李江,李志軍,張魯魯
(1.新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局,830000,烏魯木齊;2.新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,830000,烏魯木齊)
新疆南疆地區(qū)氣候干旱,水資源短缺、時(shí)空分布不均、使用效率效益較低、供需矛盾突出,是制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的首要問題和關(guān)鍵因素?,F(xiàn)狀新疆農(nóng)業(yè)用水占經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水總量比例超過90%,南疆甚至高達(dá)95%以上,遠(yuǎn)高于全國平均水平的62%以及同為干旱區(qū)以色列的58%,用水效率和效益較低已成為南疆水資源開發(fā)利用中最為突出的問題,且短期內(nèi)大幅減少農(nóng)業(yè)用水既不現(xiàn)實(shí),也不可能。因此,大力發(fā)展深度農(nóng)業(yè)節(jié)水是解決南疆水資源供需矛盾,促進(jìn)水資源可持續(xù)利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的必由之路。立足南疆區(qū)情、水情、民情,著眼于南疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更高質(zhì)量、更可持續(xù)、更為安全,在分析南疆農(nóng)業(yè)節(jié)水水平的基礎(chǔ)上,診斷南疆農(nóng)業(yè)節(jié)水存在的主要問題及面臨的形勢,以建設(shè)現(xiàn)代化節(jié)水農(nóng)業(yè)為目標(biāo),科學(xué)分析和評(píng)估南疆的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力,探索提出南疆農(nóng)業(yè)節(jié)水具體措施,包括“開源、節(jié)流、增效”三部分,對現(xiàn)代“坎兒井”灌溉模式進(jìn)行分析,同時(shí)通過典型案例進(jìn)行剖析論證,提出有針對性的對策建議。
根據(jù)新疆水資源公報(bào)和全國水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果,南疆水資源總量424.4億m3,占新疆全區(qū)的50.9%。其中,地表水資源量405.9億m3,地表水與地下水不重復(fù)量18.5億m3。若考慮入境水量、出境水量,扣除羌塘高原、奇普恰普河、塔克拉瑪干沙漠等無人區(qū)水資源量22.3億m3,實(shí)際可利用水資源量466.7億m3。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)狀南疆用水總量379.8億m3。按水源分,地表水用水量286.9億m3,地下水用水量92.3億m3,其他水源用水量0.6億m3;按行業(yè)分,農(nóng)業(yè)用水量364.1億m3,占南疆用水總量超過95%,生活、工業(yè)、城鎮(zhèn)及生態(tài)環(huán)境用水量不到5%。
截至2021年,南疆(含兵團(tuán))共建成各類水庫189座,總 庫 容95.45億m3,其 中 山 區(qū) 水 庫44座、庫 容62.79億m3,平原水庫145座、庫容32.66億m3。庫容系數(shù)約0.15,遠(yuǎn)小于全國0.23的平均水平。
根據(jù)“國土三調(diào)”數(shù)據(jù),南疆灌溉面積(不含防風(fēng)林)為5903.31萬畝(1畝=1/15 hm2,下同)。目前南疆已累計(jì)實(shí)施高效節(jié)水灌溉面積2463.73萬畝,僅占灌溉面積的41.73%?,F(xiàn)狀南疆(地方)干、支、斗三級(jí)渠道總長8.19萬km中已防滲4.56萬km,防滲率56%,其中干渠防滲率75.14%,支渠防滲率59.6%,斗渠防滲率47.47%。
南疆面積占新疆總面積的73%,而水資源僅占全疆水資源總量的50.9%,按人均占有水資源量比較,南疆人均與北疆基本相當(dāng),約為3800 m3,相當(dāng)于全國人均的1.8倍。按地均水資源量比較,北疆、全疆、南疆地均水資源量分別為全國平均水平的1/4、1/6和1/8。在人口、灌溉面積基本相當(dāng)?shù)那闆r下,地均水資源量的巨大差異導(dǎo)致南疆水資源開發(fā)利用量達(dá)到“飽和”程度。目前南疆水資源開發(fā)利用率接近90%,其中農(nóng)業(yè)用水占比超過95%,生態(tài)用水被擠占問題嚴(yán)重,統(tǒng)籌好南疆“生產(chǎn)、生活、生態(tài)”用水的難度很大,必須對水資源的集約節(jié)約利用進(jìn)行系統(tǒng)謀劃。
