發布時間:2023-02-27 11:13:05
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的節水灌溉論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
1.1低壓管灌技術
采用低壓管道輸水,有效的避免了水資源在輸送過程中因和外界接觸而產生的損失,能有效的增加水資源的利用率,減少必要的損失。相比于同等的水量下,使用此種灌溉方式能對更大土地面積進行灌溉,增產增收;節電,由于提高了水資源的利用率,對于井灌區,大大的減少了抽水量,約可減少20%-30%的用電量;以低壓管道代替了渠道,可減少2%-3%的渠道占地,為農業發展提供更多的用地,增加農產量;在輸水速度上,縮短了輪灌周期,能更加有效地增加農民的收成;與滴灌相比較而言,一次性投資較低,在一定程度上節約了農業成本的投放。
1.2噴灌技術
噴灌技術是噴灑灌溉技術的簡稱,該技術是目前農田節水灌溉的主要技術。它通過水泵、動力機等動力設備將水加壓,并通過具有定高度的噴灌設備利用自然落差將水灌溉到其所覆蓋的區域地段噴頭將水噴灑到空中,使水在空中分散成細小的水滴落到所灌溉的地面上,其不僅能夠實現節約水資源,還能夠使灌溉變的更加均勻,從而使農作物都能夠得到灌溉。根據噴灌設備的靈活性程度可以將噴灌技術分為固定式、半固定式和移動式三個類型,其類型不同應用的范圍也不盡相同:固定式噴灌設備除噴頭以外,其余部分都不能動,該設備適用于農田范圍較小的地區;半固定式噴灌設備除噴頭可以移動以外,噴頭支管也可以移動,相對于固定式噴灌設備而言,其機動性相對較好,適用于灌溉范圍較大的農田區域;移動式噴灌設備所有部分均能夠移動,三者之中其機動性最好,更適用于山區或灌溉環境相對惡劣的農田地區。
1.3滴灌技術
滴灌技術作為農田水利灌溉的主要技術,針對根系土壤活動范圍對其進行灌溉。主要是通過壓力管道將水資源輸送至田間支管及毛管內,然后對其進行緩慢式灌溉,這種灌溉技術相對比較均勻且能夠保證土壤所需的最佳含水量。一定意義上而言,灌溉技術不同于傳統的灌溉技術,它不僅能有效的將水資源灌入其植物中,更能提高水資源的利用率。這種灌溉技術具有以下等優勢:滴灌技術與普通灌溉技術相比較而言,可以節省55%的用水量,可以有效的將水資源充分利用并達到植物所需的正常用水量。在進行滴灌時可以利用管道系統對其植物進行施肥,從而一定程度上還大大減少了肥料浪費現象,提高了施肥的效用。對于耕地面積較小的灌溉作業而言,這種灌溉技術可以有效的增加作業播種面積,使其作物達到大幅度增產。從一定程度上來講,滴灌技術適用于各種農作物的灌溉且不受地質環境的影響,且能有效的降低勞動強度,節約勞動成本。這樣農業人員就可以利用充足的時間去從事其他的農業勞動,改變原有單一的勞動模式,為其增收創造條件。農民增收一定程度上也會促進農業的發展變革,更有利于農業生產模式的轉變,且提高耕地用地效率。
1.4渠道防滲技術
渠道灌溉作為農田灌溉的主要輸水形式之一,在實際灌溉中其存在很多問題,這種灌溉技術極易發生滲漏滲水等情況,大約一半甚至更多的水資源難以充分利用,也是影響農田灌溉最常見的一種灌溉方式。所以,在日后灌溉過程中,必須加強渠道的防滲漏技術,提高水資源的整體利用效率。
2加快發展農田水利工程節水灌溉的具體措施以及未來發展趨勢
2.1加快發展農田水利工程節水灌溉的具體措施
農田水利工程從某種角度而言,既是一項技術工程又是一項惠及民生的社會工程。所以,大力發展農田水利灌溉節水工程符合其實際發展的需要,對于節水而言,要全面考慮其農業節水問題將問題上升到一定高度及范圍,并不是一定意義上的節水措施,要從根本上意識到農田水利工程建設節水灌溉的重要性。
2.1.1進行合理的規劃
