井灌区节水灌溉现状及发展建议
——以广饶县井灌区为例
2022-11-22张诗睿
张诗睿
(中国农业大学烟台研究院,山东 烟台 264000)
井灌类型区是山东省北部主要的灌溉农业类型区,水资源短缺是该区域农业发展和产业结构调整的主要障碍,随着社会经济的快速发展,工业用水量不断增加,农业用水指标不断被挤占,水资源供需矛盾愈加突出,地下水超采严重,地下水位不断下降,灌溉成本提高,不仅影响了生态环境,也给农业生产和人民生活造成了较大影响。广饶县井灌区在山东省北部黄泛平原区灌溉类型中具有代表性,本文以广饶县井灌区为例进行井灌区建设管理分析研究。
1 研究区基本概况
广饶县地处山东省中部偏北、黄河三角洲南部,东北部濒临渤海莱州湾,当地水资源总量1.57 亿m3,人均水资源占有量315 m3,低于山东省平均水平,仅为全国人均水平的1/7,属资源型严重缺水地区,水资源供需矛盾比较突出。广饶县井灌区位于小清河以南,包括李鹊镇、大王镇、稻庄镇和广饶街道、乐安街道的大部分地区,涉及372个行政村,共有耕地2.28万hm2,占全县总耕地面积的37.13%。目前,井灌区机井数达6 800 余眼,用于农业灌溉的地下水年开采量约0.52 亿m3,约占全县地下水取水量的58.4%。该区地下水均为淡水,水资源较为丰富,是建设高产稳产田,发展农业生产的主要区域。
从20 世纪90年代开始,工业经济发展势头迅猛,工农争水矛盾凸显,井灌区农业用水指标不断被挤占,在地表水不足的情况下,超量开采地下水,导致地下水资源采补失衡。为解决这一矛盾,广饶县开始推行“小白龙”、地膜覆盖等节水新技术,取得了良好的节水效果。进入21 世纪后,广饶县在井灌区分步实施了旱涝保收高标准农田工程、渠系节水改造工程、小型农田水利重点县项目、土地开发项目、农业开发项目等井灌区节水工程措施,大力推广地面塑料软管灌溉、地埋塑料软管灌溉、地埋低压管灌节水灌溉及喷灌、滴灌等先进节水灌溉方式,先后建成了李鹊高标准大田喷灌试点项目、大王微灌试点项目、稻庄大棚滴灌示范区项目。农业节水改造工程措施的实施在一定程度上改善了井灌区的农业灌溉条件,有力地带动了当地农业经济的发展,对节约农业灌溉用水、改善农民生产条件、保证粮食生安全、提高农民收人与生活质量具有重要意义。
2 井灌区灌溉用水过程中存在的主要问题
2.1 未制定系统科学的区域地下水开发利用总体规划,地下水滥采、超采严重
20 世纪90年代以来,随着地方经济的快速发展,工农业争水和城乡争水导致当地水资源供需矛盾愈加突出,加之未制定系统科学的地下水开发利用总体规划,超量开采地下水资源导致地下水位多年持续下降,致使部分地区出现地面沉降,引发了海咸水南侵等生态环境问题。超采还使井灌区出现了一定范围的漏斗区,导致机井损毁严重,灌溉水泵淘汰速度加快,农业灌溉投入加大,成本逐年提高,严重影响了当地人民的生产生活。
2.2 成井技术相对传统滞后,机井损毁老化严重
广饶县机井损毁老化情况严重,21 世纪以来,全县报废机井4 486 眼,报废原因主要有自然报废、地下水位下降导致报废、成井质量差导致报废、咸水南侵导致报废等。据对广饶县稻庄镇、李鹊镇部分村庄灌溉区域的调查统计,该县井灌区近几年每年报废、更新和修复的机井数量分别占当年机井保有量的2%、2%和3%。目前灌溉机井都是利用机械开凿,全县拥有回转式反循环钻机49 台,对于井深在80 m 以内的浅层井,多采用混凝土管;对于井深80~200 m的中层井,主要采用铸铁管;对于超过200 m 的深层井,主要采用钢管材料,提水泵以潜水电泵为主。机井结构设计相对传统,受损机井修复技术不够成熟,修复技术力量薄弱,缺乏现代化的钻井技术支撑。
