林發(fā)永，李學(xué)峰，楊 睿

（上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計研究院，上海200233）

崇明島大型生態(tài)灌區(qū)規(guī)劃建設(shè)探討

林發(fā)永，李學(xué)峰，楊 睿

（上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計研究院，上海200233）

崇明島是我國第三大島，也是上海市唯一的大型灌區(qū)所在地。為適應(yīng)崇明島生態(tài)發(fā)展戰(zhàn)略，滿足現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展與生產(chǎn)需要，本文提出了崇明島大型生態(tài)灌區(qū)建設(shè)的設(shè)想，并對大型生態(tài)灌區(qū)的特征、規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)、建設(shè)體系、建設(shè)措施進行了剖析，為崇明島大型生態(tài)灌區(qū)建設(shè)提出了初步的理論基礎(chǔ)。

生態(tài)灌區(qū)；理論體系；灌區(qū)規(guī)劃；崇明島

1 崇明島大型生態(tài)灌區(qū)的提出

崇明島是我國第三大島，地處長江口，面積1267km2。崇明大型灌區(qū)也是我國402個大型灌區(qū)之一，設(shè)計灌溉面積91.9萬畝。根據(jù)《崇明島生態(tài)建設(shè)綱要》，崇明島農(nóng)業(yè)主要發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)和綠色有機農(nóng)業(yè)。至2020年，主要農(nóng)產(chǎn)品無公害、綠色食品、有機食品認(rèn)證比例達90%，其中綠色食品和有機食品認(rèn)證比例達30%，良種覆蓋率達98%。

為適應(yīng)崇明島發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的需要，根據(jù)當(dāng)前對生態(tài)灌區(qū)的理論研究，結(jié)合上海市水利現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)及灌區(qū)特點，利用崇明島“水豐質(zhì)好、土美田多、環(huán)境清新、氣候適宜”的自然優(yōu)勢，《上海市農(nóng)田水利規(guī)劃》提出了“2020年基本建成崇明島綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)灌區(qū)”的總體目標(biāo)。

為此，需規(guī)劃建設(shè)崇明島大型生態(tài)型灌區(qū)，早日實現(xiàn)崇明島農(nóng)田水利現(xiàn)代化，為崇明生態(tài)島戰(zhàn)略的實施提供有力的支撐。

2 大型生態(tài)灌區(qū)的主要特征

（1）灌排系統(tǒng)配置完善。灌區(qū)的灌排系統(tǒng)應(yīng)布置合理、配置完善，實現(xiàn)灌排自如，并達到較高的灌排保障標(biāo)準(zhǔn)。灌溉保證率要達到95%以上，排澇標(biāo)準(zhǔn)達到10年一遇以上。排水工程和農(nóng)田所在區(qū)域的河道，應(yīng)注重與自然生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，并有利于生物繁衍與生物多樣性。

（2）資源利用合理高效。灌區(qū)“水、肥、土”等生產(chǎn)要素資源實現(xiàn)合理高效利用，達到節(jié)水、節(jié)能、減排的目標(biāo)。灌溉水質(zhì)要符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，并滿足無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)栽培環(huán)境需要。灌溉泵站裝置效率應(yīng)不低于55%，灌區(qū)節(jié)水灌溉工程覆蓋率達到80%以上，灌溉水利用系數(shù)達到75%以上，水分生產(chǎn)率應(yīng)達到1kg/m3以上。

（3）生態(tài)環(huán)境健康優(yōu)美。灌區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康，基本實現(xiàn)生態(tài)上的自我維持和良性循環(huán)。重視灌排工程的生態(tài)化設(shè)計，注重農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的改善，農(nóng)村污水收集納管、達標(biāo)排放，逐步改善灌溉水質(zhì)，使灌溉水質(zhì)達標(biāo)無公害。農(nóng)田所在區(qū)域的生態(tài)河道的占比要達到70%以上，達標(biāo)排放率應(yīng)不小于80%。

