四川省攀西地區(qū)太陽能節(jié)水灌溉現(xiàn)狀與思考

□廖功磊 蔣輝霞 何清燕 鐘林濤

/1.四川省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì) 2.四川省機(jī)械研究設(shè)計(jì)院 3.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院

0 引言

太陽能節(jié)水灌溉工程是指利用太陽能光伏發(fā)電作動(dòng)力的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括太陽能提灌、太陽能噴灌、太陽能滴灌和太陽能微灌。由于太陽能節(jié)水灌溉系統(tǒng)不需要接入電力電網(wǎng)，同時(shí)噴灌、滴灌和微灌系統(tǒng)能有效節(jié)水控肥控藥、節(jié)約勞動(dòng)力，這種新能源灌溉模式極大地改變了四川偏遠(yuǎn)地區(qū)或電力缺乏地區(qū)靠天吃飯的粗放農(nóng)業(yè)耕種模式。自2004年以來，中央一號(hào)文件連續(xù)14年聚焦“三農(nóng)”，在太陽能資源較為豐富的地區(qū)發(fā)展太陽能節(jié)水灌溉工程，能有效解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本較高、農(nóng)民增收遇瓶頸、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等“三農(nóng)”問題，同時(shí)，對(duì)加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。

四川省攀西地區(qū)地處四川省西南部，其獨(dú)特的地形以及“以南亞熱帶為基帶的立體氣候”使得攀西地區(qū)旱、雨季分明，晝夜溫差大，氣候干燥，日照時(shí)間長(zhǎng)、太陽輻射強(qiáng)。據(jù)氣象部門多年測(cè)試與資料統(tǒng)計(jì)顯示[1-2]，涼山州各縣（市）年日照時(shí)間為2 000～2 600 h，年均輻射總量達(dá)4 543～6 096 MJ/m2；攀枝花地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)2 300～2 700 h，年均輻射總量達(dá)5 600 MJ/～6 300 MJ/m2，屬太陽能資源較豐富二、三類地區(qū)。但由于攀西地區(qū)地理環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，氣候環(huán)境干燥且蒸發(fā)量大，導(dǎo)致該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水嚴(yán)重；同時(shí)，粗放的耕種模式導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中寶貴的水資源被浪費(fèi)，使得攀西地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水矛盾進(jìn)一步加劇。針對(duì)這種情況，在攀西地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展太陽能在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用，將有助于改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的困境。隨著2011年四川省第1座太陽能提灌站在涼山州寧南縣抽水成功，太陽能節(jié)水灌溉工程建設(shè)將極大地改變攀西地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。

本文就攀西地區(qū)太陽能節(jié)水灌溉發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，針對(duì)太陽能節(jié)水灌溉技術(shù)在攀西地區(qū)建設(shè)過程中存在的問題進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并提出了一些思考和建議。

1 攀西地區(qū)太陽能節(jié)水灌溉工程現(xiàn)狀

1.1 太陽能提灌發(fā)展現(xiàn)狀

四川省農(nóng)業(yè)灌溉在破解“水在低處流，人在山坡愁”的困局，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)、高效發(fā)展，扎實(shí)保障四川省現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)和農(nóng)村生產(chǎn)生活用水需求的過程中，于2010年首先在攀西地區(qū)的寧南縣、鹽邊縣等地開展了太陽能提灌技術(shù)的研究與示范。2011年，四川省第1座太陽能提灌站在涼山州寧南縣披砂鎮(zhèn)大花地村3組抽水成功，該站裝機(jī)功率9.2 kW，設(shè)計(jì)流量16 m3/h，安裝太陽能電池板80塊[3-4]；隨后相繼在攀西地區(qū)建設(shè)了多座示范站。太陽能提灌站的建成標(biāo)志著太陽能在四川省農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用取得了歷史性突破。攀西地區(qū)作為四川省第一個(gè)“吃”太陽能提灌站“螃蟹”的人，其太陽能提灌站運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)與第一手資料，極大地推動(dòng)了四川省太陽能提灌站的建設(shè)和發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2018年，四川省已在17個(gè)市州推廣建設(shè)了180余座固定式太陽能提灌站，總裝機(jī)功率約7 000 kW，新增灌溉面積超過6 666.67 hm2，受益人口13.6萬人，效益顯著，得到了當(dāng)?shù)乩习傩盏某浞挚隙ā?/p>

