延鳳茹，劉 丹

河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)探討

延鳳茹，劉 丹

(河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北石家莊050021)

結(jié)合河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，從管理、運(yùn)行、水價(jià)、規(guī)劃以及技術(shù)等方面提出面臨的問(wèn)題，從水資源的合理開發(fā)利用、工程技術(shù)節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水以及用水管理節(jié)水4方面介紹了節(jié)水灌溉具體措施，重點(diǎn)論述了工程技術(shù)節(jié)水中管灌、噴灌和微管設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，為以后節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

農(nóng)業(yè)；節(jié)水灌溉；技術(shù)措施

1 概述

河北省屬資源性缺水地區(qū)，水資源承載能力不足。此外，河北省也是全國(guó)少有的沒有過(guò)境(入境)大江大河的省份，客水資源量非常少，水資源嚴(yán)重短缺，多年平均水資源總量205億m3，僅為全國(guó)水資源總量的0.72%。人均水資源量為307m3，畝均水資源量為211m3，均為全國(guó)平均值的1/7左右?，F(xiàn)狀年供用水總量192.8億m3，其中農(nóng)業(yè)用水總量139.2億m3，占總供水量的72%?，F(xiàn)狀農(nóng)田灌溉設(shè)施薄弱，大部分還是采用傳統(tǒng)的地面漫灌，灌溉水利用系數(shù)偏低，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，搞好農(nóng)業(yè)節(jié)水，大力發(fā)展節(jié)水灌溉工程，形成節(jié)水型社會(huì)，已成為河北省經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此，發(fā)展和推廣節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)緩解水資源危機(jī)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀

河北省從傳統(tǒng)粗放的灌溉方式逐步向現(xiàn)代化、綜合化、規(guī)?；墓喔确绞睫D(zhuǎn)變，大致經(jīng)歷了起步、發(fā)展、提高3個(gè)階段。起步階段是從20世紀(jì)50年代初到70年代中期，主要采取土地平整，主干渠道襯砌防滲等措施；20世紀(jì)70年代末到90年代末處于發(fā)展階段，此時(shí)主要推廣管道輸水灌溉；從21世紀(jì)至今，節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展迅速，管道灌溉大范圍應(yīng)用于大田作物，微灌技術(shù)在果樹、蔬菜、藥材等作物中發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)，噴灌也開始應(yīng)用于草坪以及大田作物等。除了這些工程措施以外，在管理節(jié)水和農(nóng)藝節(jié)水方面也有不少研究，但在實(shí)際應(yīng)用方面效果不明顯。目前，全省有效灌溉面積440.4hm2，節(jié)水灌溉面積302.4萬(wàn)hm2，占有效灌溉面積的69%。高效節(jié)水灌溉面積260.73萬(wàn)hm2，占有效灌溉面積的59%。畝均灌溉用水量為205m3，灌溉水有效利用系數(shù)為0.664。據(jù)實(shí)際已建節(jié)水工程節(jié)水能力測(cè)算，若全省節(jié)水灌溉面積達(dá)到95%～100%，可新增節(jié)水能力13～14億m3，約占河北省缺水量的35%，因此，河北省節(jié)水灌溉面積存在著較大的發(fā)展空間。

2.2 節(jié)水灌溉技術(shù)存在的問(wèn)題

(1)重建設(shè)輕管理，管理機(jī)制不健全。近年來(lái)，河北省不斷加大節(jié)水灌溉工程投資力度，完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，很大程度上改變了農(nóng)田水利建設(shè)滯后局面，但建管脫節(jié)問(wèn)題仍很突出。工程產(chǎn)權(quán)、使用權(quán)不明晰，管理經(jīng)營(yíng)機(jī)制不活，缺少考核問(wèn)責(zé)等配套機(jī)制；水權(quán)水價(jià)市場(chǎng)機(jī)制不健全，難以發(fā)揮價(jià)格杠桿作用；節(jié)水灌溉方面的政策、法規(guī)和規(guī)章制度建設(shè)相對(duì)滯后，未建立激勵(lì)節(jié)水的補(bǔ)貼機(jī)制，對(duì)粗放用水未實(shí)施約束機(jī)制，難以調(diào)動(dòng)農(nóng)民節(jié)水積極性［1-2］。

(2)資金短缺，影響管理機(jī)制運(yùn)行。目前，節(jié)水灌溉工程大部分由國(guó)家投資建設(shè)，建成后由項(xiàng)目村或者農(nóng)業(yè)用水合作社進(jìn)行管理，主要包括設(shè)備維修及日常管護(hù)。管護(hù)經(jīng)費(fèi)主要由政府補(bǔ)貼和征收水費(fèi)組成，政府補(bǔ)貼的管理經(jīng)費(fèi)少，水費(fèi)征收困難，資金短缺造成管護(hù)工作不到位，工程完好率逐年下降，需要國(guó)家每年投入資金進(jìn)行維護(hù)，在人員配備、設(shè)施配套等方面增加投入和補(bǔ)貼，以保證管理機(jī)制的正常運(yùn)行［3］。

