新形勢下我國高效節(jié)水灌溉技術應用對策探討

邱曉東，王浠浠，劉 駿，閻志坤

（1.揚州大學，江蘇 揚州 210016；2.江蘇省水利勘測設計研究院，江蘇 揚州 210016；3.南京水利科學研究院，江蘇 南京 210029）

我國是一個水資源嚴重短缺的國家，農業(yè)是用水大戶，但用水效率總體不高。從1998年黨的十五屆三種全會開始，推廣節(jié)水灌溉工程建設被當作革命性措施來抓。截至2017年底，我國已基本形成了大、中、小型工程有機結合的灌排工程網絡，全國耕地灌溉面積達到了6 780萬hm3，其中節(jié)水灌溉工程面積達到灌溉面積的46.4%，高效節(jié)水灌溉工程面積占灌溉面積的28%。2000—2017年，灌溉水有效利用系數從0.43左右提高到0.55左右［1］。通過節(jié)水灌溉工程建設，穩(wěn)步提高灌溉用水效率，灌溉面積逐年增長，但灌溉用水總量基本沒有增加，用有限的水資源量支撐了農業(yè)和社會經濟持續(xù)發(fā)展。

按照新時代新形勢新要求，我國的灌區(qū)發(fā)展還存在灌區(qū)節(jié)水與高效利用不充分、管理能力與服務能力發(fā)揮不充分等不少突出問題。灌區(qū)發(fā)展需要補強灌溉短板、以水資源可利用量和可消耗量為剛性約束，走出一條節(jié)水高效、生態(tài)文明、現代化發(fā)展之路。

1 節(jié)水灌溉技術應用現狀與問題

1.1 應用現狀

我國節(jié)水灌溉建設工作已開展了20多年，現階段采用的節(jié)水灌溉技術主要有渠道防滲、低壓管道灌溉、噴灌、覆膜灌、微灌、地下灌、坐水種、溝畦改造等，其中管道輸水灌溉，噴灌和微灌技術一般視為高效節(jié)水技術。管道輸水灌溉以管道取代明渠水灌溉，借助配水設施將水轉移到田間；微、噴灌主要借助微、噴灌設備將水加壓分配到田間，小流量作用于植物根部。根據使用的設備和出水方式不同，又可以分為滴灌、微噴、小管流出、滲灌、灑水灌等。與傳統(tǒng)地面灌溉相比，低壓管灌可節(jié)水20%，微灌、噴灌可節(jié)水30%～50%［2］。經過多年探索與實踐，我國陸續(xù)發(fā)布了《渠道防滲襯砌工程技術標準》（GB/T 50600—2020）、《管道輸水灌溉工程技術規(guī)范》（GB/T 20203—2017）、《噴灌工程技術規(guī)范》（GB/T 50085—2007）、《微灌工程技術標準》（GB/T 50485—2020）、《江蘇：水稻節(jié)水灌溉技術規(guī)范》（DB32/T 2950—2016）等國家或地方規(guī)范性標準文件，并在前期工程實踐中指導相關技術運用。

通過大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程、高效節(jié)水灌溉建設工程、高標準農田建設等一系列工程，節(jié)水灌溉技術在全國各地進行了示范性的應用。如，江蘇省大型灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工作建設內容主要包括：骨干渠道襯砌，河道疏浚、渠系建筑物配套、灌區(qū)信息化建設及灌區(qū)泵站等［3］。高效節(jié)水灌溉建設方面，在面廣量大的淮北灌區(qū)、沿海墾區(qū)、沿江高沙土區(qū)、太湖流域、里下河圩區(qū)、寧鎮(zhèn)揚丘陵區(qū)等地，主要推廣低壓管道輸水灌溉技術，使用低壓管道輸水灌溉面積在高效節(jié)水灌溉總面積占比達64.15%［4］。

綜合來看，我國節(jié)水灌溉建設中主要推廣了渠道防滲技術，重點解決了灌溉基礎設施老化失修嚴重的問題；高效節(jié)水灌溉建設期以低壓輸水管道灌溉技術推廣為主，微、噴灌技術相結合，兼顧了投資成本和技術的適宜性。

截至2017年底，我國高效節(jié)水灌溉面積占總灌溉面積的28%。德、英等國噴微灌占總灌溉面積幾乎100%，俄羅斯噴微灌面積占總灌溉面積90%以上，美國噴微灌面積占總灌溉面積約50%，但其地面灌溉均采用激光平地技術以及畦灌和波涌灌等地面節(jié)水灌溉技術［5］。我國節(jié)水灌溉發(fā)展已經取得了一定的成就，但采用的傳統(tǒng)節(jié)水灌溉技術和現代化新型節(jié)水灌溉技術相結合的方式，與發(fā)達國家相比依然有一定的差距。

