提高新疆灌溉水利用系數(shù)的探討

張 娜

(新疆自治區(qū)水利管理總站，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆地處內(nèi)陸干旱區(qū)，水資源短缺矛盾日益突出。不斷提高灌溉用水效率與效益、大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是解決水資源供需矛盾的主要措施，也是促進水資源可持續(xù)利用、經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的重要措施?！缎陆S吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)規(guī)劃綱要(2011—2020年)》《新疆維吾爾自治區(qū)水利發(fā)展十三五規(guī)劃》提出，2020年新疆的農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)要提高到0.57。本文通過2007—2018年新疆灌溉水利用系數(shù)測算成果，分析了新疆灌溉水利用方面存在的突出問題，在技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)上，探討了提高新疆灌溉水利用系數(shù)的主要措施。

1 新疆灌溉水利用系數(shù)測算成果

1.1 樣點灌區(qū)的選擇

按照具有代表性、可行性和穩(wěn)定性等原則選擇樣點灌區(qū)[1]，結(jié)合新疆區(qū)域內(nèi)大型、中型、小型和純井灌區(qū)控制灌溉面積的分布情況和灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造等情況，盡量使選擇的樣點灌區(qū)能夠反映灌區(qū)的整體特點[2]。2018年，不同規(guī)模與類型的樣點灌區(qū)數(shù)量、有效灌溉面積占全區(qū)不同規(guī)模與類型的灌區(qū)數(shù)量和有效灌溉面積的比例見表1。

表1 2018年樣點灌區(qū)選擇情況統(tǒng)計

1.2 灌溉水利用系數(shù)測算成果

樣點灌區(qū)測算分析采用水利部推薦的首尾測算分析方法，直接量測統(tǒng)計灌區(qū)從水源引入(取用)的毛灌溉用水總量，并通過測算分析得到同期的田間實際凈灌溉用水總量，凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。通過近10年的測算對比分析，“首尾測算分析法”避開了測定渠系水利用系數(shù)和田間水利用系數(shù)的難點，減少了許多測定工作量和不確定因素。全區(qū)灌溉水利用系數(shù)是在代表不同規(guī)模與類型的典型樣點灌區(qū)分析的基礎(chǔ)上，采用加權(quán)平均的方法得出不同規(guī)模與類型灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)平均值。2007—2018年測算的灌溉水利用成果見表2，灌區(qū)平均灌溉水利用系數(shù)由2007年的0.460提高到2018年的0.546，增幅為18.70%，逐年穩(wěn)定提高[2]；大型、中型、小型和純井灌區(qū)遵循灌區(qū)面積越大灌溉水利用系數(shù)越小的規(guī)律，即灌區(qū)規(guī)模越大影響灌溉水利用系數(shù)提高的因素可能也就越多，導(dǎo)致灌溉水利用系數(shù)值越小。

2018年，新疆灌溉水利用系數(shù)平均為0.546，低于全國灌溉水利用系數(shù)0.554，與發(fā)達國家的0.70～0.80相比差距較大。2018年，大型、中型、小型和純井灌區(qū)的灌溉用水量分別占到總灌溉用水量的61.40%、31.10%、1.30%和6.20%，平均灌溉水利用系數(shù)分別為0.5136、0.5501、0.6439和0.8327。其中，大型灌區(qū)和純井灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)比我國節(jié)水灌溉規(guī)范中規(guī)定的0.50和0.80稍高；中型灌區(qū)和小型灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)與節(jié)水灌溉規(guī)范中規(guī)定的0.60和0.70存在一定差距。

表2 新疆自治區(qū)2007—2018年測算的不同規(guī)模與水源類型灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)

