大连市农业节水规划方法探讨

刘　慧，胡峥嵘,张　贺

(1.大连市水利科学研究所，辽宁 大连 116000；2.南京市水利规划设计院有限责任公司,江苏 南京 210006；3.大连淡水文化创意有限公司，辽宁 大连 116000)

大连市农业节水规划方法探讨

刘慧1，胡峥嵘2,张贺3

(1.大连市水利科学研究所，辽宁 大连 116000；2.南京市水利规划设计院有限责任公司,江苏 南京 210006；3.大连淡水文化创意有限公司，辽宁 大连 116000)

摘要：大连市属于严重资源型缺水区域，农业用水节水空间较大，水资源供需矛盾已成为大连市发展的主要制约因素。基于大连市农业节水的现状，按照管理现代化、用水高效化、环境生态化的思路，紧紧围绕大连市都市型现代农业发展规划以及水务现代化试点中提出的农业节水发展方向，提出现代农业节水规划的新理念和实施办法，将灌溉工程措施、农艺措施、管理措施集成于一体，形成“三位一体”的现代农业节水体系，为谋划好大连市农业节水提供了发展方向。

关键词：农业节水；方法探讨；都市型现代农业；三位一体；大连市

大连市是北方滨海特色城市，属资源型缺水地区，随着大连市全域城市化及都市型现代农业建设发展，供水缺口会更大。大连市境内可开发利用的水资源潜力很小，而境外调水主要用于解决工业和生活用水。因此，面临如何以有限的水资源支撑更多人口和更大规模经济发展的问题，迫切需要通过强化农业节水来提高用水效率和生产效益，解决供需矛盾[1]。本文围绕都市型现代农业发展格局、水务现代化战略部署，就大连市现代农业节水从工程、农艺、管理三方面作了探讨。

1农业节水发展及现状

为缓解大连市水资源供需矛盾紧张，解决干旱缺水对农业生产的影响，落实国家有关大力发展高效节水灌溉的指示，“十一五”期间，大连市以“高效、节水”为指导思想，围绕“生态化、人性化、和谐化”理念，以提高水资源的利用效率和经济效益为目标，大力发展节水灌溉。截止2010年底，有效灌溉面积达到15.127万hm2，其中，节水灌溉面积4.873万hm2，包括2.833万hm2高效节水灌溉面积。尽管大连市现有乡镇级用水管理单位一百余个，但部分地区仍无乡镇级用水管理单位。一些乡镇基层水利服务体系建设还不完善，用水管理过程中，灌溉信息化建设还未起步，用水计量管理落后。

2总体布局

结合大连市全域城市化“四大城市组团”的发展战略、大连都市型现代农业发展规划以及水务现代化试点中提出的农业节水发展方向，采用“一圈两区”规划分区，实施农业节水规划。

(1)都市农业发展圈

都市农业发展圈包括主城新城都市农业发展圈和黄海、渤海城市组团都市农业发展圈[2]。“三圈”主要包括甘井子区、旅顺口区、保税区、金州新区、普兰店湾新区、长兴岛、长海县、花园口区、普兰店市及庄河东部沿黄海经济带，涉及96个街道或办事处，总面积5643 km2，约占全市总面积的45%。

地形地貌主要为丘陵山区，是城市生产和生活聚集区，是市域经济发展的重要载体，也是都市型现代农业迅速发展区域。区内水资源短缺，地下水超采比较严重。农业用水主要是农业灌溉，有少量畜禽用水，供水水源依靠本地小型水库、塘坝及灌溉机电井。

(2)丘陵山区农业发展区

该区主要包括瓦房店市北部、普兰店市南部、庄河市的南部和中部地区，涉及21个街道或办事处，总面积4528 km2，约占全市总面积的36%。

区域工业基础相对薄弱，基本农田量大，是全市优势农业重点区域，是大连市的农产品主产区和国家粮食主产区，是承担城市“菜篮子”“米袋子”功能的优势产业聚集地。农业供水水源以大中型水库为主，保证率高，生产条件好。

