到目前,共实施建设1997~2011年度18期(含2008年度新增投资项目、2010年度第2批项目、2011年度第3批项目)。项目的实施完成,在很大程度上改善了灌区工程条件和农业生产条件,一批骨干渠道的安全输水能力明显提高,轮灌周期缩短,为农田适时灌溉提供了保障。同时极大改善了工程环境,促进灌区内的经济持续稳定增长,取得了巨大的经济、社会效益,推动灌区可持续性发展。
目前,已实施完成的1997~2011年度第3批续建配套项目,灌区分干渠以上骨干渠道完成防渗197.607km,防渗面积2832568m2,骨干渠道混凝土防渗率由1998年的5.2%提高到目前的25.0%;骨干渠道建筑物的配套率和完好率分别由1988年的75.9%、36.9%提高到目前的87.4%、54%;灌区渠系水有效利用系数由0.48提高到了0.55,灌溉水利用系数由0.38提高到0.48;年节水量5942万m3。共恢复灌溉面积1.5002万hm2,改善灌溉面积9.53万hm2,粮食单产从1998年的767kg增加到2010年的962kg,粮食生产能力由1998年的84700万kg增加到2010年的151185万kg。经济效益99727万元,水利分摊效益37890万元(水利分摊系数0.4)。
4 结语
关键词:沧州地下水超采农业灌溉发展高效节水途径
中图分类号:S607文献标识码: A
一、沧州概况
沧州市地处河北省东南部,东临渤海,南界山东,北与廊坊、天津为邻,西、西南与保定、衡水相接。位于北纬37°28′~38°57′、东经115°42′~117°50′之间,南北长约165km,东西宽约187km,全市总面积14056km2,海岸线总长95.3km。
(1)地形地貌
沧州市全境均为平原区,是河北平原的一部分,南运河以西属低平原区,以东属滨海平原区。地形自西南向东北倾斜,地面坡降平缓,一般为1/8000~1/15000。宏观全境,地势低平;微观各地,岗坡洼地,形态各异。西部地面高程一般在14.0m左右(黄海),最高达16.7m;东部多在2.0m左右;境内河流沟渠纵横交错,呈网格状分布。地貌基本分为岗、坡、洼、淀四大类。
(2)气候与降水
沧州市属温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,温差较大。春季受蒙古大陆变性气团影响,干燥多风,降雨稀少,蒸发强烈;夏季受太平洋副热带高压控制,东南风把海洋上空的暖湿气流送入内陆,遇冷锋极易形成暴雨;秋季多受高压控制,天高气爽,少雨干旱;冬季受西伯利亚气流影响,盛行西北风,寒冷干燥。全市多年平均气温12.2℃,极端最低气温-25℃,极端最高气温43℃。本市光热资源丰富,无霜期210天左右,多年平均日照2783小时,积温4283~4416℃。降水量年内分配不均,全市多年平均(1956~2009)降雨量为551.1mm,80%的降水量集中在6~9月份,地区分布上自西向东逐渐增大。年平均蒸发量1835.35mm,最大年蒸发量2254.1mm,最小年蒸发量1322.90mm。
(3)河流水系
沧州市地处九河下梢,境内河流纵横,行洪或排沥河道均属海河流域南系。有行洪河道10条,主要有子牙河、南运河、漳卫新河、子牙新河和捷地减河等,上游客水流经这些河流入境出境,行洪河道总长708.43km。有排沥河道26条,主要有任河大渠、北排河、南排河、宣惠河等,总长度1555.08km,以蓄、排汛期自产径流为主。几大行洪河道来水均受中上游制约。随着中上游拦蓄能力的提高,自70年代起,各河来水量逐年减少。
(4)土壤植被
沧州市土壤共分为褐土、潮土、沼泽土、盐土、滨海盐土、碱土和风沙土7个土类,隶属于半淋溶土、半水成土、水成土、盐碱土和初育土5个土纲。其中潮土比例最大,约占全市面积和94.9%,其他土类只有点片分布。按照《中国土壤分类系统(第二次土壤普查分类系统)》,沧州市土壤还可以细分为16个亚类、38个土属、222个土种。沧州市幅员辽阔,自然资源非常丰富,植被以自然植被、农业作物和林木为主。
(5)土地资源开发利用现状
沧州土地面积14,037.68Km2,耕地面积1,085.72万亩,牧草面积9.87万亩,林地面积24.68万亩。土地开发利用潜力很大。
二、水资源开发利用状况
(1)水资源总量
根据《沧州市水资源调查与评价》(第二次)结果,沧州市水资源多年平均水资源总量为12.3330亿m3,其中地表水资源量5.9614亿m3,地下水资源量6.9239亿m3,地表水与地下水重复计算量0.5523亿m3。亩均耕地水资源量仅为113.59m3,属极度缺水地区和自然生态系统极其脆弱区。
(2)水资源可利用量
根据沧州市各县(市、区)1956~2005年多年平均地表径流量,计算出沧州市地表水可供水量为1.7884亿m3(《沧州市水资源调查与评价》(第二次))。地下水资源可利用量为12.1854亿m3,其中淡水可利用量5.1374亿m3,微咸水可利用量4.128亿m3,深层水限采量2.92亿m3。水资源可利用总量13.9738亿m3。
(4)水资源利用现状
2010年沧州市用水总量为130849.22万m3。其中农业用水97211.91万m3,占总用水量的74.3%;工业用水12808.9万m3,占总用水量的9.8%;生活用水20828.41万m3,占总用水量的15.9%。各县(市、区)中用水量最大的为任丘市,达18250.05万m3,用水量最小的为南大港管理区,只有221.5万m3。
三、农业节水灌溉概况
