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        節(jié)水灌溉的發(fā)展趨勢探索

        2022-12-27 19:43:37周永新高亞威
        區(qū)域治理 2022年18期
        關鍵詞:農業(yè)

        周永新,高亞威

        1.新民市綜合事務服務中心;2.沈陽工學院

        近幾年,由于對水資源的過度開采和破壞,導致水資源短缺,使國家的經濟發(fā)展受到了極大的限制,因此,發(fā)展農業(yè)節(jié)水灌溉是大勢所趨。相關部門也都加大了對節(jié)水灌溉的投入,雖然可以緩解缺水問題,但長期來看,這只是權宜之計,并不能解決根本問題。為此,發(fā)展節(jié)水灌溉技術是目前各有關部門的工作重點,因此,完善節(jié)水灌溉技術,才能努力為促進農村經濟的發(fā)展打下堅實的基礎。

        一、節(jié)水灌溉技術的發(fā)展簡史

        根據中國水資源現狀,目前中國水資源占全球6%左右,是一種遠遠超過耕地資源的開發(fā)資源。雖然我國目前擁有豐富的水資源,但人均水資源的分配狀況并不理想,從這一點可以看出,我國是世界上人均水資源最匱乏的國家之一,人們的生產、生活以及農業(yè)的發(fā)展對水的需求量都很大,全國70%的淡水資源用于農業(yè)生產,而我國水資源和土地資源又存在分布不均衡的情況,水資源的不合理利用使我國水資源緊缺的形勢更進一步惡化。農業(yè)生產技術的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢將直接影響中國的水資源狀況。近幾年,由于國家有關部門加大投入和建設,使灌溉技術得到了一定程度的升級,從而緩解了缺水的問題。然而,據有關調查顯示,目前已建成的農田大多仍在使用傳統(tǒng)的、落后的灌溉方式,使用這種新技術的耕地很少。因而,在某種程度上仍然存在著相當嚴重的浪費現象。因此,改善土壤灌溉技術,保持農業(yè)用水的增長率是解決水資源供求矛盾的主要方法,與傳統(tǒng)灌溉技術相比,改進后的節(jié)水灌溉技術具有顯著的節(jié)能效果。目前,全國耕地面積1.3億公頃,有效灌溉面積5586.67萬公頃,占耕地總面積的43%。據《中國水利年鑒2003》所載,2002年全國農業(yè)節(jié)水灌溉面積達1866.67萬畝,占全國耕地的33.4%。其中,噴灌、微灌246.6667萬 hm2,占我國節(jié)水灌溉的13.2%,低壓管線供水面積415.6667萬公頃,占全國節(jié)水灌溉面積的22.3%,剩余為渠道防滲灌溉控制區(qū),占64.5%。

        二、當前常用的節(jié)水灌溉技術

        (一)渠道防滲技術

        目前,我國80%的灌溉農業(yè)用水都來自渠道的水源,但在運輸過程中,有一部分會通過渠道滲入渠底,因此,采用渠道防滲技術來減少水資源的損失。渠道的防滲層一般采用黏土材料,以降低滲透率,采用該技術可以增加水流的流速,有利于高含沙量的灌水,從而減少水資源損失,提高了水資源的利用率,節(jié)省了投資和運行成本,既能調節(jié)地下水的水位,又能有效地阻止地下水的二次鹽堿化,減少河道沖刷、淤積和崩塌,是一種非常有效的節(jié)水防滲技術。

        (二)低壓管道輸水灌溉技術

        低壓管線輸水灌溉技術一改傳統(tǒng)的土渠輸水的方式,采用低壓輸水管線,將水直接送至農田,從而減少了輸水時的滲漏和蒸發(fā)。50年代,農村經濟狀況和科技水平還不高,由于技術和裝備的不完善,使得該技術無法大規(guī)模推廣。20世紀80年代,由于我國經濟發(fā)展和城市化進程的加快,我國的水資源嚴重短缺,為節(jié)約用水,各級政府和人民都開始關注這一技術,采取了一系列措施來促進這一技術的應用,并將其列為“七五”計劃的重要內容。通過實際應用,已經取得了很好的效果,開發(fā)出了適合中國實際的PVC薄壁管材、PVC纏繞管、雙壁紋聚氯乙烯管、水泥沙管、石灰混凝土管等低壓管及配套管。采用低壓管線輸水灌溉技術,不僅減少了滲漏、蒸發(fā),而且節(jié)約了約25%的能源。該技術一次投入少,操作、管理設備簡單化,易掌握,受到廣大農戶的歡迎。盡管這一技術已被廣大農戶所接受,也受到了政府的高度重視,但仍存在一些問題。一是供水系統(tǒng)不完善。目前,低壓管線灌水技術在大田中的應用仍采用傳統(tǒng)的溝畦灌方式,盡管田間用水量有所增加,但與之相比仍偏低,因此必須改變配水系統(tǒng),提高水的利用效率。二是設備的運用不協(xié)調,用于低壓管線供水的管件、簡易量水設備和安全防護設備的配套還不夠完善,有待進一步定型和完善。