農田水利灌區地下水及地表水的平衡對整個農田水利建設的發展有著極其重要的影響。所以在進行農田水利施工開采時,必須充分考慮該區域地下水及地表水的含量。合理設計施工開采方案,這樣不僅可以有效的利用水資源,更能減少不必要的浪費。
2.1.2對農業節水進行資金補助,加大對農業節水的投資力度
現階段而言,我國農田水利基礎設施建設的主要資金來源于農民集體出資,這在一定程度上就影響了農田水利建設的長久發展。對此,國家必須出臺相關扶持政策,確保農田水利建設的可持續發展。與此同時,相關管理部門也要注重農田水利節水的重要意義,引進先進的節水灌溉技術,進一步促進去農田水利建設的發展。
2.2農田水利工程節水灌溉技術未來發展趨勢
2.2.1生物技術的發展
生物技術的出現一定程度上促進了農田水利工程的建設發展,它以高效、優質的節水技術對植物自身構造進行研究分析,從而利用植物自身水分對其灌溉,節約了成本,提高了高產的效率。
2.2.2信息智能化灌溉技術
信息智能化技術,顧名思義就是利用計算機技術對農作物進行嚴格的控制,針對所在環境(空氣質量、溫度變化以及日照強度等)都要進行掌握,嚴格分析農作物所需水分及灌溉所需時間,利用信息技術將灌溉需求信息進行傳輸,然后利用計算機計算出灌溉的時間及灌溉量,這樣不僅能夠保證農作物的生長,更在很大程度上提高了勞動效率,達到了節水目的。
3結束語
關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
我國現在大規模應用的是農業節水技術體系,在這項技術中涵蓋有許多的經營管理方式及工程制度規范,這樣能增強管水組織的科學性和健全性,使計劃用水工作、科學配水及合理征收水費工作落實到實處。科學的種植工藝、栽培方式、蓄水保護墑情工藝、合理使用化學藥劑、采取合適的保水工藝都是農業節水系統的重要組成部分,但也不能忽略秸稈及地膜護墑技術、栽種抗旱節水農作物、限制灌溉方式等工藝。農業生產中幾乎所有灌溉工作的實質就是利用水的自然落差將水運送到指定的灌溉地區,當然,也可利用專業程度較高的設備直接將水噴灑到土壤,并且使用噴灑器進行噴射灌溉時,所形成的水滴分子是很小的,甚至能夠成為霧狀,這有助于更高效的進行農業灌溉,并保證農業灌溉的均勻性。噴灌設備一般包括移動式、半固定式及固定式三類。除水源固定外,動力機、水泵、管道、噴頭都可以移動的設備統稱為移動式噴灌系統。管片和水栓之間是相連的,并且該裝置只有在地表的噴頭及裝有支管的噴頭能夠移動,但是它的剩余部分卻是固定的、不可移動的,所以我們將這種灌溉系統叫做半固定式噴灌系統。有些噴灌設備是只有噴頭可以移動的,剩余的各個部分都是固定的,而有些噴灌設備的整體都是無法移動的,這類噴灌設備便叫做固定式噴灌系統。
2節水灌溉技術中存在的相關問題
2.1進行農業節水灌溉工作時各種新技術及新設備的使用區域都比較小。
對水利用率很高的噴灌及滴灌等農業灌溉方式在某些地區開始有了實際的應用,但是這些農業灌溉地區卻往往只是用作示范作用,噴灌、滴灌等有著顯著優勢的灌溉技術依舊沒有獲得大范圍的推廣使用。所以在今后的節水農業灌溉工作中,要加強對這些技術的推廣,促進農田水利節水灌溉技術在大型的農田中的應用。
2.2工作過程中缺乏健全的監督激勵機制。
現今我國的很多灌區及應用節水灌溉技術的農田在實際的工作過程中一般都沒有科學合理的監督激勵機制,這也使得有關的管理機構不能明確自身的管理職責,管理效果也無法達到預期水平,管理過程中使用的方式也不夠細化,調度的應用也缺乏靈活性。
2.3農田灌溉的節水資金投入相對饋乏。
現在中國在節水灌溉方面投入的資金太少,甚至有許多的正在使用的灌溉工程也早已無法正常的工作運行,這將會直接導致節水灌溉工作的效益有很大程度的降低并使得可灌溉的面積逐漸減少。此外,在進行節水灌溉工作時,各種建設資金的投入也不夠充足,這會導致新建的節水工程特別是配套資金的分配不夠科學合理,這會使得發展的規模受到很大的制約。