2 新疆灌溉水利用方面存在的突出問題

2.1 節(jié)水意識普遍不強

長期以來，由于管理能力不足，監(jiān)管手段落后，宣傳工作不到位，造成人們節(jié)水意識普遍不強，特別是南疆地區(qū)。在農(nóng)業(yè)科學種植、灌水方式、灌溉制度、灌水定額等方面，缺乏規(guī)范化管理，農(nóng)田建設(shè)標準普遍偏低，灌溉方式落后。農(nóng)業(yè)灌溉中浪費水的問題突出，水資源利用效率低下。農(nóng)業(yè)節(jié)水激勵機制尚未建立，水資源緊缺與用水嚴重浪費長期并存。2010年，新疆農(nóng)業(yè)用水價格平均為0.047元/m3，僅占農(nóng)業(yè)供水成本的31.00%，現(xiàn)行農(nóng)業(yè)水價大部分執(zhí)行的是2009年以前調(diào)整的水價，水價嚴重偏離成本。

2.2 水資源過度開發(fā)

按照最嚴格水資源管理制度的要求，全區(qū)2030年用水總量控制紅線目標為526.00億m3，2018年全區(qū)的供用水總量已達到548.77億m3，遠超國際上公認的干旱地區(qū)水資源開發(fā)利用占水資源總量60.00%的紅線。目前除北疆“兩河”流域水資源相對較為豐富外，其他地區(qū)水資源基本上處于過度開發(fā)利用狀態(tài)。

2.3 農(nóng)業(yè)用水比例高

2018年，全區(qū)農(nóng)業(yè)用水量為490.85億m3，占總用水量的89.45%(其中北疆、東疆占比均為85.00%，南疆占比為93.00%)，超過全國平均水平28.00%，遠高于國外同為干旱區(qū)的以色列58.00%的水平。農(nóng)業(yè)灌溉面積過大，是造成用水結(jié)構(gòu)失衡的重要原因，且干旱年份擠占了生態(tài)用水，導(dǎo)致用水結(jié)構(gòu)嚴重失衡。因經(jīng)濟社會發(fā)展和農(nóng)業(yè)灌溉用水過度依賴地下水，2016年，全疆地下水開采率為78.50%。其中，東疆達147.10%；北疆達109.70%；南疆為53.20%，地下水資源開發(fā)利用過度。

2.4 水利工程基礎(chǔ)設(shè)施薄弱

新疆多數(shù)河流缺少控制性工程，水庫總庫容僅占河流徑流量的14.00%，南疆山區(qū)水庫庫容僅占當?shù)睾恿鲝搅髁康?.00%，遠低于全國22.00%的平均水平。大、中型灌區(qū)的渠道防滲率僅為48.55%和57.71%，灌區(qū)建設(shè)資金投入不足。一般河流的防洪能力僅為3～5年一遇，遠不及流域防洪規(guī)劃要求的10～20年一遇的標準。同時，仍有相當數(shù)量的病險水庫(水閘)亟需進行除險加固，農(nóng)田灌溉工程老化失修，管護機制不健全。

2.5 水利管理能力不足

尚未實現(xiàn)水資源統(tǒng)一管理，超指標用水依然普遍存在，最嚴格水資源管理制度落實不到位，區(qū)域之間、城鄉(xiāng)之間、兵地之間、行業(yè)之間供用水缺乏統(tǒng)籌調(diào)配，人與生態(tài)爭水現(xiàn)象時有發(fā)生。水利管理能力嚴重不足，農(nóng)村飲水安全工程、高效節(jié)水灌溉工程和灌區(qū)渠系工程缺乏專業(yè)服務(wù)隊伍，工程管理不到位；水行政執(zhí)法監(jiān)管工作不到位，對違法行為打擊力度不夠。

3 提高新疆灌溉水利用系數(shù)的主要措施

為實現(xiàn)2020年新疆灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)達到0.57的目標，需要加快灌區(qū)水利工程建設(shè)，增加節(jié)水灌溉面積，大幅提升灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平。