2.3 节水改造工程覆盖面窄,灌溉水利用率较低
在过去的工程建设过程中,节水灌溉工程缺乏规模化建设。大多数乡(镇)的农民群众仍延用传统的农作物种植模式,仍以种植大田作物为主,农业种植结构单一,且生产条件较差,农业生产效益偏低。虽然国家给予节水灌溉工程建设一定的资金补助,但节水灌溉工程一次性建设投资相对较大,农民自筹部分不好解决,从而导致农民筹资、社会集资、政府投资的积极性不高,节水改造力量簿弱,影响了节水灌溉工程的发展。同时,广饶县土地流转率较低,大多仍分散经营,使部分喷灌、滴灌工程难以做到统一灌水、统一管理、统一规模经营、统一专业化维护,加之农户缺乏合作意识,影响了节水灌溉工程的规模化建设。目前,广饶县的井灌区节水改造工程覆盖面相对较窄,且多以工程节水措施为主,灌溉水的利用率比较低,井灌区农业输水浇灌技术仍相对滞后,多数村庄仍采用“小白龙”或更加传统的大畦漫灌浇灌方式,与现代化、规模化的喷灌、滴灌等农业灌溉方式相比,仍有很大节水潜力。井灌区节水改造速度与当地水资源紧缺形势不相适应,机井管理体制和运行机制改革滞后,大部分机井没有计量设施,重建轻管,用水效率低。
2.4 节水工程管理维护机制不健全,不能正常发挥工程效益
随着节水工程的建设,需要增加管理维护人员,由于体制机制不健全,节水灌溉工程建好后,管理人员和维护资金配备不到位,管护制度不健全,致使部分节水工程建好后无人管理或轻于管理,甚至部分节水工程处于“没有经费、没有机构、没有人员”的“三没有”管理状态,工程损毁严重,使用寿命大幅度缩短,节水工程不能正常发挥效益。
2.5 群众缺乏水忧患意识,水资源浪费严重
根据山东省现行水利政策,农业灌溉用水暂不征收水资源费,群众用水缺乏经济因素制约,导致灌水方式粗放,水资源浪费依旧严重。部分水管机构仍然存在重建轻管思想,刚建成不久的输水管道由于管理不善被人为破坏。有的农民思想僵化,不愿改变传统的灌溉模式,将喷灌工程当作地埋管道输水使用,导致新建的节水设施利用率低。部分田间节水工程仅在检查验收时使用,其余时间被闲置或废弃,没有充分发挥其效益。同时,由于对当前水资源紧缺形式的宣传不到位,民众对当地水资源状况不了解、不关心,全社会尚未形成良好的用水习惯,民众普遍缺乏水忧患意识。
3 广饶县井灌区未来发展建议
3.1 合理制定地下水开发利用规划,限量开采地下水
一是制定科学合理的地下水开发利用规划。在对当地水资源状况和水环境承载能力调查评价的基础上,研究分析地下水开发潜力,进行水资源供需平衡分析,制定科学合理的地下水开发利用规划,及时调整分层取水方案和平面规划布局。二是完善水资源优化配置体系,减少地下水开采。加快推进引水补源步伐,充分开发利用广饶县北部丰富的客水资源,实施“四河贯通”工程,实现境内小清河、支脉河、预备河、淄河4 条骨干河道的互联互通,提高水资源调蓄利用能力。实施淄河水库治理工程,提升水库引蓄能力,实施引水补源,减少南部井灌区地下水开采,有效抑制咸水入侵,改善水生态环境。以水定产,合理调整井灌区范围内工业经济结构,大力发展循环、集约、节水型经济,关停高耗水、高污染、低效益的中小企业,改造造纸、热电、纺织等传统优势产业,优化产业结构和产品档次,鼓励发展多晶硅等新兴产业,严格限制新上高耗水项目,依靠节水解决工业新增用水量问题。同时,逐步对井灌区范围内工业企业实施工业水源转换,通过建设工业水厂,铺设调水、供水管线,完善供水网络,将井灌区范围内工业企业用水逐步由地下水转换为地表水,减少地下水开采量,改变工农业争用地下水的局面,缓解水资源供需矛盾。