(3)水源涵养地农业发展区

该区主要包括北三市北部地区，涉及18个街道，总面积2390 km2，约占全市总面积的19%。

区域地势较高，植物资源丰富，是大连市的生态屏障和主要水源涵养地，区域内包括多处县级以上集中式城镇饮用水水源地、自然保护区、土壤侵蚀重度敏感区等。生态环境敏感脆弱，一旦遭到破坏，无法修复或修复难度大、周期长。

3工程节水规划

3.1灌溉工程规划

农业灌溉工程规划的思路是，发展灌溉面积与区域水土资源条件及都市型现代农业“三圈两区一带”布局相协调，合理调整作物的种植结构以及灌溉规模[3]。

分区建设模式：

(1)都市农业发展圈

水土资源特点：水资源先天不足。

灌溉工程规划：规划依托都市型现代农业优势发展特点，以管灌、微灌等高效节水灌溉为主体，信息化监控建设以规模以上灌区集中连片区建设为重点，引领示范和辐射带动全市农业节水率先发展。

(2)丘陵山区农业发展区

水土资源特点：耕地多，水资源丰富，农业生产条件好，是全市粮食的主产地，也是拓展灌溉面积的核心区域。

灌溉工程规划：集中连片产区渠道续改建，全面实现衬砌防渗，点状区重点发展高效节水灌溉。农业节水工程朝“规模化、集约化、多样化”发展。

(3)水源涵养地农业发展区

水土资源特点：耕地少且分散，地势高，地形起伏较大，水资源充足。

灌溉工程规划：以林果特色片区为发展重点，限制和压缩高耗水、低产出作物的种植面积。重点建设地形适应性强的滴灌、微喷工程，充分利用自然落差实现自流灌溉；通过大力节水逐步减少地下水开采量，恢复和维护生态平衡。

3.2水源工程规划

结合大连都市型现代农业“三圈两区一带”规划布局，紧紧围绕节水灌溉工程的开展，本着“先地上后地下，先常规水源后非常规水源”的策略合理规划农业水源工程建设。

分区建设模式：

(1)都市农业发展圈

现状区域内水资源短缺，无大中型水库，以地表小型水库、塘坝及地下水工程为主。围绕区内设施农业园区建设，发展设施农业膜面雨水集蓄利用示范工程；不适宜修建地表水工程时，在区内地下水目标开采量内合理开采地下水；当传统水资源开发及雨水利用仍不能满足要求时，修建水闸、堰坝等工程将经过污水处理厂净化达标排放的中水蓄积在河流中或已有蓄水工程中，增加灌溉供水能力。

①设施农业雨水集蓄利用工程

集蓄雨水用于农田灌溉是节约水资源的有效举措。在日光温室前空地修建地下蓄水池，利用日光温室膜面集雨，可有效缓解供水矛盾。大连市多年平均降雨量675 mm，雨水收集率达到85%时，则每亩温室雨水可收集量为5730 m3/hm2。鉴于大连市设施农业普遍采用节水灌溉方式，能在较大程度上满足灌溉用水，仅需较少外部水量即能满足灌溉需水，大大节约水资源，可建成“雨养型设施农业”。

②新建与改造地下水取水工程

根据《大连市封闭地下水取水工程实施方案》、《大连市水资源可持续利用综合规划》，全市地下水利用控制在1.64亿m3，农村许可地下水开采量控制在1亿m3。在地表水资源短缺，农田面积小，不适宜修建集雨、蓄水工程的地区，可适当开采地下水，控制总体开采量在地下水开采目标控制量以内。全市平均地下水水位较高，开采难度不大，多以干砌石砌筑，并修建泵房及设备配套等。

地下水工程用于农田灌溉是地表水资源的重要补充。水井布置灵活，工艺简单，施工工期短，对环境影响小。合理控制开采量，实现地下水采补平衡，地下水超采区，严禁兴建新的地下水工程，使海水入侵得到有效抑制，确实保证地下水井封填等生态保护措施的效果。

