大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系探索

周銘華

(江西省潦河工程管理局，江西 奉新 330700)

1 節(jié)水灌溉的特性

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，水資源消耗量越來(lái)越大，很多地區(qū)都出現(xiàn)水資源匱乏問(wèn)題，農(nóng)作物生長(zhǎng)需要大量水資源的支持，農(nóng)業(yè)也是用水量比較大的行業(yè)，基于此種背景，開(kāi)展節(jié)水灌溉就顯得尤為必要。和傳統(tǒng)灌區(qū)技術(shù)相比，節(jié)水灌溉是以植被、區(qū)域地理氣象條件、土壤需水量等為依據(jù)，綜合利用土壤內(nèi)部水分和天然降雨量，在保證農(nóng)作物正常生長(zhǎng)需水的基礎(chǔ)上，通過(guò)工程學(xué)、農(nóng)學(xué)、先進(jìn)技術(shù)等因地制宜的土壤進(jìn)行灌溉，充分利用灌區(qū)水資源，減少水資源的無(wú)故浪費(fèi)，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益。因此，節(jié)水灌溉的本質(zhì)是提升農(nóng)作物對(duì)降水和土壤中水分的利用率，降低植物的蒸騰作用，降低水分流失，是一項(xiàng)多種技術(shù)和措施有機(jī)結(jié)合的農(nóng)作物灌溉技術(shù)。常用的節(jié)水灌溉技術(shù)有：渠道防滲漏技術(shù)、噴灌技術(shù)、滴灌技術(shù)等，從發(fā)展節(jié)水灌區(qū)的角度來(lái)看，節(jié)水灌溉具有很高的針對(duì)性，無(wú)論何種節(jié)水灌溉技術(shù)的影響范圍都只是在特定的某一灌區(qū)。

2 目前大型灌區(qū)節(jié)水改造中存在的問(wèn)題

江西省獨(dú)特的地形氣候條件，致使洪澇和干旱問(wèn)題頻繁發(fā)生，是目前我國(guó)水土流失比較大城市之一。在國(guó)家和當(dāng)?shù)卣闹С窒?，江西省非常重視水利，?jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了良好成績(jī)，目前全省各類水利工程實(shí)例超過(guò)160萬(wàn)處，其中水庫(kù)1.08萬(wàn)座，大中型灌區(qū)315處，可實(shí)現(xiàn)集中供水的工程2.9萬(wàn)處。全省總灌溉面積達(dá)到209.5萬(wàn)hm2。近年來(lái)，在江西省政府的帶領(lǐng)下，全省人民大干大型灌區(qū)節(jié)水改造工程，雖然取得了良好成就，但仍然存在很多問(wèn)題亟待解決，嚴(yán)重限制灌區(qū)節(jié)水效果的提升，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

1)大型灌區(qū)節(jié)水改造投資渠道狹窄，配套資金不足。目前江西省在大型灌區(qū)節(jié)水改造中采用1:1的配套資金，資金壓力較大，省財(cái)政每年都會(huì)支出部分資金，難度較大。而且更加大大型灌區(qū)節(jié)水改造配套資金籌措困難，一些市縣甚至拿不出配套資金，迫使大型灌區(qū)節(jié)水改造單位自行籌集。但目前農(nóng)作物灌溉水價(jià)較低，大型灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目無(wú)利可圖，難以吸引社會(huì)資本。此外，資金投入缺乏穩(wěn)定的渠道，致使大型灌區(qū)節(jié)水改造難以從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度入手，改造項(xiàng)目無(wú)法集中成片，導(dǎo)致最后的結(jié)果是雖然大型灌區(qū)節(jié)水工程配套改造上去了，但單位經(jīng)濟(jì)狀況卻下來(lái)了。

2)節(jié)水灌溉供水體制不順，水價(jià)管理比較混亂。引發(fā)這一問(wèn)題的主要原因節(jié)水灌溉供水補(bǔ)償機(jī)制不夠完善，水價(jià)過(guò)低，不利于節(jié)水。此外，農(nóng)業(yè)供水管理環(huán)節(jié)比較多，農(nóng)田灌溉水費(fèi)依賴于鄉(xiāng)鎮(zhèn)代收，經(jīng)常鄉(xiāng)鎮(zhèn)截留挪用，致使水管理單位收繳水費(fèi)困難重重。

