西北地區農業節水灌溉工程規劃與設計

王濤，張磊甘肅省張掖市甘州區水利建設管理站；甘肅省張掖市甘州區花寨水利管理所

西北地區農業節水灌溉工程規劃與設計

王濤1，張磊21甘肅省張掖市甘州區水利建設管理站；2甘肅省張掖市甘州區花寨水利管理所

水是萬物生命的源泉，對于農業的發展來說，水更是掌握農業發展的命脈。甘肅省十年九旱，做好農業節水灌溉工程意義重大。節水灌溉技術在我國推廣應用已有約30年的歷史，經過引進、消化、吸收和科研攻關，取得了較快發展。本文結合張掖市甘州區的實際情況，分析了目前農業節水灌溉工程所取得的成就以及制約農業節水灌溉工程發展的相關問題，提出了應對問題的具體策略，以供參考。

節水工程；灌溉；規劃；設計

引言

張掖市甘州區地處甘肅省河西走廊中部，位于東經100°6′～100°52′，北緯38°32′～39°24′之間，西靠臨澤縣，東與山丹、民樂縣相依，南為肅南裕固族自治縣馬蹄區，北依合黎山與內蒙古自治區接壤，東西長65km，南北寬98km，總面積4240km2。區內地形東南高，西北低，海拔在1410～3100m之間，平均海拔1474m。總地勢為南北高中間低，南（祁連山）北（合黎山）兩山環抱，中部為沖洪積扇形成的張掖盆地。全區14.4%是山區、51.1%是平原，34.5%是荒漠區。南部祁連山地是祁連山的淺山地帶，山峰海拔高程為1900～3100m之間。北部合黎山系天山余脈，山體低矮，一般海拔1600～3100m。中部的傾斜平原海拔1410～2230m，由東南向西北敞開，是河西走廊的重要組成部分。走廊平原南高北低，高差820m，坡降百分之一左右。

其張掖市甘州區安陽鄉、花寨鄉柏楊樹村的平均海拔較高，屬河灌漫灌農業區，該區所處位置海拔較高，土地貧瘠，農作物抗旱耐旱能力差，年均降雨量100毫米，是典型的冷涼灌區，省列重點貧困村較多。水資源的短缺對張掖市甘州區的經濟發展造成嚴重的影響。在農業發展過程中灌溉要使用大量的水資源，大約占據全市水資源總用量的75%。進行農業節水灌溉工程規劃與設計是緩解張掖市甘州區水資源供需矛盾的主要方法，張掖市甘州區在這節水灌溉方面已經取得了突出的成績，但伴隨工業生活用水總量的日益增加以及農業的可持續發展對農業節水灌溉提出了更高的要求，因此張掖市甘州區的農業節水灌溉規劃與設計面臨著新的形式。

1、農業節水灌溉工程所取得的成就

1.1 農業節水灌溉的面積

在積極構建全國水生態文明試點市和節水型社會建設進程中，張掖市各級水務部門搶抓水利改革發展機遇，立足張掖農業實際，突出發展高效農業節水灌溉項目。至目前，張掖市全市累計發展高效節水灌溉面積117.98萬畝（其中：管灌45.10萬畝，滴灌66.68萬畝，噴灌6.20萬畝）。張掖市緊緊圍繞水利部關于西北節水增效和甘肅省關于建設河西走廊高效節水示范區的總體部署，加大水利基礎設施和小型農田水利建設力度，以點帶面，整體推進，狠抓落實，全面完成了年度高效節水灌溉項目建設任務。

張掖市甘州區自黑河節水工程以來截至2016年年底，利用黑河節水改造工程、日結貸款項目、河西走廊高效節水示范項目，以及中央財政小型農田水利建設項目、補助項目共發展高效節水面積58.31萬畝（管灌37.12萬畝、滴灌20.06萬畝、噴灌1.13萬畝），新增節水能力5344萬立方米，取得了顯著的節水效益、經濟效益和生態效益。

