山西省农业节水灌溉高质量发展对策研究

2020-11-09

水资源开发与管理 2020年10期

(山西省水利水电科学研究院，山西太原 030002)

山西省属于极度缺水的省份之一，人均水资源占有量不及全国人均水平的1/5。多年来，政府投入了大量资金，先后进行了水资源合理调配、节水改造、清水复流、水污染防治和地下水超采区治理工作，基本实现了主要河流干流不断流，地下水位止降回升，但是地下水超采、岩溶泉断流等问题尚未得到根本解决。水资源形势依然严峻，经济发展与水资源布局仍不相适应，一些区域的用水总量已经接近甚至超过相应水平年的总量控制红线，水资源短缺仍然是山西省经济社会可持续发展的重要制约因素。农业灌溉作为第一用水大户，到2018年底全省农业用水量占总用水量的54.81%，灌溉水利用系数0.543，也就是有45.7%的农业灌溉水量损失在输水和灌水过程中，因此加大农业灌溉节水力度以补充生态用水的不足任重道远。

为满足河道内生态用水需求，保障经济社会的发展需要，缓解地下水超采和岩溶大泉流量衰减或断流的局面，应对山西省第一用水大户农业灌溉的节水潜力进行全方位深度挖掘。通过采取优化配置农业灌溉水源、推广高效节水灌溉技术、调整优化节水灌溉模式、落实农业水价精准补贴和实行财政节水优惠奖励政策等对策，以提高农业灌溉用水的效率，将节约的农业灌溉水量还水于河、还水于湖，补充河道内生态用水。山西省农业灌溉节水高质量发展对策研究在提高农业用水效率和效益的前提下，对提高区域水资源和水环境承载能力，加快全省水生态系统的高质量发展也具有十分现实的重要意义。同时，也能为即将开展的节水灌溉“十四五”规划提供切实可行的技术思路。

1 山西省农业灌溉现状分析

1.1 山西省水资源条件

山西省位于海河流域的上游和黄河流域的中游，除北部有汇水面积不大的少数支流自内蒙古流入山西省外，河流均呈辐射状自省内向四周发散，主要汇入黄河和海河两大水系。全境总面积为156271km2，其中黄河流域的面积为97138km2，占总面积的62%；海河流域的面积为59133km2，占总面积的38%。根据第三次水资源评价初步成果，1956—2016年全省多年平均水资源量1195772万m3，其中地表水资源量776472万m3，地下水资源量843212万m3，重复量423912万m3。人均拥有水资源量323m3(按2018年人口3702.3521万人计算)，按照国际标准，人均水资源量低于500m3为极度缺水，因此山西为极度缺水的省份。

1.2 全省供用水现状

依据《山西省水资源公报》，山西省2018年总供水量743002万m3，其中地下水300320万m3，地表水400134万m3，非传统水源42548万m3(处理后城市污水22299万m3，多余矿坑水20249万m3)。

依据《山西省水资源公报》，山西省2018年总用水量743002万m3，其中农田灌溉用水407232万m3(其中：地下水135039万m3，中水11013万m3)，林牧渔业用水26105万m3，工业用水140192万m3，建筑业用水5240万m3，服务业用水19277万m3，城镇居民用水75194万m3，农村居民生活用水34663万m3，城市河道外生态用水21544万m3，农村生态用水13555万m3。

农业用水量占总用水量的54.81%，为第一用水大户。农业灌溉用水中，地下水比例33.16%，地表水比例64.14%，城市处理后的污水比例2.7%。

1.3 不同类型灌区建设情况

依据《山西省水利统计年鉴》，山西省2018年有效灌溉面积1518.67×103hm2，实灌面积1481.99×103hm2。以大中型水库为水源的灌区实灌面积145.68×103hm2，大中型提水灌区的实灌面积260.19×103hm2(包括河道直接提水和水库提水)，大中型自流灌区的实灌面积330.02×103hm2(包括河道建闸直接引水和水库引水)，小型水利工程实灌面积113.12×103hm2(包括小型水库、小型自流、小型提水和塘坝集雨工程等)，井灌区面积724.98×103hm2(包括河井双灌和纯井灌)。

2018年不同类型灌区的实灌面积、灌溉水量和灌溉用水指标见表1。

从表1可以看出：以大中型水库供水为水源的灌区单位面积灌溉用水指标最大，因此水库供水调度时应首先考虑河道内生态需水要求，适度压减灌溉用水指标；井灌区单位面积灌溉用水指标最小，其原因为大部分井灌区为河井双灌，地下水灌溉只用来补充地表水灌溉的不足。

