提高新疆灌溉水利用系数的探讨

2020-06-19张娜

水资源开发与管理 2020年5期

张娜

(新疆自治区水利管理总站，新疆乌鲁木齐 830000)

新疆地处内陆干旱区，水资源短缺矛盾日益突出。不断提高灌溉用水效率与效益、大力发展节水农业是解决水资源供需矛盾的主要措施，也是促进水资源可持续利用、经济社会可持续发展和生态环境改善的重要措施。《新疆维吾尔自治区农牧业现代化建设规划纲要(2011—2020年)》《新疆维吾尔自治区水利发展十三五规划》提出，2020年新疆的农田灌溉水利用系数要提高到0.57。本文通过2007—2018年新疆灌溉水利用系数测算成果，分析了新疆灌溉水利用方面存在的突出问题，在技术可行、经济合理的基础上，探讨了提高新疆灌溉水利用系数的主要措施。

1 新疆灌溉水利用系数测算成果

1.1 样点灌区的选择

按照具有代表性、可行性和稳定性等原则选择样点灌区[1]，结合新疆区域内大型、中型、小型和纯井灌区控制灌溉面积的分布情况和灌区续建配套节水改造等情况，尽量使选择的样点灌区能够反映灌区的整体特点[2]。2018年，不同规模与类型的样点灌区数量、有效灌溉面积占全区不同规模与类型的灌区数量和有效灌溉面积的比例见表1。

表1 2018年样点灌区选择情况统计

1.2 灌溉水利用系数测算成果

样点灌区测算分析采用水利部推荐的首尾测算分析方法，直接量测统计灌区从水源引入(取用)的毛灌溉用水总量，并通过测算分析得到同期的田间实际净灌溉用水总量，净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌区的灌溉水利用系数。通过近10年的测算对比分析，“首尾测算分析法”避开了测定渠系水利用系数和田间水利用系数的难点，减少了许多测定工作量和不确定因素。全区灌溉水利用系数是在代表不同规模与类型的典型样点灌区分析的基础上，采用加权平均的方法得出不同规模与类型灌区的灌溉水利用系数平均值。2007—2018年测算的灌溉水利用成果见表2，灌区平均灌溉水利用系数由2007年的0.460提高到2018年的0.546，增幅为18.70%，逐年稳定提高[2]；大型、中型、小型和纯井灌区遵循灌区面积越大灌溉水利用系数越小的规律，即灌区规模越大影响灌溉水利用系数提高的因素可能也就越多，导致灌溉水利用系数值越小。

2018年，新疆灌溉水利用系数平均为0.546，低于全国灌溉水利用系数0.554，与发达国家的0.70～0.80相比差距较大。2018年，大型、中型、小型和纯井灌区的灌溉用水量分别占到总灌溉用水量的61.40%、31.10%、1.30%和6.20%，平均灌溉水利用系数分别为0.5136、0.5501、0.6439和0.8327。其中，大型灌区和纯井灌区的灌溉水利用系数比我国节水灌溉规范中规定的0.50和0.80稍高；中型灌区和小型灌区的灌溉水利用系数与节水灌溉规范中规定的0.60和0.70存在一定差距。

表2 新疆自治区2007—2018年测算的不同规模与水源类型灌区的灌溉水利用系数

2 新疆灌溉水利用方面存在的突出问题

2.1 节水意识普遍不强

长期以来，由于管理能力不足，监管手段落后，宣传工作不到位，造成人们节水意识普遍不强，特别是南疆地区。在农业科学种植、灌水方式、灌溉制度、灌水定额等方面，缺乏规范化管理，农田建设标准普遍偏低，灌溉方式落后。农业灌溉中浪费水的问题突出，水资源利用效率低下。农业节水激励机制尚未建立，水资源紧缺与用水严重浪费长期并存。2010年，新疆农业用水价格平均为0.047元/m3，仅占农业供水成本的31.00%，现行农业水价大部分执行的是2009年以前调整的水价，水价严重偏离成本。

2.2 水资源过度开发

按照最严格水资源管理制度的要求，全区2030年用水总量控制红线目标为526.00亿m3，2018年全区的供用水总量已达到548.77亿m3，远超国际上公认的干旱地区水资源开发利用占水资源总量60.00%的红线。目前除北疆“两河”流域水资源相对较为丰富外，其他地区水资源基本上处于过度开发利用状态。