(3)農(nóng)業(yè)水價(jià)過(guò)低，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重?，F(xiàn)階段農(nóng)村灌溉用機(jī)井大部分產(chǎn)權(quán)歸屬村委會(huì)，運(yùn)行管理歸用水者協(xié)會(huì)，少部分由個(gè)人投資建設(shè)，自行管護(hù)。由于缺乏相關(guān)計(jì)量設(shè)施，沒有按照水量實(shí)行水費(fèi)征收，只按照用電量收取一定的費(fèi)用，造成水價(jià)偏低，未能引起農(nóng)民對(duì)水資源的重視，水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。從另一方面，也反映出農(nóng)民節(jié)水意識(shí)薄弱，應(yīng)在加強(qiáng)宣傳教育的同時(shí)，采取必要約束措施，轉(zhuǎn)變思想觀念。

(4)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，協(xié)調(diào)機(jī)制不健全。水資源的嚴(yán)重短缺，促使國(guó)家加大了對(duì)節(jié)水工程的投資力度?，F(xiàn)行管理體制下國(guó)土、農(nóng)業(yè)、水利等部門沒有相互協(xié)調(diào)機(jī)制，易出現(xiàn)“多頭建設(shè)，多頭管理”的問(wèn)題，存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、建設(shè)內(nèi)容不合理、重復(fù)投資等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的健康發(fā)展。國(guó)家政府應(yīng)充分發(fā)揮宏觀調(diào)控職能，協(xié)調(diào)好各部門之間的工作。

(5)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)偏低。河北省節(jié)水灌溉技術(shù)整體上起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品種類少，功能單一，但是地形、土壤類型復(fù)雜多樣，節(jié)水灌溉設(shè)備產(chǎn)品不能完全滿足要求。另一方面，節(jié)水設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)監(jiān)督以及質(zhì)量檢測(cè)工作等均有待加強(qiáng)，節(jié)水灌溉技術(shù)的研究和推廣仍是薄弱環(huán)節(jié)。

3 河北農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的技術(shù)體系

節(jié)水灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比具有明顯節(jié)水的特點(diǎn)，是充分利用灌溉水資源，提高水的利用率，達(dá)到農(nóng)作物高產(chǎn)高效而采取的技術(shù)措施，主要包括水資源的合理開發(fā)利用、工程節(jié)水技術(shù)、農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)以及用水管理節(jié)水等［4-6］，從水源到田間最大限度地減少水量損失并獲得最大綜合效益。

3.1 灌溉水資源的合理開發(fā)利用措施

灌溉水資源的合理開發(fā)利用是指采用必要的工程措施，對(duì)天然狀態(tài)下的水進(jìn)行有目的地干預(yù)、控制和改造，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定水量的技術(shù)活動(dòng)［7］。根據(jù)河北省不同市區(qū)的實(shí)際情況，采取不同的工程措施。對(duì)于井渠雙灌區(qū)，可實(shí)施揚(yáng)水點(diǎn)或者泵站+管道輸水+小畦灌溉的模式；對(duì)于井灌區(qū)可實(shí)施管道輸水+田間小白龍+小畦灌溉的模式；對(duì)于土地流轉(zhuǎn)程度較高地區(qū)可根據(jù)種植作物情況選擇噴灌、微管、高標(biāo)準(zhǔn)管灌等高效節(jié)水形式；對(duì)于地下水礦化度較高的咸水區(qū)可實(shí)施咸淡水混合灌溉的多水源模式。對(duì)于有條件的地區(qū)還可進(jìn)行雨水集流，利用現(xiàn)有坑塘蓄水灌溉等模式。

3.2 節(jié)水工程技術(shù)措施

工程技術(shù)措施節(jié)水是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)體系的核心內(nèi)容，目前河北省采取的節(jié)水形式主要有渠道防滲、低壓管道輸水灌溉、噴灌以及微灌。

(1)渠道防滲技術(shù)。渠道防滲是減少輸水滲漏損失的有效措施，不僅可以節(jié)約灌溉用水，還能防止渠道坍塌和沖淤。襯砌材料主要有混凝土、塑料薄膜、砌石、瀝青、黏土等。研究顯示，漿砌塊石襯砌防滲較土渠減少滲漏損失50%～60%，混凝土襯砌防滲較土渠減少滲漏損失60%～70%，塑料薄膜防滲較土渠減少滲漏損失70%～80%［8］。河北省石津灌區(qū)主干渠道均采用混凝土襯砌，大大提高了水的利用系數(shù)。

(2)低壓管道輸水灌溉技術(shù)。簡(jiǎn)稱管灌，是利用聚氯乙烯(PVC)管道代替渠道輸水的一種灌水方法，是河北省推廣應(yīng)用最廣的一種灌溉技術(shù)。由于雨量較少，年際變化大且分配不均，地表水不能滿足灌溉用水要求，需要地下水和地表水聯(lián)合運(yùn)用，即井渠雙灌。在工程設(shè)計(jì)中要綜合考慮2種灌溉模式，不能為了縮短灌溉周期，盲目地選擇大功率水泵，不但會(huì)導(dǎo)致管徑偏大，投資提高，而且由于地下水出水量的限制，還不利于水泵的高效運(yùn)行。

