大型灌區(qū)灌溉節(jié)水之高郵實(shí)踐

顧 宏，李江安，孫 勇

（江蘇省高郵市水利局，225600，高郵）

江蘇省高郵灌區(qū)為全國(guó)大型灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積63萬(wàn)畝（1畝=1/15 hm2，下同），受益范圍、耕地面積及人口均約占高郵市的一半以上。灌區(qū)自流引用京杭運(yùn)河水源，通過(guò)渠系輸送實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉。灌區(qū)內(nèi)水量型缺水與水質(zhì)型缺水并存，自2000年起，高郵灌區(qū)抓住國(guó)家大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造機(jī)遇，在積極實(shí)施節(jié)水工程的同時(shí)，大力推行農(nóng)業(yè)節(jié)水，不斷優(yōu)化管理措施，“三管齊下”探索實(shí)踐節(jié)水型灌區(qū)建設(shè)，形成了灌區(qū)節(jié)水“高郵模式”，為高郵市節(jié)水型社會(huì)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，為南方灌區(qū)生態(tài)節(jié)水提供了樣板。

一、灌區(qū)用水狀況與問(wèn)題

1.用水狀況

高郵灌區(qū)初步建成于1958年，設(shè)計(jì)灌溉總面積63萬(wàn)畝，涉及8個(gè)鎮(zhèn)區(qū)。灌區(qū)用水總量由2000年的5.96億m3下降到 2015年的 4.85億 m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉3.84億m3，占79.2%；生態(tài)用水 0.64億 m3，占 13.2%；城鄉(xiāng)生活用水 0.28億m3，占5.8%；工業(yè)用水0.09億m3，占1.8%。根據(jù)灌區(qū)水資源平衡分析結(jié)果，現(xiàn)狀年灌區(qū)可利用水資源總量約0.74億m3，占用水總量的15.3%，每年缺少水量約4.11億m3，所缺水量主要依靠南水北調(diào)過(guò)境的長(zhǎng)江水或淮河調(diào)水。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，水資源供給矛盾日趨突出，迫切需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程建設(shè)，推行節(jié)水管理，有效緩解水資源緊張狀況。

2.主要問(wèn)題

（1）面臨水量水質(zhì)雙重壓力

①用水量受南水北調(diào)制約。京杭運(yùn)河作為南水北調(diào)東線工程主通道，同時(shí)又是高郵灌區(qū)的主水源，每年灌區(qū)用水都要受到用水總量和階段流量的雙重控制，尤其是夏栽季節(jié)，恰逢北方大量需水，灌區(qū)在服從大局的前提下，內(nèi)部用水局勢(shì)緊張，灌溉用水矛盾不斷。遇到干旱年份，灌區(qū)只能釆取從里下河河網(wǎng)提水補(bǔ)給的應(yīng)急措施，需消耗大量的人力、物力與財(cái)力。

②水質(zhì)型缺水比較明顯。高郵灌區(qū)處于經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的南方地區(qū)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)灌區(qū)水質(zhì)有較大影響。灌區(qū)雖處于里下河河網(wǎng)地區(qū)，水系縱橫發(fā)達(dá)，但地勢(shì)平緩，水流緩慢，水體自凈能力弱。5—l0月，既是水稻生長(zhǎng)期，也是各類水產(chǎn)養(yǎng)殖高峰期，由此導(dǎo)致灌區(qū)內(nèi)河道富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，農(nóng)村飲用水水源得不到保障，面臨著水質(zhì)型缺水危機(jī)。

③枯水期缺水矛盾突出。冬春季節(jié)降水偏少，河道水位偏低，春季又逢魚(yú)池蝦塘提水下苗，水體容量大幅度減小，加上灌區(qū)內(nèi)部河流均起于運(yùn)河腳下，無(wú)活水水源，流動(dòng)困難，致使灌區(qū)內(nèi)河道水質(zhì)惡化。每到春季，因水質(zhì)型缺水、水位低枯，水產(chǎn)養(yǎng)殖戶信訪上訪不斷。

（2）農(nóng)業(yè)節(jié)水措施不足

高郵灌區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源可用量在15%左右，大部分用水依靠外來(lái)水源。灌區(qū)內(nèi)部由于田間工程設(shè)施配套不完善，“最后一公里”管理不到位，節(jié)水灌溉控制面積約占40%左右，農(nóng)民種田習(xí)慣大水漫灌，加之農(nóng)藥化肥施用需要伴有較大水量，用水浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

（3）農(nóng)業(yè)用水效率不高

高郵是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大市，農(nóng)業(yè)種植以稻麥為主，糧食種植面積占70%以上。近幾年，灌區(qū)年灌溉用水量一般在4.8億m3左右，灌溉水利用效率不高。灌區(qū)經(jīng)過(guò)上一輪的節(jié)水改造投入，灌溉水利用系數(shù)由改造前的0.45提高到目前的0.59，與國(guó)家要求仍有較大差距。

