從水利工程規(guī)劃設計角度談節(jié)水型農業(yè)

孫 晶

( 鐵嶺市水利工程規(guī)劃設計技術審核中心，遼寧 鐵嶺112000)

我國的糧食產量呈現出連年增長的趨勢，在中央經濟會議提出的宏觀調控的指導下，2011年我國的糧食產量再創(chuàng)歷史新高，實現了糧食產量的持續(xù)穩(wěn)定增長。我國水資源非常短缺，就北方地區(qū)來說，水資源的供需矛盾也十分尖銳。解決水資源的問題是保持糧食穩(wěn)定發(fā)展的關鍵措施，盡管近幾年來陸續(xù)出臺了一些支持節(jié)水農業(yè)發(fā)展的政策，但是我國的水資源嚴重短缺和水資源浪費嚴重的現象仍然并存。為適應新形勢下對水利工作的新要求，不斷的科技創(chuàng)新使得水利工程設計的新思路逐漸完善，為實現人與自然和諧相處的水利建設，為全面建設和諧社會提供強有力的技術支撐。水利工程學是一門重要的工程學科，以建設水工建筑物為主要手段，目的是改造和控制河流，進而滿足人們對于防洪和水資源的多種需求。

1 現階段我國農業(yè)的現狀

我國是一個干旱缺水的國家，農業(yè)用水面臨雙重危機。我國的水資源總量不足，人均占有量僅占世界平均水平的1/4，而且南北分布嚴重不平衡，農業(yè)用水需求量最大的旱作農業(yè)主要集中在北方缺水的地區(qū)。另外，我國的農業(yè)灌溉用水浪費十分嚴重，落后的灌溉方式使得中國的灌溉用水的有效利用率僅為發(fā)達國家的1/2 左右，嚴重的浪費使得原本就已經缺乏的水資源更加緊張。在條件較好的地區(qū)發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程，起到較強的示范帶動作用。有關節(jié)約水資源的法律政策不完善，人們的節(jié)水意識淡薄，也沒有配套的節(jié)水措施及設備，使得我國的農業(yè)生產越來越受到水資源的制約。同時，傳統的農業(yè)生產模式，機械化水平較低，機械化農業(yè)對于提高資源的使用效率，保障糧食安全具有重大的意義。與之相對應的，傳統的農業(yè)生產模式只是單純的注重農業(yè)的生產規(guī)模。傳統的觀念認為，越大的規(guī)模會有越大的產量，而不是注重單位面積的產出，更不是考慮運用新的有效合理的技術，提高資源的有效利用效率。落后的技術水平，以及沒有完善的配套措施都對農業(yè)生產的發(fā)展產生重要的影響。對自然降水利用率較低，雨水的蓄積一直沒有得到解決，對于大水漫灌式的灌溉方式改革的力度不夠，仍然是當前灌溉的主要手段，真正節(jié)約水資源的噴灌、滴灌技術在實際中應用較少。

另一方面，我國糧食的產量在很大程度上受到自然條件的限制。我國的水土資源嚴重不協調，受其影響，我國的農業(yè)分布也是地域不平衡，比如在我國的西北地區(qū)，由于環(huán)境的特殊性，水土流失嚴重，脆弱的生態(tài)環(huán)境都使得農業(yè)生產面臨極大的挑戰(zhàn)。另外，在我國的貧困及偏遠地區(qū)，農業(yè)生產與農村經濟發(fā)展已經進入惡性循環(huán)的發(fā)展，不斷地開墾新的耕地，加上不合理的經營模式，使得當地的經濟發(fā)展環(huán)境更加惡劣。加上排灌設施的整體標準較低，年久失修，加劇了對水資源的浪費。整合現有的資源加大財政投入，提高糧食的綜合生產能力和農業(yè)灌溉用水系數，實現節(jié)水增糧的目的。