3.1 提高渠系水利用系數(shù)

a.做好渠道防滲。新疆具有典型的“綠洲經(jīng)濟、灌溉農(nóng)業(yè)”特點，從山區(qū)控制性工程到灌區(qū)骨干工程至田間，需要通過渠道等水工建筑物進行輸水，渠道防滲是提高渠系水利用系數(shù)最有效、應(yīng)用最普遍的工程技術(shù)措施[3-4]。根據(jù)國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗和吳旭春等[5]分析的新疆地區(qū)各灌區(qū)渠系防滲長度對灌溉水利用系數(shù)的影響效應(yīng)，渠道防滲長度對大多數(shù)灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)產(chǎn)生正效應(yīng)。通過對大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造不同襯砌形式的渠系水利用系數(shù)進行對比分析，防滲效果由高到低的順序為現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土板、砌石、土渠；渠首襯砌的節(jié)水效果優(yōu)于渠尾襯砌的節(jié)水效果；采用相同的襯砌方式和相同的襯砌長度，干、支渠對灌溉水利用系數(shù)的增量大于斗渠，農(nóng)渠最小[6]。從經(jīng)濟和使用角度來看，通過對灌區(qū)進行全覆蓋、大規(guī)模的渠道防滲來提高灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)并不可行，到2025年干、支、斗渠道防滲率達到70.00%以上，就能夠取得較好效果。

b.加強輸用水管理。目前，全區(qū)僅有7個地州完成水資源監(jiān)控能力建設(shè)，監(jiān)控未能實現(xiàn)全覆蓋，用水總量監(jiān)控數(shù)據(jù)不能全面實現(xiàn)實時、準確報送。各級渠道量測水設(shè)施配套率低，自動化程度更低，嚴重影響和制約了灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置、灌溉水的合理調(diào)度和灌溉水利用系數(shù)的提高。通過發(fā)展和使用各種配水、量水技術(shù)，開發(fā)渠系配水軟件、決策支持系統(tǒng)，落實“總量控制、定額管理”，能夠強化灌溉用水管理。

3.2 提高田間水利用系數(shù)

a.采用因地制宜的高效節(jié)水技術(shù)。近10年來，新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉面積快速發(fā)展和擴張，但以膜下滴灌為主的高效節(jié)水技術(shù)在南疆、北疆(東疆)的推廣、發(fā)展和使用極不平衡，尤其在南疆和田地區(qū)、喀什地區(qū)和克州。由于葡萄、紅棗、核桃等林果作物與小麥等糧食作物間作的灌溉面積比例較大，傳統(tǒng)地面灌溉方式的地塊分散、作物繁雜，加之管理水平跟不上，造成田間高效節(jié)水發(fā)展嚴重滯后，高效節(jié)水工程“有人用，無人管”“今年建，明年廢”的問題沒有解決。膜下滴灌、低壓管道輸水灌溉、微噴灌等田間高效節(jié)水灌溉，在新疆具有較強的適應(yīng)性，能減少田間灌溉水滲漏、徑流和地表蒸發(fā)、作物棵間蒸發(fā)損失等，田間水利用率顯著提高。2017—2019年國家在阿克蘇地區(qū)沙雅縣渭干河灌區(qū)開展的農(nóng)業(yè)高效節(jié)水增收試點，為南疆開展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水建設(shè)提供了可復(fù)制、可借鑒的措施和經(jīng)驗。結(jié)合區(qū)域國民經(jīng)濟發(fā)展，加強對已建高效節(jié)水工程的維護和管理，優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，因地制宜地科學選擇灌溉方式，合理確定灌溉主要參數(shù)指標，將有效提高田間水利用系數(shù)。

b.加強地下水資源管理。根據(jù)新疆地下水超采區(qū)治理方案，烏魯木齊、吐魯番、哈密等地的15個地下水超采區(qū)總面積達到4.01萬km2，超采區(qū)多年平均地下水可開采量為31.96億m3，2015年實際開采量為71.82億m3，超采量達到39.87億m3。與此同時，全區(qū)土壤鹽漬化程度不斷加重，灌區(qū)土地鹽漬化面積占灌區(qū)總耕地面積的32.00%以上，造成農(nóng)區(qū)耕地退化、作物產(chǎn)量降低、綠洲生態(tài)破壞，危及人類健康。使用先進的灌溉方法對降低地下水位、防止土壤鹽漬化十分重要。實施高效灌溉技術(shù)，可以通過控制灌溉作物的生長需水，減少補充地下水，使地下水位因土壤的不斷蒸發(fā)而降低，從而解決由于田間灌溉水量過多引起的地下水位上升形成的土壤次生鹽漬化問題。通過落實地下水禁采、限采要求，全面清理非法機井，限期清理完成巴州、博州、烏魯木齊市等區(qū)域的非法機井，以加強地下水管理。