二、灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的探索實(shí)踐

平原自流灌區(qū)的灌溉要點(diǎn)是 “高水遠(yuǎn)送”，其核心是水位，水位越高，灌溉效率越高，反之，效率越低。高郵灌區(qū)節(jié)水改造主要針對(duì)自流灌溉的特點(diǎn)，緊抓水位這一核心，在工程措施、農(nóng)藝管理以及灌溉制度等方面進(jìn)行了實(shí)踐探索，取得了較好的節(jié)水效果。

1.實(shí)踐探索節(jié)水工程技術(shù)

（1）圍繞“高水位”縮抬渠床

高郵灌區(qū)建設(shè)之初，大多數(shù)干支渠道都是就地挖填，渠道斷面大，不僅灌溉水利用率低，而且自灌保證率逐年下降，灌區(qū)群眾反響強(qiáng)烈。改變過(guò)去低水位運(yùn)行為高水位速灌，極大地改善了灌溉效果。以典型渠道南關(guān)干渠為例，干渠全長(zhǎng)17.6 km，設(shè)計(jì)灌溉面積13.76萬(wàn)畝，通過(guò)對(duì)渠道斷面進(jìn)行改造，變寬為窄，變深為淺，變低為高，斷面抬高50 cm左右，過(guò)水面積由平均64 m2縮至36 m2，每年干渠減少無(wú)效墊水800余萬(wàn)m3，水位抬高25~30 cm，自灌效果大幅度改善。

（2）圍繞“快速輸”護(hù)砌渠坡

高郵灌區(qū)土質(zhì)多為稻壤土，由于多年運(yùn)行沖刷，管涌塌方時(shí)有發(fā)生。節(jié)水改造主要對(duì)渠邊坡進(jìn)行護(hù)砌，以適應(yīng)快速輸水。經(jīng)對(duì)比，護(hù)砌前后，干渠平均流速由0.4 m/s左右提高到0.85 m/s；支渠由0.45 m/s左右提高到1.0 m/s左右。通過(guò)渠道襯砌，水流速度加快，縮短了配水時(shí)間，既節(jié)水又方便調(diào)度。

（3）圍繞“低水損”拆除卡阻

灌區(qū)處于里下河地區(qū)，灌溉與排水河道交叉較多。灌區(qū)建設(shè)之初，按照續(xù)灌制度興建了較多的倒虹吸，水頭損失較大。特別是近10多年來(lái)，灌區(qū)采取“干支斗大輪灌”，布局高度統(tǒng)一、用水高度集中，該類建筑物已成為行水障礙。在灌區(qū)改造過(guò)程中，采取拆除“卡脖子”阻水工程，實(shí)施倒虹吸小改大或暗改明，暢通水路，減少水損。

（4）圍繞“走捷徑”優(yōu)化渠系

高郵灌區(qū)多為“干、支、斗、農(nóng)”渠四級(jí)灌溉。由于水源繞道而行，沿途水頭損失大，配套建筑物多，無(wú)效耗水高。高郵市依托各類田間工程建設(shè)，調(diào)整渠系布局，減少灌溉級(jí)數(shù)，促進(jìn)了區(qū)域節(jié)水。車八干渠恒豐支渠通過(guò)工程改造，將支渠取水口位置上移2.0 km，輸水線路縮短近10 km，運(yùn)行水位抬高30 cm以上，原渠道范圍內(nèi)的農(nóng)田全部得到有效灌溉。

2.推廣應(yīng)用節(jié)水控排技術(shù)

與農(nóng)業(yè)部門配合，水稻種植大力推行淺濕調(diào)控灌溉技術(shù)，提出“薄水栽秧，寸水活棵，淺水促蘗，苗足烤田，淺濕長(zhǎng)穗，濕潤(rùn)灌漿，黃熟落干”的思路，控制田間水層，結(jié)合試點(diǎn)區(qū)的工程狀況，分別確定各階段灌水周期。編印《水稻節(jié)水灌溉生產(chǎn)管理概略圖》，發(fā)放至各用水戶協(xié)會(huì)及農(nóng)戶手中，引導(dǎo)農(nóng)民節(jié)水灌溉，科學(xué)種田。在試點(diǎn)區(qū)倡導(dǎo) “節(jié)水灌溉—控制排水—濕地削減”的協(xié)同模式，通過(guò)節(jié)水工程與管理措施相結(jié)合，雙重控制灌水量，減少排水量，延長(zhǎng)排水在溝道的滯留時(shí)間，而后通過(guò)溝塘濕地削減，減輕農(nóng)業(yè)面源污染物對(duì)水體的侵害，為本地區(qū)水污染防治出力，為南水北調(diào)東線工程“清水走廊”建設(shè)作貢獻(xiàn)。

