黄河流域灌区节水农业高效管理对策
2019-08-11王素芬
王素芬
灌区节水农业用水管理现状存在的问题直接导致了灌区灌溉效益不能正常发挥,与现代农业和农村绿色经济持续稳定的发展要求不相适应。因此,灌区需要大力提升农业用水管理的现代化水平,整合水利、农业、自然资源、财政、发改委等部门的相关资金,加强灌区现代化建设的投资力度,出台相关经济激励与诱导政策。
农业用水管理是节水农业的重要手段之一,国际上公认农业节水潜力的50%在管理方面。抓好农业用水管理,对于提高农业用水效率、缓解农业水资源短缺具有现实意义,同时,对黄河流域水资源的可持续利用,社会、经济的可持续发展有着巨大作用。
一、黄河流域水资源和农业生产概况
黄河是中华文明的发源地,是中华民族的母亲河,是我国第二大河。黄河天然年径流量仅占全国河川径流量的2.1%,径流季节性变化大,蒸发能力强,多年平均年径流总量580亿立方米。黄河流域水资源时空分布不均,多年平均降水量456毫米,70%的降水量集中在7~10月,流域东南部降水量丰富,西北部多干旱,年降水量相差近4倍;流域内人均和耕地亩均占有水量分别为905立方米和381立方米,是全国平均水平的39%和20%。2017年的统计数据表明,黄河流域地表水开发利用率和消耗率已达86%和71%,远远超过国际公认的40%的水资源开发生态警戒线。
黄河流域现有耕地面积1.79亿亩,农田有效灌溉面积为7765.5万亩,耕地灌溉率达85%以上,黄河上游灌区和下游灌区以引、提干流水灌溉为主;中游灌区以引、提支流水灌溉为主。农业生产在黄河流域具有重要地位。流域内的河南、山东、内蒙古等省(区)为全国粮食生产核心区,河套灌区、关中灌区、汾河灌区和黄河下游引黄灌区等,其粮食总产量占全国的13.4%,有18个地市的53个县列入全国产粮大县的主产县,主要种植春小麦、玉米、谷类、薯类、冬小麦、棉花、油料、甜菜和大麻等作物。
农业用水是黄河流域的用水大户。2017年,流域总耗水量为417.09亿立方米,地表水和地下水的耗水量分别为328.86亿立方米和88.23亿立方米,农田灌溉耗水量282.5亿立方米,占流域总耗水量的65.1%,其中灌溉耗水占地表耗水量和地下耗水量的比例分别为69.4%和49.1%,黄河流域主要省份农业用水比例为30%~91%。因此,大力发展农业节水,提高农业用水效率,是黄河流域水安全与粮食安全保障的重要途径。
二、黃河流域灌区节水农业高效管理存在问题
目前,黄河流域大于100万亩的灌区有16个,30~100万亩的灌区有34个,10~30万亩的灌区有37个。现有灌区主要分布在黄河干支流的川、台盆地及平原地区,灌区节水农业高效管理普遍存在的问题如下:
灌溉可用水量不足,地下水严重超采
黄河频繁的季节性断流发生于20世纪70年代,共发生断流9天,80年代11天,到90年代中期黄河断流现象愈演愈烈,1997年一年时间里断流天数达到226天。实行流域统一水权分配后,黄河断流现象不再发生,但随之而来的是农业灌溉用水的供给不足。黄河泥沙量居世界首位,河水含沙量过大造成灌溉渠道泥沙淤积严重,使水资源利用难度增大,给灌区的农业用水管理带来巨大困难。由于水源不足,需增补开采地下水资源作为补充水源,但监管力度不够,导致地下水超采严重,局部形成零星分布和连片的地下水漏斗。2017年的监测表明,2017年末与上年同期相比,河南华北平原的武陟-温县-孟州漏斗和安阳-鹤壁-濮阳漏斗中心地下水埋深分别增大6米和3.89米。其中,人民胜利渠灌区灌域现状年(2015年)和预测年(2020年)综合缺水量分别为0.7×108立方米和1.4×108立方米,缺水率分别达到13.4%和23.0%,目前的水资源量已无法承载区域经济社会的正常发展。
灌溉水利用率低,灌溉设施配套差
灌区受资金、物质、管理等因素影响,渠道的防渗能力和工程配套水平低,已衬砌的渠道年久失修,老化率高,末级渠道(斗渠、农渠)基本无防渗措施。目前,黄河流域灌区平均灌溉水利用系数为0.3~0.4。河南省的人民胜利渠灌区现有总干渠1条、干渠6条、支渠64条、斗渠391条、农渠1651条,渠道总长1923千米,总干渠自渠首闸开始,衬砌率为38%,6条干渠的衬砌率为45%,64条支渠的衬砌率为21.5%。
灌区管理机制与现代农业发展不适应
灌区大多沿用计划经济的传统管理模式,存在重建设、轻管理的问题。虽然用水户协会的建立解决了灌区管理者与用水户间的部分用水矛盾,但灌区运行管理机制与现代农业发展的不适应仍是急需解决的难题。此外,灌区管理人员中技术人员比例低,一般低于50%,现代化管理知识缺乏,远未达到现代农业对灌区经营管理的要求。