c.采用農(nóng)藝措施。推廣農(nóng)藝技術(shù)節(jié)水，調(diào)整作物布局，選用節(jié)水高產(chǎn)型品種，實施保護性耕作(深耕蓄水保墑、秸稈還田等)和覆蓋涵水及化學抗旱等措施，推進農(nóng)藝措施與節(jié)水灌溉技術(shù)有機結(jié)合，增加灌區(qū)耕作層土壤的保水能力，提高田間水利用系數(shù)。

3.3 提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平

a.嚴格實施退地減水計劃，落實用水總量控制目標。合理控制灌溉面積是控制農(nóng)業(yè)用水量的最有效措施。要嚴格按照《新疆用水總量控制方案》，以河湖長制為基礎(chǔ)，各地州、兵團師要將分年度退地指標分解至各縣鄉(xiāng)、團場和每條河流，明確目標任務(wù)，制定時間表和路線圖，穩(wěn)步推進退地減水計劃。根據(jù)最嚴格水資源管理制度要求，積極推行灌溉用水總量控制和定額管理，編制年度用水計劃，實現(xiàn)計劃用水。不斷優(yōu)化骨干水源工程的水資源配置，實現(xiàn)用水計劃和供水安排的科學調(diào)度，配套斗口計量和控制設(shè)施，確保用水總量得以控制。

b.推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革。新疆除昌吉、哈密、吐魯番等地農(nóng)業(yè)水價綜合改革進展較快外，其他地區(qū)尤其是南疆四地州，還存在思想認識不到位、保障措施不到位、組織管理不到位、農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等問題，嚴重阻礙農(nóng)業(yè)水價綜合改革進程。要加快推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革，充分發(fā)揮水價杠桿作用和調(diào)節(jié)機制，確保水利工程良性運行和建立健全水利體制機制。2020年底前，農(nóng)業(yè)水價基本達到2015年供水運行維護成本水平，有條件的地區(qū)提高到2015年供水完全成本水平。

c.開展灌區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施升級改造。重點加強灌區(qū)監(jiān)測站(點)、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲等信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高獲取灌區(qū)信息資源的可靠性和及時性。推進水資源保護和調(diào)度管理、工程管理、灌溉管理、遙感應(yīng)用等應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，增強水資源利用與管理的科學性。

d.盡快形成合理的灌溉工程體系。按照“山水林田湖草”系統(tǒng)治理理念，構(gòu)筑節(jié)水體系。山區(qū)水利樞紐、灌區(qū)骨干渠系、田間高效節(jié)水設(shè)施同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步管理。按照工程體系完善、灌溉制度科學、節(jié)水效果顯著的要求建設(shè)現(xiàn)代化灌區(qū)，建立農(nóng)業(yè)高效節(jié)水體系，持續(xù)推進灌區(qū)骨干工程續(xù)建配套與節(jié)水改造和田間節(jié)水工程建設(shè)。

e.積極培育農(nóng)民用水合作組織。鼓勵創(chuàng)新農(nóng)民用水合作組織發(fā)展模式，適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的轉(zhuǎn)變，結(jié)合自身特點和發(fā)展需求，合理選擇農(nóng)民用水合作組織的發(fā)展模式，健全工程管護機制；落實水管體制改革政策，全額配足水庫公益性人員工資和維修養(yǎng)護經(jīng)費，切實保障水庫運行管理費用。

4 結(jié) 語

新疆南疆、北疆和東疆的種植業(yè)結(jié)構(gòu)、作物品種和栽培模式差異很大，灌區(qū)水利工程類型、規(guī)模和現(xiàn)狀及運行管理水平各不相同，影響灌溉水利用系數(shù)的因素錯綜復(fù)雜；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實測、填報的準確性也影響著灌溉水利用系數(shù)測算的精度；要根據(jù)實際情況，找準提高灌溉水利用系數(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綜合施策，取得實效。