表1 山西省农业灌区建设及灌溉情况

1.4 节水灌溉发展水平

1.4.1 按节水类型划分

依据2018年《山西省水利统计年鉴》，山西省节水灌溉面积985.18×103hm2，其中渠道防渗面积253.43×103hm2，喷灌面积78.36×103hm2，微灌面积37.30×103hm2，膜下滴灌面积16.14×103hm2，管灌面积599.30×103hm2，其他方式面积0.65×103hm2。全省节水灌溉面积占有效灌溉面积的64.88%，高效节水灌溉面积(定义为除渠道防渗之外的节水面积)占有效灌溉面积的48.2%。不同节水灌溉方式的面积占总节水面积的比例见图1。

图1 山西省不同节水灌溉方式面积比例

1.4.2 按地域划分

山西省11个地市的节水灌溉发展水平见表2和图2。

表2 山西省各地市农业节水灌溉情况

从表2、图2中看出：农业灌溉节水发展水平最低的地市为阳泉市，其主要原因是阳泉市灌区分布在分散的沟壑区，难以发展规模化的节水灌溉；高效节水灌溉发展水平最低的为朔州市，其主要原因是朔州市灌区由少量分散的沟壑灌区和大多数的桑干河灌区构成，桑干河灌区为以种植大田作物为主的自流灌区，以渠道防渗为主，高效节水发展比例相对较小。另外，占灌溉面积比例最大的运城地区，大部分为高扬程长距离提黄河水灌溉的老旧灌区，需要更多的资金支持农业节水灌溉建设的发展。

1.5 灌溉效率分析

依据《山西省水利改革发展“十四五”规划思路报告》成果，山西省2018年农业灌溉水利用系数为0.543。根据全省典型测试和调研成果，全省不同规模不同类型灌区的灌溉水效率见表3。

图2 山西省各地市农业节水灌溉情况

灌区规模大型灌区中型灌区小型灌区纯井灌区水源类型提水自流引水提水自流引水提水自流引水低压管灌喷灌微灌加权平均灌溉水利用系数0.5060.4570.4930.4510.4510.4490.7300.7930.8190.543

从表3规模大小分析：大型灌区比中型灌区灌溉效率高，中型灌区比小型灌区灌溉效率高。从灌溉方式分析，属于高效节水灌溉的微灌、喷灌和低压管灌效率最高，提水灌区灌溉效率比自流灌区灌溉效率高。应继续开展自流灌区节水改造、推进高效节水灌溉工程建设，提高灌溉用水效率。

依据2018年《山西省水资源公报》，典型大中型灌区渠系水利用系数和灌溉水利用系数见表4。

表4 典型大中型灌区渠系灌溉效率

从表4看出：大中型灌区的灌溉水利用系数在0.45～0.48之间，输水过程中的渠系水利用系数在0.75～0.84之间。推算的灌水过程中的田间水利用系数在0.54～0.64之间，可见田面灌水效率低于输水过程的灌溉效率。采取有效措施提高田间水利用率是节约灌溉用水、提高用水效率的有力举措。

2 山西省农业灌溉存在的问题

通过实地调研和问卷调查等方式，对全省灌区存在的问题进行了总结，主要体现在超采区取用地下水灌溉、水权分配和水权转换制度未落实、农业水价精准补贴和财政节水补偿奖励制度不健全、田面工程配套不到位、灌溉计量设施不完善等诸方面。

2.1 水源配置方面

山西省农业灌区井灌区(含纯井灌和河井双灌)面积占到全省总灌溉面积的48.92%，灌溉取用地下水量占总灌溉水量的33.16%。太原、晋中、朔州和运城等地市的大部分井灌区处于地下水超采区。因此，寻找替代水源压采取用地下水灌溉水量，缓解地下水超采局面刻不容缓。