3)末級(jí)渠系管理體制的改善還需進(jìn)一步向深度和廣度推進(jìn)。目前江西省的末級(jí)渠系管理體制還停留試點(diǎn)推廣階段，存在產(chǎn)權(quán)不明，群眾只用不管的問(wèn)題，致使很多節(jié)水灌溉工程年久失修，影響了節(jié)水灌溉的效益。

3 大型灌區(qū)節(jié)水改造節(jié)水技術(shù)支撐體系

大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系具有很強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性，需要綜合考慮技術(shù)覆蓋類型、服務(wù)對(duì)象及具體的應(yīng)用功能等多方面因素。因此，整體支撐體系不斷需要關(guān)鍵技術(shù)的支持，還需要共性技術(shù)和公益技術(shù)的襯托，才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用和價(jià)值。

關(guān)鍵技術(shù)是保證大型灌區(qū)節(jié)水改造工作能夠順利開(kāi)展的基礎(chǔ)條件，針對(duì)目前存在的問(wèn)題，需要加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)突破，以解決資金不足， 供水體制不順等問(wèn)題?？蓮囊韵?個(gè)方面入手：①優(yōu)化灌區(qū)地下水資源開(kāi)發(fā)利用模式，合理選擇地下水開(kāi)采模式，調(diào)整機(jī)井布局；②加大受損機(jī)井診斷技術(shù)和改造修復(fù)技術(shù)的研究力度等[1]。

共性技術(shù)是確保大型灌區(qū)節(jié)水改造的支撐條件，對(duì)節(jié)水灌區(qū)診斷評(píng)價(jià)、節(jié)水改造的標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)水灌區(qū)信息化建設(shè)等進(jìn)行研究。為保證大型灌區(qū)節(jié)水改造工作能夠有序開(kāi)展，需要全面提升共性技術(shù)，如：制定不同類型灌區(qū)田間節(jié)水改造標(biāo)準(zhǔn)綜合技術(shù)體系；實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的高效集成等。

公益性技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大型灌區(qū)節(jié)水改造工程可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，研究的主要內(nèi)容是針對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水改造中面臨的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，及對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水改造環(huán)境效益和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究。因此，在探索公益性技術(shù)時(shí)，要將重點(diǎn)放在大型灌區(qū)節(jié)水改造對(duì)灌區(qū)水循環(huán)過(guò)程及對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成的影響和制定環(huán)境效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系上。

4 大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系研究探索

4.1 灌區(qū)診斷評(píng)價(jià)技術(shù)

結(jié)合江西省大型灌區(qū)節(jié)水改造的現(xiàn)狀、水土資源條件、灌區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施等，進(jìn)行發(fā)展現(xiàn)狀的診斷和評(píng)價(jià)，然后依此為依據(jù)分，分析大型灌區(qū)節(jié)水改造的迫切程度和改造標(biāo)準(zhǔn)，作為后期改造的參考和指導(dǎo)，及結(jié)合國(guó)外針對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水改造獨(dú)特的評(píng)估方法及措施建議[2]。雖然近年來(lái)，我國(guó)在此項(xiàng)工作也進(jìn)行了深入研究，發(fā)展至今，已經(jīng)逐步建立了大型灌區(qū)節(jié)水改造評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但從研究成果上來(lái)看和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定的局限性和片面性。針對(duì)這一問(wèn)題，需要將大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到以下幾個(gè)方面：

1)定量化的研究大型灌區(qū)節(jié)水改造狀況診斷和評(píng)估法，將影響大型灌區(qū)節(jié)水改造的因素按照影響程度大小進(jìn)行有序排列。

2)建立基于大型灌區(qū)節(jié)水改造水源、工程、管理、效率、環(huán)境影響要素的綜合分析評(píng)估體系，為各項(xiàng)改造工作的高效、有序開(kāi)展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