2 水利工程規(guī)劃設計下的現代節(jié)水農業(yè)理念

水利工程規(guī)劃設計下的節(jié)水農業(yè)是一種綜合性的過程，要兼顧實際農業(yè)的發(fā)展和生態(tài)系統的可持續(xù)發(fā)展。主要的原理是，在農業(yè)生產過程中，提高對天然降水和灌溉水源的有效利用效率，來達到節(jié)約用水和提高農業(yè)發(fā)展效益的目的。節(jié)水農業(yè)關系到我國經濟社會的發(fā)展大局，對實現農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義。但是，當前我國的節(jié)水農業(yè)具有一定的盲目性，大多數的地區(qū)，沒有真正了解節(jié)水農業(yè)的含義，不顧其實際情況，建設節(jié)水灌溉工程，沒有切實根據當地的實際需要。不切實際的盲目投入與重復建設不僅消耗大量的人力、物力、財力，還對農業(yè)的發(fā)展造成不良的影響，另外，一味地追求高科技，沒有整體的規(guī)劃以及宏觀的區(qū)劃，只會適得其反。不同的自然條件以及不同的社會經濟條件，各種節(jié)水農業(yè)措施會有不同的效果，科學系統的節(jié)水措施會使得節(jié)水農業(yè)的發(fā)展有長足的進步。糧食安全以及水資源的安全對整個國家的安全具有重要的戰(zhàn)略意義，也是近幾年推動農村農業(yè)經濟發(fā)展的重點工作，從中央到地方都把糧食生產作為“三農”工作的重點，加強基礎設施建設，糧食的生產能力也因此不斷得到提高。

生態(tài)水利過程在風險最小化和效益最大化的原則下，注重對生態(tài)系統長期性的監(jiān)測和評估。水利工程規(guī)劃設計下節(jié)水農業(yè)的實施重點在于，在滿足作物對水分需要的前提下，最大程度的減少對水資源的浪費，通過實施一些技術手段達到這一目標，對農業(yè)用水開源節(jié)流、擴充土壤水庫、提高灌區(qū)用水與輸配水的有效使用率。對現代節(jié)水農業(yè)有關理論與技術的綜合利用，經小規(guī)模的試驗，可以將灌溉水的有效利用率提高七到八成，對作物的產量有20%左右的提升，并且也較大規(guī)模的提升了經濟效益與社會效益，這一成果的取得可以為我國的大型灌溉區(qū)與重點節(jié)水縣提供參考。目前我國的種植結構以小麥、玉米、水稻等作物為主，需水量較大是前兩者，而前兩者恰恰是在我國缺水現象比較嚴重的北方地區(qū)。因此，對于現代節(jié)水農業(yè)來說，創(chuàng)造抗旱節(jié)水型、水分高效利用型的優(yōu)異育種新技術、抗旱節(jié)水與高產優(yōu)質相結合的新品種成為對小麥、玉米實施現代化作業(yè)的主要手段。

3 從水利工程規(guī)劃設計角度談節(jié)水型農業(yè)

3.1 調整和優(yōu)化農作物布局結構，優(yōu)化農業(yè)節(jié)水發(fā)展模式

對于節(jié)水農業(yè)來說，作物的種植結構和作物布局在很大程度上決定著農業(yè)發(fā)展的水平，高耗水、低效益的農作物的種植對嚴重缺水的區(qū)域情形不適合，對種植結構的調整與改善來促進節(jié)水農業(yè)的發(fā)展。種植結構對于糧食增產、節(jié)水農業(yè)等因素的統籌考慮，這是一個復雜、緊迫的任務，通過對當地水資源狀況以及社會經濟發(fā)展的綜合分析，明確不同區(qū)域的綜合承載能力，加快建立低消耗、高效益的節(jié)水型農業(yè)結構。認真編制實施方案，明確建設目標、建設方式等，將任務切實落實到實處，挑選基礎條件優(yōu)越、準備工作充分、地方重視、群眾積極性高、管理水平較高的地區(qū)開展試點工作。研究重要生態(tài)區(qū)域的高效節(jié)水的農作物種植結構，以及根據不同的地域條件而確定的高效節(jié)水間作套種與輪作的種植模式，優(yōu)化發(fā)展節(jié)水型農作物的技術以及量化指標。通過國家導向，帶動地方和科技企業(yè)的投入，逐漸形成多元化的投入機制。

