我國農業節水灌溉現狀及發展對策淺析

姜慶飛，張 營

（1.江西明澤水利建設有限公司，江西 上饒 334000；2.海河水利委員會科技咨詢中心，天津 300170）

我國水資源總量相對豐富，2020 年水資源總量31 605 億m3[1]，人均水資源占有量約為2 200 m3，僅為世界人均水資源占有量的1/4，是世界上13 個貧水國之一[2]，水資源短缺的問題日益明顯。我國是農業大國，農業用水量占總用水量的比例較大，據統計，2015—2020 年農業用水量占用水總量比例為61.16%～63.10%（詳見表1），平均為61.88%。然而，我國2019、2020 年的灌溉水利用系數僅為0.559[3]、0565[1]，而其他農業大國的農業灌水利用系數達到0.7～0.8[4]。因此，提高農業灌溉水利用系數，對發展我國農業和改善當前日益緊張的水資源供需問題意義重大。

表1 近6 a（2015—2020年）農業用水分析

本文通過我國農業用水現狀資料，分析目前農業灌水過程中出現的問題，提出相應對策，從而促進農業節水灌溉的發展。

1 農業節水灌溉現狀

1.1 農業節水灌溉面積現狀

《中國統計年鑒》（2015—2020 年）[5-10]和《中國環境統計年鑒》（2015—2020 年）[11-16]資料顯示，我國農業節水灌溉發展迅速。2015—2020 年，耕地灌溉面積和節水灌溉面積均有所增加（詳見表2），耕地灌溉面積每年增加量均小于節水灌溉面積每年增加量，近6 a來平均新增耕地和平均新增節水灌溉面積分別為77.0 萬、146.3 萬hm2。相較于我國耕地灌溉面積來說，節水灌溉面積比率逐年遞增，由2015 年的47.15%增至2020 年的54.65%；但相較于我國1.2億hm2耕地紅線面積來說，節水灌溉面積占耕地紅線面積比例由2015 年的25.88%增加至2020 年的31.50%，由此可以看出，目前我國發展節水灌溉的面積占耕地紅線面積的近1/3，表明節水灌溉面積雖已大幅提高，但農田節水灌溉面積所占的比重遠達不到高效節水的要求。因此，在發展農業灌溉的同時必須加強高效節水灌溉的推廣。

表2 近6 a（2015—2020年）新增耕地和節水灌溉面積統計

1.2 農業節水灌溉設備現狀

農業節水灌溉工程在建設過程中，因選取的灌溉方式不同，相應的灌水設備也不同。節水灌溉的設備主要根據灌水方式來選取，采用噴灌時，主要的灌水設備是噴頭、管道和動力設備等；采用微灌時，主要的灌水設備包含微噴頭、滴頭、管道、首部樞紐及動力設備等；采用管灌時，主要的灌水設備是低壓管道。圖1 為近5 a（2015—2019 年）各類節水灌溉技術的灌溉面積統計，數據來源于《中國環境統計年鑒》（2015—2019 年），2020 年暫未公布各類節水灌溉技術的灌溉面積，故只統計到2019 年。根據圖1可以發現，在節水灌溉技術中，噴灌、微灌和低壓管道灌溉面積均逐年遞增，這與我國近些年不斷重視并加大對農業節水投入密不可分。然而，噴灌、微灌和低壓管道灌溉作為高效節水灌溉的主要技術措施，在2015—2019 年內，其灌溉面積之和占節水灌溉面積的平均比重僅為59.68%。同時，產品質量存在不穩定、欠缺成套性[17]、耗能較高和生產設備與材料工藝落后[18]等問題，低壓管道存在灌水不均勻[19]、淤積和滲漏嚴重等[20]問題。