1.2 農業節水灌溉的資金投入

黑河節水改造工程、日結貸款項目（2001至2010年）完成總投資29683萬元，完成高效節水灌溉面積28.53萬畝（管灌21.82萬畝、滴灌5.71萬畝、噴灌1.0萬畝）；規模化節水灌溉增效示范項目（2012至2015年）完成總投資9511.45萬元，完成高效節水灌溉面積7.73萬畝（管灌3.43萬畝、滴灌4.17萬畝、噴灌0.13萬畝）；第四批高效節水重點縣項目項目（2012至2014年）完成總投資8988.71萬元，完成高效節水灌溉面積6.64萬畝（管灌3.36萬畝、滴灌3.28萬畝）；第五批高效節水灌溉示范項目（2013至2015年）完成總投資7277.02萬元，完成高效節水灌溉面積7.38萬畝（管灌4.71萬畝、滴灌2.67萬畝）；第六批高效節水灌溉示范區項目（2014至2016年）完成總投資5555.27萬元，完成高效節水灌溉面積5.18萬畝（管灌2.51萬畝、滴灌2.67萬畝）；2016年中央財政農田水利設施建設補助資金（高效節水灌溉）項目完成總投資3262萬元，完成高效節水灌溉面積2.86萬畝（管灌1.3萬畝、滴灌1.56萬畝）；同時，全面完成中央財政統借統還以色列政府貸款項目投資12715.47萬元，完成滴灌面積3.55萬畝。

以甘州區花寨鄉柏楊樹村（祁連山）為例，該地海拔2180米，是省里列重點的貧困村，依托2015年、2016年甘州區高效節水灌溉項目建設，于2015年10月至2016年12月，先后投資310萬元，群眾自籌70萬元，利用現有兩座塘壩（其中：1.4萬立方一座、4.0萬立方一座）建成高效節水自壓式河水滴灌示范工程2100畝（利用兩用給水栓可實現滴灌、管灌兩種灌溉方式），使該區域成為甘州區典型的高原夏菜試驗示范基地。

1.3 農業節水灌溉的管理

在項目建設中，水務部門團結協作，立足區域實際，按照“因地制宜、量力而行、成熟一片、實施一片”的原則，認真做好項目選點、科學規劃設計等前期工作，強化管理，健全機制，從六個方面多措并舉確保項目順利實施。實行“統一組織領導，統一技術標準、統一落實土地，統一作物品種，統一使用化肥，統一播種灌溉，分戶承包種植”六統一分的管理經營措施，強化了全過程節約管理，大幅降低了水、肥、地等的消耗強度。通過土地平整土地利用率提高10%，水的利用率達95%以上，比傳統漫灌節水50%，節能45%（自壓，無動力設備），節省勞力35%（除耕種、收割期間，灌溉期間1000畝，灌溉人員僅需要3人），節約肥料45%，可使農作物增產20%左右。

1.4 農業節水灌溉的主要設備

以甘州區花寨鄉柏楊樹村（祁連山）為例，1號水源至首部過濾系統落差為20米，2號水源至首部過濾系統落差35米，埋設各類PVC管道24.15公里（Φ315PVC-U*0.63MPa、Φ200PVC-U* 0.4MPa、Φ160PVC-U*0.63MPa、），鋪設各類PE管4420公里（Φ75* 1.1mmPE管及Φ16*0.2*300*2L單翼式滴灌帶），安裝各類管件2.4萬個（三通、彎頭等主要為Φ315、Φ200、Φ160等，數量不多；數量較多的為Φ75、Φ16小型管件），修建檢查井、排水井等建筑物56座，管理房2座面積52平米。

1.5 農業節水灌溉對產業結構的調整

張掖市甘州區以甘州區花寨鄉柏楊樹村（祁連山）為例，原種植作物單一，多為高寒冷涼作物，小米、小麥、小豆、馬鈴薯為主要作物，年灌溉2至3次，施肥100斤/次，灌溉120立方左右/次，且產量低，成本在200元左右/畝，產值僅在800至950元左右/畝。西蘭花、花菜（菜花）年灌溉4次，年施肥1次，且40斤/次，灌溉22立方左右/次，且產量高，成本在5500元左右/畝，產值在9000元左右/畝。娃娃菜年灌溉4次，年施肥1次，且40斤/次，灌溉22立方左右/次，且產量高，成本在4500元左右/畝，產值在7000元左右/畝。同時，原種植作物，年耕作歷時較長，灌溉無法保證，年種植一次；現陸地蔬菜，雖年種植一次，但可不間斷采收供應，效益顯著。同時，利用鋼屋架拱棚種植，年種植次數可達二次，效益十分明顯。