沧州市农业节水灌溉工程类型主要有低压管道输水、喷灌、渠道防渗等。据统计,2010年末,沧州市农业灌溉面积总计为878.87亩,其中节水灌溉面积559.80万亩,占灌溉总面积的63.70%。在节水灌溉面积中,管灌灌溉面积447.14万亩,占节水灌溉面积的79.87%;喷灌灌溉面积42.32万亩,占节水灌溉面积的7.56%;渠道防渗灌溉面积22.76万亩,占4.06%;其它节水灌溉面积47.55万亩,占8.49%。
通过对现有的节水灌溉工程调查,由于各类节水灌溉工程建成使用年限不同,建设标准不同,并且因受当时技术条件、材料条件的限制,所建工程材料标准偏低,管采用量偏低,致使部分工程达不到节水灌溉标准,或超过设计使用年限而失去使用功能,实际真正发挥作用的节水灌溉工程不足节水灌溉面积的30%。
四、高效节水灌溉发展成效
2010年以来,沧州市依托小农水重点县、现代农业县和小农水专项项目,大力发展高效节水灌溉,共完成高效节水灌溉面积175.3万亩,其中高标准管灌173.09万亩,喷灌0.98万亩,滴管1.23万亩。打造了献县西城半移动式喷灌示范区、陌南、西城等乡镇大棚蔬菜滴灌示范区;吴桥曹洼乡前李村大型喷灌示范区、铁城镇仓上村果木花卉滴管示范区;肃宁绿水湾和诚誉蔬菜合作社滴灌示范区;东光县于村乡固定式喷灌示范区等。通过示范区建设,提高了水务部门和周边群众对高效节水灌溉的认识,应运而生一批大型的农业合作社,如沧县博兴农业合作社、肃宁绿水湾蔬菜合作社、东光于村乡杨浦村农民专业合作社、献县陌南乡葡萄专业合作社、献县西城乡香瓜专业合作社。同时促进了各地土地流转和种植结构调整,各县土地流转正在如火如荼开展,如吴桥全县土地流转面积达10万亩以上。所有这些为沧州大规模推广以管灌为主、喷灌、滴管为辅的高效节水灌溉打下了坚实的基础,使高效节水灌溉真正达到节水增效,夯实了农业生产基础,改善了农业生产条件。
2013年沧州依托小农水重点县、现代农业项目,争取省级以上补助资金2.23亿元,发展高效节水灌溉面积20万亩。
高效节水灌溉的实施,使项目区的灌溉水利用系数从现状的0.63提高到0.73以上,提高了水资源的有效利用率,缓解由于地下水超采引发的一系列生态环境问题,改善了生态环境。高效节水灌溉的实施,促进了农村经济的发展,农民增产,农业增收,是沧州实现压采地下水的有效途径。
五、发展目标
“十二五”末我国高效节水灌溉事业的发展状况
《实施方案》中的高效节水灌溉主要指的是喷灌、微灌、管灌(管道输水灌溉)等灌溉方式。《实施方案》指出,“十二五”期间,我国高效节水灌溉事业呈现出发展社会化、技术集成化、建设规模化、应用大田化、服务专业化等特点。各地各有关部门实施了小型农田水利设施建设、东北四省(区)节水增粮行动、大型灌区续建配套节水改造、规模化节水灌溉增效示范等项目,促进了高效节水灌溉事业的快速发展。截至2015年年底,全国有灌溉面积10.81亿亩,其中高效节水灌溉面积有2.69亿亩,高效节水灌溉年节水能力约270亿立方米,全国灌溉水有效利用系数达到0.53。
但是,到“十二五”末,我国高效节水灌溉面积仅约占灌溉面积的25%。受水资源短缺、时空分布不均、农业用水方式粗放等因素制约,我国高效节水灌溉支撑现代农业发展的潜力还未得到充分发挥,还有较大发展空间。截至2015年年底,北京、河北、新疆、天津、内蒙古等省(区、市)的高效节水灌溉面积占灌溉面积的比重较高,分别为78%、59%、51%、47%、45%;湖南、广东、安徽、江西、、四川等省(区)的高效节水灌溉面积占灌溉面积的比重较低,分别为0.5%、2%、4%、4%、4%、5%。
建设目标和主要任务
1. 建设目标
《实施方案》明确提出:“十三五”期间,全国新增高效节水灌溉面积1亿亩,到2020年,高效节水灌溉面积达到3.69亿亩左右,占全国灌溉面积的比例提高到32%以上,农田灌溉水有效利用系数达到0.55以上,新增粮食生产能力114亿公斤,新增年节水能力85亿立方米,同步推进体制机制改革创新,充分发挥工程效益。
2. 主要任务
《实施方案》提出了工程建设和体制机制改革创新两项任务。
(1)工程建设任务。“十三五”期间全国新增高效节水灌溉面积1亿亩,其中:管道输水灌溉面积4015万亩,喷灌面积2074万亩,微灌3911万亩。在耕地上发展高效节水灌溉面积8672万亩,其中大中型灌区新增3200万亩,小型灌区新增1868万亩,纯井灌区新增3604万亩;在非耕地上发展高效节水灌溉面积1328万亩,其中牧区600万亩。
从各省(区)下达的建设任务来看,新疆、河北、内蒙古、山东、河南等五省(区)的任务量较大,分别为1200万亩、1000万亩、1000万亩、950万亩、650万亩,总量达4800万亩,占到“十三五”期间全国新增高效节水灌溉面积的近一半。
(2)体制机制改革创新任务。《实施方案》明确,将农业水价综合改革作为农田水利改革的“牛鼻子”,统筹推进各项体制机制改革工作。一是创新建设管理模式。积极探索民办公助、以奖代补、先建后补等建设方式,鼓励和引导农民、农民用水合作组织及新型农业经营主体成为高效节水灌溉工程建设和管理的主体。二是建立健全运行管护机制。明晰高效节水灌溉工程的产权归属,落实管护主体、责任、制度和经费,建立职能清晰、权责明确、管理规范、运行高效的管护机制等。三是建立健全农业水价形成机制。通过分级制定农业水价、探索实行分类水价、逐步推行分档水价,建立健全合理反映供水成本、有利于节水和农田水利体制机制创新、与投融资体制相适应的农业水价形成机制。四是建立精准补贴和节水奖励机制等。
区域布局和技术模式
