姜慶飛，張 營

（1.江西明澤水利建設(shè)有限公司，江西 上饒 334000；2.海河水利委員會(huì)科技咨詢中心，天津 300170）

我國水資源總量相對(duì)豐富，2020 年水資源總量31 605 億m3[1]，人均水資源占有量約為2 200 m3，僅為世界人均水資源占有量的1/4，是世界上13 個(gè)貧水國之一[2]，水資源短缺的問題日益明顯。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的比例較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015—2020 年農(nóng)業(yè)用水量占用水總量比例為61.16%～63.10%（詳見表1），平均為61.88%。然而，我國2019、2020 年的灌溉水利用系數(shù)僅為0.559[3]、0565[1]，而其他農(nóng)業(yè)大國的農(nóng)業(yè)灌水利用系數(shù)達(dá)到0.7～0.8[4]。因此，提高農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)，對(duì)發(fā)展我國農(nóng)業(yè)和改善當(dāng)前日益緊張的水資源供需問題意義重大。

表1 近6 a（2015—2020年）農(nóng)業(yè)用水分析

本文通過我國農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀資料，分析目前農(nóng)業(yè)灌水過程中出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)對(duì)策，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積現(xiàn)狀

《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（2015—2020 年）[5-10]和《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》（2015—2020 年）[11-16]資料顯示，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展迅速。2015—2020 年，耕地灌溉面積和節(jié)水灌溉面積均有所增加（詳見表2），耕地灌溉面積每年增加量均小于節(jié)水灌溉面積每年增加量，近6 a來平均新增耕地和平均新增節(jié)水灌溉面積分別為77.0 萬、146.3 萬hm2。相較于我國耕地灌溉面積來說，節(jié)水灌溉面積比率逐年遞增，由2015 年的47.15%增至2020 年的54.65%；但相較于我國1.2億hm2耕地紅線面積來說，節(jié)水灌溉面積占耕地紅線面積比例由2015 年的25.88%增加至2020 年的31.50%，由此可以看出，目前我國發(fā)展節(jié)水灌溉的面積占耕地紅線面積的近1/3，表明節(jié)水灌溉面積雖已大幅提高，但農(nóng)田節(jié)水灌溉面積所占的比重遠(yuǎn)達(dá)不到高效節(jié)水的要求。因此，在發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉的同時(shí)必須加強(qiáng)高效節(jié)水灌溉的推廣。

表2 近6 a（2015—2020年）新增耕地和節(jié)水灌溉面積統(tǒng)計(jì)

1.2 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程在建設(shè)過程中，因選取的灌溉方式不同，相應(yīng)的灌水設(shè)備也不同。節(jié)水灌溉的設(shè)備主要根據(jù)灌水方式來選取，采用噴灌時(shí)，主要的灌水設(shè)備是噴頭、管道和動(dòng)力設(shè)備等；采用微灌時(shí)，主要的灌水設(shè)備包含微噴頭、滴頭、管道、首部樞紐及動(dòng)力設(shè)備等；采用管灌時(shí)，主要的灌水設(shè)備是低壓管道。圖1 為近5 a（2015—2019 年）各類節(jié)水灌溉技術(shù)的灌溉面積統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》（2015—2019 年），2020 年暫未公布各類節(jié)水灌溉技術(shù)的灌溉面積，故只統(tǒng)計(jì)到2019 年。根據(jù)圖1可以發(fā)現(xiàn)，在節(jié)水灌溉技術(shù)中，噴灌、微灌和低壓管道灌溉面積均逐年遞增，這與我國近些年不斷重視并加大對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水投入密不可分。然而，噴灌、微灌和低壓管道灌溉作為高效節(jié)水灌溉的主要技術(shù)措施，在2015—2019 年內(nèi)，其灌溉面積之和占節(jié)水灌溉面積的平均比重僅為59.68%。同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量存在不穩(wěn)定、欠缺成套性[17]、耗能較高和生產(chǎn)設(shè)備與材料工藝落后[18]等問題，低壓管道存在灌水不均勻[19]、淤積和滲漏嚴(yán)重等[20]問題。

圖1 近5 a（2015—2019年）各類節(jié)水灌溉技術(shù)的灌溉面積統(tǒng)計(jì)

1.3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉管理體制滯后

目前，我國建立的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉管理體制主要表現(xiàn)出一定的滯后性。首先，從全國農(nóng)作物灌溉管理體制來看，農(nóng)業(yè)灌溉管理體制缺乏市場的引導(dǎo)，無法與市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐統(tǒng)一。其次，由于部分灌水管理機(jī)構(gòu)缺乏自主管理權(quán)，導(dǎo)致管理人員將水資源市場化，簡單地將灌水演變成商品買賣關(guān)系，未能正確引導(dǎo)節(jié)水意識(shí)淡薄的群眾，且農(nóng)業(yè)水價(jià)存在定價(jià)不合理，致使用水戶在灌水過程中缺乏節(jié)約意識(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致灌溉水利用系數(shù)偏低。此外，在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉資金管控方面，我國現(xiàn)有投資建設(shè)的部分農(nóng)業(yè)灌溉工程所采用的技術(shù)水平相對(duì)落后，尚不能適應(yīng)我國節(jié)水灌溉高質(zhì)量發(fā)展的要求，在農(nóng)作物灌水過程中，漏水、滲水、偷水等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，部分地區(qū)缺乏對(duì)農(nóng)業(yè)水利灌溉系統(tǒng)的重視，暫未將農(nóng)業(yè)水利灌溉發(fā)展經(jīng)費(fèi)納入預(yù)算經(jīng)費(fèi)中，致使灌水設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)無經(jīng)費(fèi)保障，進(jìn)而導(dǎo)致灌水系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不能發(fā)揮系統(tǒng)本身的節(jié)水效益。