3.優(yōu)化調(diào)整用水管理制度

高郵灌區(qū)著力進(jìn)行用水管理制度改革，并在實(shí)踐中優(yōu)化調(diào)整，研究和探索了“集水期灌”用水管理模式。采取“集約調(diào)水、生理配水、定時(shí)供水、制度節(jié)水”，為灌區(qū)灌溉提供最優(yōu)的用水管理服務(wù)。

集約調(diào)水是采取集中水權(quán)、統(tǒng)一調(diào)配、高水猛灌、分組速灌等調(diào)度措施，實(shí)現(xiàn)灌溉效益最大化，灌溉質(zhì)量最優(yōu)化。生理配水主要是根據(jù)水稻的不同生育階段與生理需水特點(diǎn)進(jìn)行配水。宏觀上分為三大期段（栽插期段、返青分蘗期段、黃熟期段）配水，微觀上設(shè)計(jì)灌溉水層的上下限幅度。供水時(shí)段及灌停時(shí)長(zhǎng)的確定，采取實(shí)踐、理論、再實(shí)踐的做法，通過(guò)與科研院所的合作，逐步形成了現(xiàn)有的配水方案。定時(shí)供水是將農(nóng)業(yè)供水實(shí)踐固定下來(lái)，對(duì)應(yīng)于生理配水三大期段制定不同的灌溉用水計(jì)劃，設(shè)計(jì)成供水時(shí)刻表，每年灌溉前告知用水戶，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶用水早知道，保證農(nóng)灌不打亂仗，有序進(jìn)行。制度節(jié)水主要是依據(jù)調(diào)水配水方案，分層分組制定各級(jí)渠道用水計(jì)劃，保證用水秩序，強(qiáng)化制度執(zhí)行，全灌區(qū)范圍內(nèi)堅(jiān)決做到“不早用、不拖用、不偷用”。

4.引進(jìn)運(yùn)用信息管理技術(shù)

高郵灌區(qū)作為全國(guó)第一批灌區(qū)信息化試點(diǎn)建設(shè)單位，先后建成水閘遙測(cè)遙控站，運(yùn)用基于灌區(qū)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)研發(fā)的專家決策與管理調(diào)度系統(tǒng)，為科學(xué)配水、適時(shí)調(diào)度、高效利用等提供用水管理決策支持，并通過(guò)網(wǎng)站等媒介實(shí)現(xiàn)信息公開(kāi)與應(yīng)用查詢，為灌區(qū)現(xiàn)代節(jié)水管理夯實(shí)了基礎(chǔ)。

三、灌區(qū)今后發(fā)展方向

在新一輪灌區(qū)節(jié)水改造中，高郵灌區(qū)將繼續(xù)按照建設(shè)“現(xiàn)代化節(jié)水生態(tài)型”大型灌區(qū)的總體目標(biāo)，從節(jié)水、生態(tài)、現(xiàn)代化三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)入手，建設(shè)具有高郵特色的灌區(qū)現(xiàn)代化模式。主要做到：①骨干渠系——節(jié)水與生態(tài)統(tǒng)籌。在渠系改造工程實(shí)施時(shí)，滿足節(jié)水要求的同時(shí)，充分考慮生態(tài)。②水工建筑——功能與景觀融合。堅(jiān)持“景觀水利、藝術(shù)水利”建設(shè)理念，努力做到每建一座建筑物就成為一個(gè)景點(diǎn)，每改一條渠道就成為一道景觀，使渠系建筑物兼具景觀性、藝術(shù)性。③田間工程——節(jié)灌與控排協(xié)同。充分利用高郵灌區(qū)溝塘水系發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，在發(fā)展節(jié)水灌溉的同時(shí)，更要注重控制排水，通過(guò)“節(jié)水灌溉—控制排水—濕地處理”協(xié)同模式，消減氮、磷及農(nóng)藥污染。④調(diào)度運(yùn)行——人工與智能并舉。新一輪灌區(qū)節(jié)水改造，在原有的系統(tǒng)框架基礎(chǔ)上，將進(jìn)一步運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，引入云計(jì)算、云存儲(chǔ)理念，實(shí)現(xiàn)硬件少投入、市場(chǎng)化購(gòu)買服務(wù)理念。⑤管理體制——專管與民管結(jié)合。灌區(qū)管理機(jī)構(gòu)重點(diǎn)做好干渠級(jí)工程的管護(hù)，成立灌溉服務(wù)合作社，扶持社會(huì)化服務(wù)組織，市場(chǎng)化招聘管護(hù)隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的長(zhǎng)效管理與管護(hù)。

[1]江培福，晏清洪，任賀靖.我國(guó)大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系研究[J].中國(guó)水利，2015（3）.