我国地域辽阔,南北方自然条件迥异,水资源禀赋千差万别,种植结构繁杂多样。《实施方案》根据东北、西北、华北和南方等四大区域不同气候特点、水资源条件、农业种植结构等因素,确定了“十三五”期间分区发展重点和技术模式。《实施方案》中东北地区指辽宁、吉林、黑龙江三省以及东部;西北地区指陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆五省(区)和中西部;华北地区指北京、天津、河北、山西、山东、河南六省(市);南方地区指长江沿岸及其以南的各省(区、市)。
1. 区域布局
“十三五”期间四大区域的高效节水灌溉面积布局状况如下:
(1)东北地区发展高效节水灌溉面积1840万亩,其中管灌面积260万亩、喷灌面积855万亩、微灌面积725万亩。
(2)西北地区发展高效节水灌溉面积2830万亩,其中管灌面积517万亩、喷灌面积188万亩、微灌面积2125万亩。
(3)华北地区发展高效节水灌溉面积2980万亩,其中管灌面积2074万亩、喷灌面积430万亩、微灌面积476万亩。
(4)南方地区发展高效节水灌溉面积2350万亩,其中管灌面积1164万亩、喷灌面积601万亩、微灌面积585万亩。
2. 技术模式
(1)东北地区在旱作区根据水资源承载能力,合理发展滴灌、喷灌技术,积极采用抗旱坐水种等措施;在有规模化耕作条件的地区集中连片发展大、中型机械化行走式喷灌。
(2)西北地区要优先在内陆河区、传统井灌区发展高效节水灌溉。在地表水过度开发或供用水矛盾突出的灌区,在加快骨干输水渠道节水改造的基础上,田间因地制宜地推广滴灌、喷灌、管灌技术;在水资源过度开发区,适度调减灌溉面e,维护生态安全;在草原牧区,根据水资源条件发展高效节水灌溉饲草料地,严格限制生态脆弱地区抽取地下水灌溉人工草场。
(3)华北地区在地下水超采区严禁新增灌溉面积,严禁开采深层地下水用于农业灌溉,科学开展地下水源置换区高效节水灌溉工程建设,合理利用雨洪资源、微咸水、再生水等;在纯井灌区和井渠结合灌区以管道输水灌溉为重点,结合水肥一体化发展喷灌、微灌,推广用水计量和智能控制技术,实现灌溉用水量与地下水位双控制;在地表水灌区大力推广应用高效、管理便捷的高标准管道输水灌溉,条件成熟的地区,因地制宜开展喷灌和微灌工程建设等。
(4)南方地区在传统地表水灌区,积极发展管道输水灌溉;在丘陵山区兴建的“五小水利”工程中,推广高效节水灌溉技术,提高抗旱减灾能力;在丘陵坡地的果园、茶园、设施农业区等高经济附加值作物区,大力推广喷灌、微灌技术;在糖料蔗种植区大力推广喷灌、微灌技术等。
保障措施和市场投资需求
Abstract: Yuanzhou adheres to efficient water-saving irrigation to develop modern and efficient agriculture and vigorously promote efficient water-saving irrigation project construction, and goes out of anew way of "centralized inputs, contiguous building, comprehensive development, overall advancement, efficient conservation, sustainable development" for water development, laying the foundation for the region's economic and social development.
关键词: 原州区;高效节水;灌溉工程
Key words: Yuanzhou district;efficient water-saving;irrigation project
中图分类号:S274.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)34-0060-02
0 引言
原州区是宁夏主要的农业生产基地和自治区确定的生态移民攻坚战役主战场,同时也是典型的水资源严重匮乏地区。2010年以来,原州区按照“北部节水、中部调水、南部开源”的治水思路,紧紧围绕“充分利用地表水、合理开发地下水、高效利用黄河水”的发展思路,坚持把高效节水灌溉作为发展现代高效农业、建设节水型社会、促进经济社会跨越发展的重要举措来抓,抢抓发展机遇,多上快干项目,大力推进高效节水灌溉工程建设,走出了一条“集中投入、连片建设,综合开发、整体推进,节约高效、持续发展”的水利发展新路子,为全区经济社会又好又快发展奠定了坚实的基础。
1 基本情况
原州区地处六盘山东麓,总面积2748.3平方公里,其中耕地面积158.4万亩。总人口45.87万人,其中农业人口33.32万人,占总人口的72.6%。境内气候类型为典型的内陆半干旱温热带气候,最显著的特征是干旱少雨,区内多年平均降水量为458毫米,年蒸发量1361毫米。全区水资源总量为1.206亿立方米,可利用总量为0.932亿立方米,人均水资源占有量仅为全国平均水平的1/8,水资源短缺一直是农业农村经济发展的“最大瓶颈”,也是制约全区经济社会快速健康发展的主要因素。