1.2 存在的主要問題

從以往節(jié)水灌溉技術應用的實踐中發(fā)現問題，可為后續(xù)節(jié)水灌溉建設工作積累寶貴的經驗與教訓，大量學者、基層管理人員等對此進行了研究與總結［6-8］，尤其是基層管理人員，從項目建設直接參與者的視角提供了大量貼合實際的觀點。我國高效節(jié)水灌溉技術存在的問題主要體現在以下方面：

（1）節(jié)水灌溉項目建成后實際使用率低。形成這種現象的原因是多樣的，首先，缺少科學的規(guī)劃設計，不少節(jié)水灌溉建設項目由于前期缺乏深度調研，工程設計與實際使用相脫節(jié)，所選的節(jié)水灌溉技術不具備適應性、有用性、有效性，項目建成后使用率低；其次，種植戶多為小規(guī)模經營模式，為追求種植經濟利益最大化，會經常變動植物品種，項目前期設計的節(jié)水灌溉技術不適用于新作物，不能發(fā)揮功能效益；再者，農民群眾的節(jié)水意識不強，對新技術的接納程度低，受傳統(tǒng)觀念的影響，許多農民群眾仍采用粗獷的灌溉方式。

（2）部分技術難以大范圍推廣。一方面，高效節(jié)水灌溉技術具有一定的復雜性和局限性，技術含量高，但基層建設者以及農民群眾知識水平普遍有限，由于推廣體系不健全，他們對節(jié)水灌溉技術缺乏了解，公眾自身素質、知識水平是影響技術推廣運用的關鍵因素。另一方面，高效節(jié)水灌溉通常建設難度大，建設成本高。受當地自然環(huán)境條件、水利基礎設施影響，對于小型農電水利工程，難以獲得預期的生產目標，效益不明顯；若要形成規(guī)?；图s化，又面臨長期資金投入不足的狀況，高效節(jié)水灌溉建設項目多以示范性工程為主，在經濟發(fā)達地區(qū)覆蓋面廣一些，在欠發(fā)達地區(qū)覆蓋面低一些，經濟水平也是影響技術推廣應用的關鍵因素。

（3）重建輕管，工程運行不良?，F有的節(jié)水灌溉建設工程普遍存在管護機制不健全現象。工程管理制度未落實，管護經費不足，維修養(yǎng)護不到位。由于缺乏節(jié)水灌溉行業(yè)準入制度，節(jié)水灌溉設備質量良莠不齊，使用達不到設計的運行年限便損壞嚴重，直接影響了工程的良性運行。有些地方認為農民是項目實施的最終受益者，承擔基礎設施的日常養(yǎng)護和管理職責，但高效節(jié)水灌溉技術含量高，缺少專業(yè)化的服務隊伍，農民無法完成管理和養(yǎng)護工作。有些地方設立了專門的管理部門，但管理制度不完善，管護經費無法落實，管理工作流于形式。工程管理體系和管理制度、維修養(yǎng)護制度、管護經費制度、社會化技術服務體系都亟需完善。

2 對策措施

如何解決前期建設中反映出來的問題，避免陷入“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的誤區(qū)，要從更宏觀的角度進行布局。新時代新形勢下，發(fā)展高效節(jié)水灌溉應考慮以下對策措施。

2.1 加快推進農業(yè)產業(yè)規(guī)模化現代化建設

從節(jié)水灌溉建設經驗可以看出，區(qū)域農業(yè)規(guī)模小、現代化程度低等客觀上已成為制約高效節(jié)水灌溉技術運用的不利因素。沒有農業(yè)灌溉規(guī)?；F代化建設，就沒有農村農業(yè)現代化。隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展，截至2019 年我國城鎮(zhèn)化率為60.60%，已達到世界城鎮(zhèn)化平均水平。城鎮(zhèn)化促使社會經濟結構轉型和城鄉(xiāng)勞動力遷移，農村勞動力結構已發(fā)生較大變化，推動鄉(xiāng)村農業(yè)規(guī)?；同F代化發(fā)展具備了可能性。2019 年國家發(fā)展和改革委員會和水利部共同發(fā)布的《國家節(jié)水行動方案》，提出“加快灌區(qū)續(xù)建配套和現代化改造，分區(qū)域規(guī)模化推進高效節(jié)水灌溉，結合高標準農田建設，加大田間節(jié)水設施建設力度”。優(yōu)化調整灌溉發(fā)展布局，合理地調整灌區(qū)的規(guī)模，同時加快推進灌區(qū)現代化建設，高效節(jié)水灌溉建設必然伴隨著農業(yè)產業(yè)規(guī)模化和農業(yè)現代化建設。