2.3 农业用水比例高

2018年，全区农业用水量为490.85亿m3，占总用水量的89.45%(其中北疆、东疆占比均为85.00%，南疆占比为93.00%)，超过全国平均水平28.00%，远高于国外同为干旱区的以色列58.00%的水平。农业灌溉面积过大，是造成用水结构失衡的重要原因，且干旱年份挤占了生态用水，导致用水结构严重失衡。因经济社会发展和农业灌溉用水过度依赖地下水，2016年，全疆地下水开采率为78.50%。其中，东疆达147.10%；北疆达109.70%；南疆为53.20%，地下水资源开发利用过度。

2.4 水利工程基础设施薄弱

新疆多数河流缺少控制性工程，水库总库容仅占河流径流量的14.00%，南疆山区水库库容仅占当地河流径流量的4.00%，远低于全国22.00%的平均水平。大、中型灌区的渠道防渗率仅为48.55%和57.71%，灌区建设资金投入不足。一般河流的防洪能力仅为3～5年一遇，远不及流域防洪规划要求的10～20年一遇的标准。同时，仍有相当数量的病险水库(水闸)亟需进行除险加固，农田灌溉工程老化失修，管护机制不健全。

2.5 水利管理能力不足

尚未实现水资源统一管理，超指标用水依然普遍存在，最严格水资源管理制度落实不到位，区域之间、城乡之间、兵地之间、行业之间供用水缺乏统筹调配，人与生态争水现象时有发生。水利管理能力严重不足，农村饮水安全工程、高效节水灌溉工程和灌区渠系工程缺乏专业服务队伍，工程管理不到位；水行政执法监管工作不到位，对违法行为打击力度不够。

3 提高新疆灌溉水利用系数的主要措施

为实现2020年新疆灌区灌溉水利用系数达到0.57的目标，需要加快灌区水利工程建设，增加节水灌溉面积，大幅提升灌区现代化管理水平。

3.1 提高渠系水利用系数

a.做好渠道防渗。新疆具有典型的“绿洲经济、灌溉农业”特点，从山区控制性工程到灌区骨干工程至田间，需要通过渠道等水工建筑物进行输水，渠道防渗是提高渠系水利用系数最有效、应用最普遍的工程技术措施[3-4]。根据国内外的实践经验和吴旭春等[5]分析的新疆地区各灌区渠系防渗长度对灌溉水利用系数的影响效应，渠道防渗长度对大多数灌区灌溉水利用系数产生正效应。通过对大型灌区续建配套与节水改造不同衬砌形式的渠系水利用系数进行对比分析，防渗效果由高到低的顺序为现浇混凝土、预制混凝土板、砌石、土渠；渠首衬砌的节水效果优于渠尾衬砌的节水效果；采用相同的衬砌方式和相同的衬砌长度，干、支渠对灌溉水利用系数的增量大于斗渠，农渠最小[6]。从经济和使用角度来看，通过对灌区进行全覆盖、大规模的渠道防渗来提高灌区灌溉水利用系数并不可行，到2025年干、支、斗渠道防渗率达到70.00%以上，就能够取得较好效果。

b.加强输用水管理。目前，全区仅有7个地州完成水资源监控能力建设，监控未能实现全覆盖，用水总量监控数据不能全面实现实时、准确报送。各级渠道量测水设施配套率低，自动化程度更低，严重影响和制约了灌区水资源的优化配置、灌溉水的合理调度和灌溉水利用系数的提高。通过发展和使用各种配水、量水技术，开发渠系配水软件、决策支持系统，落实“总量控制、定额管理”，能够强化灌溉用水管理。

3.2 提高田间水利用系数

a.采用因地制宜的高效节水技术。近10年来，新疆农业高效节水灌溉面积快速发展和扩张，但以膜下滴灌为主的高效节水技术在南疆、北疆(东疆)的推广、发展和使用极不平衡，尤其在南疆和田地区、喀什地区和克州。由于葡萄、红枣、核桃等林果作物与小麦等粮食作物间作的灌溉面积比例较大，传统地面灌溉方式的地块分散、作物繁杂，加之管理水平跟不上，造成田间高效节水发展严重滞后，高效节水工程“有人用，无人管”“今年建，明年废”的问题没有解决。膜下滴灌、低压管道输水灌溉、微喷灌等田间高效节水灌溉，在新疆具有较强的适应性，能减少田间灌溉水渗漏、径流和地表蒸发、作物棵间蒸发损失等，田间水利用率显著提高。2017—2019年国家在阿克苏地区沙雅县渭干河灌区开展的农业高效节水增收试点，为南疆开展农业高效节水建设提供了可复制、可借鉴的措施和经验。结合区域国民经济发展，加强对已建高效节水工程的维护和管理，优化种植业结构，因地制宜地科学选择灌溉方式，合理确定灌溉主要参数指标，将有效提高田间水利用系数。

