农田水生态问题与治理对策探析

2015-12-15袁先江

水利规划与设计 2015年5期

关键词：农田水利农田节水

袁先江

（1.水利部淮河水利委员会水利科学研究院；2.水利水资源安徽省重点实验室，安徽蚌埠233000）

农田水生态问题与治理对策探析

袁先江1，2

（1.水利部淮河水利委员会水利科学研究院；2.水利水资源安徽省重点实验室，安徽蚌埠233000）

本文结合安徽省实际，总结分析了农田水利发展中面临的水资源供需矛盾、农田水利工程建设欠科学、农业水土资源污染趋重等因素引发的农田水生态问题，提出了大力发展农田节水减排技术、构建生态灌区、强化农田水利工程生态能力、落实最严格的水资源管理制度等对策措施。

农田水利；节水减排；生态灌区；安徽省

引言

近年来，灌区水环境恶化、农业面源污染等农田水生态问题凸显，也暴露出长期以来农田水利治理中存在的重工程建设、轻农田生态环境保护，重工程经济效益、轻农田生态环境效益，忽视农业生态环境治理的倾向。新时期应总结长期以来农田水利治理的经验和教训，以科学发展观和新的治水思路为指导，落实最严格的水资源管理制度，深入推进水生态文明建设，转变农田水利发展思路与理念，探索推进以提高农业生产力和改善农业生态环境并重的农田水利治理新模式。

1 农田水生态问题

1.1 水资源开发利用问题

（1）水资源供需矛盾突出

安徽省多年人均占有水资源量约为1100m3，约为全国平均水平的1/2，接近人均1000m3的国际水资源紧缺标准，特别是淮河以北地区人均水资源量仅约为460m3，小于国际公认的人均500m3的严重缺水线，属于极度缺水地区。同时，降水时空分布差异性较大，在空间分布上，沿淮淮北地区人口占全省的44%，耕地面积约占全省的50%，但年均水资源总量仅占全省的16%，属资源性缺水地区；从时间分布上，受季风的影响，年内降水量主要集中在汛期，多以洪水形式出现，同时年际间降雨悬殊，水资源的开发利用难度大。

随着经济社会的快速发展，社会用水需求快速增长，同时也导致社会生产、生活废污水排放量倍增，河流及湖泊水质恶化，尤以淮河、巢湖等重点水域水污染状况最为严重，淮河、巢湖同时被纳入全国水污染重点治理的“三河三湖”之一。农田灌溉用水作为第一用水大户，由于复种指数提高与需水高产作物播种面积扩大，农业用水量增长较快，而灌水技术落后，作物种植结构不合理，农田用水效率低下，灌溉用水浪费现象严重。安徽省1980～2013年总用水量及农田灌溉用水量情况如表1所示。总体上，水资源紧缺、水资源利用效率低、水体污染加剧并存，加剧了水资源的供需矛盾。

表1 安徽省1980～2013年农田灌溉用水分析单位：亿m3

（2）水资源开发利用潜力有限

新中国成立以来，安徽省兴建了大量水资源综合利用工程，水利工程供水量和水资源开发利用程度不断提高，据统计，1980～2010年30年间全省供水总量从116.6亿m3增加到288.8亿m3，年均增长3.1%，其中以地表水源为主的提水工程供水量增长较快。总体上，安徽省淮河以南地区水资源相对丰富，长江和新安江流域地表水开发利用仍有较大潜力，但在部分支流上用水矛盾已有显现；淮北地区缺乏建设大型蓄水工程条件，沿淮湖洼地又存在着蓄水与粮食生产、防洪排涝的矛盾，当地水资源的开发潜力已十分有限，其地表水开发利用率超过50%，已超过国际公认的40%的合理限度，继续挖掘和开发的经济与生态环境成本也难以承受；淮河干流及淮河以北地区河道断流问题已很普遍，部分已丧失河道基本功能，在1959、1966、1978、1995等大旱年份，淮河干流最大年断流天数达到89d、最长断流河道长度85km，颍河最大年断流天数达到212d、最长断流河道长度57km，支流河道断流状况更为严重。与此同时，大量早期建设的供水工程还不同程度地存在着结构老化、效率降低的问题，以及流域（灌区）水资源的过度开发利用导致生态用水得不到保障，致使灌区河道下游流量减少，生态环境恶化的现象。