2.2 因地制宜優(yōu)化農業(yè)產業(yè)與節(jié)水灌溉技術布局

節(jié)水灌溉發(fā)展是一個包含工程效益、成本、工程壽命、節(jié)水率等復雜因數在內的多屬性決策問題，需要宏觀地、因地制宜地科學決策。高效節(jié)水灌溉技術一定程度上受農田水土條件、農作物種植結構以及農作物具體類型等因素限制，不具備普適性。充分考慮灌區(qū)地理、氣候、水資源分布等自然條件，優(yōu)化農業(yè)產業(yè)布局，形成優(yōu)勢主產品，避免小規(guī)模、分散經營，以及種植繁雜、植物多變的狀況，才能有利于適宜的節(jié)水灌溉技術長期穩(wěn)定地發(fā)揮效益。現代科技日新月異，數字化、智慧化的高效節(jié)水灌溉理念、技術與設備不斷呈現。促進灌區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展，要充分考慮所選技術的先進性與前瞻性，提升節(jié)水灌溉技術科技水平，避免低水平重復建設。加強監(jiān)管力度和市場調節(jié)機制，完善水價機制、水權交易機制等政策，充分調動社會資本參與節(jié)水改革建設［9］，避免建設資金“等靠要”的現象，促使節(jié)水工作產業(yè)化，形成通過購買服務等方式引入專業(yè)化市場團隊對先進的節(jié)水灌溉設施進行維護。

2.3 產學研結合加強高效節(jié)水灌溉的精細化管理

產學研相結合，制定科學合理的灌溉定額和灌溉制度，推動高效節(jié)水灌溉的精細化管理。一些發(fā)達國家基于信息技術，對灌溉水流量、速度等進行控制，達到時、空、量、值上有效滿足作物在不同生長期的需水，已實現精確灌水。我國相關學者在精確灌溉方面也開展了大量的研究與實踐，如研究不同節(jié)水灌溉方式下粳稻的生產特性，主要節(jié)水灌溉方式對水稻根系形態(tài)生理的影響；牟漢書等［10］綜合運用大數據、物聯網、云計算等現代科技手段，提出了“基于動態(tài)輪灌的實時調控”大型灌區(qū)水源精準調度模式，實現了江蘇省淮漣大型灌區(qū)的精準灌溉，節(jié)水效應顯著。充分利用國內大專院校、科研院所、生產企業(yè)等研究成果，實現產學研轉化，依據科學依據，制定與作物類型、土壤條件等相適應的灌溉制度，實現灌溉制度的精細化，才能發(fā)揮節(jié)水灌溉技術的最大效益，滿足農業(yè)集約化和現代化生產要求。

2.4 健全節(jié)水灌溉綜合評價體系

科學合理的評價方法為制定節(jié)水政策、方案和措施等提供科學依據，避免盲目地憑經驗決策。完善的評價體系與反饋制度才能促進節(jié)水灌溉工程高質量發(fā)展。學術領域對節(jié)水灌溉綜合評價體系已經開展了大量的研究。節(jié)水灌溉評價方法正朝著多樣化、系統(tǒng)化發(fā)展，評價指標體系也日趨綜合、全面，并在許多地區(qū)進行了應用。但是，現階段還沒有統(tǒng)一的評價方法和公認的評價指標體系。健全節(jié)水灌溉綜合評價體系，是推進高效節(jié)水灌溉工作高質量發(fā)展必不可少的一個環(huán)節(jié)。

3 結 語

經過一系列工程建設，我國灌區(qū)工程設施已經得到了不同程度的改善，管理水平與能力有所提高，但總體依然薄弱。受區(qū)域自然環(huán)境條件、水利基礎設施、經濟發(fā)展水平等多重因素的影響，如何破局灌溉區(qū)域發(fā)展不平衡、不充分的現狀是個復雜的問題。本文綜合分析了高效節(jié)水灌溉技術應用中存在的一些問題，并試探性地提出了4 點對策措施，希望能夠為高效節(jié)水灌溉技術建設推廣提供一定參考。