圖1 近5 a（2015—2019年）各類節水灌溉技術的灌溉面積統計

1.3 農業節水灌溉管理體制滯后

目前，我國建立的農業節水灌溉管理體制主要表現出一定的滯后性。首先，從全國農作物灌溉管理體制來看，農業灌溉管理體制缺乏市場的引導，無法與市場經濟的發展步伐統一。其次，由于部分灌水管理機構缺乏自主管理權，導致管理人員將水資源市場化，簡單地將灌水演變成商品買賣關系，未能正確引導節水意識淡薄的群眾，且農業水價存在定價不合理，致使用水戶在灌水過程中缺乏節約意識，進而導致灌溉水利用系數偏低。此外，在農業節水灌溉資金管控方面，我國現有投資建設的部分農業灌溉工程所采用的技術水平相對落后，尚不能適應我國節水灌溉高質量發展的要求，在農作物灌水過程中，漏水、滲水、偷水等現象時有發生，部分地區缺乏對農業水利灌溉系統的重視，暫未將農業水利灌溉發展經費納入預算經費中，致使灌水設施出現故障時無經費保障，進而導致灌水系統無法正常運轉，不能發揮系統本身的節水效益。

2 節水灌溉存在的問題

2.1 能源問題

近些年，人們不斷嘗試將風力發電[21]、水力發電[22]以及太陽能[23]與節水灌溉設備相結合，以解決農業節水灌溉中長期供能問題。然而，在農業節水灌溉實施過程中，能源問題一直存在，主要為可再生能源的研究成果沒有得到充分應用和農業節水灌溉所需的小型可再生能源研究不足[24]。太陽能與節水灌溉設備的結合，既可解決偏遠地區節水灌溉設備供電問題，又能顯著降低灌溉過程中的碳排放，在節水灌溉功能方面具有廣泛的應用前景，但也存在光伏水泵產品可靠性較差、系統存在配置不合理和與灌溉系統匹配差等問題。

2.2 節水灌溉設備問題

自我國引入國外灌水設備以來，其應用規模在逐年擴大。然而，就各節水灌溉設備而言，目前仍存在許多問題。

在噴灌系統方面，對噴灌噴頭基礎理論缺乏系統性深入的研究，對噴頭內部水流的流動理論研究較為薄弱，噴頭的能源消耗大、工作壓力相對較高，噴頭噴灑均勻程度不高，噴頭的智能化、自動化程度有待提高等。

在微灌系統方面，在微灌系統實施過程中普遍采用的是低端微灌設備，高端產品缺乏，對于高端微灌設備的研發與生產遠遠達不到市場需求，過分依賴于進口產品。灌水器的產品質量和性能需要進一步提高，微灌產品在系列化水平與配套性上有所欠缺。在采用膜下滴灌時，大量塑料膜導致的白色污染問題沒有得到有效解決，且滴灌帶使用壽命較短，僅能灌溉1～2季，使用成本相對較高。

在低壓管道灌溉方面，管灌具有節水、節地、增產和高效等優點[24]，但低壓管道仍存在遇含沙水源易產生淤積[25]、輸水工程的標準偏低、系列配套設備不完備、規劃設計水平不高、投資較少和管道設備利用率低等問題[26]。

2.3 推廣與管理體制問題

農業節水灌溉技術的推廣隨水資源供需矛盾的增加愈發被國家所重視，近些年得到了較快發展。然而，目前關于農業節水灌溉技術的推廣方面仍存在以下不足：在技術選擇上不夠全面[27]，技術指導和培訓欠缺[28]，體制阻礙其發展[29]，節水設備銷售渠道不暢[30]和人們節水意識仍不夠強；在管理體制方面，主要存在節水灌溉資金投入時斷時續、節水灌溉制度和政策法規建設不完善、節水灌溉管理尚未形成較為統一且適宜的模式[31]、節水灌溉工程“重建輕管”[32]和缺少激勵與監督機制等問題[33]。

