王素芬
灌區節水農業用水管理現狀存在的問題直接導致了灌區灌溉效益不能正常發揮,與現代農業和農村綠色經濟持續穩定的發展要求不相適應。因此,灌區需要大力提升農業用水管理的現代化水平,整合水利、農業、自然資源、財政、發改委等部門的相關資金,加強灌區現代化建設的投資力度,出臺相關經濟激勵與誘導政策。
農業用水管理是節水農業的重要手段之一,國際上公認農業節水潛力的50%在管理方面。抓好農業用水管理,對于提高農業用水效率、緩解農業水資源短缺具有現實意義,同時,對黃河流域水資源的可持續利用,社會、經濟的可持續發展有著巨大作用。
一、黃河流域水資源和農業生產概況
黃河是中華文明的發源地,是中華民族的母親河,是我國第二大河。黃河天然年徑流量僅占全國河川徑流量的2.1%,徑流季節性變化大,蒸發能力強,多年平均年徑流總量580億立方米。黃河流域水資源時空分布不均,多年平均降水量456毫米,70%的降水量集中在7~10月,流域東南部降水量豐富,西北部多干旱,年降水量相差近4倍;流域內人均和耕地畝均占有水量分別為905立方米和381立方米,是全國平均水平的39%和20%。2017年的統計數據表明,黃河流域地表水開發利用率和消耗率已達86%和71%,遠遠超過國際公認的40%的水資源開發生態警戒線。
黃河流域現有耕地面積1.79億畝,農田有效灌溉面積為7765.5萬畝,耕地灌溉率達85%以上,黃河上游灌區和下游灌區以引、提干流水灌溉為主;中游灌區以引、提支流水灌溉為主。農業生產在黃河流域具有重要地位。流域內的河南、山東、內蒙古等省(區)為全國糧食生產核心區,河套灌區、關中灌區、汾河灌區和黃河下游引黃灌區等,其糧食總產量占全國的13.4%,有18個地市的53個縣列入全國產糧大縣的主產縣,主要種植春小麥、玉米、谷類、薯類、冬小麥、棉花、油料、甜菜和大麻等作物。
農業用水是黃河流域的用水大戶。2017年,流域總耗水量為417.09億立方米,地表水和地下水的耗水量分別為328.86億立方米和88.23億立方米,農田灌溉耗水量282.5億立方米,占流域總耗水量的65.1%,其中灌溉耗水占地表耗水量和地下耗水量的比例分別為69.4%和49.1%,黃河流域主要省份農業用水比例為30%~91%。因此,大力發展農業節水,提高農業用水效率,是黃河流域水安全與糧食安全保障的重要途徑。
二、黃河流域灌區節水農業高效管理存在問題
目前,黃河流域大于100萬畝的灌區有16個,30~100萬畝的灌區有34個,10~30萬畝的灌區有37個。現有灌區主要分布在黃河干支流的川、臺盆地及平原地區,灌區節水農業高效管理普遍存在的問題如下:
灌溉可用水量不足,地下水嚴重超采
黃河頻繁的季節性斷流發生于20世紀70年代,共發生斷流9天,80年代11天,到90年代中期黃河斷流現象愈演愈烈,1997年一年時間里斷流天數達到226天。實行流域統一水權分配后,黃河斷流現象不再發生,但隨之而來的是農業灌溉用水的供給不足。黃河泥沙量居世界首位,河水含沙量過大造成灌溉渠道泥沙淤積嚴重,使水資源利用難度增大,給灌區的農業用水管理帶來巨大困難。由于水源不足,需增補開采地下水資源作為補充水源,但監管力度不夠,導致地下水超采嚴重,局部形成零星分布和連片的地下水漏斗。2017年的監測表明,2017年末與上年同期相比,河南華北平原的武陟-溫縣-孟州漏斗和安陽-鶴壁-濮陽漏斗中心地下水埋深分別增大6米和3.89米。其中,人民勝利渠灌區灌域現狀年(2015年)和預測年(2020年)綜合缺水量分別為0.7×108立方米和1.4×108立方米,缺水率分別達到13.4%和23.0%,目前的水資源量已無法承載區域經濟社會的正常發展。
灌溉水利用率低,灌溉設施配套差
灌區受資金、物質、管理等因素影響,渠道的防滲能力和工程配套水平低,已襯砌的渠道年久失修,老化率高,末級渠道(斗渠、農渠)基本無防滲措施。目前,黃河流域灌區平均灌溉水利用系數為0.3~0.4。河南省的人民勝利渠灌區現有總干渠1條、干渠6條、支渠64條、斗渠391條、農渠1651條,渠道總長1923千米,總干渠自渠首閘開始,襯砌率為38%,6條干渠的襯砌率為45%,64條支渠的襯砌率為21.5%。
灌區管理機制與現代農業發展不適應
灌區大多沿用計劃經濟的傳統管理模式,存在重建設、輕管理的問題。雖然用水戶協會的建立解決了灌區管理者與用水戶間的部分用水矛盾,但灌區運行管理機制與現代農業發展的不適應仍是急需解決的難題。此外,灌區管理人員中技術人員比例低,一般低于50%,現代化管理知識缺乏,遠未達到現代農業對灌區經營管理的要求。