        (三)噴灌

        噴灌技術發(fā)展至今已有40多年,最初是因為農民的貧困,由于裝備不合格等因素,該工藝一直沒有得到很好的發(fā)展,直到國家“七五”計劃引入先進的技術和裝備,才極大地推動了這一工藝的發(fā)展和應用。噴灌是將雨水分散為微小的水珠,然后在地面進行噴灑,采用專用的機械裝置,例如,電力裝置、水泵、管道等用來增壓。該技術具有人工調控灌溉水量、適合各種地勢、適合各種農作物、適當灌溉等優(yōu)點,與常規(guī)灌溉方法相比較,具有灌溉均勻、質量高、節(jié)水、節(jié)約勞動力等優(yōu)點,因此受到了農業(yè)部門的高度關注,有著廣闊的發(fā)展空間。然而,噴灌技術仍存在一些不足之處,受到大風的強烈吹拂蒸發(fā)損耗大、一次性投資大、耗能大等。

        三、節(jié)水灌溉技術應用的注意事項

        (一)因地制宜

        我國土地幅員遼闊,每個區(qū)域的發(fā)展程度都不一樣,作物種類也很多,因此,在選擇農業(yè)節(jié)水灌溉技術時,必須根據區(qū)域的實際情況和特點,進行穩(wěn)定的發(fā)展。同時,要根據不同區(qū)域的不同特征,選用科學、合理的節(jié)水灌溉技術。所以,在選用節(jié)水灌溉技術時,一定要根據當地的實際情況和當地的土地環(huán)境、氣候條件,確保農業(yè)水利項目順利實施。

        (二)提高對設備維護的重視度

        在選擇農用節(jié)水灌溉技術時,應加強對設備維護的關注,這樣既能延長機械的使用壽命,又能降低灌溉費用,進而增加農民的經濟收入。此外,采用節(jié)水灌溉技術可以進一步確保農用機械的節(jié)水率,但在實際工程中,往往會發(fā)生渠道、管線滲漏問題,從而造成農田灌溉用水的嚴重浪費。另外,渠道和管線的滲漏也會對土壤本身產生一定的影響。所以,在推廣農業(yè)節(jié)水灌溉技術時,一定要對其進行定期維護,以確保節(jié)水灌溉技術的有效利用。

        (三)提高對性價比的重視

        隨著社會經濟的迅速發(fā)展,節(jié)水灌溉技術整體技術水平在穩(wěn)步提升。但是,由于農業(yè)各方面的投資費用相差很大,比如,滴灌技術的費用最低,但從實際的灌溉效果來看并不是很好。根據有關資料,農民也很喜歡采用滴灌技術,一方面費用少,另一方面可以達到中央噴灌的目的。因此,節(jié)水灌溉技術在實際應用中必須對成本較高的節(jié)水灌溉技術進行深入的研究,以使其更好地發(fā)揮經濟價值。

        四、節(jié)水灌溉技術的發(fā)展趨勢

        (一)加強利用灌溉水輸配系統(tǒng)

        由于受經濟、技術等因素的制約,目前國內主要采用明渠輸水的方式,而早期開挖和施工的大多數明渠都未采用防滲措施,因此其結構相對比較簡單。在明渠輸水的過程中,最常見的是因蒸發(fā)、滲漏而消耗水資源。因此,最主要的是要把渠道防滲作為灌溉用水的輸配體系的節(jié)水改造,同時,采用低壓管線進行輸水,也可以采用土溝法進行灌溉,既能有效提高灌溉用水的利用率,又能降低水資源的損耗。渠道防滲在節(jié)流灌溉中起到了很大的作用,它既有效控制地下水的水位,又能減少輸水的損失。目前,以瀝青混凝土為主的防滲襯砌,混凝土、復合土工膜料、灰土、砌石、水泥土、混凝土、占很大比例,積極開展渠道防滲是降低輸水損失的重要技術手段,是未來我國節(jié)水灌溉的主攻方向。