2.4在推廣節水灌溉的先進節水技術過程中部門相對獨立。
由于在進行節水灌溉先進技術的推廣工作時各個工作機構有著較強的獨立性,這會使節水措施的可行性論證降低,無法因地制宜的開展節水灌溉技術的使用規劃工作,這將會導致節水灌溉針對性差等各種問題的出現,最終將影響節水工程經濟效益的正常發揮。
2.5農田水利工程節水灌溉設備。
由于各種質量問題或維修維護工作開展的不夠及時等主觀或客觀因素,會使節水設備的損壞率有較大程度的降低,這最終會導致節水工程的使用壽命減短,最終對節水灌溉技術的推廣和大范圍使用造成惡劣的影響。
3節水灌溉工程發展的相應措施
3.1進一步地統籌農業節水灌溉技術的發展。
在進行抗旱保豐收及提高糧食產量的農業生產過程中,工作者不僅建造了更多、更深的井,又在利用剩余的水來加大灌溉的總面積,這便于最初的資源型節水理念背道而馳,沒有真正的發揮其作用。農業生產的節水與農民的自身權益及種糧獲得的經濟效益有著非常緊密的聯系。因此,工作人員一定要綜合的考慮影響農業節水發展進步的諸多因素,設計出一套最科學、合理的農業節水技術規范。
3.2加大力度。
建設節水工程時初次投資所需的金額是很大的,可是很多的農民生活水平還是較低的,因此必須要將農業節水工作納入國家政府的重點議事議程,然后制定一套科學的制度,進行扶持工作時也要考慮到資金、政策等各個方面,這樣才能體現農業節水工作的重要意義。做到上述這些,不僅能促進節水工程的快速發展還可以使農民的生活水準有大幅度的提高。
3.3搞好中低產田節水灌溉。
進行節水灌溉工作時,必須要科學的引進,選擇最適合當地農業發展的技術。還要設計最適合的發展規劃方案,使用最科學的節水灌溉工藝,并給予中低產田改造工作高度的關注,加大中低產地節水灌溉的總面積。
4結語
關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
灌區節水改造是保證國家糧食安全、促進灌區經濟發展的需要。干旱缺水是我國農業面臨的最大威脅,是農業發展主要的制約因素。在人口不斷增長,耕地逐漸減少,土地后備資源嚴重不足的前提下,穩定和提高糧食綜合生產能力,一個重要方面就是要穩定和適當擴大節水灌溉面積。水利設施年久失修、破損嚴重,使水量浪費損失極為嚴重。每年由于渠道引水決口,沖毀、淹沒農田時有發生。扶風縣各工程設施破損嚴重,完好率低下,渠道輸水能力嚴重不足,水利用率低,水資源浪費嚴重。同時小型灌區機井老化比較嚴重,耕地得不到灌溉,輸水工程不配套。基于上述現狀,有必要對扶風縣小型農田水利工程進行規劃建設,灌區節水改造是保證國家糧食安全、促進灌區經濟發展的需要。
2工程概況和農田水利工程現狀
2.1工程概況
扶風縣位于關中盆地西部,西寶高速、西寶北線中段,全縣總土地面積745.8km2,耕地面積77.61萬畝,農民人均耕地1.59畝,縣內農田成方,道路成網,交通比較便利。全縣以種植糧食作物為主,主要糧食作物有小麥、玉米,常年播種面積100.6萬畝,平均復種指數150%。經濟作物主要有辣椒、蘋果等,農業產業主要以畜牧業為主。
2.2項目區水利工程現狀
目前項目區已有水利工程主要包括小型農田水利工程、大中型灌區骨干工程和小型水庫工程。至2009年底,全縣共有陂塘9座,小型灌溉泵站343處,農灌機井2843眼,水窖810眼,小型灌區渠系291km,大中型灌區渠系1080km,機井灌區灌溉渠系117.3km,低壓輸水暗管112.8km。設施灌溉面積52萬畝,有效灌溉面積45萬畝,節水灌溉面積23.4萬畝。全縣共有寶雞峽、馮家山灌區干、支渠道122.8km。2000年以來,該縣通過實施農業綜合開發水利骨干工程改造、省級財政專項資金灌區改造等項目,投入資金3100萬元,共襯砌改造干、支渠38km。縣管水庫共有11座,均為小型水庫。太川水庫、官務水庫、白家窯水庫、五郡溝水庫,共灌溉面積5.8萬畝。總體而言,灌區水利基礎設施薄弱,渠系建筑物損壞嚴重,抽水站年久失修,機泵老化,農田灌溉以土渠輸水、大水漫灌為主,地下水資源浪費嚴重,單井控制面積小,灌溉保證率低。無法滿足灌溉需求,嚴重阻礙項目區經濟的發展。