3 崇明島大型生態(tài)灌區(qū)主要發(fā)展指標(biāo)

按照《上海市農(nóng)田水利規(guī)劃》確定的“2020年基本建成崇明島綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)灌區(qū)”的規(guī)劃總體目標(biāo)，根據(jù)崇明島的實際情況，農(nóng)田水利建設(shè)以水源工程建設(shè)、續(xù)建配套與節(jié)水改造和提高田間排澇能力為中心，水、田、路、林、村整體規(guī)劃，旱、澇、漬、鹽、堿綜合治理，通過農(nóng)田水利工程實施達到節(jié)水、增效的目的。按照外圍防汛安全、農(nóng)田灌溉、灌溉水質(zhì)、排水降漬、設(shè)施管理、建設(shè)要求等幾個方面，提出了崇明島生態(tài)灌區(qū)建設(shè)的主要發(fā)展指標(biāo)，共擬定了生態(tài)灌區(qū)6個類別、10個發(fā)展指標(biāo)，具體指標(biāo)詳見表1。力爭通過5～10年的努力，基本建成與現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的“配套齊全、灌排通暢、安全高效、綠色生態(tài)”的農(nóng)田水利體系，實現(xiàn)基本農(nóng)田水利設(shè)施全覆蓋、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)旱澇保豐收、灌溉水質(zhì)達標(biāo)無公害、設(shè)施運行管理信息化。

表1 崇明島大型生態(tài)灌區(qū)主要發(fā)展指標(biāo)

4 崇明島大型生態(tài)灌區(qū)主要規(guī)劃建設(shè)措施

4.1 生態(tài)灌區(qū)建設(shè)的三大環(huán)節(jié)

圍繞生態(tài)灌區(qū)建設(shè)，崇明縣當(dāng)從水源、輸水和田間三大環(huán)節(jié)開展工作，具體是如下三點。

（1）建設(shè)節(jié)能、高效、美觀的水源工程。開展灌溉泵站（含灌排兩用）節(jié)能建設(shè)和外觀提升，通過新建特低水頭泵站、安裝節(jié)能變頻裝置、優(yōu)化泵站外觀等措施，建成“節(jié)能、高效、美觀”的新型泵站。

（2）大力開展骨干灌排河道生態(tài)治理。在實現(xiàn)水系有效溝通的基礎(chǔ)上，改變傳統(tǒng)單一的硬質(zhì)化措施，因地制宜采用生態(tài)型的護岸襯砌措施，并合理建設(shè)生態(tài)水景和親水平臺，實現(xiàn)“功能性、安全性、生態(tài)性、景觀性”的有機結(jié)合，建成“水清、流暢、岸綠、景美、和諧”引排水主干道。

（3）因地制宜建設(shè)攔截農(nóng)業(yè)面源污染的田間“三道防線”。注重田間灌排設(shè)施的多功能性，改變過去全斷面、硬質(zhì)化的襯砌措施，構(gòu)建農(nóng)田（節(jié)水灌溉與控制排水）-生態(tài)型田間溝渠（帶狀濕地）-小型濕地（低洼地）三道防線，在滿足正常灌排水功能要求的同時，進一步削減農(nóng)業(yè)面源污染，改善河網(wǎng)水體環(huán)境。

4.2 生態(tài)灌區(qū)建設(shè)主要技術(shù)措施

（1）河湖水系生態(tài)治理。在確保灌區(qū)防汛除澇、灌溉排水安全的基礎(chǔ)上，更加注重河流生物多樣性的營造；護岸結(jié)構(gòu)更加注重水、陸、氣的交換和利于河流生物生長的河流生境設(shè)計與構(gòu)建；注重以人為本、親水景觀營造等河流的多功能性開發(fā)和綜合利用；從而提高灌溉水體質(zhì)量和河流自凈能力，發(fā)揮河流的綜合功能。