3 農業節水灌溉發展對策

3.1 大力推廣可再生能源研究應用

節水灌溉設備的正常使用均需有效的能源供給，針對新疆、甘肅、西藏和青海等地日照充足的農作物種植區，應優先開發太陽能作為灌溉的能源；針對我國水資源較為豐富的丘陵山區，如福建、四川和貴州等地，灌溉設備能源供給應以發展小型水電為主；針對風力資源較為豐富的地區，如我國東北、華北北部、西北地區和沿海地區，應優先開發利用風能；針對適合發展地熱發電的西藏和云南地區，應積極發展地熱發電；針對我國農業和畜牧業大省，如河南、山東、四川和黑龍江等地，應充分利用農作物秸稈和畜禽糞便等產生的生物質能。此外，為避免能源消費結構單一和保證能源供給健康發展，應加強風能、水能、太陽能、地熱和生物質能的聯合互補，形成長效穩定的能源供給，推動節水灌溉技術的快速發展。

3.2 不斷推進節水灌溉設備研發

農業節水灌溉設備方面，對于噴灌系統，應通過不斷的理論分析與實踐研究，開發出環保、高效、節能、智能化、多用途化的噴灌設備，實現對不同地區、不同土壤和氣候條件、不同作物的精準灌溉。對于微灌系統，應積極開發研制產品質量好、能耗低、價格低且與我國節水灌溉技術相適應的高端灌溉設備，降低對進口產品的過分依賴。對于低壓管道系統，應吸收國外先進技術及經驗，研發低能耗、低投入和高效率的設備，提高低壓管道相應配套設備的標準和配套技術水平，形成群井聯合調度和多級配水的智能化，同時應提高低壓管道輸水工程設計、建設、驗收、管理等標準體系和管道運行管理水平等，確保低壓管道系統設備長時間處于健康狀態。此外，對于各節水灌溉設備而言，一方面，應采用新材料、新工藝、新技術，積極研發配套強、壽命長的灌水器和可降解塑料膜；另一方面，應盡可能降低新灌溉設備的研發周期，改進和提高灌溉設備性能，降低灌水設備的生產和維護成本，促進我國節水灌溉設備的推廣與應用。

3.3 加強高效節水灌溉推廣應用

結合國家、流域、區域灌區發展規劃和現狀作物種植布局等，對于高效節水灌溉技術適用的區域，主管部門應制定相應優惠政策，加大節水灌溉設備的資金投入，保障高效節水灌溉技術應用落地；管理部門應適時組織開展高效節水灌溉設備推介會，加大高效節水灌溉技術宣傳力度；各地區應結合自身實際，學習推廣應用經驗；企業應構建高效節水灌溉設備銷售、推廣平臺，進一步拓寬銷售渠道。

3.4 創新管理體制機制

細化完善不同作物高效節水灌溉用水定額，出臺高效節水灌溉設備運行維護資金獎補政策，建立農業水價精準補貼機制，從而健全農業節水政策體系；在有條件的地區，開展合同節水管理，從資金、技術、運維等多角度全面保障高效節水灌溉技術應用落地；管理部門應針對高效節水灌溉的新技術、推廣應用遇到的問題等，定期對基層管水、用水人員開展技術培訓；健全農業高效節水灌溉管理責任制，明確管理人員與用水人員具體職責，建立管理人員和灌區群眾共同監督的機制，將農業節水灌溉管理工作落到實處。

此外，由于氣候、地理及土壤條件的差異性，不同灌區用水量各不相同。因此，在節水灌溉開展過程中，相關管理部門需要制定合理的水資源分配策略，并通過合理的調控來維護用水秩序。

4 結語

大力推進我國農業節水灌溉發展，可根本上解決我國農業缺水問題。農業節水灌溉的健康發展需多舉措同時進行，不僅要灌溉節水，同時需持續大力的資金投入，改善節水灌溉設備，健全節水灌溉管理制度，拓寬適宜的節水灌溉設備銷售推廣渠道，選擇適宜當地的可再生能源和提高人民群眾節水意識等，才能真正意義上實現我國農業灌溉的全方位節水。