自2010年以来,先后建成中河、头营、三营等高效节水灌溉园区(基地)11个(其中万亩基地9个),在扬黄灌区修建10-20万立方米大型调蓄水池14座,安装200-300立方米/小时过滤设施28台套,架设大型时针式喷灌机23台套,卷盘式喷灌机30台套;新增高效节水灌溉面积10.4万亩,使全区高效节水灌溉面积扩大到19.7万亩(其中喷灌2.8万亩、滴灌7万亩、微喷灌0.6万亩、膜下滴灌9.3万亩),占到了总灌溉面积的65%。通过滴灌、喷灌为主的高效节水灌溉工程的实施,使全区灌溉总面积由2009年的19.9万亩扩展到目前的30.3万亩,增加了34.3%。从当前的建设进度看,原州区将提前两年实现“灌溉面积达到31.93万亩,其中高效节水灌溉面积达到28.87万亩”的“十二五”规划目标。
2 主要做法
立足节约用水、精细用水、高效用水,在推进示范基地建设上求突破,在调整优化产业结构上做文章,在大幅提升农业效益上下功夫,在转变经济发展方式上见成效,突出抓了以下工作。
2.1 立足区情抓规划 对于严重缺水的原州区来讲,实施高效节水灌溉既是贯彻落实科学发展观的具体举措,也是实现可持续发展的唯一选择。为扎实推进高效节水灌溉工程建设,我们深刻审视区情实际,在深入全面地调查摸清全区水资源状况的基础上,深入研究,认真分析,科学规划,制定出台了《原州区水利发展十二五规划》,把发展高效节水灌溉作为重中之重,做了细致安排,按照“依水布局、集中连片、规模发展”的指导方针,并配套制定了高效节水灌溉工程实施方案,明确了总体目标、重点内容、阶段任务和推进措施,为扎实深入地开展高效节水灌溉提供了路线明晰、针对性强、便于操作的工作指导。
2.2 围绕主线抓重点 坚持走“开源与节流并举,节约与增效并重”的可持续发展之路,因地制宜,突出实效。按照布局规划,针对原州区不同地域的立地条件,将缺水漏水严重的沙土区作为优先发展区域,采取土地流转和技术集成措施,实行田、林、路、水综合治理,形成了以福银高速公路为轴线,南北连片延展,东西顺次展开的高效节水生态农业示范区。在工作开展上,坚持以推广应用滴灌、喷灌等现代节灌技术为主线,以发展马铃薯种薯、冷凉蔬菜、有机枸杞等优质高效作物为重点,自2010年以来,投入高效节水灌溉资金累计达到2.016亿元。争取国家和自治区节水灌溉项目21项,地方财政安排专项资金用于高效节水灌溉工程,同时捆绑整合农牧、扬黄、国土、林业、扶贫等项目资金,集中力量,促使高效节水灌溉技术向高新农业领域延伸,促使田、林、路、水等分项工程共同发力,发挥整体效应。
2.3 示范带动抓典型 坚持项目支撑、典型示范的引动作用,积极抢抓国家和自治区实施高效节水灌溉项目的发展机遇,多上大干项目,把高效节水灌溉项目打造成样板工程,对引进的各种节水新技术,先抓试点、总结经验,再向项目区推广,实现了打造样板、树立典范、全面推广、整体提高的良性循环。三年来,全区发展高效节水灌溉示范基地11个,其中万亩示范基地9个,成为引领现代农业发展、助农增收的新亮点。注重学习借鉴成功经验,2010年8月,组团赴甘肃、新疆等地考察学习高效节水灌溉先进技术,手把手地向群众传授喷灌、滴灌技术,实行生产全程机械化作业,使广大群众切身感受到现代高效节水农业的诸多好处,极大地调动了群众发展高效节水灌溉的积极性和主动性。
2.4 强化管理抓服务 为确保高效节水灌溉工程充分发挥效益,我们强化工程管理,严格执行项目法人制、招投标制、合同制、监理制的“四制”,严把设计、施工、验收等各个环节,确保了高效节水灌溉工程高起点规划、高标准建设、高效率推进、高质量完成。以发展民生水利、服务发展大局为导向,创新完善服务机制,以水务、扬黄、农发和具有法人资格的实体公司为依托,实行“部门管理、公司经营、滚动发展”的运行机制,明确了投资主体、经营主体、受益主体各自的权力和义务,确保了高效节水工程建成一处,管好一处,发挥效益一处,有效化解了后续建设和使用管护方面可能发生的矛盾纠纷。
3 主要成效
3.1 推进设施农业发展,调整优化产业结构 我们坚持高效节水灌溉建设与发展设施农业相结合,围绕设施农业发展配套节水灌溉,通过节水灌溉支持设施农业建设,做到了设施农业园区建到那里,节水灌溉就延伸到那里,节水灌溉延伸到那里,就在那里发展设施农业,促进节水灌溉工程建设与设施农业发展相互促进、相得益彰。在节水灌溉工程覆盖片区,积极发挥“水利指挥棒”的作用,引导农户调整产业结构、调新种植模式、调优栽培品种、调高种植效益,把节水灌溉效益体现在农业增效、农民增收上。集中发展马铃薯种薯、冷凉蔬菜、无公害枸杞等特色优势高效节水农业10.4万亩,有力推动了当地农业结构调整,使全区特色优势产业逐渐做大做强,有效带动了现代农业产业体系建设。2011年,原州区被中国特色之乡推荐暨宣传活动组委会授予“中国(西部)冷凉蔬菜之乡”和“中国马铃薯种薯之乡”,中河供港蔬菜基地被中国科协和财政部命名为“全国科普示范基地”。
3.2 转变发展方式,促进持续健康发展 我们坚持把发展高效节水灌溉作为促进农业经济发展方式转变的重要手段和主要支撑来抓,有效推动了高效节水灌溉农业的发展,通过发展高效节水灌溉农业,改变了传统的大水漫灌方式,降低了田间输水消耗,消除了供水需水时空错位,变一年三次灌溉为全年根据作物需求随时灌溉,最大限度地提高灌溉水利用率,改变了农业生产“受制于天”的状况。同时,通过高效节水灌溉技术推广,使干部群众对现代节水、机械化作业和新技术、新品种的推广以及规模集约经营有了全新的认识,增强了发展现代节水农业的信心和决心,取得了示范推广、节水增收的实效。更为重要的是,高效节水灌溉的实施,使农业生态环境明显改善,避免了由于漫灌所造成的水土流失、土壤板结,使土壤侵蚀模数和侵蚀深度得到有效控制,也使水资源进一步得到合理配置,减少了水资源浪费,避免了不合理开发,有效维护了水环境的生态平衡,一定程度减轻了农业生产与工业生产“争水”的矛盾,为水资源的可持续利用和由农业经济为主向工业经济为主的发展战略转型创造了条件。推广高效节水灌溉技术使土、肥、水资源得到了合理利用,减少了化肥、农药等对环境的污染,为更好地保护水土环境,实现经济社会协调健康、可持续发展提供了坚强的保证。