攀西地區(qū)太陽能提灌站的發(fā)展作為四川省太陽能提灌發(fā)展的縮影，反映了四川省在農(nóng)業(yè)太陽能提灌方面的努力。四川省在太陽能等可再生能源方面開展了大量的研究工作，取得了豐碩的成果。如四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院等科研機(jī)構(gòu)率先在省內(nèi)進(jìn)行了太陽能提灌技術(shù)研究[5]，先后承擔(dān)了“小型太陽能提灌技術(shù)及裝置研究示范”“風(fēng)光互補(bǔ)高效提水技術(shù)及裝置研究示范”等多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)的研究與示范，起草制定了NB/T 32021《太陽能光伏滴灌系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》NB/T 34037《太陽能光伏噴灌系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》DB/T 1891《小型太陽能提灌系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和DB/T 2350《小型太陽能提灌站建設(shè)基本要求》等多項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，取得了“太陽能提灌站”“一種太陽能提灌站控制裝置”“一種新型太陽能提灌站控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法”“一種太陽能分布式灌溉系統(tǒng)”“高揚(yáng)程太陽能光伏提灌系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)”等10多項(xiàng)相關(guān)專利，太陽能提灌技術(shù)及裝置獲四川省人民政府2017年度科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，成果豐碩。

1.2 高效節(jié)水灌溉發(fā)展現(xiàn)狀

由于攀西地區(qū)特殊的氣候特征，降雨與徑流時(shí)空分布嚴(yán)重不均，缺水成為了攀西地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要制約因素。因此，在攀西地區(qū)提出高效節(jié)水灌溉建設(shè)不僅是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求，也是未來發(fā)展的趨勢(shì)。以攀枝花為例，攀枝花市在仁和區(qū)、米易縣和鹽邊縣大力試點(diǎn)和推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)及裝置，米易縣自2011年來已在全縣12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉近6 666.67 hm2，建設(shè)了滴灌、噴灌、微噴灌等多種高效節(jié)水灌溉工程，并首次在四川省試點(diǎn)籌資投勞的投資政策。

攀西地區(qū)采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)后，增產(chǎn)、增收、節(jié)水效果顯著。如攀枝花市在果蔬生產(chǎn)上應(yīng)用微灌技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了單果重增加5%～10%，單位面積增產(chǎn)20%，每公頃增產(chǎn)值1.5萬～3.0萬元。涼山州在多地采用節(jié)水灌溉技術(shù)，結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)作物采用噴灌技術(shù)比傳統(tǒng)地面灌溉增產(chǎn)20%～30%，滴灌增產(chǎn)40%；在耗水量較大的水稻種植方面，涼山州在全州采用濕潤(rùn)灌溉技術(shù)，可節(jié)水1 500 m3/hm2。

2 建設(shè)中存在的問題

從目前攀西地區(qū)太陽能節(jié)水灌溉工程建設(shè)情況來看，該技術(shù)節(jié)水、增產(chǎn)、增收效果顯著，但也發(fā)現(xiàn)了建設(shè)和運(yùn)行管理中存在的一些問題。

2.1 工程建設(shè)未按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

全省雖然統(tǒng)一了規(guī)劃設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行了統(tǒng)一評(píng)審，但在實(shí)施過程中，由于相應(yīng)的行業(yè)和地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有頒布，工程建設(shè)與技術(shù)裝備良莠不齊，招標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)中的技術(shù)要求、性能參數(shù)和設(shè)備的要求理解不到位，導(dǎo)致個(gè)別項(xiàng)目與設(shè)計(jì)偏差較大。