3.2 实施新型成井工艺,提高受损机井修复技术
一是引进、实施新型成井工艺。针对广饶县井灌区各区域的地质条件,结合地下水分布特点,分别制定适合当地成井条件的凿井技术方案和成井工艺。使用轻型耐用、持久抗蚀的新型井管,引进科学高效的填砾、封闭、洗井工艺和泵机输水配套新技术,提高灌溉效率。二是提高受损机井修复技术。受损机井约占井灌区机井总数的5%,占比较大,且多已配套了较完善的浇灌系统,该部分机井的修复有利于节约新打机井及配套设施投资、提高节水改造效率。应重点摸清机井受损的原因及受损程度,研究实施高效、可靠、可操作性强的机井清淤技术,开发实施实用可靠的井管修补方法,为机井修复提供技术支撑。
3.3 全面实施节水改造工程,分区制定灌溉用水方案
一是全面实施节水改造工程,提高农业灌溉水利用效率。通过政府投资、社会集资、产权改革、成立供水协会等多种方式筹集资金,以修复更新原有机井和对未达标井灌工程节水改造为主,坚持井灌区建设走内涵发展之路,在田间全部建成节水工程,大力发展设施农业,推广管道输水灌溉、喷灌、微灌和滴灌技术,加强取用水计划管理,合理制定分乡(镇)、村、片区用水计划,按年度下达用水指标,将工程节水、农艺节水及管理节水有机结合,加强地表水、地下水联合调度,发展井渠双灌,中水回用,减少地下水开采,全面提高农业灌溉水利用效率。二是根据各区域的不同条件和特点分别制定灌溉用水方案。对于有地下水开发利用潜力的李鹊镇、大王镇西营片区、乐安街道花园片区,应重点发展节约型井灌区,可适度开发地下水资源;对于地下水严重超采的大王镇东部片区、稻庄镇南部片区、广饶街道等区域,应通过井灌节水改造工程建设,调整农业种植结构,提高灌溉水利用效率的方式,在维持原井灌面积不变的情况下,逐步减少地下水开采量,减缓地下水位下降速度,逐步实现地下水采补平衡,进而达到改善生态的目的;在乐安街道石村片区、稻庄镇大营片区等井渠结合区域,要通过对地表、地下水的联合调度和优化配置,推广管道输水灌溉,适当发展喷灌、微灌等节水高效灌溉技术,提高灌区的用水保证率和灌溉效益。
3.4 健全节水灌溉工程专业管理服务体系
节水灌溉工程建成后,所在乡(镇)或水管单位应制定各项管理规章制度,明确管护主体和责任,成立专业技术服务队伍,落实经费和管理人员,确保工程建成一处、发挥效益一处。同时,上级业务部门要加强对基层水管单位管理人员和技术人员的指导和业务培训,进行技术交流和管理经验分享,不断提高管理人员和业务人员的技术水平和业务素质。积极推广新材料、新设备、新技术、新工艺的应用,使管护人员和群众能及时掌握新型、先进的节水技术,从而推广新技术的大范围应用,逐步形成节水工程建设、运行管护、技术培训、责任明确、管理到位的专业技术服务体系。
3.5 加强节水宣传教育,提高全民节水意识
投入专项资金,通过报纸、杂志、宣传单、电视台、网络等新闻媒介,采取多种形式开展水资源保护和节水宣传教育活动,让广大群众充分了解当地水资源紧缺形势,增强全社会的水忧患意识和节约保护意识。同时,加强对节水灌溉规模化示范区建设的宣传,组织群众到已取得显著成效的节水灌溉工程规模化示范区参观学习,让群众亲身感受到节水灌溉工程建设的必要性和可行性,切实认识到节水灌溉工程的好处,提高农民群众发展节水灌溉工程的积极性,从而以点带面,扩大节水灌溉工程建设规模。水行政主管部门要不断完善奖惩机制,通过加强取水许可管理、健全节水奖励机制、加大违法取水处罚力度,积极调动民众参与水资源保护的积极性,逐步形成上下联动、民众参与、齐抓共管的节水格局,营造良好的全民节水社会舆论氛围。