目前，以西蘭花、甘藍、娃娃菜、花菜等為主的高原夏菜已真正成為供不應求的區域主要種植作物。當地光照充足，晝夜溫差大，蔬菜的有機物含量很高，尤其是蛋白質和維生素C含量高于外地蔬菜31%和28%，造就了優異的先天品質；沿山陰產區夏季氣溫較低，使冷涼型蔬菜營養豐富口感極佳；干燥少雨，使蔬菜病蟲害少，農藥使用量、使用次數極低，又成為質量安全的先天保障；營養豐富、色澤鮮亮、菜香濃郁、口味純正、口感甜脆、使高原夏菜色、形、味俱佳，深受地方乃至全國消費者喜愛。同時，依靠地形條件梯次蔬菜播種，使作物梯次上市，形成了較長的采收上市期，可從每年5月下旬到10月初持續不斷的供應，很好地彌補了地方及東南沿海夏季蔬菜供應的缺口。

2、農業節水灌溉存在的主要問題

2.1 農業節水灌溉技術推廣力度小

目前隨著科學技術的發展，新的農業節水灌溉技術以及設備相繼被研發出來，但是由于各種因素的制約這些技術和設備的推廣力度較小，在張掖市甘州區諸如噴、滴灌等先進的農業節水灌溉技術只是用作灌溉經濟作物，在示范節水灌溉工程中應用。再加上農業節水綜合規劃設計能力有待提高，目前尚缺乏具有節水灌溉專業經驗的設計人才和能力較強的設計機構。

因此新型灌溉技術和設備需要在更大的范圍內進行推廣和應用，使當地農民接受新型的節水設備和技術，帶來更大的經濟效益。

2.2 農業節水灌溉工程規劃管理不利

目前我國還沒有一套完備的農業節水補償機制。水利部在1999年就提出了從工程水利向資源水利、可持續發展水利和現代水利轉變的治水思路。現階段還存在農業節水的準入問題和農業節水的運行長效激勵問題，農業節水補償機制尚未形成。目前張掖市甘州區的灌區以及節水灌溉工程大多數都有產權關系模糊、管理職責混淆以及政事企界限不明確的問題，再加上沒有農業節水灌溉的相關管理和激勵機制，在管理過程中手段較為粗放，經常會出現調度不靈活的情況。

2.3 農業節水灌溉的資金投入短缺

由于受到經濟利益等因素的影響，一些地區的農民沒有充分認識到農業節水灌溉的積極性較低。政府在節水灌溉方面的資金投入不夠。已經建成的農業節水灌溉設備存在著重農業節水灌溉工程建設、輕工程管理的現象，灌溉設備后續維護資金短缺，而且年久老化失修，這也就導致了農村灌溉面積減少，使用節水灌溉的效益不斷降低，這也就打消了的農民使用節水灌溉設備的積極性；在新建節水灌溉設備的過程中，政府投入的建設資金不足，尤其是配套的資金通常情況下到位困難，還沒有達到應有的規模。

2.4 農業節水灌溉技術的可行性較差

目前農業節水灌溉技術應用基礎理論研究較為薄弱，水資源利用系數不高，農業節水灌溉自動化程度低。而且某些地區在推廣和應用農業節水灌溉技術時往往是僅僅借鑒其他地區的經驗和模式，不是因地制宜的進行規劃，而是生搬硬套，缺乏可行性和針對性，這也就造成當地的節水工程灌溉效益較低，除此之外農業節水灌溉的標準體系有待完善，關于節水灌溉技術的國家標準體系尚未建立。