2.2 成熟的技術(shù)裝備尚未形成

建設(shè)中所用的太陽能提灌專用設(shè)備，尤其是太陽能光伏變頻泵機(jī)組和太陽能提水用逆變控制器和信息化控制系統(tǒng)，產(chǎn)品質(zhì)量和工藝參差不齊。不僅外觀感官差，也影響運(yùn)行時(shí)間、機(jī)組效率和工程效益的發(fā)揮。

2.3 建設(shè)管理不規(guī)范

招投標(biāo)管理不規(guī)范，招標(biāo)方式的選擇和招標(biāo)資格條件的要求直接影響了施工質(zhì)量，個(gè)別工程建設(shè)因施工單位技術(shù)能力、施工和項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致了施工質(zhì)量與設(shè)計(jì)不相符合。日常管護(hù)存在疏漏，此次調(diào)研中雖然沒有發(fā)現(xiàn)因?yàn)楣茏o(hù)不到位，造成提灌站運(yùn)行不順暢的情況，但部分太陽能提灌站由于產(chǎn)權(quán)沒有辦理交接，造成管護(hù)責(zé)任主體不明確。不專業(yè)的維護(hù)人員使得末端灌水設(shè)施的損壞率較高，影響工程運(yùn)行的效率，個(gè)別出現(xiàn)滲水、漏水的情況，造成了水資源的浪費(fèi)。

3 建議與思考

3.1 加大已頒布標(biāo)準(zhǔn)的宣貫與落實(shí)

自2017年7月1日以來，隨著DB/T 2350《小型太陽能提灌建設(shè)基本要求》的頒布，太陽能節(jié)水灌溉的國(guó)家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)已成體系。為確保太陽能節(jié)水灌溉項(xiàng)目的順利建設(shè)和良好的運(yùn)行管理，建議行業(yè)主管部門嚴(yán)格要求設(shè)計(jì)部門、建設(shè)單位、施工單位和運(yùn)行管理單位嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目管理辦法執(zhí)行。保證太陽能節(jié)水灌溉工程的可靠性，促進(jìn)四川省太陽能節(jié)水灌溉工程向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向良性發(fā)展。

3.2 加大對(duì)太陽能提灌專用設(shè)備和系統(tǒng)集成裝置的研發(fā)及系統(tǒng)集成供應(yīng)

要確保工程建設(shè)時(shí)施工單位能及時(shí)便捷地購(gòu)買到所需的合格產(chǎn)品。同時(shí)，要求相應(yīng)專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，如：太陽能泵及泵機(jī)組應(yīng)加強(qiáng)省級(jí)以上第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)，出具相應(yīng)的合格證書方能使用，太陽能光伏提水用逆變控制器及系統(tǒng)應(yīng)使用具有中國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證的合格產(chǎn)品（CQC認(rèn)證）。積極培養(yǎng)發(fā)展一批專業(yè)的系統(tǒng)集成供應(yīng)商。

3.3 規(guī)范項(xiàng)目建設(shè)管理

各地區(qū)在推進(jìn)太陽能提灌和高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)的過程中，應(yīng)因地制宜，科學(xué)制定建設(shè)規(guī)劃，切忌全面開花，避免建設(shè)中出現(xiàn)既不堪重負(fù)，又不切實(shí)可行的局面。加強(qiáng)建設(shè)管理，保證工程質(zhì)量。在設(shè)計(jì)和施工中加強(qiáng)資質(zhì)審查、人員資格要求和方案審查，在建設(shè)過程中加強(qiáng)建設(shè)施工和設(shè)備質(zhì)量管理，把好驗(yàn)收關(guān)，保證工程質(zhì)量。加快辦理太陽能提灌站的產(chǎn)權(quán)交接，施行合理的用水管理模式，達(dá)到“以水養(yǎng)水”的目的，以保障太陽能提灌站能持續(xù)發(fā)揮效益。節(jié)水灌溉工程按照“誰受益，誰管護(hù)”的原則進(jìn)行管理和維護(hù)，將管護(hù)主體和責(zé)任落實(shí)到位。