受建設(shè)難度、資金等多種因素影響,南疆控制性山區(qū)水庫建設(shè)相對緩慢,目前已建水庫189座,水庫調(diào)蓄能力約15%,遠(yuǎn)低于全國23%的平均水平。昆侖山北麓及天山南坡眾多獨(dú)立水系和較小河流基本未建設(shè)山區(qū)控制性工程。平原水庫大都建于20世紀(jì)七八十年代,多數(shù)進(jìn)入服役后期,存在蒸發(fā)滲漏大、泥沙淤積嚴(yán)重、調(diào)蓄能力低以及庫區(qū)滲漏造成周邊地下水水位上升、水庫下游耕地土壤鹽堿化程度相對較高等問題,需要統(tǒng)籌考慮替代、改造事宜。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),夏季灌溉高峰時(shí),部分平原水庫、骨干渠道蒸發(fā)損失約占用水量的20%以上,有限的水資源未得到充分利用。
因建設(shè)需求基數(shù)較大,灌區(qū)骨干工程設(shè)施依舊薄弱的現(xiàn)狀沒有得到根本改變,灌區(qū)的灌溉保證率亟待提高。據(jù)統(tǒng)計(jì),南疆渠道防滲率為56%,干、支、斗三級(jí)渠道共3.63萬km還未進(jìn)行防滲處理,輸水過程中滲漏、蒸發(fā)量大,渠道滲漏和田間滲漏累加,不僅增加了排水系統(tǒng)負(fù)擔(dān),而且大部分滲漏水量補(bǔ)給地下水,抬高了灌區(qū)地下水水位,直接引發(fā)灌區(qū)土壤次生鹽漬化問題。如喀什地區(qū)葉爾羌河灌區(qū)控制灌溉面積834.7萬畝,是全國第四大灌區(qū),干、支、斗三級(jí)渠系防滲率僅為66%、54%和12%。此外,高效節(jié)水技術(shù)使用率也不高,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),葉爾羌河灌區(qū)已建成高效節(jié)水灌溉面積173萬畝,目前正常使用率還不到50%。
現(xiàn)狀南疆多數(shù)農(nóng)田仍然采用冬灌保墑、春灌播前水壓堿等灌溉方式,用水效率低于全國甚至西北地區(qū)平均水平,用水結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡,供需矛盾突出,改善及優(yōu)化調(diào)整水資源配置格局、提高用水效率刻不容緩?,F(xiàn)狀南疆(地方)灌溉水有效利用系數(shù)為0.540,低于西北地區(qū)、新疆和全國平均的0.548、0.571和0.565;畝均毛灌溉用水量高達(dá)594 m3,高于新疆平均水平的553 m3和西北地區(qū)的437.6 m3,遠(yuǎn)高于全國平均水平的368 m3;萬元GDP用水量為1026 m3,遠(yuǎn)高于新疆平均水平的588 m3和西北地區(qū)的503 m3,是全國平均值的16.8倍;農(nóng)業(yè)單方水產(chǎn)出僅為2.5元,低于新疆平均水平的3.3元,遠(yuǎn)低于西北地區(qū)和全國平均的16.46元和19.1元。
南疆地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以農(nóng)戶為單位分散經(jīng)營,存在土地零散、作物種植結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、林糧間作的種植模式,對實(shí)施灌區(qū)改造和高效節(jié)水灌溉十分不利,而且工程建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用高,后期運(yùn)行管理難度大。與此同時(shí),南疆耕地絕大多數(shù)是由戈壁、沙漠、堿灘開墾而來,耕地次生鹽漬化、土壤沙化等問題在局部地區(qū)依然嚴(yán)重。部分區(qū)域鹽堿地比例高達(dá)45%。
南疆地區(qū)水權(quán)制度建設(shè)、水價(jià)和水市場綜合改革推進(jìn)緩慢,水價(jià)整體偏離成本嚴(yán)重,供水水價(jià)僅占總成本的39.8%,多數(shù)地州未征收末級(jí)渠系維護(hù)費(fèi),灌區(qū)普遍存在財(cái)務(wù)收益低、運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)缺口大等問題。由于水資源監(jiān)測、計(jì)量等手段落后,農(nóng)業(yè)灌溉用水浪費(fèi)問題比較突出。節(jié)水管理體制及工作協(xié)調(diào)機(jī)制不健全,節(jié)水工作尚未形成有效合力,“重建設(shè)、輕管護(hù)”的現(xiàn)象還比較普遍。
(1)水資源變化情勢要求節(jié)水控總量