(3)噴灌技術(shù)。是利用專門的設(shè)備將壓力水噴灑到空中形成細(xì)小水滴或彌霧，并均勻地降落到植物和地面上的灌水方法。主要有機(jī)組式噴灌系統(tǒng)和管道式噴灌系統(tǒng)，機(jī)組式噴灌系統(tǒng)主要用于土地開闊連片且集約化經(jīng)營(yíng)程度高的大田作物，針對(duì)土地流轉(zhuǎn)率偏低的現(xiàn)狀，河北省更多的是采用管道式噴灌系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)中考慮到施工的可行性，盡量將干管布置在道路一側(cè)，采用雙向布置形式，減小管徑，降低管道投資。

(4)微灌技術(shù)。微灌是通過(guò)管道系統(tǒng)將水輸送到灌溉地段，利用安裝在末級(jí)管道上的灌水器，將作物所需的水和營(yíng)養(yǎng)成分以小流量，均勻地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水技術(shù)，分為滴灌、微噴灌和小管出流3種，由于微灌技術(shù)成本較高，主要應(yīng)用于大棚蔬菜、果樹、花卉等經(jīng)濟(jì)效益較高的作物。工程設(shè)計(jì)中灌水小區(qū)進(jìn)口宜設(shè)置壓力或流量調(diào)節(jié)設(shè)備，未設(shè)置時(shí)應(yīng)將一個(gè)輪灌組視為一個(gè)灌水小區(qū)，通過(guò)流量偏差率以及支管和毛管的水頭分配比例計(jì)算支管和毛管的允許長(zhǎng)度，保證遠(yuǎn)端進(jìn)口處的壓力值。

3.3 農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)措施

主要包括耕作保墑、覆蓋保墑、化學(xué)制劑保墑、提高作物抗旱能力的栽培技術(shù)、限額灌溉、節(jié)水抗旱作物品種選育、種植結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置以及合理增加復(fù)種指數(shù)等。其中秸稈覆蓋和地膜覆蓋是減少耕地水分蒸發(fā)的有效手段。據(jù)河北省的試驗(yàn)資料［9］，秸稈覆蓋麥田可減少土壤水分消耗35%～66%(0～40cm土層)。

3.4 節(jié)水管理技術(shù)措施

對(duì)于新建的灌溉工程，應(yīng)明晰所有權(quán)、使用權(quán)和管理權(quán)，建立健全責(zé)任制，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，制定有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和管理規(guī)程，將管理責(zé)任落實(shí)到人；完善基層水利服務(wù)體系，建立基層水利服務(wù)機(jī)構(gòu)、水利專業(yè)化服務(wù)隊(duì)伍、農(nóng)民用水合作組織“三位一體”的基層水利服務(wù)體系；推進(jìn)水權(quán)水價(jià)改革，把農(nóng)業(yè)用水權(quán)確權(quán)到戶，推廣實(shí)施“一提一補(bǔ)”“超用加價(jià)”“終端水價(jià)”等模式，為節(jié)水工程可持續(xù)利用探索新途徑；在健全計(jì)量設(shè)施的基礎(chǔ)上，完善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)用水信息管理體系。

4 結(jié)束語(yǔ)

河北省水資源嚴(yán)重不足，傳統(tǒng)灌溉已難以為繼，全面推廣節(jié)水灌溉、有效促進(jìn)河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水進(jìn)程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提。針對(duì)目前節(jié)水灌溉存在的問(wèn)題，政府應(yīng)全面統(tǒng)籌規(guī)劃，完善法律法規(guī)，加大投資力度；群眾應(yīng)加強(qiáng)節(jié)水意識(shí)，履行灌溉設(shè)施的管護(hù)責(zé)任，樹立主人翁意識(shí)；科研設(shè)計(jì)應(yīng)攻克技術(shù)難關(guān)，迅速將節(jié)水灌溉技術(shù)推廣，最終建設(shè)成節(jié)水型社會(huì)。

［1］陳雷.節(jié)水灌溉是一項(xiàng)革命性的措施［J］.節(jié)水灌溉.1999 (01)：4-5.

［2］張玉欣，周建萍，吳玉芹，等.對(duì)我國(guó)節(jié)水灌溉建設(shè)的幾點(diǎn)思考［J］.節(jié)水灌溉，2005(01)：38-39.

［3］趙文杰，丁凡琳.我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣現(xiàn)狀與對(duì)策研究綜述［J］.節(jié)水灌溉，2015(04)：96-98.

［4］逄煥成.我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析［J］.中國(guó)土壤與肥料，2006(05)：1-2.

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S275

B

1672-2469(2017)03-0020-03

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.010

2017-01-17

延鳳茹(1966年—)，女，教授級(jí)高級(jí)工程師。