2 節(jié)水灌溉存在的問題

2.1 能源問題

近些年，人們不斷嘗試將風(fēng)力發(fā)電[21]、水力發(fā)電[22]以及太陽能[23]與節(jié)水灌溉設(shè)備相結(jié)合，以解決農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中長期供能問題。然而，在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉實(shí)施過程中，能源問題一直存在，主要為可再生能源的研究成果沒有得到充分應(yīng)用和農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉所需的小型可再生能源研究不足[24]。太陽能與節(jié)水灌溉設(shè)備的結(jié)合，既可解決偏遠(yuǎn)地區(qū)節(jié)水灌溉設(shè)備供電問題，又能顯著降低灌溉過程中的碳排放，在節(jié)水灌溉功能方面具有廣泛的應(yīng)用前景，但也存在光伏水泵產(chǎn)品可靠性較差、系統(tǒng)存在配置不合理和與灌溉系統(tǒng)匹配差等問題。

2.2 節(jié)水灌溉設(shè)備問題

自我國引入國外灌水設(shè)備以來，其應(yīng)用規(guī)模在逐年擴(kuò)大。然而，就各節(jié)水灌溉設(shè)備而言，目前仍存在許多問題。

在噴灌系統(tǒng)方面，對(duì)噴灌噴頭基礎(chǔ)理論缺乏系統(tǒng)性深入的研究，對(duì)噴頭內(nèi)部水流的流動(dòng)理論研究較為薄弱，噴頭的能源消耗大、工作壓力相對(duì)較高，噴頭噴灑均勻程度不高，噴頭的智能化、自動(dòng)化程度有待提高等。

在微灌系統(tǒng)方面，在微灌系統(tǒng)實(shí)施過程中普遍采用的是低端微灌設(shè)備，高端產(chǎn)品缺乏，對(duì)于高端微灌設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求，過分依賴于進(jìn)口產(chǎn)品。灌水器的產(chǎn)品質(zhì)量和性能需要進(jìn)一步提高，微灌產(chǎn)品在系列化水平與配套性上有所欠缺。在采用膜下滴灌時(shí)，大量塑料膜導(dǎo)致的白色污染問題沒有得到有效解決，且滴灌帶使用壽命較短，僅能灌溉1～2季，使用成本相對(duì)較高。

在低壓管道灌溉方面，管灌具有節(jié)水、節(jié)地、增產(chǎn)和高效等優(yōu)點(diǎn)[24]，但低壓管道仍存在遇含沙水源易產(chǎn)生淤積[25]、輸水工程的標(biāo)準(zhǔn)偏低、系列配套設(shè)備不完備、規(guī)劃設(shè)計(jì)水平不高、投資較少和管道設(shè)備利用率低等問題[26]。

2.3 推廣與管理體制問題

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣隨水資源供需矛盾的增加愈發(fā)被國家所重視，近些年得到了較快發(fā)展。然而，目前關(guān)于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣方面仍存在以下不足：在技術(shù)選擇上不夠全面[27]，技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)欠缺[28]，體制阻礙其發(fā)展[29]，節(jié)水設(shè)備銷售渠道不暢[30]和人們節(jié)水意識(shí)仍不夠強(qiáng)；在管理體制方面，主要存在節(jié)水灌溉資金投入時(shí)斷時(shí)續(xù)、節(jié)水灌溉制度和政策法規(guī)建設(shè)不完善、節(jié)水灌溉管理尚未形成較為統(tǒng)一且適宜的模式[31]、節(jié)水灌溉工程“重建輕管”[32]和缺少激勵(lì)與監(jiān)督機(jī)制等問題[33]。

3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展對(duì)策

3.1 大力推廣可再生能源研究應(yīng)用

節(jié)水灌溉設(shè)備的正常使用均需有效的能源供給，針對(duì)新疆、甘肅、西藏和青海等地日照充足的農(nóng)作物種植區(qū)，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)太陽能作為灌溉的能源；針對(duì)我國水資源較為豐富的丘陵山區(qū)，如福建、四川和貴州等地，灌溉設(shè)備能源供給應(yīng)以發(fā)展小型水電為主；針對(duì)風(fēng)力資源較為豐富的地區(qū)，如我國東北、華北北部、西北地區(qū)和沿海地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)利用風(fēng)能；針對(duì)適合發(fā)展地?zé)岚l(fā)電的西藏和云南地區(qū)，應(yīng)積極發(fā)展地?zé)岚l(fā)電；針對(duì)我國農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)大省，如河南、山東、四川和黑龍江等地，應(yīng)充分利用農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便等產(chǎn)生的生物質(zhì)能。此外，為避免能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一和保證能源供給健康發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)岷蜕镔|(zhì)能的聯(lián)合互補(bǔ)，形成長效穩(wěn)定的能源供給，推動(dòng)節(jié)水灌溉技術(shù)的快速發(fā)展。