1.2 农田水利工程建设问题

（1）传统的农田水利治理理念，影响农田水生态系统

农田水利工程担负着农田灌溉排水、配置水资源的功能，又具有调节农田水分、改善农田生态环境、美化农村环境的功效。而随着水资源供需矛盾的凸显，为缓解农业用水危机，近年来农田水利工程建设力度普遍加大，各地大兴钢筋混凝土工程建设，农田水利工程建设呈现点多、线长、面广、密度大，沟渠河网及库塘岸坡硬质化、顺直化、均一化，自然河流渠道化，沟渠河流非连续化，闸坝等拦蓄工程多等特点。农田水利治理过程中过度突出农田灌排系统拦水、蓄水、调水、引水、配水功能和提高水的利用率，强调其工程建设与经济效益，而忽视农田水利工程的生态功能与灌区的生态环境效益，严重影响农田水生态系统的天然净污能力。

（2）水域岸坡硬质化建设，破坏生物多样性

沟渠、河道、库塘等水域岸坡是水陆交错带，对促进农田地表水～地下水水量与水质自由交互、调节农田气候、保持水土具有重要作用。而在农田水利治理实践中，因过分强调灌溉渠道的输水效率、减少水量渗漏损失，河沟和库塘岸坡的防洪功能及岸坡稳定，而普遍采用混凝土、浆砌块石等材料进行衬底、护坡或护岸，产生水域岸坡的硬质化现象，这种方式淡化了沟渠、河道、库塘等水域的湿地资源功能和生态功能，割裂了土壤与水体的关系，阻断了地表水～地下水之间自然的、正常的水量与水质交互作用，使水域与土壤及其生物环境相分离，影响了水域的自然净化能力，同时也影响了水体及周边动植物的生长与繁殖，有些生态功能就会随之消失，破坏农田水生态系统的良性循环。失去自净能力的农田水系、水域只会加剧水污染的程度，破坏了农田水域的生态链，导致农田生态环境恶化。沟渠河网形态的多样化是水域生物物种多样化的前提条件，其形态的硬质化、顺直化、均一化建设趋势，对生物多样性与农田水生态系统造成不利影响。

1.3 农业水土资源污染问题

（1）废污水的排放，污染灌溉水源

随着工业和城市的发展，工业废水及城镇生活污水排放量呈逐年增加的趋势，导致水体污染范围不断扩大、污染程度居高不下，尤其是淮河及支流重大污染事故时有发生，巢湖大规模蓝藻也不时爆发。近10年来，国家逐步加大了淮河、巢湖污染治理力度，污染状况得到初步遏制，但要达到规划的水质标准仍需时日。水污染进一步激化了业已存在的缺水矛盾，同时水资源短缺又加剧了生态环境恶化，河湖生态环境用水普遍匮乏。

据统计，2013年安徽省工业废水排放总量7.1亿t，工业废水C O D排放量8.7万t，氨氮排放量0.8万t，排入污水处理厂的不足1亿t，城市污水处理厂集中处理率88.4%；城镇生活污水排放量19.5亿t，生活污水化学需氧量排放量43.6万t，氨氮排放量5.8万t；全省实测入河污水量32.3亿m3/年，化学需氧量26.8万t/年，氨氮2.55万t/年，总磷0.40万t/年，总氮5.14万t/年。全省污水量、化学需氧量和氨氮三者年排放达标率分别为67.3%、34.4%、38.4%。受工业废水及城镇生活污水排放的影响，农田灌溉水源受到严重污染，大量未经处理的废污水被农田直接或间接引用，造成二次污染；同时水污染造成土壤板结、碱化，降低作物性状、农作物减产甚至绝收，水生动物、植物、微生物种类和数量不断降低甚至绝迹。

（2）化肥农药的施用，面源污染突出

化肥和农药的施用是保障农业生产、减轻农业病虫害、提高农业产量的重要措施，但也是污染农业水土资源的重要因素。近些年来，农业生产对农药、化肥依赖性越来越高，农药、化肥施用量越来越多，呈逐年增加的趋势。

据统计，2013年安徽省农业化肥施用量338.4万t、农药施用量11.8万t。单位面积化肥、农药等化学品使用量增加迅速，加上缺乏科学合理的调控消减措施，导致大量化肥、农药进入水体和土壤，带来严重的水土资源破坏与农业面源污染。一方面造成地表水富营养化、地下水污染、同时也污染了土壤，导致土壤理化性状恶化，土壤结构与功能的下降；另一方面无选择的杀灭或伤害生物，导致生物种群关系失调，农药化肥残留污染农业环境，使农畜产品质量下降，对农产品品质和食品安全构成了严重的威胁。