灌區節水農業用水管理現狀存在的問題直接導致了灌區灌溉效益不能正常發揮,與現代農業和農村綠色經濟持續穩定的發展要求不相適應。因此,灌區需要大力提升農業用水管理的現代化水平,整合水利、農業、自然資源、財政、發改委等部門的相關資金,加強灌區現代化建設的投資力度,出臺相關經濟激勵與誘導政策。
三、黃河流域灌區節水農業高效管理對策
當今,現代農業面臨全球化、市場化和互聯網化。黃河流域的農業生產條件和技術要實現現代化,就要在農業生產機械化、信息化、自動化、生產過程精準化與農業組織管理現代化上下功夫。黃河流域地理跨度大,農業生產條件差異大,上、中、下游水資源時空變化大,不同的灌溉水源對灌區的農業用水管理提出了不同的要求,灌區節水農業的高效管理需有針對性地采取從水源、輸水到灌水的灌區用水全過程高效用水調控策略,提高農業節水潛力。以黃河流域的河套灌區為例,灌溉水利用系數從2000年的0.344提高到2014年的0.384,說明農業灌溉用水具有較大的節水潛力。
首先,以節水為中心,加強節水灌溉技術的推廣應用,提升農業節水的信息化和自動化水平,以灌溉信息化帶動灌溉現代化。
發展高效節水灌溉技術,提高灌溉水利用效率,加強灌區水資源開發利用綜合規劃,從資源型用水向效率型用水轉變、從常規水資源開發利用向多水源綜合利用轉變。加強現代灌區基礎設施與裝備、灌區綠色高效安全循環作物生產技術、灌區物聯網、灌區農業資源高效利用、環境保護與生態修復等領域的科技攻關。
加強水源泥沙處理和節水工程措施因地制宜改造,可以考慮渾水灌溉和分設沉沙池的綜合治理方案;上游自流引黃灌溉的河套灌區,適宜的節水措施有渠系防滲襯砌、水平畦田的地面灌水技術和膜下滴灌技術等;揚黃灌區應發展渠道防滲、末級渠系節水改造、壟作溝灌、滴灌、噴灌和暗管集水等節水技術;井渠結合灌區應優化井渠布局,減少引黃水量,井區結合面積越大,節水潛力也越大;對于土地流轉的家庭農場,要大力推廣和發展噴微灌和膜下滴灌等高效節水灌溉技術。
其次,加強綜合農業節水措施的普及與推廣,建立完善的農業高效用水管理體制,完善節水補償機制和相關激勵節水政策,全面提升節水農業灌溉管理水平。
加強水權轉換、土地流轉、作物種植結構優化、制定科學灌溉制度、鹽堿地治理和灌區信息化建設關鍵技術的進一步提升,促進黃河流域農業節水事業的健康可持續發展。結合當前深化農業供給側結構性改革,建立適宜于該流域不同水源區的高效適水農業種植制度和結構,在種植結構調整方面,在保證糧食安全的前提下,適量壓縮耗水量大的水稻和產出效益較低的小麥、玉米種植面積,增加高效益經濟作物和耗水量小的旱作物,緩解農業灌溉用水緊缺現狀;在灌溉制度方面,根據灌區作物的需水規律和當地氣候條件,將有限的灌溉水量在灌區內及作物生育期內進行優化分配,制定科學的灌溉制度并嚴格執行。建議人民勝利渠灌區節水高效的冬小麥灌溉時間為越冬前、返青期和拔節期,凈灌水定額分別為40毫米、60毫米和70毫米;夏玉米灌溉時間為拔節期,凈灌水定額為50毫米。還可以采用農藝節水措施和生物節水措施,加快現代灌區灌溉與農藝技術的規模化、工程化、定量化、標準化、集成化及其應用,通過科技創新驅動現代灌區發展。推廣應用節約型的先進農業技術,以節地、節水、節肥、節藥、節種、節能和資源的綜合循環利用為重點,促進全面節水和提質增效。
最后,加強節水農業高效管理的監測和評價,建設和維護良好的節水農業生產環境。通過節水技術的普及、多渠道的節水信息傳播,加強和提高農民整體素質。
通過對灌區農業用水管理水平的監測和評價,可提出針對性強的農業高效用水管理對策,不斷提高農業節水水平和農業用水效率。農業用水管理水平的評價指標包括技術指標、工程指標、管理指標、環境指標和經濟指標五大類指標。河南省的人民勝利渠灌區是新中國引黃灌溉第一渠,為無壩自流引水,在農業灌溉、抗旱補源、城市供水、沉沙改土和鹽堿地治理等方面取得了巨大的經濟效益和社會效益。然而,進入新世紀以來,隨著人口的增加和水資源的短缺,灌區的農業用水管理正面臨嚴峻考驗,以農業用水管理的評價結果為基礎,提出的人民勝利渠灌區農業用水高效管理的針對性措施:一是發展工程技術節水措施,提高灌溉水利用率;二是制定合理的水費收取制度,加強灌溉用水的計量與計費;三是加大水利設施的運行維護投入,做好灌溉渠道清淤工作。
(作者為中國農業大學中國農業水問題研究中心教授)
責任編輯:馬莉莎