將節(jié)水農業(yè)納入農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的中長期規(guī)劃中，將各地的資源協調綜合利用，綜合考慮生態(tài)規(guī)劃建設與農業(yè)發(fā)展，因地制宜，因時制宜，確定不同地區(qū)以及不同階段的農業(yè)節(jié)水發(fā)展模式。另一方面，農民是節(jié)水農業(yè)實施的主體，將節(jié)水農業(yè)與當地的農業(yè)結構調整、產業(yè)經營和增加農民的收入結合在一起。做好有關工作的銜接，合理布局各部門之間的職責區(qū)域劃分，盡可能發(fā)揮集體效應和規(guī)模效應。精心組織施工，確保工程的質量，保證高質量完成建設任務，建立責任追究制度，出現問題，明確責任，及時改正。發(fā)展節(jié)水農業(yè)的重點放在田間節(jié)水灌溉技術上，新型的微灌過濾器、節(jié)能異形噴嘴噴頭以及適宜家庭使用的較小規(guī)模的播種與灌溉設備，將整個農作物生產過程中需要的灌水、施肥以及播種融為一體。以科技為先導，不斷總結示范區(qū)建設的經驗，注重技術的組合與技術模式，加快新成果的轉化與推廣速度。

3.2 注重生態(tài)系統在農業(yè)發(fā)展中的積極作用，創(chuàng)新節(jié)水機制與管理體制

水利生態(tài)工程的設計必須要求設計師轉變過去控制自然界的目的，樹立全新的工程理念，尊重自然生態(tài)環(huán)境。具體來說，完善農業(yè)用水定額，實施用水獎懲制度，改善原有的灌溉技術，繼續(xù)在轉讓農業(yè)水權方面進行有益的探索。農民用水合作組織對于建立健全用水制度，完善用水管理體制具有不可替代的作用，鼓勵和引導用水單位對工程管理、用水秩序、水費收繳進行自主管理，實現節(jié)水農業(yè)的良性運行。發(fā)展與完善灌溉系統輸配水監(jiān)控與調配技術，減少水資源在灌溉環(huán)節(jié)的浪費，創(chuàng)造水分損耗小、性價比高、受外界因素影響小的量水設備。研究開發(fā)與計算機技術相結合的新型仿真模擬系統與實時監(jiān)控體系，以計算機識別技術和動態(tài)配水系統為基礎，實現對作物的現代化科學管理。

3.3 改造河流生態(tài)系統，開源節(jié)流

對所在區(qū)域的自然降水建立高效的利用技術體系，對自然降水的最優(yōu)開發(fā)規(guī)模進行準確地把握，改造河流生態(tài)系統，最重要的是研發(fā)新型、高效的集雨裝置，現階段主要是通過生物手段和工程手段實現的。新型有效的集雨設施的結構形式和現實已經成型的技術對獲得雨水積蓄具有重要作用。另外一個主要的方面就是再生水，再生水灌溉對農作物、土壤以及地下水等的影響還需要進一步研究，對于再生水的安全化檢測是這個問題的關鍵，建立安全高效的再生水利用體系，開創(chuàng)新的不同的再生水灌溉模式，再生水與純凈水灌溉之間的混合的應用技術等以應對不同生產環(huán)境的作物。

現代農業(yè)體系將提高作物對水資源的利用效率，對作物實現充分的灌溉，減少浪費，運用仿真模擬系統和水量實行實時監(jiān)控。對于節(jié)水農業(yè)的研究，會在理論上以及技術上具有源頭創(chuàng)新性，加速我國現代節(jié)水農業(yè)技術體系的建立。對于節(jié)水農業(yè)的發(fā)展，建設與保護必須并重，對于管理主體和管護責任落實到實處，確保工程建設成效和群眾長期受益。制定促進節(jié)水農業(yè)發(fā)展的中長期規(guī)劃和政策，只有在統籌全局的政策的指引下，我國的現代化節(jié)水農業(yè)才能真正取得突破性的進展。水利工程規(guī)劃設計下的節(jié)水型農業(yè)對于提高作物產量，兼顧生態(tài)環(huán)境與生態(tài)保護具有重要的實踐意義。

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