2 农田水生态治理对策

2.1 重视并加强农业节水减排工作，提高农业水资源利用率，控制农业面源污染排放

大力推广农业节水减排技术，就是通过农田灌溉用水的低消耗、低排放、低污染，实现农业水肥的高利用，农业生产的高产出、高效益，这是发展农田生态生产力的集中体现。

（1）大力发展农业综合节水技术

节水灌溉是一项技术系统工程，节水过程包括水资源调度、配水、输水、灌水、土壤蒸发、植物蒸腾等诸多环节。节水技术是由水资源、工程、农业、管理等环节的技术措施组成的一个综合技术体系。因此在推广节水灌溉工程中，一方面要大力发展管道输水、喷灌、微灌、渠道防渗等工程节水技术；另一方面更应重视发展灌溉水合理利用、输配水、田间灌水、作物优化灌溉制度、农艺与管理等农田灌溉各环节节水技术，并注重单项技术改进创新和各环节节水技术的匹配性与适应性；如灌区水源优化配置与利用技术、畦田改造技术、水稻控制灌溉技术、旱作物非充分灌溉技术、栽培技术、耕作保墒技术、化学保水剂技术、节水抗旱作物品种选育、节水管理技术等。优化配套农业综合节水技术体系，充分挖掘综合节水技术的巨大节水潜力；同时要转变节水灌溉发展理念，不应以单一追求节水为目标，而忽视灌区水源的涵养，破坏农田水资源系统的循环，实现节水增产效益与生态效益的协调统一。

（2）加强农田减排防污工程建设

农田减排房屋工程建设是减少农田废污水排放，提高农业水肥利用率，控制农田面源污染的一项重要措施。因此，在农田水利治理中，一方面应按照减排防污的要求，开展排水沟系、塘堰、农村河沟整治、水系连通以及生态化改造，确保农田水利工程与自然环境融合，维护农田灌排系统的整体性、连续性与自然风貌的多样性，促进与农田生态环境的协调性、一致性，体现农田水利工程的农田特色与自然特色。另一方面要重视雨水资源利用、稻田拦蓄水、地表水地下水联合利用、土壤水库、塘堰与沟道蓄水调控、水肥耦合等技术，统筹兼顾农田蓄排关系，提高增强农田水系的水资源调控能力、减排防污与自净能力。

2.2 构建生态型灌区，重视农田水利工程生态功能

生态型灌区是指灌区工程布局合理，资源开发利用合理高效；灌区生态系统健康，生态环境优美自然；灌区农副业生产效益显著，产品品质优良；灌区建设发展与流域生态环境相协调，“自然一社会一经济”可持续和谐发展的新型灌区。

（1）重视发挥灌区水利工程生态功能

灌区各类水利工程应符合保护灌区生态的要求，应尽量与周边生态环境、景观结合，做到协调一致、相互融合。水库、坑塘、河道等蓄水设施应制定水域、水深和水质保护规定，其水域岸线应尽可能保留自然状态，尽量避免过多的人工痕迹或间断性地保留原生态，为农田水生动植物创造良好的生存条件；河道、渠道等输水工程不应单纯以减少输水损失为目标，实行全部硬化，应因地制宜、科学论证、适度硬化，渠道衬砌应坚持生态治理理念，原则上设计水位线以下采取防渗衬砌，设计水位线以上应采取生态护坡，充分发挥其生态、地下水补给等综合功能，因地制宜地建设生态型沟道；水闸、堰坝等控制工程应充分兼顾其在灌区水系沟通、促进水体流动方面的重要作用与功能。同时应重视发挥灌区“长藤结瓜”式工程布局的生态功能，构建灌区生态廊道。

（2）保证灌区生态需水

灌区规划与节水改造中，必须保障灌区的水土资源平衡，统筹兼顾灌区的生态水量，包括：水库、坑塘等人工水域生态系统需水，以及天然植被、水土保持，河道、湖泊、湿地等自然生态系统需水；对由于过量引水造成生态环境破坏的应采取积极的治理措施，通过节水和减少灌溉规模，还生态用水。

（3）构建灌区防污染措施体系

严禁污水进入渠道，实行灌溉、排污分设。污水灌溉一定要达到灌溉水质标准。灌溉回归水，含有大量的农药、化肥，是面污染的重要来源，要实行科学灌溉，减少回归水的排放。对于水体的富营养化，有条件的地方，加强水循环、水流动，实行水体置换和冲淡。

2.4 加强农业用水管理，落实最严格的水资源管理制度

水是生态之基。农业作为社会用水第一大户，迫切需要加强农业用水管理，改变农业用水粗放的局面。因此，在农田水利治理实践中，应落实最严格的水资源管理制度，加强农业用水“三条红线”、“四项制度”管理。应遵循人、水、社会和谐发展客观规律，以水定需、量水而行、因水制宜，把最严格的水资源管理制度与生态文明理念融入到农业水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护的各方面和农田水利规划、建设、管理的各环节，保障灌区“自然一社会一经济”系统的可持续和谐发展。