2.5 農業節水灌溉設備的質量沒有保障

目前農業的節水灌溉的設備存在著質量參差不齊以及設備不配套的情況。節水器材大多數生產企業規模小、產品單一、質量合格率低，市場不規范。目前在我國節水灌溉市場上活躍著5000多家各類企業，節水灌溉設備生產企業達到500多家，但真正實現專業化、系列化生產的規模大、實力強的企業不超過20家。這也就導致設備的標準化、系列化程度相對較差，配套的維修服務無法跟進。有許多節水灌溉工程中的灌溉設備就是因為質量問題或者是不能及時的維護和維修，造成灌溉設備的老化過快壽命較短，這在很大程度上影響了農業節水灌溉技術的大范圍推廣。

3、農業節水灌溉的相關對策

3.1 重視項目前期，嚴把申報立項關口

在工程規劃設計上，統籌考慮灌溉水源、地勢地貌、作物種植、產業布局等綜合因素，把高效節水與脫貧攻堅、改善農業生產條件、發展現代農業相結合，認真復核項目區基礎條件，將土地規模集中經營、農業種植結構調整、群眾意愿和節水效益作為高效節水灌溉項目實施的先決條件，嚴格水資源管理，努力做到高起點規劃、規模化發展，科學合理確定灌溉方式及工程布局，優化工程設計方案。

3.2 規范建設程序，嚴格實行“四制”管理

各縣區都要均成立項目建管處，認真落實項目法人制，招標投標制，建設監理制和合同管理制“四項制度”。嚴格履行招投標程序，實行設計施工總承包的模式，所有項目均在張掖市交易中心進行公開招標，做到公正、公開、透明。嚴格執行監理各項規定，加強對高效節水工程監理的監督檢查，切實履行監理“三管三控一協調”的職責，強化合同管理，項目法人在與設計、施工、監理等單位簽訂合同時，明確質量標準和質量責任，實行質量責任追究制度。

3.3 健全管理機制，強化質量監督檢查

以396t/h高壓、高溫大容量pyroflow型自然循環CFB 蒸汽鍋爐為例進行討論。其燃燒方式為2種，一種是純燃煤；另一種是摻燒30%生物質的直接共燃。所摻燒生物質依次為：松木屑、稻稈 、棉稈、玉米稈。其固體燃料的工業分析和元素分析如表1所示。

項目法人對高效節水灌溉工程質量負總責，實行施工單位保證，監理單位控制和政府部門監督相結合的質量管理體系，對工程規模、效益、質量、投資進行嚴格控制，按設計要求完成全部建設任務。市縣質量監督部門加大對工程質量的監督檢查力度，定期不定期深入工地，對工程質量進行檢查和抽查，及時協調解決工程建設中的各種問題，確保工程質量。

3.4 建立公示制度，實行項目“四至坐標”管理

工程建設過程中，在項目區設立公示牌，對項目的基本情況發布公示公告，接受社會公眾監督。將項目片區“四至坐標”錄入“甘肅省高效節水灌溉信息化管理系統”，不得隨意調整項目建設地點和高效節水灌溉形式等，對確需調整變更的，按相關管理辦法變更，并及時更新信息。

3.5 強化審計檢查，確保項目資金安全

充分發揮財政、審計、檢察、監察等監管部門的監督作用，市政府要組織督查考核局和水務局組成聯合督查組對水利重點工程質量、進度和資金進行專項督查；市上審計部門對已經實施的高效節水項目分年度進行專項審計，特別是對變更項目進行重點審計監管；水利部、黃委會和省水利廳稽查組對高效節水灌溉項目進行全面稽查；通過運用以上綜合措施，加強項目資金監管，確保項目資金安全，著力打造陽光工程、廉潔工程。

3.6 創新管理模式，落實工程管護主體責任

在項目建設和運行過程中，選擇以土地流轉經營大戶或大型農場主、農民用水者協會、公司+農戶等管理模式，明確產權歸屬，實行“自建、自有、自用、自管”。項目建設完成并驗收合格后，簽訂工程管護移交協議書，建立臺賬，落實管護責任，并接受各級水管機構和群眾的監督；從而探索一種符合地域特點和作物特性的灌溉方式，建立科學合理的運行管理制度。