地下水水质较好，满足滴灌、微喷等高效节水灌溉方式，也是设施农业冬季用水的重要保障。水温是影响作物生长的重要因素，地表水灌溉用水很难满足作物的要求。因此，地下水可为设施农业冬季生产提供稳定水源。

③中水灌溉工程

中水灌溉工程在技术上是可行的，目前的水处理技术可以将污水处理到人们所需要的水质标准，例如微滤、超滤、纳滤等技术[4]。国内外大量污水再生回用工程的成功实例，也说明了污水再生回用于农业在技术上是可行的。

大连市农田灌溉中水利用主要采用两种方式，一种是将中水从污水处理厂出水口直接引至蓄水工程中，与原水混合进行农田灌溉，如长兴岛；一种是污水处理厂尾水排放到河流中，通过修建堰坝、截污导流等工程拦蓄中水利用，配套输水渠道或管网、泵站、首部工程等，如普湾新区、金州新区、保税区。

(2)丘陵山区与水源涵养地农业发展区

现状区域内水源主要为大中型水库，河流引、提水工程以及地下水工程。为满足区内灌溉面积大幅发展的需要，在保障现有供水能力条件下，应重点新建与改造塘坝、方塘等地表蓄水工程，合理统筹区域内有限水资源。

塘坝、方塘等蓄水工程的新建与改造是对区内无法利用大中型水库供水的重要补充。在133.33 hm2(2000亩)以下灌区内缺乏有效水源保障，农业灌溉缺水，兴修大的水利工程投资大、效益差。因此利用合适地形开展塘坝、方塘等雨水集蓄工程，是保障农业用水的一种有效途径。

3.3灌溉节水工程综合模式

(1)精品外向型农业灌溉节水工程模式

结合精品外向型农业的特点，以高效节水灌溉技术为手段，实现农业灌溉智能化。

①高效节水灌溉工程

精品外向型农业发展主要作物有蓝莓、大樱桃、葡萄等精品水果，精品蔬菜，精品花卉等，不同作物生产模式不同，应根据其自身特点布置灌溉方式。高效节水灌溉工程方式主要有管灌、微灌。随着技术发展，不断完善灌溉技术，提升灌溉效率，增加经济效益。

②智能灌溉系统

精品外向型农业生产过程表现为技术现代化、工艺标准化、管理精细化。做到灌溉节水工程与生产过程无缝对接，智能灌溉系统成为必然选择。智能灌溉系统实现数据采集自动化、预测科学化、决策智能化，有效降低工作强度，提高效率，增加效益。

(2)设施种苗型农业灌溉节水工程模式

节水灌溉以农业园区智能管理为核心，合理利用非常规水源，以信息化及物联网技术为手段，实现园区管理自动化、智能化。

园区智能管理是在智能灌溉系统的基础上，融合信息化及物联网技术，拓展管理内容，涉及设施农业生产环境的全方位，包括农作物生长情况、灌溉情况、土壤温度和墒情、温室内空气温湿度、日照，以及自然环境的温度、湿度、风力、大气、降雨量等，实现通风、加温、遮光、CO2发生器管理等全过程管理，实现管理好、使用活、利用久、增效高。

(3)休闲创意型农业灌溉节水工程模式

节水灌溉工程以农业园区作物种植情况为依据，体现出大连“开拓、国际、融合、自律”的水文化，重点发展观光园区节水灌溉工程。

休闲创意型农业园区应充分考虑灌溉工程对园区运行的影响。以发展微灌为主，将节水灌溉工程与园区融为一体，成为一景，变成一个推广农业节水灌溉的“广告牌”。

(4)生态循环型农业灌溉节水工程模式

生态循环型农业以生态学原理为指导，合理开发利用资源，打造宜居宜业的环境，运用物质循环与再生技术，减少废弃物排放及污染，提高资源利用效率，实现清洁生产的综合性现代农业体系。

结合生态循环型农业的特点，节水灌溉工程以作物种植情况为依据，体现出绿色生态理念，构建水资源重复利用体系，达到人与水、水与自然和谐统一。节水灌溉水源为城市污水处理厂达标排放中水，与高效节水灌溉结合，扩大非常规水灌溉面积。