        (二)積極利用低壓管道輸水技術

        另外一種方法是采用灌漿管線,這是目前國內外農業(yè)用水的主要發(fā)展方向。利用低壓管線進行輸水,可以大幅度降低管網內的滲透量和蒸發(fā)損耗,達到了以管代替渠道的目的,提高了95%的供水利用率。此外,采用管道代替溝渠,可以將耕地的利用率增加2%至3%,減少溝渠的占用,而且省工省時,具有管理方便、快速輸送、維護保養(yǎng)等諸多優(yōu)勢。

        (三)推廣利用田間灌溉水技術

        在減少了向農田供水的用水損失后,如何將節(jié)水技術應用于農田,是當前農業(yè)節(jié)水技術研究的重點。本文提出了改進灌溉技術和改進灌溉系統(tǒng)的措施,并對其進行了詳細的闡述。在改善大田灌溉技術的過程中,應采取節(jié)水地面灌溉、噴灌、微灌等多種技術手段。由于技術和經濟條件的制約,傳統(tǒng)的地面灌溉技術將在很長一段時期內成為主要的農田灌溉技術。改善灌溉技術、改善灌溉品質,是降低灌溉周期、增加灌溉勞動生產率、節(jié)約灌溉成本和灌溉時間的關鍵。進行農田改造時,應將寬畦改為窄畦,將長邊(溝)劃成短畦(溝),可大大提高入畦流量。改良了傳統(tǒng)的全濕潤地面灌溉方法,能有效提高農田土壤水分的利用率,并能有效改善作物根部的滲透性,促進根系的深入,同時也能將土壤中的水分充分利用,具有節(jié)水、增產等特點,是一種非常值得推廣的方法。

        (四)制定節(jié)水灌溉制度

        節(jié)水型灌溉系統(tǒng)是以提高產量、利用效率和效益三個層次為目的。農作物的產量不僅與灌溉水量相關,還與灌溉的分配密切相關。所以,合理的灌溉體系應該是在了解不同作物的缺水、產量等情況的前提下,采取節(jié)水灌溉或優(yōu)化灌溉,使有限的水資源在作物生長周期得到最佳的配置,保證各種作物在水分敏感期的用水,以達到更高的生產效益和節(jié)水效益。

        五、節(jié)水灌溉技術的推廣現狀

        (一)農業(yè)灌溉用水混亂

        當前,我國農業(yè)發(fā)展還不夠全面,水資源利用不到位,節(jié)水灌溉設備的不合理使用是造成農業(yè)發(fā)展水平不高的主要原因。另外,由于農業(yè)灌溉用水結構混亂,沒有建立健全的農業(yè)節(jié)水制度,也沒有實施國家關于節(jié)水的政策,使得農村水利部門的工作難以開展,在很大程度上阻礙了我國農業(yè)節(jié)水的推廣。

        (二)管理不系統(tǒng)、不規(guī)范

        一個企業(yè)要想發(fā)展壯大,就需要建立一套完整的體系和標準化的管理體系。同樣,我國農業(yè)灌溉也必須實行系統(tǒng)化、標準化管理,節(jié)約用水。但就當前的農業(yè)灌溉狀況來說,因為沒有形成健全的制度,管理并不規(guī)范,在使用節(jié)水灌溉設備的時候缺乏系統(tǒng)、規(guī)范的管理,導致了許多的資源浪費,這對我國的農業(yè)節(jié)水灌溉工作造成了一定的影響。

        (三)農民節(jié)水灌溉意識較低

        我國目前還沒有實現節(jié)水灌溉的根本原因,主要是由于農民對節(jié)水灌溉的認識比較模糊,對節(jié)水灌溉的重視程度不夠。長期以來,由于農民普遍采用傳統(tǒng)的灌溉方法,人們認為節(jié)水灌溉不僅危害作物的健康,而且會影響作物的生長,進而影響糧食收成。同時,在實施節(jié)水灌溉的過程中,往往要耗費大量的人力、物力、財力,從而導致農民對節(jié)水灌溉產生反感。另外,農村居民的節(jié)水意識還很弱,不知道缺水會對人民和國家造成什么傷害。