受近年來氣溫升高因素影響,南疆地區(qū)水資源年際變化出現(xiàn)較大波動(dòng),水資源總量極有可能呈逐步衰減趨勢,年內(nèi)季節(jié)性分布也會(huì)更加不均,水資源供需矛盾將進(jìn)一步加劇。因此,必須以水資源為最大剛性約束,以水而定、量水而行,強(qiáng)化水資源集約節(jié)約利用,以高效節(jié)水保障高質(zhì)量發(fā)展。
(2)水資源過度開發(fā)要求節(jié)水保安全
按照全國第三次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果及現(xiàn)狀用水量分析,南疆地區(qū)水資源開發(fā)利用空間上不均衡,水源利用上不平衡,且整體處于超載狀態(tài),水資源過度開發(fā)與水資源超載局面在相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)難以根本性改變。必須加大節(jié)水力度,減少水資源取用與消耗,壓減地下水超采量,增加水資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備,以節(jié)水保供水安全。
(3)綠洲生態(tài)保護(hù)要求節(jié)水還綠色
根據(jù)遙感圖像資料解譯,南疆地區(qū)人工綠洲面積擴(kuò)張明顯,天然綠洲面積有所減少。2018年與1990年相比,全疆綠洲面積增加3.6萬km2,增幅26.2%。其中,人工綠洲增加4.0萬km2,天然綠洲減少0.4萬km2,人工綠洲和天然綠洲的面積比例由1990年的45∶55調(diào)整到2018年的59∶41。必須統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生產(chǎn)用水和生態(tài)保護(hù)用水,強(qiáng)化節(jié)水措施,控制用水規(guī)模,逐步退還被擠占的河湖濕地生態(tài)用水,限采壓采地下水,以節(jié)水保障新疆綠洲經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
(4)新時(shí)期高質(zhì)量發(fā)展要求節(jié)水提效率
南疆水資源緊缺,要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,必須把節(jié)約用水提高效率作為根本之策。提質(zhì)增效,既要提高用水效率、抑制不合理用水需求,也要提升用水效益、集約節(jié)約用水,探索水資源高效利用—生態(tài)保護(hù)—高質(zhì)量發(fā)展的成功路徑。
圍繞南疆水資源剛性約束和集約節(jié)約高效利用,以新發(fā)展理念為統(tǒng)領(lǐng),以南疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和實(shí)施鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略為主線,以“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水思路為遵循,結(jié)合南疆實(shí)際,構(gòu)建農(nóng)業(yè)深度節(jié)水控水體系,包括開源、節(jié)流和增效三方面措施,系統(tǒng)構(gòu)建、綜合施策,以達(dá)到“節(jié)水控總量、節(jié)水保安全、節(jié)水增綠色、節(jié)水提效率”的目標(biāo)。如圖1所示。
圖1 南疆農(nóng)業(yè)深度節(jié)水控水體系
(1)新建山區(qū)水庫增加調(diào)蓄庫容
新建山區(qū)水庫,增加水資源調(diào)蓄能力,保障農(nóng)業(yè)灌溉用水?!笆奈濉币?guī)劃在南疆新建大中型水庫18座,總庫容32.28億m3,調(diào)節(jié)庫容21.78億m3,水庫全部建成后可將南疆水庫調(diào)蓄能力提高到20%,能有效提升水資源調(diào)蓄能力,改善和調(diào)節(jié)水資源時(shí)空分布不均衡狀況,進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)供水保障能力。同時(shí)在有條件的地方通過引調(diào)水開展水系連通,增加應(yīng)急抗旱能力,優(yōu)化水資源布局。
(2)山區(qū)水庫替代平原水庫部分灌溉功能
通過已建和在建山區(qū)水庫替代平原水庫部分灌溉功能,縮小或廢棄平原水庫的蓄水面積,降低平原水庫水位,減少無效蒸發(fā)損失,可進(jìn)一步提高水資源工程調(diào)蓄和優(yōu)化供給能力,擴(kuò)大水資源配置覆蓋范圍,為農(nóng)業(yè)高效節(jié)水提供保障。南疆平原水庫庫容相對較大(平均庫容達(dá)2110萬m3),蒸發(fā)滲漏損失嚴(yán)重,實(shí)施山區(qū)水庫替代平原水庫功能改造效果較好,經(jīng)初步分析,僅選取阿爾塔什水利樞紐(已建)、大石峽水利樞紐(在建)等3座山區(qū)水庫替代下游東方紅水庫、上游水庫、多浪水庫等19座平原水庫部分灌溉功能,就可節(jié)約水量3.5億m3。
