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設(shè)計研究院，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、運行、水價、規(guī)劃以及技術(shù)等方面提出面臨的問題，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，重點論述了工程技術(shù)節(jié)水中管灌、噴灌和微管設(shè)計中應(yīng)該注意的問題，為以后節(jié)水灌溉工程設(shè)計提供了參考依據(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，河北省也是全國少有的沒有過境(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，已成為河北省經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，因此，發(fā)展和推廣節(jié)水灌溉技術(shù)對緩解水資源危機有著重要的現(xiàn)實意義。

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，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hm2，占有效灌溉面積的69%。高效節(jié)水灌溉面積260.73萬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)實際已建節(jié)水工程節(jié)水能力測算，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)存在的問題

(1)重建設(shè)輕管理，管理機制不健全。近年來，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)問題仍很突出。工程產(chǎn)權(quán)、使用權(quán)不明晰，管理經(jīng)營機制不活，缺少考核問責(zé)等配套機制；水權(quán)水價市場機制不健全，難以發(fā)揮價格杠桿作用；節(jié)水灌溉方面的政策、法規(guī)和規(guī)章制度建設(shè)相對滯后，未建立激勵節(jié)水的補貼機制，對粗放用水未實施約束機制，難以調(diào)動農(nóng)民節(jié)水積極性［1-2］。

(2)資金短缺，影響管理機制運行。目前，節(jié)水灌溉工程大部分由國家投資建設(shè)，建成后由項目村或者農(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)費主要由政府補貼和征收水費組成，政府補貼的管理經(jīng)費少，水費征收困難，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貼，以保證管理機制的正常運行［3］。

(3)農(nóng)業(yè)水價過低，水資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。現(xiàn)階段農(nóng)村灌溉用機井大部分產(chǎn)權(quán)歸屬村委會，運行管理歸用水者協(xié)會，少部分由個人投資建設(shè)，自行管護(hù)。由于缺乏相關(guān)計量設(shè)施，沒有按照水量實行水費征收，只按照用電量收取一定的費用，造成水價偏低，未能引起農(nóng)民對水資源的重視，水資源嚴(yán)重浪費。從另一方面，也反映出農(nóng)民節(jié)水意識薄弱，應(yīng)在加強宣傳教育的同時，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)機制不健全。水資源的嚴(yán)重短缺，促使國家加大了對節(jié)水工程的投資力度?，F(xiàn)行管理體制下國土、農(nóng)業(yè)、水利等部門沒有相互協(xié)調(diào)機制，易出現(xiàn)“多頭建設(shè)，多頭管理”的問題，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)量檢測工作等均有待加強，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，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［7］。根據(jù)河北省不同市區(qū)的實際情況，采取不同的工程措施。對于井渠雙灌區(qū)，可實施揚水點或者泵站+管道輸水+小畦灌溉的模式；對于井灌區(qū)可實施管道輸水+田間小白龍+小畦灌溉的模式；對于土地流轉(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；對于地下水礦化度較高的咸水區(qū)可實施咸淡水混合灌溉的多水源模式。對于有條件的地區(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)合運用，即井渠雙灌。在工程設(shè)計中要綜合考慮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。主要有機組式噴灌系統(tǒng)和管道式噴灌系統(tǒng)，機組式噴灌系統(tǒng)主要用于土地開闊連片且集約化經(jīng)營程度高的大田作物，針對土地流轉(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)。微灌是通過管道系統(tǒng)將水輸送到灌溉地段，利用安裝在末級管道上的灌水器，將作物所需的水和營養(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)濟效益較高的作物。工程設(shè)計中灌水小區(qū)進(jìn)口宜設(shè)置壓力或流量調(diào)節(jié)設(shè)備，未設(shè)置時應(yīng)將一個輪灌組視為一個灌水小區(qū)，通過流量偏差率以及支管和毛管的水頭分配比例計算支管和毛管的允許長度，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)任落實到人；完善基層水利服務(wù)體系，建立基層水利服務(wù)機構(gòu)、水利專業(yè)化服務(wù)隊伍、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)水價改革，把農(nóng)業(yè)用水權(quán)確權(quán)到戶，推廣實施“一提一補”“超用加價”“終端水價”等模式，為節(jié)水工程可持續(xù)利用探索新途徑；在健全計量設(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

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)程是社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提。針對目前節(jié)水灌溉存在的問題，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)加強節(jié)水意識，履行灌溉設(shè)施的管護(hù)責(zé)任，樹立主人翁意識；科研設(shè)計應(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。

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S275

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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，教授級高級工程師。