（2）水源工程的節(jié)能高效和景觀改造。灌溉泵站（水源工程）節(jié)能、低碳和高效改造，提高運行效率；同時對泵房的外觀進行美化和景觀改造，使農(nóng)田灌溉泵站建筑成為鄉(xiāng)村的亮麗風(fēng)景線。

（3）灌排工程的多功能性。灌排工程建設(shè)突出“集約、高效、節(jié)水、生態(tài)和綜合利用”的原則，既為提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力服務(wù)，也為建設(shè)美麗鄉(xiāng)村服務(wù)。

（4）農(nóng)水設(shè)施的信息化運行管理。加快研究成本低、管理方便、操作簡單，具有遠程自動控制與監(jiān)測能力的灌排系統(tǒng)，突出農(nóng)水設(shè)施的信息化運行管理。

4.3 田間灌排設(shè)施、道路、林帶建設(shè)

水、田、路、林、村統(tǒng)一規(guī)劃，田間灌排設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)道路、防護林帶、田地平整綜合配套。灌溉設(shè)施推進低壓管道建設(shè)，落實自助式灌溉設(shè)施發(fā)展目標(biāo)，提高灌溉效率，減少勞動力。灌排渠溝注重節(jié)水高效、排水降漬、生態(tài)截污的統(tǒng)一。田間機耕路要適應(yīng)農(nóng)業(yè)耕作現(xiàn)代化的需要，滿足農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)備通行需要，同時還需要道路的生態(tài)化、透水性設(shè)計，注重低沖擊技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。林帶建設(shè)與田間生產(chǎn)道路、田塊分割有機統(tǒng)一，并注意不降低灌區(qū)的出地率。

4.4 生態(tài)型村級泯溝建設(shè)

村級河道疏浚及生態(tài)整治目的以保障農(nóng)田排水和降漬為主，但是，考慮到建設(shè)生態(tài)灌區(qū)的需求，針對過去功能單一的田間排水系統(tǒng)，下一階段建設(shè)中要改變?nèi)珨嗝妗⒂操|(zhì)化的襯砌措施，構(gòu)建農(nóng)田（節(jié)水灌溉與控制排水）—生態(tài)型田間溝渠（帶狀濕地）—小型濕地（低洼地）三道防線，在滿足正常排水功能要求的同時，進一步削減農(nóng)業(yè)面源污染，改善河網(wǎng)水體環(huán)境，逐步實現(xiàn)村級河道功能性與生態(tài)性的和諧統(tǒng)一，為崇明縣建設(shè)美麗鄉(xiāng)村和生態(tài)灌區(qū)服務(wù)。

4.5 節(jié)能高效泵站工程建設(shè)

崇明島的小型水源工程主要是小型灌溉泵站，它是農(nóng)業(yè)灌溉的起點，是農(nóng)田水利建設(shè)的主要內(nèi)容之一。小型水源工程建設(shè)的重點是提升裝置效率，實現(xiàn)低碳、節(jié)能的目的，同時兼顧外觀造型與美麗鄉(xiāng)村的統(tǒng)一。

泵站機電設(shè)備應(yīng)盡量選用特低揚程開敞式軸流泵，提高效率，降低能耗；泵站控制系統(tǒng)因地制宜建設(shè)變頻控制裝置，節(jié)能降耗。

4.6 外圍水系配套建設(shè)

按照灌排通暢、防汛保障、綠色生態(tài)的原則，推進崇明島縣級、鎮(zhèn)級骨干河道整治與建設(shè)。具體是一要滿足城市總體規(guī)劃、地塊控詳規(guī)劃和河道水系規(guī)劃原則；二要符合地區(qū)水環(huán)境綜合整治、河道整治總體規(guī)劃思想，保證防汛除澇、蓄水引水等水安全的原則，并滿足農(nóng)業(yè)灌溉需要；三要考慮低碳生態(tài)要求，優(yōu)先使用天然材料及科技含量高、環(huán)保生態(tài)的新材料；四要盡可能采用先進設(shè)計技術(shù)，降低造價，體現(xiàn)經(jīng)濟效益；五要體現(xiàn)江南水鄉(xiāng)特色，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，體現(xiàn)生態(tài)島風(fēng)貌。