b.加强地下水资源管理。根据新疆地下水超采区治理方案，乌鲁木齐、吐鲁番、哈密等地的15个地下水超采区总面积达到4.01万km2，超采区多年平均地下水可开采量为31.96亿m3，2015年实际开采量为71.82亿m3，超采量达到39.87亿m3。与此同时，全区土壤盐渍化程度不断加重，灌区土地盐渍化面积占灌区总耕地面积的32.00%以上，造成农区耕地退化、作物产量降低、绿洲生态破坏，危及人类健康。使用先进的灌溉方法对降低地下水位、防止土壤盐渍化十分重要。实施高效灌溉技术，可以通过控制灌溉作物的生长需水，减少补充地下水，使地下水位因土壤的不断蒸发而降低，从而解决由于田间灌溉水量过多引起的地下水位上升形成的土壤次生盐渍化问题。通过落实地下水禁采、限采要求，全面清理非法机井，限期清理完成巴州、博州、乌鲁木齐市等区域的非法机井，以加强地下水管理。

c.采用农艺措施。推广农艺技术节水，调整作物布局，选用节水高产型品种，实施保护性耕作(深耕蓄水保墒、秸秆还田等)和覆盖涵水及化学抗旱等措施，推进农艺措施与节水灌溉技术有机结合，增加灌区耕作层土壤的保水能力，提高田间水利用系数。

3.3 提高灌区现代化管理水平

a.严格实施退地减水计划，落实用水总量控制目标。合理控制灌溉面积是控制农业用水量的最有效措施。要严格按照《新疆用水总量控制方案》，以河湖长制为基础，各地州、兵团师要将分年度退地指标分解至各县乡、团场和每条河流，明确目标任务，制定时间表和路线图，稳步推进退地减水计划。根据最严格水资源管理制度要求，积极推行灌溉用水总量控制和定额管理，编制年度用水计划，实现计划用水。不断优化骨干水源工程的水资源配置，实现用水计划和供水安排的科学调度，配套斗口计量和控制设施，确保用水总量得以控制。

b.推进农业水价综合改革。新疆除昌吉、哈密、吐鲁番等地农业水价综合改革进展较快外，其他地区尤其是南疆四地州，还存在思想认识不到位、保障措施不到位、组织管理不到位、农田水利基础设施薄弱等问题，严重阻碍农业水价综合改革进程。要加快推进农业水价综合改革，充分发挥水价杠杆作用和调节机制，确保水利工程良性运行和建立健全水利体制机制。2020年底前，农业水价基本达到2015年供水运行维护成本水平，有条件的地区提高到2015年供水完全成本水平。

c.开展灌区信息化基础设施升级改造。重点加强灌区监测站(点)、通信网络、数据存储等信息化基础设施建设，提高获取灌区信息资源的可靠性和及时性。推进水资源保护和调度管理、工程管理、灌溉管理、遥感应用等应用系统建设，增强水资源利用与管理的科学性。

d.尽快形成合理的灌溉工程体系。按照“山水林田湖草”系统治理理念，构筑节水体系。山区水利枢纽、灌区骨干渠系、田间高效节水设施同步规划、同步建设、同步管理。按照工程体系完善、灌溉制度科学、节水效果显著的要求建设现代化灌区，建立农业高效节水体系，持续推进灌区骨干工程续建配套与节水改造和田间节水工程建设。

e.积极培育农民用水合作组织。鼓励创新农民用水合作组织发展模式，适应农业生产经营方式的转变，结合自身特点和发展需求，合理选择农民用水合作组织的发展模式，健全工程管护机制；落实水管体制改革政策，全额配足水库公益性人员工资和维修养护经费，切实保障水库运行管理费用。