3.2 不斷推進(jìn)節(jié)水灌溉設(shè)備研發(fā)

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備方面，對(duì)于噴灌系統(tǒng)，應(yīng)通過不斷的理論分析與實(shí)踐研究，開發(fā)出環(huán)保、高效、節(jié)能、智能化、多用途化的噴灌設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地區(qū)、不同土壤和氣候條件、不同作物的精準(zhǔn)灌溉。對(duì)于微灌系統(tǒng)，應(yīng)積極開發(fā)研制產(chǎn)品質(zhì)量好、能耗低、價(jià)格低且與我國節(jié)水灌溉技術(shù)相適應(yīng)的高端灌溉設(shè)備，降低對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的過分依賴。對(duì)于低壓管道系統(tǒng)，應(yīng)吸收國外先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)低能耗、低投入和高效率的設(shè)備，提高低壓管道相應(yīng)配套設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和配套技術(shù)水平，形成群井聯(lián)合調(diào)度和多級(jí)配水的智能化，同時(shí)應(yīng)提高低壓管道輸水工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、驗(yàn)收、管理等標(biāo)準(zhǔn)體系和管道運(yùn)行管理水平等，確保低壓管道系統(tǒng)設(shè)備長時(shí)間處于健康狀態(tài)。此外，對(duì)于各節(jié)水灌溉設(shè)備而言，一方面，應(yīng)采用新材料、新工藝、新技術(shù)，積極研發(fā)配套強(qiáng)、壽命長的灌水器和可降解塑料膜；另一方面，應(yīng)盡可能降低新灌溉設(shè)備的研發(fā)周期，改進(jìn)和提高灌溉設(shè)備性能，降低灌水設(shè)備的生產(chǎn)和維護(hù)成本，促進(jìn)我國節(jié)水灌溉設(shè)備的推廣與應(yīng)用。

3.3 加強(qiáng)高效節(jié)水灌溉推廣應(yīng)用

結(jié)合國家、流域、區(qū)域灌區(qū)發(fā)展規(guī)劃和現(xiàn)狀作物種植布局等，對(duì)于高效節(jié)水灌溉技術(shù)適用的區(qū)域，主管部門應(yīng)制定相應(yīng)優(yōu)惠政策，加大節(jié)水灌溉設(shè)備的資金投入，保障高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用落地；管理部門應(yīng)適時(shí)組織開展高效節(jié)水灌溉設(shè)備推介會(huì)，加大高效節(jié)水灌溉技術(shù)宣傳力度；各地區(qū)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際，學(xué)習(xí)推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；企業(yè)應(yīng)構(gòu)建高效節(jié)水灌溉設(shè)備銷售、推廣平臺(tái)，進(jìn)一步拓寬銷售渠道。

3.4 創(chuàng)新管理體制機(jī)制

細(xì)化完善不同作物高效節(jié)水灌溉用水定額，出臺(tái)高效節(jié)水灌溉設(shè)備運(yùn)行維護(hù)資金獎(jiǎng)補(bǔ)政策，建立農(nóng)業(yè)水價(jià)精準(zhǔn)補(bǔ)貼機(jī)制，從而健全農(nóng)業(yè)節(jié)水政策體系；在有條件的地區(qū)，開展合同節(jié)水管理，從資金、技術(shù)、運(yùn)維等多角度全面保障高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用落地；管理部門應(yīng)針對(duì)高效節(jié)水灌溉的新技術(shù)、推廣應(yīng)用遇到的問題等，定期對(duì)基層管水、用水人員開展技術(shù)培訓(xùn)；健全農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉管理責(zé)任制，明確管理人員與用水人員具體職責(zé)，建立管理人員和灌區(qū)群眾共同監(jiān)督的機(jī)制，將農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉管理工作落到實(shí)處。

此外，由于氣候、地理及土壤條件的差異性，不同灌區(qū)用水量各不相同。因此，在節(jié)水灌溉開展過程中，相關(guān)管理部門需要制定合理的水資源分配策略，并通過合理的調(diào)控來維護(hù)用水秩序。

4 結(jié)語

大力推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展，可根本上解決我國農(nóng)業(yè)缺水問題。農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的健康發(fā)展需多舉措同時(shí)進(jìn)行，不僅要灌溉節(jié)水，同時(shí)需持續(xù)大力的資金投入，改善節(jié)水灌溉設(shè)備，健全節(jié)水灌溉管理制度，拓寬適宜的節(jié)水灌溉設(shè)備銷售推廣渠道，選擇適宜當(dāng)?shù)氐目稍偕茉春吞岣呷嗣袢罕姽?jié)水意識(shí)等，才能真正意義上實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)灌溉的全方位節(jié)水。