        六、提升節(jié)水灌溉技術推廣效果的措施

        (一)建立健全農田灌溉高效用水管理體制

        在市場經濟條件下,要保持和發(fā)展大中型灌區(qū),必須從產權、管理、經營、投資、價格等方面進行改革,對小型水力發(fā)電工程實行產權改革,實行國有化,實行土地所有權制度,企業(yè)的經營管理權是通過有償的形式有償轉讓給社會公眾和法人,并把責任和權力結合起來,形成一種新型的管理和運行機制。同時,要構建多元化的水利投資體系,健全水利部門的體制和機制,推進水利收費制度的改革。

        (二)形成農田灌溉節(jié)水激勵機制

        通過建立水權激勵機制,將水資源的所有權與使用權分開,將其劃歸國有,并將其劃撥給集體或個人,以鼓勵其在節(jié)約用水方面的投入。在水權初始分配后,農民可以利用市場化的方式進行土地流轉,從而實現水資源的有效利用。在市場經濟條件下,農業(yè)灌溉用水是一種經濟行為,水價對其有一定的調節(jié)作用,合理的水價可以改變使用者的費用與收入結構,從而達到激勵和約束用水人的目的。同時,節(jié)水灌溉經歷了幾年的發(fā)展,由零到多,經歷了多次的循環(huán),實踐表明,節(jié)水灌溉的發(fā)展速度決定了項目的經濟效益,所以,發(fā)展節(jié)水灌溉必須重視農業(yè)的經濟效益。節(jié)水灌溉項目的建設是建立高效農業(yè)的基礎,而先進的節(jié)水灌溉設施和灌溉技術要求農戶采取與之相對應的耕作技術,農戶必然會在節(jié)水灌溉控制區(qū)全面種植優(yōu)質、高產、高效的農作物,從而調整農業(yè)種植結構,推動現行耕作體制改革。

        (三)加強重視,加大投入

        政府和相關部門要加強水利資源的開發(fā),并將一定的資金投入到最終的渠系建設中,通過對農民購買節(jié)水灌溉設備的補貼,降低農業(yè)節(jié)水灌溉成本。在稅收方面,為采用節(jié)水灌溉設備的企業(yè)提供貸款等支持。同時,要加強對節(jié)水農業(yè)的宣傳,讓全社會都來關心、重視和支持農業(yè)節(jié)水,增強全民節(jié)水意識,為推廣節(jié)水創(chuàng)造良好的環(huán)境。要加大科技投入,加大節(jié)水技術研發(fā)與推廣力度,推動節(jié)水成果轉化,在節(jié)水示范區(qū)選用合適的節(jié)水技術和模式,高標準、高質量、高效益地建設好節(jié)水示范區(qū),充分發(fā)揮示范和輻射作用,促進農業(yè)節(jié)水灌溉的全面發(fā)展。

        (四)繼續(xù)研究和推廣先進的節(jié)水灌溉技術

        要把農業(yè)技術應用到農業(yè)生產中,提高農業(yè)節(jié)水技術的利用率,從而推動農業(yè)生產技術的發(fā)展,形成一個良好的循環(huán)。因地制宜,在與地方水利相結合的基礎上,大力推廣節(jié)水灌溉技術,采用最佳的節(jié)水型技術,使其獲得最大的利益。通過對農民進行理論上的教育,使其認識到節(jié)約用水的重要性,并在實際操作中不斷提升其理論和實際操作水平,從而提高其利用效率。同時,目前節(jié)水的重點應該放在現有的輸水渠道的節(jié)水改造上,逐步實現渠道輸水防滲化,把輸水損失降至最低。大力發(fā)展噴、滴、管灌,并與農業(yè)生產體制相結合,大力提倡“大地改小”“小田改畦”“長溝改短”、地膜、生物覆蓋等保墑措施,以防止深層水肥外溢,確保節(jié)水、高產。要全面實施計劃用水、供求契約管理,合理配置水資源,建立完善的用水制度,強化水資源管理,減少管理失誤等。

        七、總結

        綜上所述,目前,我國農業(yè)灌溉技術已有了一定的發(fā)展,但仍有諸多限制。為了解決水資源緊缺的問題,我們必須加強對水資源的宣傳和推廣,并將其與現代技術相結合,以提高水資源的利用率,減少能耗。

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