3.3 坚持节约减支增效,大幅提升农业效益 一分耕耘,一分收获。通过实施高效节水灌溉工程,达到了节约资源、降低成本、增产增效的“倍增效应”,成为农业增效农民增收的新亮点。一是增收效果明显。经高效节水灌溉示范基地对比测算,实施高效节水灌溉,马铃薯亩均增产1500公斤、增效2400元;枸杞亩均增产20公斤,增效880元;大田蔬菜亩均增产1500公斤,增效4500元,温棚蔬菜亩均增产4300公斤,增效12900元。综合计算,亩均增加效益5170元,年均增加农业效益10.18亿元。二是节水效果明显。与传统灌溉方式相比,采用喷灌技术节水幅度为30%-40%,采用滴灌技术节水幅度为50%-60%。三营镇鸦儿沟马铃薯种薯繁育基地实施滴灌后,每亩全生育期实际用水量为84立方米,与畦灌方式年用水量270立方米相比,每亩节水186立方米,节水幅度为68.9%;三营镇鸦儿沟马铃薯种薯繁育基地实施喷灌后,每亩全生育期实际用水量为180立方米,与畦灌方式年用水量270立方米相比,每亩节水90立方米,节水幅度为33.3%;甘沟有机枸杞示范区实行滴灌后,每亩枸杞全生育期灌溉用水量为140立方米,与沟灌年用水量370立方米相比,节水230立方米,节水幅度高达62%;中河供港蔬菜基地实施喷灌后,每亩蔬菜生育期实际用水量为240立方米,与沟灌年用水量360立方米相比,节水120立方米,节水幅度为33%。经对比测算,实施节水灌溉平均节水幅度为45%,全区近20万亩节水灌溉每年可节水2000万立方米,相当于再建了1个“扬黄灌溉工程”,利用节约下来的水量可扩增灌溉面积10万亩。对于水资源严重匮乏的原州区而言,具有深远的现实意义。三是减支效果明显。按平均节水幅度45%计算,实施节水灌溉每亩每年可少用水100立方米,每立方米水按0.25元计算仅此一项即可减少水费支出25元,节水灌溉项目区群众每年可累计节省水费500万元。滴灌、喷灌的应用,还可节省人工劳动。特别是节水灌溉片区集约高效农业的发展,使一部分农民与土地的依赖关系得到“松绑”,既可外出务工,也可接受龙头企业的雇佣,变“农民”为“农工”,从多个渠道增加收入,从而有效带动了农业增效、农民增收、农村繁荣。2011年原州区农民人均纯收入4138元,同比增幅达到16.7%,高效节水灌溉工程的实施从中发挥了重要作用。可以说,近三年是原州区水利事业发展最好最快的三年,也是原州区经济社会发展全面进入“快车道”,实现超常规、跨越式发展的三年。
参考文献:
[1]孟小涛,王春生.浅析农业水利灌溉模式与节水技术措施[J].中国西部科技,2009,6.
关键词:调控亏水度 实时变量 高效环保 田间节水
Key words:High effichion ;Field water saving
1. 河北省水资源现状: 1.1水资源现状:
我国已被公认为贫水国家,在对149个国家和地区的统计中,中国人均水资源占有量:2300立方米/人,仅排在第109位。
河北省人口占全国的5%,耕地占全国的6%,水资源只占全国的0.7%,居全国第29位;降雨量居全国第23位。我省人均可用水资源量为305立方米/人,约为全国人均可用水资源的1/7左右。亩均208立方米,占全国亩均用水量的1/9。
河北省地下水超采已超过1000亿立方米,是全国之最。出现了全国最大、世界罕见的4万平方公里的地下水超采漏斗区和5万平方公里的地下沉降区,并因此引起一系列的地质、生态和环境问题。所超采的地下水中有一半是很难补给的深层后备水源;如不采取有效措施,中东部深层地下水有可能在20年内被采光。
有关院士和权威专家认为,解决北方干旱半干旱地区的水安全问题,仅靠南水北调,只能缓解远不能根本解决北方干旱缺水问题,必须大力推广先进实用型节水灌溉技术。
河北省属资源型缺水地区,解决水的问题,一方面要靠开源,一方面要靠节流。
缺水是我省经济与社会发展的关键性制约因素。缺水影响工业年产值约200亿元,由于缺水影响农业增产增收,加重农民负担,全省每年有150~250万公顷农田因干旱缺水而减产,40~60万公顷农田由春播转为夏种,年均减产粮食25亿公斤左右。因缺水全省有一半人口饮用水不合标准,其中940多万人饮用高氟水,300多万人饮水困难。大力推行节约用水及建立节水型社会已刻不容缓。
加速推广和建立高效环保田间节水灌溉技术体系势在必行。首先在占总用水量70%的农业用水领域开展节水,是我们面向21世纪,建设经济强省的重要而紧迫的战略任务,是我国我省节水农业发展的战略性要求。
2. 河北的对策: 针对我省严重用水形势,省委、省政府从全省经济可持续发展的战略出发,明确提出了河北省经济发展制约在水、潜力在水,希望也在水。强调发展经济首先要解决水的问题。并制定了在全省建立一个计划用水、节约用水、良性运行机制的节水战略。在省委、省政府节水战略指导下,各行各业都行动起来了。
在充分分析了国内外、省内外大量资料,针对我省水资源匮乏,农业用水理念陈旧,先进节水技术装备缺乏,广大农民参与不足的情况,河北省邀请中国工程院资深院士曾德超教授来我省讲解由他主持完成的经过农业部组织鉴定的研究成果“中国实用型现代高科技田间节水高效环保灌溉技术体系”,并征得其同意将该科研成果结合我省农业节水现实情况,进行大面积产业化示范推广。
