襄阳市管道灌溉现状及发展对策研究

许雅欣，王堂海，王修贵，刘馨井雨，张 力

(1.武汉大学，武汉 430072；2襄阳市水利规划设计院，湖北 襄阳 441021；3.襄阳市水利局，湖北 襄阳 441021)

0 引 言

管道灌溉是用有压或无压管道输送灌溉水的节水型灌溉方式。发展管道灌溉是许多国家解决水资源短缺的重要手段。低压管道灌溉技术被认为是美国节水最有效、投资最省的一种技术[1,2]，以色列水资源短缺，中部和南部干燥地带严重缺水，以色列利用管道将境内所有水源联合在一起形成覆盖境内大部分地区输配水管网，提高了用水效率，保障了国家的水安全和经济社会发展[3,4]。在英国、德国及奥地利等发达国家，管道灌溉面积均已达到本国灌溉面积的90%以上，日本的管道灌溉技术也发展迅续，早在20 世纪80年代，就有一半以上的新建渠系实现了管道化[5-7]。近年来，随着我国经济的不断增长和现代农业水平的不断提升，管道灌溉技术的发展逐渐加快，在新疆、甘肃、宁夏等地，基于管道输水的滴灌技术广泛应用于棉花、玉米、马铃薯等大田作物[8]。一些已实践多年管道灌溉模式的北方地区如山东省掖县、河南省温县等，管道灌溉面积分别达到全县灌溉面积53%、81%[9]。

襄阳市是长江流域第一产粮大市，灌溉对保证粮食生产具有重要的支撑作用。襄阳市自2009年开始探索管道灌溉发展模式，属湖北省内较早尝试管道灌溉的城市，但与国内其他积极开展管道灌溉示范与推广工作的省份如黑龙江、山东、河北等相比，由于思想认识、技术工艺、资金投入等方面的原因，湖北省管道灌溉总体起步较晚，技术经验仍较缺乏。据统计，2015年襄阳市管道灌溉面积约7 666.7 hm2，仅占全市灌溉面积的2.5%，规模远低于北方管道灌溉模式较成熟的地区，管道灌溉发展空间很大，尤其是占襄阳市面积55.8%的山地、丘陵区，由于水资源条件相对短缺，耕地面积分散，地形起伏大，耕地资源十分宝贵，发展渠灌成本高且保证率低，是襄阳市发展管道灌溉最有潜力的地区。为了总结经验，找出应用中存在的问题，探索发展的对策措施，在襄阳市政协和市水利局的组织下，于2016年8月下旬对襄阳市管道灌溉现状及推广应用前景开展了典型调研。

1 襄阳市发展管道灌溉的优势

1.1 独特的自然地理环境

襄阳市地处鄂西北部，地形地貌较为复杂。地势整体东低西高且自西北向东南倾斜，东部及北部地区如老河口市、樊城区、襄州区及枣阳市北部等为典型的鄂北岗地，西部地区则多为山地，地形起伏较大。相对传统的渠道输水而言，管道输水对地形的适应能力强，越沟、跨溪、爬坡及拐弯等工程量少，在地形复杂的情况下工程量明显少于渠道。此外，老河口、襄州及枣阳北部等地区膨胀土分布较广，采用明渠极易产生变形、塌方、淤积以及衬砌材料使用寿命短等问题，且老河口沿江地区多为沙土，渠道渗漏问题较为严重，多年来渠道衬砌效果不佳。而采用管道输水则对不同的土质适应性良好，且能针对不同的土质、地基并结合当地材料灵活多样地选择不同的材料和形式。如水泥土管易就地取材，混凝土管抗冲击能力强，塑料管能适应一定的不均匀沉陷等。另一方面，穿境而过的汉江，纵横交织的唐白河、小清河、蛮河、南河等河流及沿汉江地区储量丰富的浅层地下水，也为机井提水、河道引水并通过管道输水提供了优越的水源条件。倘若能在渠道灌溉控制不到的灌溉死角，如局部高地等，建立机井、形成独立的小型管道灌溉系统，也将成为扩大襄阳市灌溉面积、提高灌溉保证率的有效途径。

1.2 显著的社会经济效益

本文中管道灌溉的综合效益指与渠道灌溉相比，所能获得的经济效益和社会效益增加部分的总称。从调查来看，襄阳市管道灌溉的开展，对于解决土渠灌溉轮灌周期长、因灌水不及时而影响作物生长造成减产等问题效果显著。管道灌溉试点区农业增产、增收等经济效益十分显著，同时带来的节水、节地等社会效益亦不容小觑，总体上综合效益较高。