(3)加大微咸水使用力度
微咸水是重要的非常規(guī)水源,由于水質(zhì)較差,一直未能充分利用。結(jié)合目前國內(nèi)外微咸水利用情況,礦化度2~3 g/L的微咸水與地表水混和后可用于農(nóng)業(yè)灌溉。經(jīng)初步調(diào)查分析,南疆微咸水分布面積約為9985 km2,補(bǔ)給量和可利用量大約為8.89億m3和5.63億m3,作為抗旱保灌、應(yīng)急用水具有一定潛力。
根據(jù)“國土三調(diào)”及新疆水利“一張圖”統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),南疆(地方)灌區(qū)仍有大量干、支、斗三級(jí)渠系未進(jìn)行防滲處理。針對骨干渠系輸水效率不高的實(shí)際,一方面要持續(xù)推進(jìn)實(shí)施大中型灌區(qū)節(jié)水改造,重點(diǎn)對干支斗三級(jí)渠道進(jìn)行防滲改造處理;另一方面因地制宜,采用“水庫(渠首)+渠道+沉沙調(diào)節(jié)池+管道+高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田”的現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式。
(1)灌區(qū)骨干渠系防滲改造分析
結(jié)合南疆灌區(qū)地形地質(zhì)情況,干渠的防滲型式可采用現(xiàn)澆混凝土或漿砌石、支渠采用現(xiàn)澆混凝土、斗渠采用U形預(yù)制混凝土進(jìn)行防滲處理。以阿克蘇地區(qū)為例,經(jīng)初步梳理分析,如果對灌區(qū)459萬畝灌溉面積進(jìn)行節(jié)水改造,防滲改造(干、支、斗三級(jí)渠道)長度7382 km,可將渠系水利用系數(shù)由0.65提高至0.75,可節(jié)水9183.5萬m3,單方水投資約為75元左右。
(2)灌區(qū)現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式改造分析
經(jīng)調(diào)查分析和初步論證,現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式在減少滲漏和蒸發(fā)損失、提高輸水效率及水資源利用率方面有明顯優(yōu)勢。結(jié)合灌區(qū)上游山區(qū)水庫建設(shè)條件,考慮水庫與灌區(qū)供水方式、適宜的管徑、自壓輸水等因素,以和田地區(qū)為例,經(jīng)初步分析論證,采用現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式對灌區(qū)188萬畝灌溉面積進(jìn)行改造,改造長度2534 km,測算每千米投資約400萬~1000萬元,可深度節(jié)水8460萬m3,畝均節(jié)水約45 m3,可將渠系水利用系數(shù)由0.65提高至0.78~0.81,匡算工程總投資186.1億元,畝均投資6000~10 000元。
(3)現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式典型設(shè)計(jì)
按照地形條件適宜、水源有保障(水庫有調(diào)節(jié)沉沙能力)且河道來水泥沙含量低、工程可自壓輸水且管護(hù)簡單、有二次沉沙建設(shè)條件且環(huán)境影響小、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田程度高的原則,通過“水庫(渠首)+渠道+沉沙調(diào)節(jié)池+管道+高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田”系統(tǒng)建設(shè),以昆侖灌區(qū)為例進(jìn)行現(xiàn)代“坎兒井”灌溉系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)如下。
