我国农业节水灌溉现状及发展对策浅析

姜庆飞，张 营

（1.江西明泽水利建设有限公司，江西 上饶 334000；2.海河水利委员会科技咨询中心，天津 300170）

我国水资源总量相对丰富，2020 年水资源总量31 605 亿m3[1]，人均水资源占有量约为2 200 m3，仅为世界人均水资源占有量的1/4，是世界上13 个贫水国之一[2]，水资源短缺的问题日益明显。我国是农业大国，农业用水量占总用水量的比例较大，据统计，2015—2020 年农业用水量占用水总量比例为61.16%～63.10%（详见表1），平均为61.88%。然而，我国2019、2020 年的灌溉水利用系数仅为0.559[3]、0565[1]，而其他农业大国的农业灌水利用系数达到0.7～0.8[4]。因此，提高农业灌溉水利用系数，对发展我国农业和改善当前日益紧张的水资源供需问题意义重大。

表1 近6 a（2015—2020年）农业用水分析

本文通过我国农业用水现状资料，分析目前农业灌水过程中出现的问题，提出相应对策，从而促进农业节水灌溉的发展。

1 农业节水灌溉现状

1.1 农业节水灌溉面积现状

《中国统计年鉴》（2015—2020 年）[5-10]和《中国环境统计年鉴》（2015—2020 年）[11-16]资料显示，我国农业节水灌溉发展迅速。2015—2020 年，耕地灌溉面积和节水灌溉面积均有所增加（详见表2），耕地灌溉面积每年增加量均小于节水灌溉面积每年增加量，近6 a来平均新增耕地和平均新增节水灌溉面积分别为77.0 万、146.3 万hm2。相较于我国耕地灌溉面积来说，节水灌溉面积比率逐年递增，由2015 年的47.15%增至2020 年的54.65%；但相较于我国1.2亿hm2耕地红线面积来说，节水灌溉面积占耕地红线面积比例由2015 年的25.88%增加至2020 年的31.50%，由此可以看出，目前我国发展节水灌溉的面积占耕地红线面积的近1/3，表明节水灌溉面积虽已大幅提高，但农田节水灌溉面积所占的比重远达不到高效节水的要求。因此，在发展农业灌溉的同时必须加强高效节水灌溉的推广。

表2 近6 a（2015—2020年）新增耕地和节水灌溉面积统计

1.2 农业节水灌溉设备现状

农业节水灌溉工程在建设过程中，因选取的灌溉方式不同，相应的灌水设备也不同。节水灌溉的设备主要根据灌水方式来选取，采用喷灌时，主要的灌水设备是喷头、管道和动力设备等；采用微灌时，主要的灌水设备包含微喷头、滴头、管道、首部枢纽及动力设备等；采用管灌时，主要的灌水设备是低压管道。图1 为近5 a（2015—2019 年）各类节水灌溉技术的灌溉面积统计，数据来源于《中国环境统计年鉴》（2015—2019 年），2020 年暂未公布各类节水灌溉技术的灌溉面积，故只统计到2019 年。根据图1可以发现，在节水灌溉技术中，喷灌、微灌和低压管道灌溉面积均逐年递增，这与我国近些年不断重视并加大对农业节水投入密不可分。然而，喷灌、微灌和低压管道灌溉作为高效节水灌溉的主要技术措施，在2015—2019 年内，其灌溉面积之和占节水灌溉面积的平均比重仅为59.68%。同时，产品质量存在不稳定、欠缺成套性[17]、耗能较高和生产设备与材料工艺落后[18]等问题，低压管道存在灌水不均匀[19]、淤积和渗漏严重等[20]问题。

图1 近5 a（2015—2019年）各类节水灌溉技术的灌溉面积统计

1.3 农业节水灌溉管理体制滞后

目前，我国建立的农业节水灌溉管理体制主要表现出一定的滞后性。首先，从全国农作物灌溉管理体制来看，农业灌溉管理体制缺乏市场的引导，无法与市场经济的发展步伐统一。其次，由于部分灌水管理机构缺乏自主管理权，导致管理人员将水资源市场化，简单地将灌水演变成商品买卖关系，未能正确引导节水意识淡薄的群众，且农业水价存在定价不合理，致使用水户在灌水过程中缺乏节约意识，进而导致灌溉水利用系数偏低。此外，在农业节水灌溉资金管控方面，我国现有投资建设的部分农业灌溉工程所采用的技术水平相对落后，尚不能适应我国节水灌溉高质量发展的要求，在农作物灌水过程中，漏水、渗水、偷水等现象时有发生，部分地区缺乏对农业水利灌溉系统的重视，暂未将农业水利灌溉发展经费纳入预算经费中，致使灌水设施出现故障时无经费保障，进而导致灌水系统无法正常运转，不能发挥系统本身的节水效益。

2 节水灌溉存在的问题

2.1 能源问题

近些年，人们不断尝试将风力发电[21]、水力发电[22]以及太阳能[23]与节水灌溉设备相结合，以解决农业节水灌溉中长期供能问题。然而，在农业节水灌溉实施过程中，能源问题一直存在，主要为可再生能源的研究成果没有得到充分应用和农业节水灌溉所需的小型可再生能源研究不足[24]。太阳能与节水灌溉设备的结合，既可解决偏远地区节水灌溉设备供电问题，又能显著降低灌溉过程中的碳排放，在节水灌溉功能方面具有广泛的应用前景，但也存在光伏水泵产品可靠性较差、系统存在配置不合理和与灌溉系统匹配差等问题。