4.7 智能型精準(zhǔn)灌溉示范區(qū)建設(shè)

智能型精準(zhǔn)灌溉示范區(qū)建設(shè)的主要內(nèi)容包括高效節(jié)水灌溉基礎(chǔ)設(shè)施、灌溉水源水質(zhì)在線監(jiān)控設(shè)施和智能型精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)開發(fā)及安裝三大部分。

（1）高效節(jié)水灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。立足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，大力推進高效節(jié)水灌溉設(shè)施建設(shè)，高效節(jié)水灌溉工程面積覆蓋率達到50%以上，并且每個鎮(zhèn)均要有一個智能型精準(zhǔn)灌溉示范灌區(qū)。

（2）灌溉水源水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)施建設(shè)。根據(jù)生態(tài)崇明建設(shè)要求，全縣要對灌溉水源水質(zhì)進行檢測和監(jiān)控，該項工作由縣環(huán)保局、水務(wù)局等單位實施。建議每個鎮(zhèn)建設(shè)一處灌溉水源水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有水源流量、水質(zhì)的連續(xù)在線監(jiān)測功能，可為灌溉管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策依據(jù)。

（3）智能型精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)。智能型精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)是以作物需水量預(yù)測、預(yù)報模型為基礎(chǔ)，通過參考作物需水量預(yù)測、作物系數(shù)研究和確定、作物灌水量和灌水次數(shù)模擬等一系列計算，得到不同保證率下的典型作為灌溉制度，再結(jié)合土壤含水率測定、田間微氣候測定、作物缺水診斷等技術(shù)確定的灌溉信號，實現(xiàn)對作物適時適量的智能化精準(zhǔn)灌溉。典型的智能型精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)一般以現(xiàn)有高效節(jié)水灌溉設(shè)施為基礎(chǔ)，配置土壤含水率監(jiān)測系統(tǒng)、氣象監(jiān)測系統(tǒng)、灌溉決策系統(tǒng)（核心部件，包括蓄水預(yù)測、用水調(diào)度、灌溉決策等內(nèi)容）、灌溉控制硬件等（如圖1）。

圖1 智能型精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)組成圖

5 結(jié)語

崇明島大型生態(tài)灌區(qū)建設(shè)是一項全新的事業(yè)，需要在實踐中不斷探索與總結(jié)。但崇明島正在大力開展生態(tài)島建設(shè)，具有天時、地利優(yōu)勢。因此只要腳踏實地、務(wù)實求真、開拓創(chuàng)新，崇明島大型生態(tài)灌區(qū)建設(shè)必定能取得新成效。

［1］由國棟.小開河引黃灌區(qū)參與式建設(shè)生態(tài)灌區(qū)［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2011（04）.

［2］彭世彰，紀(jì)仁婧，楊士紅，劉笑吟.節(jié)水型生態(tài)灌區(qū)建設(shè)與展望［J］.水利水電科技進展，2014（01）.

［3］王立捷，陳文閣，尚光明.沈撫污水灌區(qū)總體改造［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，1998（02）.

［4］姜開鵬.建設(shè)生態(tài)灌區(qū)的思考——用生態(tài)文明觀，拓展思路，促進灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展［J］.中國農(nóng)村水利水電.2004（02）.

［5］郭學(xué)美，孫興超.灌區(qū)渠道工程質(zhì)量的控制與管理措施［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2011（04）.

［6］賀光華，楊龍.伊犁河流域灌區(qū)開發(fā)與建設(shè)的意義［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2008（03）.

T V 93

B

1672-2469（2015）06-0014-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.004

林發(fā)永（1976年—），男，高級工程師。