灌区节水农业用水管理现状存在的问题直接导致了灌区灌溉效益不能正常发挥,与现代农业和农村绿色经济持续稳定的发展要求不相适应。因此,灌区需要大力提升农业用水管理的现代化水平,整合水利、农业、自然资源、财政、发改委等部门的相关资金,加强灌区现代化建设的投资力度,出台相关经济激励与诱导政策。
三、黄河流域灌区节水农业高效管理对策
当今,现代农业面临全球化、市场化和互联网化。黄河流域的农业生产条件和技术要实现现代化,就要在农业生产机械化、信息化、自动化、生产过程精准化与农业组织管理现代化上下功夫。黄河流域地理跨度大,农业生产条件差异大,上、中、下游水资源时空变化大,不同的灌溉水源对灌区的农业用水管理提出了不同的要求,灌区节水农业的高效管理需有针对性地采取从水源、输水到灌水的灌区用水全过程高效用水调控策略,提高农业节水潜力。以黄河流域的河套灌区为例,灌溉水利用系数从2000年的0.344提高到2014年的0.384,说明农业灌溉用水具有较大的节水潜力。
首先,以节水为中心,加强节水灌溉技术的推广应用,提升农业节水的信息化和自动化水平,以灌溉信息化带动灌溉现代化。
发展高效节水灌溉技术,提高灌溉水利用效率,加强灌区水资源开发利用综合规划,从资源型用水向效率型用水转变、从常规水资源开发利用向多水源综合利用转变。加强现代灌区基础设施与装备、灌区绿色高效安全循环作物生产技术、灌区物联网、灌区农业资源高效利用、环境保护与生态修复等领域的科技攻关。
加强水源泥沙处理和节水工程措施因地制宜改造,可以考虑浑水灌溉和分设沉沙池的综合治理方案;上游自流引黄灌溉的河套灌区,适宜的节水措施有渠系防渗衬砌、水平畦田的地面灌水技术和膜下滴灌技术等;扬黄灌区应发展渠道防渗、末级渠系节水改造、垄作沟灌、滴灌、喷灌和暗管集水等节水技术;井渠结合灌区应优化井渠布局,减少引黄水量,井区结合面积越大,节水潜力也越大;对于土地流转的家庭农场,要大力推广和发展喷微灌和膜下滴灌等高效节水灌溉技术。
其次,加强综合农业节水措施的普及与推广,建立完善的农业高效用水管理体制,完善节水补偿机制和相关激励节水政策,全面提升节水农业灌溉管理水平。
加强水权转换、土地流转、作物种植结构优化、制定科学灌溉制度、盐碱地治理和灌区信息化建设关键技术的进一步提升,促进黄河流域农业节水事业的健康可持续发展。结合当前深化农业供给侧结构性改革,建立适宜于该流域不同水源区的高效适水农业种植制度和结构,在种植結构调整方面,在保证粮食安全的前提下,适量压缩耗水量大的水稻和产出效益较低的小麦、玉米种植面积,增加高效益经济作物和耗水量小的旱作物,缓解农业灌溉用水紧缺现状;在灌溉制度方面,根据灌区作物的需水规律和当地气候条件,将有限的灌溉水量在灌区内及作物生育期内进行优化分配,制定科学的灌溉制度并严格执行。建议人民胜利渠灌区节水高效的冬小麦灌溉时间为越冬前、返青期和拔节期,净灌水定额分别为40毫米、60毫米和70毫米;夏玉米灌溉时间为拔节期,净灌水定额为50毫米。还可以采用农艺节水措施和生物节水措施,加快现代灌区灌溉与农艺技术的规模化、工程化、定量化、标准化、集成化及其应用,通过科技创新驱动现代灌区发展。推广应用节约型的先进农业技术,以节地、节水、节肥、节药、节种、节能和资源的综合循环利用为重点,促进全面节水和提质增效。
最后,加强节水农业高效管理的监测和评价,建设和维护良好的节水农业生产环境。通过节水技术的普及、多渠道的节水信息传播,加强和提高农民整体素质。
通过对灌区农业用水管理水平的监测和评价,可提出针对性强的农业高效用水管理对策,不断提高农业节水水平和农业用水效率。农业用水管理水平的评价指标包括技术指标、工程指标、管理指标、环境指标和经济指标五大类指标。河南省的人民胜利渠灌区是新中国引黄灌溉第一渠,为无坝自流引水,在农业灌溉、抗旱补源、城市供水、沉沙改土和盐碱地治理等方面取得了巨大的经济效益和社会效益。然而,进入新世纪以来,随着人口的增加和水资源的短缺,灌区的农业用水管理正面临严峻考验,以农业用水管理的评价结果为基础,提出的人民胜利渠灌区农业用水高效管理的针对性措施:一是发展工程技术节水措施,提高灌溉水利用率;二是制定合理的水费收取制度,加强灌溉用水的计量与计费;三是加大水利设施的运行维护投入,做好灌溉渠道清淤工作。
(作者为中国农业大学中国农业水问题研究中心教授)
责任编辑:马莉莎