3)按照各地節(jié)水灌區(qū)的類型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水土資源環(huán)境等各項(xiàng)因素，進(jìn)一步確定大型灌區(qū)節(jié)水改造的先后順序及改造的方式方法。

4.2 大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)集成模式

經(jīng)過(guò)多年的研究，大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)和完善，對(duì)不同單行技術(shù)的組合集成模式也進(jìn)行了系統(tǒng)化研究，現(xiàn)已形成了井灌區(qū)、渠灌區(qū)、井渠相互結(jié)合、集雨節(jié)水灌區(qū)等，不同類型的大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)集成模式[3]。但就目前發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，各項(xiàng)節(jié)水技術(shù)和管理措施的結(jié)合還不夠緊密，集成模式缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的技術(shù)和體系支撐，沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的作用和價(jià)值。針對(duì)這一問(wèn)題，需要重點(diǎn)研究適合區(qū)域發(fā)展的大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)集成模式，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化配套技術(shù)和應(yīng)用參數(shù)，并建立末級(jí)渠系節(jié)水改造技術(shù)及相應(yīng)的模式。研究不同田間節(jié)水灌溉條件下農(nóng)作物水分、養(yǎng)分定量供應(yīng)的模型和水肥聯(lián)合調(diào)控的新型管理技術(shù)模式。

4.3 新技術(shù)新產(chǎn)品研究

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、超聲波技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)建立先進(jìn)的節(jié)水灌區(qū)狀態(tài)診斷檢測(cè)技術(shù)，將復(fù)合土工合成防滲材料應(yīng)用灌區(qū)防滲中，提升防滲效果，節(jié)約水資源。開(kāi)發(fā)研究能夠一次性澆筑成型的施工設(shè)備、壓實(shí)防滲碾壓機(jī)等先進(jìn)的大型灌區(qū)節(jié)水改造設(shè)備。隨著水資源短缺問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，人民節(jié)水意識(shí)不斷提升，為大型灌區(qū)節(jié)水改造奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)[4]?，F(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù)可有效應(yīng)用在區(qū)域水情和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水中。比如：在大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系研究中，綜合考慮農(nóng)作物的自然生長(zhǎng)周期，立足農(nóng)作物的種類、生長(zhǎng)規(guī)律、用水量等情況，合理調(diào)整灌溉量，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)平衡，在保證農(nóng)作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提升水資源利用率，避免無(wú)故浪費(fèi)。除此之外，還要充分利用先進(jìn)的信息科學(xué)技術(shù)、AI技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、生物學(xué)等高新技術(shù)。將研究的重點(diǎn)放在節(jié)水灌溉設(shè)備、防滲漏、水量計(jì)量、土壤水分檢測(cè)儀器等方面，以便準(zhǔn)確獲知農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤水分。再按照農(nóng)作物生長(zhǎng)對(duì)水資源的不同要求進(jìn)行可變水量、節(jié)水效果的進(jìn)一步優(yōu)化[5]。在大型灌區(qū)節(jié)水改造中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、GPRS定位系統(tǒng)等，對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水改造中的各項(xiàng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，為大型灌區(qū)節(jié)水改造各道工序的高效開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合大型灌區(qū)節(jié)水改造的現(xiàn)狀，對(duì)大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)支撐體系進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明，大型灌區(qū)節(jié)水改造是實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)，可有效解決水資源，緩減我國(guó)水資源短缺問(wèn)題。但大型灌區(qū)節(jié)水改造是一項(xiàng)非常復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，涉及到的內(nèi)容比較多，對(duì)改造技術(shù)支撐體系有嚴(yán)格要求。針對(duì)目前江西省大型灌區(qū)節(jié)水改造中存在的問(wèn)題，可從灌區(qū)診斷評(píng)價(jià)技術(shù)研究、大型灌區(qū)節(jié)水改造技術(shù)集成模式研究、新技術(shù)新產(chǎn)品研究等方面同時(shí)入手，以提升大型灌區(qū)節(jié)水改造的有效性和有針對(duì)性。