2.2 节水灌溉设备问题

自我国引入国外灌水设备以来，其应用规模在逐年扩大。然而，就各节水灌溉设备而言，目前仍存在许多问题。

在喷灌系统方面，对喷灌喷头基础理论缺乏系统性深入的研究，对喷头内部水流的流动理论研究较为薄弱，喷头的能源消耗大、工作压力相对较高，喷头喷洒均匀程度不高，喷头的智能化、自动化程度有待提高等。

在微灌系统方面，在微灌系统实施过程中普遍采用的是低端微灌设备，高端产品缺乏，对于高端微灌设备的研发与生产远远达不到市场需求，过分依赖于进口产品。灌水器的产品质量和性能需要进一步提高，微灌产品在系列化水平与配套性上有所欠缺。在采用膜下滴灌时，大量塑料膜导致的白色污染问题没有得到有效解决，且滴灌带使用寿命较短，仅能灌溉1～2季，使用成本相对较高。

在低压管道灌溉方面，管灌具有节水、节地、增产和高效等优点[24]，但低压管道仍存在遇含沙水源易产生淤积[25]、输水工程的标准偏低、系列配套设备不完备、规划设计水平不高、投资较少和管道设备利用率低等问题[26]。

2.3 推广与管理体制问题

农业节水灌溉技术的推广随水资源供需矛盾的增加愈发被国家所重视，近些年得到了较快发展。然而，目前关于农业节水灌溉技术的推广方面仍存在以下不足：在技术选择上不够全面[27]，技术指导和培训欠缺[28]，体制阻碍其发展[29]，节水设备销售渠道不畅[30]和人们节水意识仍不够强；在管理体制方面，主要存在节水灌溉资金投入时断时续、节水灌溉制度和政策法规建设不完善、节水灌溉管理尚未形成较为统一且适宜的模式[31]、节水灌溉工程“重建轻管”[32]和缺少激励与监督机制等问题[33]。

3 农业节水灌溉发展对策

3.1 大力推广可再生能源研究应用

节水灌溉设备的正常使用均需有效的能源供给，针对新疆、甘肃、西藏和青海等地日照充足的农作物种植区，应优先开发太阳能作为灌溉的能源；针对我国水资源较为丰富的丘陵山区，如福建、四川和贵州等地，灌溉设备能源供给应以发展小型水电为主；针对风力资源较为丰富的地区，如我国东北、华北北部、西北地区和沿海地区，应优先开发利用风能；针对适合发展地热发电的西藏和云南地区，应积极发展地热发电；针对我国农业和畜牧业大省，如河南、山东、四川和黑龙江等地，应充分利用农作物秸秆和畜禽粪便等产生的生物质能。此外，为避免能源消费结构单一和保证能源供给健康发展，应加强风能、水能、太阳能、地热和生物质能的联合互补，形成长效稳定的能源供给，推动节水灌溉技术的快速发展。

3.2 不断推进节水灌溉设备研发

农业节水灌溉设备方面，对于喷灌系统，应通过不断的理论分析与实践研究，开发出环保、高效、节能、智能化、多用途化的喷灌设备，实现对不同地区、不同土壤和气候条件、不同作物的精准灌溉。对于微灌系统，应积极开发研制产品质量好、能耗低、价格低且与我国节水灌溉技术相适应的高端灌溉设备，降低对进口产品的过分依赖。对于低压管道系统，应吸收国外先进技术及经验，研发低能耗、低投入和高效率的设备，提高低压管道相应配套设备的标准和配套技术水平，形成群井联合调度和多级配水的智能化，同时应提高低压管道输水工程设计、建设、验收、管理等标准体系和管道运行管理水平等，确保低压管道系统设备长时间处于健康状态。此外，对于各节水灌溉设备而言，一方面，应采用新材料、新工艺、新技术，积极研发配套强、寿命长的灌水器和可降解塑料膜；另一方面，应尽可能降低新灌溉设备的研发周期，改进和提高灌溉设备性能，降低灌水设备的生产和维护成本，促进我国节水灌溉设备的推广与应用。

3.3 加强高效节水灌溉推广应用

结合国家、流域、区域灌区发展规划和现状作物种植布局等，对于高效节水灌溉技术适用的区域，主管部门应制定相应优惠政策，加大节水灌溉设备的资金投入，保障高效节水灌溉技术应用落地；管理部门应适时组织开展高效节水灌溉设备推介会，加大高效节水灌溉技术宣传力度；各地区应结合自身实际，学习推广应用经验；企业应构建高效节水灌溉设备销售、推广平台，进一步拓宽销售渠道。

3.4 创新管理体制机制

细化完善不同作物高效节水灌溉用水定额，出台高效节水灌溉设备运行维护资金奖补政策，建立农业水价精准补贴机制，从而健全农业节水政策体系；在有条件的地区，开展合同节水管理，从资金、技术、运维等多角度全面保障高效节水灌溉技术应用落地；管理部门应针对高效节水灌溉的新技术、推广应用遇到的问题等，定期对基层管水、用水人员开展技术培训；健全农业高效节水灌溉管理责任制，明确管理人员与用水人员具体职责，建立管理人员和灌区群众共同监督的机制，将农业节水灌溉管理工作落到实处。

此外，由于气候、地理及土壤条件的差异性，不同灌区用水量各不相同。因此，在节水灌溉开展过程中，相关管理部门需要制定合理的水资源分配策略，并通过合理的调控来维护用水秩序。

4 结语

大力推进我国农业节水灌溉发展，可根本上解决我国农业缺水问题。农业节水灌溉的健康发展需多举措同时进行，不仅要灌溉节水，同时需持续大力的资金投入，改善节水灌溉设备，健全节水灌溉管理制度，拓宽适宜的节水灌溉设备销售推广渠道，选择适宜当地的可再生能源和提高人民群众节水意识等，才能真正意义上实现我国农业灌溉的全方位节水。