4、“十三五”張掖市甘州區高效節水灌溉工程規劃

4.1 指導思想

4.2 規劃原則

一是統籌規劃、規模發展、適當超前；二是因地制宜、科學規劃、突出重點；三是總量控制、以水定地；四是突出重點、效益優先規模適中；五是高效利用、注重節水、保護生態、科學發展；六是政府主導、完善機制、建管并重、良性運行；七是深化改革、創新發展。

4.3 建設內容及規模

張掖市甘州區“十三五”高效節水規劃計劃發展高效節水灌溉工程面積34.96萬畝，其中管灌10.72萬畝，滴灌24.24萬畝（地表水滴灌2.01萬畝，地下水滴灌22.23萬畝），依據近年來已實施完成的高效節水工程的典型設計工程量推算各類工程的畝指標，計劃總投資46774萬元。

4.4 預期效益

“十三五”高效節水項目實施后，項目區形成較為完善的灌溉工程體系，提高了灌溉保證率，達到農業生產條件明顯改善、農業綜合生產能力明顯提高、抗御自然災害能力明顯增強的效果。將有效緩解地下水的壓力，改善區域生態環境，使灌溉條件得到顯著改善，保灌面積顯著提高，農產品產量增加、品質得以提高。

作為26個國家級雜交玉米種子生產基地之一的甘肅省張掖市甘州區為國家級雜交玉米種子生產基地實現適時、適量灌溉得以保證，對加快提升基地規模化、機械化、標準化、集約化水平，打造現代化種子生產基地，保障農業生產用種安全發揮重大作用。同時，在帶動區域特色主導產業的形成、周邊區域農業科技水平的提高、勞動力就業等方面起到了積極的推動作用。在生態方面，高效節水灌溉措施的實施，灌溉用水減少可使項目區內地下水排補趨向平衡，節約水量除用于改善灌溉面積外，一部分水量用于生態建設，促進生態恢復、保護和發展；開采地下水減少，有效控制地下水位下降，恢復地面生態植物，生態惡化趨勢得到遏制和好轉；另外，大力實施高效節水工程，節約的水量可緩解灌區用水矛盾，提高保灌程度，有利于落實黑河干流分水方案，改善下游生態環境，對促進黑河中下游生態恢復、保護和發展都將產生積極的作用。

小結

為了促進張掖市甘州區農業經濟的發展，要大力發展節水農業，加大糧食主產區、嚴重缺水區和生態脆弱區高效節水灌溉工程建設力度，推廣工程節水和農藝節水措施，完善農田灌排基礎設施，推廣微噴、滴灌、水肥一體等高效節水灌溉設備。推廣應用膜下滴灌技術等先進灌溉技術，推動了我國節水灌溉事業的發展。

[1]王朝霞.小型農田水利工程之灌溉的設計問題分析[J].河南科技，2016年10期

[2]謝欣芮.淺析農田水利灌溉工程規劃設計[J].科技與企業，2015年09期

[3]阿衣先木·阿不都熱合曼.小型農業水利灌溉節水及有效措施[J].黑龍江水利科技，2014年10期

[4]劉曉敏.杜紀壯.程福厚.王慧軍.華北區耗水型果樹節水技術集成模式綜合評價[J].安徽農業科學，2016年04期

[5]金桂國.農業節水灌溉現狀與發展對策探討[J].黑龍江科技信息，2014年05期

[6]楊福喜.關于強化節水灌溉工程管理若干問題的探討[J].水利經濟，2015年04期

[7]王文娟.對新時期實施節水農業的認識與思考[J].山西水利，2016年09期

[8]楊芬,蔚富生,郝志華.山西農業灌溉節水對策探討[J].山西農業科學，2016年01期

[9]孟小濤.王春生.淺析農業水利灌溉模式與節水技術措施[J].中國西部科技，2016年17期

王濤（1978-），男，副所長，科長，從事節水灌溉工程建設與管理；

張磊（1977-），男，助理工程師，從事水利工程建設及管灌管理。