根据对仙人渡镇3个典型村的调查(见表1)，同渠道灌溉相比，管道灌溉工程建成后，由于灌水及时、灌溉保障程度高，管灌面积上主要粮食作物如小麦、水稻等均高于渠道灌溉区。此外，管灌工程建成后小麦、水稻的播种面积均有所调整或扩大，按考虑种植面积调整后的平均值计算，小麦年平均增产595.5 kg/hm2，增产率为12.67%；水稻平均增产1 230 kg/hm2，增产率为15.42%，增产效果显著。若按当年农作物价格(水稻2.5元/kg、小麦2.24元/kg)计算，则小麦年平均增产值为1 332.75 元/hm2，水稻年平均增产值为3 075 元/hm2，灌溉效益较为可观。此外，随着管道灌溉工程的建设与投入运行，结合当地农业种植结构的调整，襄阳市部分低耗水作物如玉米、蔬果等的种植面积也在逐渐扩大，高附加值作物如葡萄等的产业化水平呈现发展态势，管道灌溉对农业增产、增收的促进作用显而易见。

在社会效益方面，传统的渠道灌溉虽输水流量大，但占用耕地面积多，因此，渠灌区实现管道灌溉后，所带来的节地效益突出(表2)。渠道的平均占地率(灌溉设施占地面积占灌溉农田面积的百分比)为7.6%，而管道的平均占地率仅为0.1%，若按灌溉面积上只种小麦、水稻两种作物的亩均效益平均值计算，管道灌溉相对于渠道灌溉的年节地效益约为521.55 元/hm2。在我国可耕土地资源日益紧张的形式下，管道灌溉体现出了明显的节地优势。

表1 管道灌溉增产、增收效果(2015年值)

表2 渠道灌溉和管道灌溉占地情况

由于管道输水基本上不存在水的渗漏损失和蒸发损失。只要管理责任落实到位，保持管道的完好，并注意及时关闸，可以实现输水过程的零渗漏。在调查过程中发现，襄阳市管道灌溉的水源主要是机井或者提水灌溉，动力费由用水户承担，由于水量的浪费直接与用水户的动力费支出关联，因此，基本上不存在输水损失。另外，从经济可行性上来看，管道灌溉投资成本虽高于渠道灌溉，但收益高见效快，动态投资回收期约在工程投入使用后的1～3年间，且管道埋入地下，无论是塑料管还是混凝土管，使用年限比较长，适合在商品粮和经济作物种植区推广普及。

1.3 适应现代农业发展的新要求

农业机械化、自动化作为现代农业的重要标志，在现代农业生产中发挥着极其重要的作用。管道灌溉尤其是地埋管，占地少、输水快且输水及时，不仅有利于机械耕作，还和自动控制系统相结合，可根据作物的用水需求实时灌溉，实现灌溉自动化，或将肥料溶解于灌溉水中，按照作物的生理需求进行灌溉和施肥，在实现节水的同时提高了肥料的利用效率、减少了农田化学物质的排放，适应了现代灌区的发展态势[10,11]，有助于资源节约、环境友好型农业的建设与发展。此外，管道灌溉如果和喷灌、微灌等现代节水灌溉技术相结合，不仅灌水快、灌水及时、灌水均匀，且灌溉管理方便，不易因漫灌而造成土壤板结，能够及时有效地满足作物生长期、特别是作物需水关键期的需水要求，在真正做到适时适量灌溉的同时减小了劳动强度和田间用工量。在节水激励机制方面，在襄阳市几个采用管道灌溉村子的中调查发现，由于农户需要支付提水电费，农户会珍惜和用好每一方灌溉水，“我要节水”的理念得到真正落实，管好、用好、维护好输水管道成为用水户的自觉行动。

1.4 旺盛的生命力和广阔的发展前景

管道灌溉在襄阳市虽然应用示范时间不长、面积不大，但其优势明显，其供水的及时性、灵活性和高保障度获得了用户的广泛认可。目前从管道灌溉试点工作开展的区域来看，农户对管道灌溉普遍持积极态度，并希望政府能在资金、技术和政策方面给予支持，尤其是对于具有一定经营规模的农业公司或者承包人，如襄阳市和利农业发展有限公司，由于自行投资较多的资金发展管道输水和喷灌，用于种植有机大米、时令蔬菜等高附加值作物，对政府的政策扶持和技术支持期望更为强烈。倘若相关部门能够加大对管道灌溉的支持力度，结合发展现代农业的要求，出台相应的惠农政策、打造节水灌溉示范区，并辅以专门的技术支持，利用社会力量发展管道灌溉的前景将十分广阔。