4农艺节水

通过农艺节水措施与工程措施、管理措施配套，特色产业种植结构调整发展，节水高产品种的种植规模扩大，水肥一体化技术推广等，建立起都市型现代农业农艺节水技术体系，达到粮食作物节本增产，经济作物提质增效。到2020年，实现水分生产率由现在的1.4 kg/m3提高到1.6 kg/m3。

4.1作物、灌溉方式与农艺技术配套遴选

大连市主要作物有玉米、水稻、果树和蔬菜。依据作物选择节水灌溉方式，围绕节水灌溉方式对农艺节水技术进行配套遴选。

玉米种植区分为井灌区和渠灌区。井灌区：一是以低压管道输水与农田微灌水肥一体化配套；二是低压管道输水+小畦灌溉(每亩10～15个畦)与节水型灌溉施肥制度配套。渠灌区：一是渠道防渗末端计量+小畦灌溉与节水型灌溉施肥制度配套；二是蓄水池建造+低压管道输水与农田微灌水肥一体化配套。

水稻种植区主要为渠灌区。应当压缩畦田规格(1个/亩)与浅湿晾晒水稻农艺节水技术配套。

裸地蔬菜密植类采用膜上孔膜灌与农艺节水灌溉施肥制度配套。裸地蔬菜和设施蔬菜稀植类采用膜下滴灌、微喷灌等与节水型灌溉施肥制度配套。

果树采取树盘局部灌溉、涌泉灌、滴灌、微喷灌等节水灌溉技术与节水型灌溉施肥制度配套。

4.2水肥一体化技术与微灌节水技术配套

水肥一体化技术是与灌溉方式紧密配套的一种灌溉施肥方法，主要用于田间微灌(滴灌、微喷灌、涌泉灌溉)等。在一定条件下，水和肥是影响作物产量的两个相互制约的因子，适宜的灌水可以促进肥料的转化和作物对肥料的吸收利用，提高化肥的利用率，而适宜的施肥也可以调节水分利用过程，提高水分利用率[5]。建立以肥、水、作物产量为核心的耦合模型和技术，将灌溉与施肥有机结合起来，通过水肥同步供应与调控，充分发挥水肥协同效应、激发效应，提高作物抗旱能力和水分利用效率，达到既节水节肥又增产增收，同时又保护环境的目的。

5管理节水

抓好政策制定和体制改革、建立分级负责的水务建设与管理体系、积极探索实现水资源统一管理的改革，着力构建以乡镇水利服务机构为重点，基层水利管理协调服务组织、防汛抗旱供水专业服务组织和农民用水合作组织“三位一体”的基层水利服务体系。

同时针对大连市的自然地理特征、水土资源及社会经济条件，以水权分配、信息化管理、取用水量监测与控制等为手段，通过农业用水信息化、数字化、智能化建设，建立农业用水管理系统，科学分析区域水资源承载能力，适时合理调配水资源，实现水资源可持续利用。

6结论

大连市水资源供需矛盾日趋尖锐，资源型短缺情况日益彰显，大力推行农业节水，建立现代农业体系，是实现农业用水可持续发展的必由之路。

参考文献：

[1]国务院办公厅.国家农业节水纲要(2012—2020年)[Z].北京：国务院办公厅，2012.

[2]大连市政府.大连都市型现代农业发展规划纲要(2011—2020年)[Z].大连：大连市政府,2012.

[3]中国农业大学，大连市农村经济委员会.大连都市型现代农业发展规划2011—2020年[Z].大连：中国农业大学，大连市农村经济委员会，2013.

[4]苗娜，朱铁群，李小伟，等.过滤技术在污水再生回用中的应用[J].广东化工，2011，38(2)：122-124.

[5]王殿武，迟道才，张玉龙，等.北方农业节水理论与技术研究[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

作者简介：刘慧(1984-)，女，工程师，主要从事水资源规划、水工结构模型试验研究等工作。

中图分类号：S274

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2016)04-0041-04