该技术体系理念新颖、科学,易于实施,节水效果显著。该项目的实施符合国家和河北省节水农业发展规划,可带动农业节水高技术产业成长和相关产业发展,引导和调动社会资源的合理配置。
3. 国内外现状及发展趋势: 3.1国外现状:
在发达国家,普遍采用比我们更先进的田间灌溉技术,采用实时监测,按田块各部位土壤土层不同和作物生育期不同的生理需求而变量灌水的田间灌溉制度(或称田间灌水计划)。灌溉方式主要有喷灌、滴灌、低能耗精密灌溉(LEPA)、地下渗灌、波涌灌、沟灌、畦灌、大型机组灌溉等。
3.2国内现状:
我国水利部门在水资源开发利用、跨流域供水,修建大、中、小型水库和机井,对灌区水资源进行优化调配管理,推广渠道衬砌,管道化输水,喷灌、微灌等先进的灌溉技术设备等方面,获得了辉煌的节水效果。
在田间灌溉制度方面,我国农业上有大水漫灌的习惯和多灌多产的错误观念。这一方面是用水不花钱,另一方面是来水时间不可靠所造成。既然灌溉水来了就多灌饱灌,以防下一次来水时间和数量上的不可靠。另外,一般农民对地下水污染和地下水持续下降所带来的对人类生存的潜在危机难于体会和把握。
50年代后期,在丁颖院士等科学工作者的建议下,全国建立了400多个灌溉试验站,通过蒸渗仪等设备,对水稻、小麦、玉米、棉花等主要作物的需水量、需水规律进行了长期的系统研究,提出了适合各地区主要作物的灌溉制度。同时,各地农业科研机构和农业试验站通过长期的、大量的试验研究工作,对我国各地区的作物需水量、灌溉制度和节水高效栽培模式及本地区的主要作物一年灌几次水,在哪个生育期灌,灌多少等进行了大量的研究工作。对水利工程的规划设计、水资源管理、流域水量分配计划、水权谈判等提供了依据,对节水灌溉亦提出了范例和模式。
3.3存在的问题:
但是,在灌溉流程的最后一个环节,即占我国灌溉总面积97%的田间地面灌溉,落后的理念仍处于支配地位。粗放的田间灌溉制度和灌溉方式造成田间水资源浪费严重,几乎使前功尽弃。针对我国国情,选择投资低的先进适用的调亏型实时变量高效环保田间节水灌溉技术和新的节水装备进行推广应用,是现代节水农业发展的战略性要求。
在我国目前的情况下,要大面积普遍应用常规的技术密集的工程节水措施,如:采用大型喷灌机和固定式喷灌等技术与设备,投资过大(见表1),是不现实的。
表1 到2030年我国要解决水安全问题所需投资对比表
采 用 技 术
投 资(亿元)
传统工程节水技术
4417
调亏型实时变量高效环保田间节水灌溉技术
72~135
注:以上为到2030年全国灌溉面积要发展到9亿亩,灌溉水保持在4000亿米3要解决水安全问题所需投资
3.4推广本技术的意义:
随着水资源的日益紧缺,农业用水实行收费势在必行,陈旧落后的灌溉理念和传统粗放的灌溉模式必将退出历史舞台,取而代之的是先进的按需供水的调控亏缺度型实时变量田间高效节水环保灌溉技术,实现精确灌溉是科学灌溉的必然结果,是我国节水农业发展的必然趋势。不仅是农业节水发展的要求。也是国民经济可持续发展之急需。对国民经济发展和农业节水产业优化升级有重大意义。
本项目所采取的技术将以很小的投入,解决国内常规方法无法解决的田间灌溉节水、节能和防止地下水污染等问题。
4. 调亏型实时变量田间节水灌溉技术体系: 4.1核心技术:
其核心技术是“实时变量灌溉”和“调亏灌溉”。 该成果通过了农业部组织的鉴定。项目总体达到了国内领先水平。
调亏灌溉——调整并保证作物最佳亏水度,确保作物高产出高效益。
实时变量灌溉——根据作物品种、生育期、地块位置、气象等诸多因素的不同,实时制定灌溉制度,变量灌溉。
采用本技术将实现“测土施水”、“变浇地为浇作物”——这是以极小投入实现大幅度节水节能的关键,也是现代精准农业核心思想在农业节水上的应用。
4.2技术路线:
本技术采用的技术路线不同于传统的技术路线,它体现了精准农业的实时地变量地对待灌溉问题的思想,即“测土施水(灌溉),变浇地为浇作物”。
其技术路线如下:
作物根区土壤水分实时监测——作物需水短期预报——选定灌溉策略(调亏类型MAD、EAD 、RDI)——确定灌水方式——确定灌水时间和灌水量——定时定量灌溉。
实用型现代高科技田间节水高效环保灌溉技术体系包含如下技术环节:(1)通过在田区、田块代表地点,对根区土壤水势在作物生长过程中进行实时监测;(2)利用气象数据对作物耗水量进行短期预报;(3)根据可资利用的植物水生理规律,农业技术试验总结,作物节水高效栽培模式与经验(如商丘模式、吴桥模式等),或从高效利用水资源,从最优经济效益、生态效益上考虑选定灌溉策略;(4)在根区土层有效水量收支平衡的基础上,制定田块灌水日期、灌水量、灌水顺序与部位等,对田块灌溉作出日程安排,这就是田块实时灌溉制度制定技术;(5)开发或选用适当的地面灌(畦灌、沟灌、软管灌——小黑龙)、喷灌和各种微喷滴灌的量水装置,以求灌水定量;(6)进一步改进现行各种田间灌水方法的技术细节,尤其是量大面广的各类地面灌,采用低能耗灌水设备与技术,实现按时按量按所要求的部位灌水。
4.3本技术体系的节水效果及实用性:
本技术采用的核心设备为高度智能化设备,高度集成,简便易行,操作十分方便。初高中毕业水平的农民经短期培训即可掌握。
本技术适合于各种作物,不论现有灌溉方式如何,均可以实施本项技术,并实现高效节水。在河北省,从张家口坝上风蚀沙化区到邯郸的井灌区,从西部太行山小流域区到沿海盐碱地区,均可应用本技术。
本技术对各种灌溉方式下均可适用,无论在喷灌、滴灌、管灌还是地面灌都可以与本技术结合,实现显著的节水效果。
4.4投入与产出分析:
达到同样节水效果(节水30%~40%),采用本技术仅需要传统技术的几十份之一(1/80~1/20),仅是南水北调工程投资的1/10。
表2 本技术与几种节水技术的比较
技 术 措 施
节 水 率
(%)
投 资
(元/亩)
备 注
现有工程节水灌溉技术
渠道衬砌与输水管道化
30~40
200
半移动式喷灌
30~40
300
平移式喷灌
30~50
400
微灌、滴灌
50~80
800
本技术
调亏型实时变量高效环保田间节水灌溉技术
~35
8~15
微灌条件下
~40
8~15
软管畦灌条件下
5. 社会经济效益分析(见表3): 本技术具有社会、经济、生态三大效益,也是一项以社会效益巨大为特征,关系到子孙后代生存的德政工程。
我国现有耕地20亿亩,有效灌溉面积8亿亩,其中节水灌溉面积为2.8亿亩(到2000年)。到2030年,全国缺水高达1300-2600亿米3,其中农业缺水500-700亿米3,要解决水粮安全问题,灌溉面积要发展到6000万hm2用水量要从现在的4000亿米3增加到6650亿米3,农业节水有很大的发展空间。
本技术体系具有节水、节电、节肥和环保多重效益。若投资9000万元,用五六年的时间,推广203万亩,每年可实现节水1.83亿立方米,折合人民币2.9亿元;节电0.33亿度,折合人民币0.15亿元; 减少大量肥力损失;减少潜在污水0.25亿吨;五年增加就业机会5万人。
若投资22亿元,推广4000万亩,则每年可实现节水36亿立方米,折合人民币60亿元;节电6.6亿度,折合人民币3.1亿元; 并可减少大量肥力损失;减少潜在污水5.0亿吨;增加就业机会100万人。
达到每年节约或引入单方水的投资:本项目为0.61元/立方米;南水北调为:5.71元/立方米。
节水36亿立方米/年,相当于南水北调(中线)工程投资200多亿元才能达到入口水量(见表3)。
表3 调亏型实时变量灌溉技术产业化项目社会效益分析汇总表
采用
技术
推 广
面 积
(万亩)
总投资
(亿元)
年节/增水
节 电
减少肥力损失
(亿吨)
减少潜在污 水
(亿吨)
增加每
方水的
投资
(元/米3)
增加就
业机会
(万人)
节水量
(亿米3)
折价
(亿元)
节电量
(亿度)
折 价
(亿元)
氮
磷
钾
调亏型实时变量灌溉技术
203
0.9
1.83
2.9
0.33
0.15
0.25
0.61
5
2000
11
18.3
30
3.3
1.5
2.5
0.61
50
4000
22
36
60
6.6
3.1
5.0
0.61
100
南水北调中线工程
>200
35
5.71
本项目的实施将对增加就业机会,拉动经济增长,促进农业节水产业优化升级,促进农村新的劳动组织形式的诞生,促进农村城镇化,解决我省现实问题和国民经济可持续发展等问题都具有重大积极意义。
6. 实施本技术体系所面临的障碍与对策: 6.1实施本技术的主要障碍:
目前,农村经营规模普遍较小,水资源政策体系和水价体系尚未建立,不利于调动农民积极参与节水。另外,农民对水危机问题和农业的可持续发展问题难于体会和把握。节水事业应以政府投入为主,而我国目前经济尚欠发达,政府投入严重不足,并且一时难以大幅度提高,而且传统理念仍占统治地位,基层干部群众对水资源危机认识严重不足,造成节水灌溉先进技术难以大面积推广。
6.2应采取的对策:
针对存的问题与当前面临的障碍,我们只能积极应对。本技术以极小的投入产生显著的节水、节能、环保效益,大力推广本技术是我们发展精确农业和推进农业工业化的必由之路。推广本技术,应从大农场和经营规模较大的地方做起,向周边地区辐射,强化水危机意识,加强教育培训,转变观念。打好示范基地建设的基础,抓好主要点仪器设备的产业化、国产化这一关键。以政府资金为引导,充分发挥政府、地方、农民和企业及中介机构的积极性。
7.小结:
调控亏缺度型实时变量高效环保田间节水灌溉技术具有简便易行,投资较小,适应面广等特点,发达国家均已普遍应用。针对国情采用“国产化”了的技术和“中国化”的技术路线及中国特色的推广方案,以较小的投入解决我国北方田间节水灌溉问题,投入少,且具有显著的节水、节能、环保等社会效益,可以为水资源的可持续利用,农业及国民经济可持续发展做出应有的贡献。
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9、
【关键词】农田水利;节水灌溉技术;节水措施
在当前社会发展中,国民经济的发展离不开水资源的开发与利用。然而就目前社会发展现状而言,水资源的开发应用中还存在着较多的问题。二十一世纪,农田水利灌溉工程是农业生态系统的重要组成部分,是提高农业生产产量与生产效率的主要途径和方法。但是由于受到近年来水资源紧缺危机的影响与限制,使得目前的农业生产中多数农田还无法得到科学的灌溉。因此在目前的社会发展中,合理配置水资源,做好农田水利灌溉节水措施十分重要,并且做好农业水利灌溉是促进农业生产现代化发展的核心基础。
1 我国农田水利灌溉中存在的主要问题
1.1 水利设施不完善
我国的农田水利设施很大一部分都是在很早以前修建的,年久失修,有的根本就失去了使用的价值,近几年农村也修建了一些小型的水利工程,这些工程多属于农民自已投工兴建的,缺少技术含量,质量及相关标准都较差,利用率较低,效率低下。在我国大部分地区在灌溉时都依靠水库来实现灌溉用水的需求,但是水库修建的数量较少,达不到人们对灌溉用水的要求,因此在旱季农田灌溉用水还是处于缺乏状态。
1.2 灌溉渠道淤积严重