2 存在的问题

尽管目前管道灌溉试点工作的开展在襄阳市取得了不错成效，反响良好，但也存在一些突出问题，有待于探索和解决。

(1)建设资金渠道不畅通。根据调研数据，王家营村、杜家河村、刘家营村管道灌溉分别投入建设资金16.8、36、5.3 万元。与现有的渠道灌溉相比，三个村管道灌溉平均投资增量为8 700 元/hm2，总体来说管道灌溉所需建设资金较高。目前只有部分经营高附加值(如葡萄、蔬菜、有机大米等)的开发商有能力自行投资建设，而广大农户自筹资金建设则存在困难。一些农户希望政府有关部门能通过拨款、社会融资、并出面组织农户筹集配套资金等方式开辟资金渠道。

(2)传统的设计和施工方案难以满足现代农业快速发展的要求。试点区现行管道灌溉工程是根据传统农业和灌水方式中进行设计的，对多用水户高峰集中用水，尤其是大旱年份的灌溉需求估计不足，导致泵站流量偏小、管径偏细，出水口数量不够，往往不能满足实际需要。再加上管道灌溉在当地发展时间不长，设计、施工单位经验不足，施工过程中对农业机械的负荷、机械通行路线估计不够，导致管道埋深偏小，部分试点区管道埋深仅20～30 cm，低于建议埋深50 cm，管道被农用机械压破的现象时有发生。此外，施工中对埋设的管线缺乏标示，导致农业耕作及其他建设工作在施工过程中开挖时对管道的毁坏时有发生，难以厘清事故的责任主体。

(3)尚未形成有效的运行管理制度及技术支撑体系。试点区管道灌溉工程竣工后缺乏严格管理制度保障，对管理和运行人员缺乏技术培训和技术指导，缺乏严格的运行操作规程，基本上由农户凭经验操作，因操作不善导致淤积、水锤爆管的现象时有发生。非灌溉季节对管道及其设备、附件等的维修、检修缺乏责任主体，由于未形成管道灌溉的咨询、服务、维修等技术支撑体系，试点村管道破损时，村里往往临时派人到镇上请人维修，普通农户遇到技术问题也不知向哪些部门或专业机构寻求帮助，易延误灌溉时机，甚至因局部障碍影响整个管道系统的效益发挥。

3 襄阳市管道灌溉发展对策

(1)加大宣传力度，拓宽资金渠道。建议利用已建立试点区的成果和经验，邀请有影响力的管道灌溉受益企业或农户代表，如王家营村葡萄园区园主、朱楼村“和利农业发展有限公司”总经理，通过互联网、现场参观、开展座谈会及举办培训班等形式，将管道灌溉的优势向广大农户普及、宣传。建议由政府主导、村民委员会负责、社会力量积极参与，采取灵活多样的投资形式，鼓励村民参股、社会资本参股投资建设并共同分担风险和享受收益，同时促进各县(区)、乡镇之间的经验交流与学习，相互进步，努力探索出适合襄阳市特点的管道灌溉建设模式。

(2)科学规划、示范引领、在有条件的地区优先推广，形成示范效应。应评估管道灌溉的社会需求和分区发展潜力，制定管道灌溉发展规划，明确近期发展规模，扩大试点规模并逐步示范推广。建议针对老河口、襄州及枣阳北部等地形起伏较大、难以采用渠道灌溉的地区、西部山地地区以及一些地下水源丰富，适合井灌的地区，或者距离河流较近，但缺乏自流条件的地区，在充分考虑各级用水户灌溉需求的基础上，优先发展管道灌溉，形成集中示范效应。

(3)完善技术支持，激发市场活力，建立专业化的服务网络。应总结仙人渡镇三个村的经验，完善现有的技术体系，建立设计、施工、运行管理等各个环节相应的技术指南，尤其要重视专业技术人员的培训、引进和储备。建议在试点区扶持具有一定技术、经济基础和良好信誉的管道灌溉后期服务企业，形成覆盖管道灌溉地区的技术咨询与服务网络，促进管道灌溉在襄阳市的规模化、专业化发展，为襄阳市现代农业发展创造条件。

4 结 语

襄阳市管道灌溉具有良好的地形适应性、供水及时性，节水、节地、增产、增收等的社会经济效益显著，对于推动襄阳市现代农业的发展具有重要的支撑作用。但在建设资金来源、设计与施工方案、运行管理制度、技术支撑体系等方面仍存在一定问题，建议拓宽资金渠道、加大宣传力度，同时扶持后期服务企业、形成集中示范效应，促进管道灌溉成为襄阳市未来节水灌溉发展的新方向。