昆侖灌區(qū)位于克里雅河下游,現(xiàn)狀利用東方紅水庫取水,配合新建沉沙調(diào)節(jié)池、輸水骨干管網(wǎng)、田間高效節(jié)水灌溉工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。該灌區(qū)控制灌溉面積30萬畝,在東方紅水庫引水渠末端接骨干管網(wǎng)系統(tǒng)。骨干管網(wǎng)系統(tǒng)中總干管長度12.5 km,控制灌溉面積30萬畝,設(shè)計(jì)流量12.7 m3/s,管徑3.0 m,單管布置;連接段總長度17.9 km,設(shè)計(jì)流量6.8~12.7 m3/s,管徑2.2~3.0 m,單管布置;干管總長度51.8 km,每根干管控制面積1.5萬~2.0萬畝,設(shè)計(jì)流量0.63~0.84 m3/s,管徑1.0~1.2 m,單管布置;分干管總長度129.8 km,每條分干管控制面積0.6萬~0.8萬畝,設(shè)計(jì)流量0.25~0.34 m3/s,管徑0.6~0.8 m,單管布置。支管后接田間高效節(jié)水灌溉工程,主要由地面PE管、毛管及配套閥室等組成的多個(gè)田間系統(tǒng)構(gòu)成,田間系統(tǒng)全部配套自動(dòng)化設(shè)備,改造灌區(qū)范圍內(nèi)共布設(shè)518個(gè)田間系統(tǒng),鋪設(shè)地面PE管2123 km、毛管28 660 km。經(jīng)過初步匡算,總投資約為21.5億元,單畝投資約為7167元。
(1)興建高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田
南疆(地方)目前建有高效節(jié)水灌溉面積約1784萬畝,節(jié)水灌溉率約35%,低于全疆的46.41%。建議總結(jié)借鑒沙雅縣渭干河灌區(qū)高效節(jié)水增收試點(diǎn)的成果經(jīng)驗(yàn),改變土地分散性管理和林糧間作的傳統(tǒng)模式,建設(shè)一批高效節(jié)水增收示范區(qū),科學(xué)有序擴(kuò)大田間高效節(jié)水規(guī)模。到2035年,南疆高效節(jié)水灌溉率力爭達(dá)到65%,將新增高效節(jié)水灌溉面積1869萬畝,按照畝均投資1300元匡算,高效節(jié)水灌溉工程投資約243億元。按照畝均節(jié)水20~35 m3測算,發(fā)展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水約6.5億m3,節(jié)水潛力巨大。
(2)推廣“干播濕出”等農(nóng)藝節(jié)水新措施
結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),廣泛推廣膜下滴灌、低壓管灌、噴灌、水肥一體化、覆膜栽培、“干播濕出”等高效節(jié)水灌溉和農(nóng)藝節(jié)水新措施。結(jié)合土壤洗鹽需要,科學(xué)合理實(shí)施冬春灌節(jié)水技術(shù),對局部鹽堿問題突出的灌區(qū)進(jìn)行排水改造。據(jù)初步測算,僅采用“干播濕出”等節(jié)水措施,畝均節(jié)水可達(dá)60~80 m3,按每年推廣200萬畝分析,5年累計(jì)可節(jié)水6億~8億m3,該項(xiàng)技術(shù)無需增加更多投資,效益顯著。
(3)調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)
加快土地流轉(zhuǎn)進(jìn)程,大規(guī)模進(jìn)行土地平整,改變土地分散性管理和林糧間作的傳統(tǒng)模式,促進(jìn)南疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式向統(tǒng)一作物和適度規(guī)模化經(jīng)營方向轉(zhuǎn)型,切實(shí)推動(dòng)集中連片、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的高效節(jié)水灌溉工程建設(shè),促進(jìn)南疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式調(diào)整和新型經(jīng)營主體的培育。如同屬和田河灌區(qū)的和田縣、洛浦縣、墨玉縣,墨玉縣畝均灌水定額高于和田縣、洛浦縣近100 m3,主要原因是墨玉縣土地平整度較差,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
(4)精細(xì)化管理
大力開展精細(xì)化的農(nóng)業(yè)用水管控制度,完善終端用水管理模式。積極運(yùn)用審批論證、計(jì)量監(jiān)控等手段,落實(shí)灌溉用水總量控制??茖W(xué)選擇灌溉方式,確定灌溉規(guī)模、工程布局、灌溉制度、灌溉周期,實(shí)現(xiàn)高效用水。鼓勵(lì)專業(yè)化服務(wù)、水管單位管理和用戶參與等多種形式的終端用水管理模式。據(jù)分析,采用專業(yè)化服務(wù)管理的灌區(qū),畝均耗水普遍小于農(nóng)戶管理的灌區(qū),相當(dāng)于畝均節(jié)水50~80 m3,具有很大的節(jié)水潛力。
(5)加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革