2.2 农业灌溉管理方面

农业灌溉的管理分为前期管理和后期运行管理。其存在的主要问题包括：

a.全省还没有全部完成农业灌区水权分配工作，水权分配不明晰，大多灌区没有办理取水许可。

b.新、改、扩建的灌区项目，在规划设计时，灌溉制度不够优化，灌溉定额依然采用常规定额，灌溉用水指标达不到节水定额控制要求。

c.灌区运行过程中，大多采用粗放的灌溉方式，大水漫灌现象依然普遍存在，不能做到适时适量优化灌溉。

d.由于水价难以维持成本，使得纯农业灌溉供水的灌区，难以维持公益性管理单位人员基本支出经费和公益性工程维修养护经费，更谈不上盈利。

e.农业水价精准补贴政策和农业节水财政奖励及优惠政策未能做到真正全面落实。

f.农业灌溉供水水权转换和交易市场极端不活跃，不能激发灌区节水的积极性，不能盘活灌溉管理部门运行效益。

2.3 农业灌溉工程建设方面

农业灌溉工程建设方面的主要问题体现在以下几方面：

a.田面节水工程配套不充分。从表4看出，全省大中型灌区的渠系水利用系数在0.75～0.84之间，灌溉水利用系数在0.45～0.48之间，推算田间灌水系数在0.54～0.64之间，田面节水配套建设是主要的短板。

b.灌溉计量设施不完善。通过全国节水型社会建设试点和全国县域节水型社会达标建设验收[1]，发现全省农业灌溉计量设施是最大的短板，尤其山区零散的灌区基本没有任何形式的计量设施。

c.农业高效节水灌溉率偏低。全省农业灌区高效节水灌溉率仅48.2%，因地制宜发展高效节水灌溉仍有很大的空间。

d.农业灌溉现代化水平不高。全省农业灌溉还没有普遍达到自动化配水、灌溉、监测、信息传输、数据分析等现代化水平。

3 山西农业节水灌溉高质量发展对策

坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，积极践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，按照“水利工程补短板、水利行业强监管”的水利工作总基调，借助当今黄河流域生态治理和全国地下水超采区综合治理试点等重点任务的契机，贯彻《国家节水行动方案》精神，落实《国家节水行动山西实施方案》，全面实行最严格的水资源管理制度。在提高农业用水效率和效益的前提下，补充河道内生态用水不足，缓解地下水超采和岩溶大泉流量衰减或断流的局面，全方位深挖掘推进山西省农业灌溉节水的高质量发展。

3.1 实施节水灌溉水源优化配置

a.山西省农业总需水量基本维持不增加，林牧渔畜增加的用水量通过农业灌溉节水所节约的水量来满足，同时农业灌溉节约部分用水指标补充河道内和河道外生态用水的不足。

b.山西省水资源配置以山西省政府发布的《山西省水资源全域化配置方案》(晋政发〔2017〕38号)为依据，实行分质供水，优水优用。水质良好的岩溶水和地下水，应作为生活饮用水水源；境内地表水和非常规水宜作为生态用水和工农业用水的水源；黄河水是农业及工业用水的首选水源。

c.依据山西省人民政府办公厅发布的《关于加强地下水管理与保护工作的通知》(晋政办发〔2015〕123号)规定，地下水超采区的农业用水，在指标不增加的前提下，用非传统水源、当地地表水、黄河调水等置换地下水水源。

d.结合《山西省地下水超采区综合治理实施方案》，汾河中游的太原、晋中和吕梁等地下水超采区，以处理后的城市污水、汾河地表水和西山煤田、霍西煤田处理后的多余矿坑水替代地下水；朔州、大同地下水超采区，以桑干河灌区地表水和万家寨引黄北干线的黄河水替代地下水；临汾、运城地下水超采区，以禹门口东扩黄河水替代地下水；晋城地下水超采区，以张峰水库沁河地表水和沁水煤田多余矿坑水替代地下水。

3.2 实施节水灌溉管理强监管

a.制定和落实水权分配和水权转换制度。结合农业水价改革的要求，以《山西省人民政府办公厅关于推进农业水价综合改革的实施意见》(晋政办发〔2016〕147号)为指导，各市县出台《农业水价改革实施方案》。以县级行政区域用水总量控制指标为基础，按照灌溉用水定额，逐步把指标细化分解到农村集体经济组织、农民用水合作组织、农户等用水主体，落实到具体水源，明确水权，实行总量控制。

b.县级水行政主管部门指导村级水权交易平台的建立，使农户间、农户与农民用水合作组织之间的水权交易规范公平、方便快捷，让水权交易的过程，变为对农民节水奖励与增强农民水权、水商品和节水意识的过程。

c.严格取水许可审批管理。对新、改、扩建农业灌溉的规划和建设项目，以《中华人民共和国水法》《取水许可和水资源费征收管理条例》《规划建设项目节水评价技术要求》，以及《山西省水资源管理条例》《山西省节约用水条例》和《山西省人民政府办公厅关于加强地下水管理与保护工作的通知》等为依据，严格执行取水许可审批制度。对水源、水量、定额、节水评价和节水措施等进行严格审批，实行节水评价一票否决制，新建灌区取水控制指标采用节水定额，通过取水许可审批的灌区，依法办理取水许可证。