在农田进行灌溉时,渠道是保证灌溉工程运行的重要保证,由于资金和条件等多方面的限制,目前大部分农田水利灌溉渠道还是土质的,土质渠道经过长年累月的冲刷及环境的侵蚀,大部分渠道淤泥沉积严重,形成堵塞状态,严重影响了灌溉的效率。
1.3 管理相对薄弱,投入相对不足
我国大部分的农田水利工程处于重建设,轻管理的状态,没有严格的农田水利管理制度,管理维护责任落实不到位,产权不清,出现问题大家相互推拖。近此年由于自然界降雨量偏少,我国现有的农田水利工程明显呈现不足的状态,满足不了农田灌溉的需要,即使现有的工程,也存在着储水量严重不足的情况。
2 提高完善节水灌溉的措施
2.1 工程措施
工程节水措施通常分为三个内容:(1) 防渗渠道区的工程建设,譬如:对渠道进行防渗处理、把明渠改成管道输水,配套完善渠系、管道上的各种闸、阀,安装水的量测计量装置等。(2)低压管灌、滴灌、渗灌、喷灌、微喷等设施的建设,采用喷灌、微灌等先进灌水方法,改进沟灌、畦灌、淹灌等传统地面灌水技术,推广使用注水灌等点灌抗旱保苗措施。(3)蓄水工程的建设,譬如兴建水池、水窖、山塘、水库等水源工程,扩建地表蓄水工程和桥类、涵洞、水闸、渡槽、跌水、倒虹吸等各类水工构筑物。
2.2 农艺措施
(1)调整作物种植结构;(2)对耕作覆盖加强措施,比较常用的覆盖方法有秸秆覆盖与塑膜覆盖以及砂石覆盖等降低农田水分蒸发耗水量;(3)大力施用化学保水剂,推行节水灌溉制度;其它耕作技术等等;(4)耕作保墒技术;(5)水肥耦合技术;(6)筛选技术;(7)化控节水。
2.3 管理措施
(1)调整水价,用经济当作杠杆促进人们节水行为;(2)用节水型的灌溉制度指导灌水,达到科学利用水源;(3)完善基层用水管水组织,健全节水规章制度,落实节水责任制等;(4)加强节水宣传,经验交流,举办培训班,普及节水知识,提高人民的节水意识。
3 节水灌溉技术的概要分析
我国的大部分农田在栽种过程中都需要进行灌水,灌溉技术即是把田间地头的灌溉水利用科学的方法合理的浇灌在作物的根系中去,浇灌方法可根据当时的实际来进行选择,如地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉。
3.1 在我国传统的灌溉方法当中,地面灌溉是最早应用于农田水利当中的灌溉方法,随着地面灌溉技术的不断应用,在长期的应用实践当中该技术也得以进一步的完善,但相比于其他灌溉技术节水性还要差一些。
3.1.1 灌水技术要素指沟、畦规格、入畦流量,改水成数。这些灌水技术要素的合理组合就会得到节水的效果,一般经验表明对沟灌和畦灌采用较小的畦、沟尺寸,可以提高灌溉均匀度和灌水效率。
3.1.2 传统的沟畦灌水是用人工从配水渠开口放水入沟畦,而且常因放水口渗漏造成田间损失。国外早采用明渠输水或闸门孔管放水,可以有效提高田间水利用率。
3.1.3 膜上灌。近几年在农田灌溉方面有采用在地膜上灌溉的方法,把地膜铺在地上做成沟状,这样灌溉的水通过在地膜上的流动渗入到作物当中,这种方法即简单又方便,不需要专门的设备,成本较低,同时还不会造成水资源的浪费。
3.2 喷灌式灌溉
在气候温度的平原和山丘位置,可以采取喷灌式灌溉技术,此项技术需要专业的设备,使水产生压力通地专门的管道输出,然后经过喷头直接以细小水珠的形式对农作物直接进行喷洒,此种方法对旱地作物较为适合。
3.3 滴灌
滴灌真正实现了节水的目的,此种方法是用小塑料管将灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,只对需要水的农作物进行灌溉,而不是对整个土地进行灌溉,是一种精密的灌溉方法。这种方法也多在南方和大面积土地上使用。
4 加强节水技术措施的几点建议
4.1 必须建立完善的节水技术体系
农业节水是一个系统工程,当前无论是那一种节水灌溉模式或节水灌溉措施,都是治标不治本,无法改善当前我国缺水状况。农民为了抗旱保丰收和增加粮食产量,人们一方面在打更多、更深的井,另一方面节水灌溉省下的水又被用来扩大灌溉面积,并非真正意义上的资源型节水。为此,相关部门必须站在可持续发展的高度,从更宏观的角度统筹考虑农业节水。在技术上要得到水利部门、农业部门以及气象部门等的支持;在研究推广上得到科技、教育、宣传等部门支持;在资金投入上要得到财政、银行部门支持。
4.2 科学搞好农灌规划和配套设计
(1)农田要确定灌区规模,要建立适应现有河网水系;(2)灌区规模需符合客观实际和适应形势,建立起现阶段最佳农业灌溉模式;(3)渠系布置及泵站(电灌站)、渠道设计要配套,提高灌溉经济效益。
4.3 加大资金投入,推进农田相关体制改革
当前,我国农业节水工程投资大多数是靠国家补助建设,也有少部分是集体出资或者农民筹资。但是国家补助资金相对较少,而很多农村还不富裕,很难出资建设农业节水工程,导致相关的水利设施配套资金严重不足。因此,各级政府要把农业节水工作纳人重要议事日程,形成一种制度,从政策、资金等方面加大扶持力度,从而确立农业节水的重要性,引导全社会都来关心水、爱惜水、保护水。
5 结束语
总之,农业是我国国民经济的基础产业,要确保农业的稳产增收,做好农田的水利设施基础建设,为了资源的合理开发和利用,保证节水灌溉技术的实施,做好资源的合理开发和规划,以有效的解决农业用水和农作物需水与所产生粮食的产量之间的价值,提高水资源的利用率,从而实现农作物的高产增收,促进农村城镇化进程的开展,加快农村经济可持续性发展的步伐。
参考文献:
[1]谢兴贵,侯国林,马建军.加强节水灌溉管理促进农业可持续发展[J].农村科技,2005(08).