加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革,充分發(fā)揮水價(jià)杠桿作用和調(diào)節(jié)機(jī)制,建立農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制、精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制、工程建設(shè)和管護(hù)機(jī)制、用水管理機(jī)制4項(xiàng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水和農(nóng)田水利工程設(shè)施良性運(yùn)行的2個(gè)目標(biāo)。借鑒沙雅縣渭干河灌區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水增收試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),探索推廣適合南疆的農(nóng)業(yè)節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,不斷完善農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制;加快計(jì)量設(shè)施建設(shè)和改造,強(qiáng)化灌溉系統(tǒng)信息化管理,基本建立“國有水利工程供水價(jià)格+末級(jí)渠系維護(hù)費(fèi)”的農(nóng)業(yè)終端水價(jià)形成機(jī)制,逐步推行分類水價(jià)和超定額累進(jìn)加價(jià)制度。
以上研究分析的各項(xiàng)措施,在政策、資金、管理水平等有保障的前提下,理論和實(shí)踐上均可實(shí)現(xiàn),而且投入不大、效果顯著。
國內(nèi)外均有大量灌區(qū)骨干工程采取管道化改造供水的實(shí)例,當(dāng)然也不同程度存在泥沙處理、地下水補(bǔ)給、管徑選取等問題,這些問題在南疆更為突出。
①泥沙問題嚴(yán)重,需進(jìn)一步深入論證沉沙措施。受地質(zhì)條件和產(chǎn)匯流的制約,南疆河流普遍存在多泥沙問題,個(gè)別河流泥沙含量高達(dá)12 kg/m3。過去農(nóng)業(yè)輸水普遍采用渠道輸水方式(部分采用混凝土、漿砌石、干插石、土工膜防滲),為解決泥沙問題大多數(shù)在上游引水渠首附近設(shè)置沉沙池,在一定程度上減少了進(jìn)入渠道的泥沙,但渠道同時(shí)還存在滲漏嚴(yán)重、蒸發(fā)損失較大的問題。如采用骨干工程管道方式輸水,需要結(jié)合地形條件進(jìn)一步深入研究上游沉沙處理措施。
②存在滲漏、清淤、地下水補(bǔ)給以及防護(hù)林補(bǔ)水等問題,需詳細(xì)分析論證,進(jìn)行綜合考慮。目前南疆部分縣(市)、團(tuán)場正在開展管道化輸水的示范應(yīng)用,根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),管道輸水比較適合的管徑為2 m左右,單條管道設(shè)計(jì)輸水能力為6~10 m3/s,灌溉面積30萬畝的大型灌區(qū)一般需要鋪設(shè)4~5根輸水干管。管道灌溉存在接頭滲漏、清淤難度大、運(yùn)行調(diào)控復(fù)雜、農(nóng)田邊緣防護(hù)林無水可灌等問題,此外還需要設(shè)置較大沉沙池,這些都需要結(jié)合灌區(qū)水源條件、渠道防滲改造情況綜合考慮。同時(shí),在南疆內(nèi)陸干旱區(qū),采用管道輸水以后,對地下水補(bǔ)給的影響需要進(jìn)一步深入研究論證。
③建議在目前有條件的地區(qū)進(jìn)行先行試點(diǎn),待條件成熟后再逐步推廣?,F(xiàn)有山區(qū)水庫大多位于河流出山口,距離中下游灌區(qū)較遠(yuǎn),短則幾十千米,長則數(shù)百千米,過去通常采用“河道上引水閘+渠道”的方式解決輸水問題。現(xiàn)代“坎兒井”輸水模式主要采用管道輸水來提高輸水效率,考慮資金籌措狀況,建議優(yōu)先選擇水源有保障(水庫有調(diào)節(jié)沉沙能力)、工程可自壓輸水且管護(hù)簡單,有二次沉沙建設(shè)條件且環(huán)境影響小、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田程度高、屬地下水超采灌區(qū)、兵地融合有示范作用的區(qū)域先行試點(diǎn),通過“水庫(渠首)+渠道+沉沙調(diào)節(jié)池+管道+高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田”系統(tǒng)建設(shè),形成現(xiàn)代“坎兒井”灌區(qū)高效節(jié)水新模式,條件成熟再逐步推廣。