d.严格执行计划用水和用水统计管理。运行中的灌区，每个年度提前对其核定和下达用水计划。对灌区运行过程中的取水水源、水量和水质，进行监测、统计和分析工作，节约的计划内水量，在制度约束条件下可进行跨行业跨区域有偿转让。对超计划灌溉用水，制定并实行超计划累进加价制度。清徐县在实施农业水价改革过程中，制定了明确细化的农业用水超计划累进加价制度，并落实实施。

e.建立健全水价形成机制。结合农业水价改革，分部逐步推进建立健全农业水价形成机制，加强农业水价精准补贴制度的制定及执行。大中型灌区骨干工程、大中型灌区末级渠系和小型灌区农业水价原则上应达到或逐步提高到运行维护成本水平；水资源紧缺、用户承受能力强的地区，农业水价可提高到完全成本水平；为严格控制地下水超采，采取有效措施使地下水用水成本定价高于当地地表水用水成本。开展对农业用水限额的制定工作，以征收农业水资源税倒逼农业节水。

f.建立农业水价精准补贴和财政节水奖励机制。继续落实大中型泵站灌溉电价水价补贴政策，建立省、市、县财政三级补贴机制，实行“一提一补”的农业水价改革模式[2]，在完善农业水价形成机制的基础上，分级补贴定额内用水成本与运行维护成本的差额。出台省、市、县节水财政优惠和奖励政策，对农业灌溉节水进行奖励，以鼓励农业供水单位和用水户以量计收、节约用水。财政资金牵头，多渠道筹集精准补贴和节水奖励资金。

g.加强科技创新和成果转化。对精准灌溉技术、节水农艺措施、先进节水设施、智慧农业灌溉、水肥一体化等技术进行研究和推广。结合降雨预报技术适时精准灌溉，变浇地为浇作物；研发使用先进的节水设施，提高节水设施科技含量；优化作物种植模式，提高水分生产率；利用云技术和人工智能创建“智慧灌区”管理平台，推行行业部门之间灌溉监测、信息传输和调度的自动化合作共享模式。

h.发挥先进节水典型的带动作用。推广全国农业节水标杆夹马口灌区、率先推行水权转换和IC卡取水的清徐县、农业灌溉节水典型洪洞县和全国节水试点侯马市的先进农业灌溉节水经验，开展节水型灌区、农业灌溉节水标杆等创建工作，先进节水灌区或农业节水标杆的单位面积用水控制指标为先进节水定额。

3.3 实施节水灌溉工程建设补短板

农业灌溉节水工程措施，以田面节水工程改造和灌溉计量设施现代化建设为主攻方向，大力推进高效节水灌溉工程建设[3]。

a.田面高效节水灌溉配套工程。因地制宜分类实施田间节水改造工程。对于晋北、晋中等大面积的大田作物生产区，以推行管灌、喷灌、膜下滴灌为主；对于晋南提黄灌溉大面积种植苹果、小麦的生产区，以推行滴灌和管灌为主；对于吕梁、阳泉等山区以干果和杂粮为主的分散灌区，以实施滴灌等特色节水园区为主；对于晋东南等以花卉、药材或其他经济作物为主的灌区，以大棚、设施农业为主。

b.灌区输水设施节水改造。结合大中型灌区干支渠节水改造、标准农田建设和小型农田水利重点县建设，继续推进输水渠道的防渗和管灌工程建设工作，以提高农业灌溉输水过程的效益。这部分工程建设，以国补资金为主，需要各级地方财政资金和社会资金的积极配套。

c.完善灌溉系统计量设施。结合农业水价改革，根据灌溉工程的不同类型，因地制宜逐步完善灌溉用水计量设施建设工作。对新建、改扩建工程，计量设施要执行节水“三同时”制度。大中型灌区骨干工程全部实现斗口及以下计量供水；小型灌区和末级渠系根据管理需要细化计量单元；使用地下水灌溉的要在关井压采的基础上，完善机井计量控制系统，利用信息化管理，达到用水的计量精细控制。安装使用的计量设施，要经过有资质部门的校验。

d.建设全省灌区信息化系统。推进智慧灌区管理，按灌区的管理权限分级建立农业灌区信息化平台，最后全部接入省级水利数字中心，与其他水利信息系统融合后汇入省云计算中心平台，实现相关部门信息共享和“一张图”调度管理。