3灌區節水改造工程設計
為了改善扶風縣灌區上述水利工程現狀,對整個扶風縣分4個項目區分別進行系統的節水改造工程的設計。整個節水改造工程的典型設計如下所述。
3.1機井工程設計
按照當地水文地質條件和用水量要求,設計井孔深度180m。本深度內可有四層水,總厚度為40m,井孔口徑為550mm,井管材料采用鑄鐵井管。濾水管有效工作長度50m,實管長度130m,合計總長度180m。管外填礫厚度為140mm,填礫直徑10mm~20mm,礫料采用扶風縣沙廠生產的標準礫料。井壁管連接形式采用焊接連接。根據井孔設計的地質條件和含水層巖性來確定計算參數,從井孔柱狀圖上得知含水層總厚度M=40m,含水層的巖性以粗中砂為主,選擇含水層的滲透系數K=15m/d,采用濾水管有效工作長度L=50m,井孔直徑D=550mm,濾水管外徑ds=0.288m,井管直徑d=0.25m。為保證管井的使用壽命,避免過高的滲透流速對濾水管的腐蝕、結垢、堵塞等破壞,在設計中我們采用小于允許入管流速進行計算。計算公式為:Q=Л×dg×L×n×Vg,將相應參數代入式中可得Q=195m3/h。計算的理論出水量,代表了濾水管的進水能力,而設計流量應小于計算的理論值,所以應乘以0.3的安全系數,才能作為設計出水量,即Q=58.6m3/h。
3.2輸水渠道設計
以法門鎮齊村北十一支一斗渠襯砌工程進行典型工程設計。渠道總長度850m,主要灌溉齊村的部分耕地,控制灌溉面積650畝,畝均控制渠道長度為2.5m~3.1m。渠道設計流量的大小,應根據作物的灌溉制度及所控制的灌溉面積,按照同一時期不同作物同時用水量的情況計算,計算得出渠道設計流量為0.1m3/s。渠道縱坡比降的選擇,應由實際地形條件而定,盡可能使渠底比降與地面坡度相一致,在滿足灌溉引水的情況下,盡量選擇較大的比降,但斗渠一般不大于1/500。因此,根據項目區的地形特點,選渠道比降為1/600。為了提高灌溉效率,節水節能,節約占地,降低供水成本,同時也為了機械化施工,渠道斷面設計為“U”型砼斷面,渠道設計流量為0.11m3/s,縱比降為1/600,選用渠道斷面為D40斷面,襯砌厚度為5cm,選用C15砼澆筑。渠道每隔5m設一道伸縮縫,縫型為機械切割半縫,縫寬為2.5cm,縫內用焦油塑料膠泥填塞。
3.3抽水站設計
依據原有抽水站設計灌溉面積、設計流量、配套機泵型號不變的原則,對該項目區的35座抽水站實施改建設計,更換62臺(套)新的節能機組,使其發揮原有的效益。確定以扶風縣項目區召公鎮大槐村抽水站作為典型設計。該工程位于信邑水庫以南600m處,引水水源為美水河水,控制灌溉面積380畝。經實際勘測調查,該抽水站地形揚程8.23m,根據控制灌溉面積、灌水定額、輪灌天數、每天灌溉時間及渠系水利用系數計算設計流量,由設計流量和抽水揚程確定水泵型號。確定了水泵的流量與揚程,可利用“水泵性能表”來選擇所需水泵。
3.4低壓暗管設計
本次工程擬鉆鑿180m深的鋼筋砼管井1眼,根據已成機井水文地質資料,機井出水量為32m3/h,靜水位35m,動水位95m,地塊長方形,東西長400m,南北寬234m,面積約為140畝,機井位于地塊西北角。地塊內作物種植以小麥、玉米、辣椒為主。作物種植方向為東西走向,地塊北偏東稍高、西部較低。設計灌水定額按式m=1000Hγ(覻1-覻2)/η計算,根據該區實際情況,計算得小麥、玉米的灌水定額40m3/畝,辣椒的灌水定額27m3/畝。本區農作物以小麥、玉米、辣椒為主。玉米、辣椒生長期處在雨季,適當補充灌溉即可滿足要求,取灌水周期為12d。管道布設形式為梳齒狀,依據管灌技術規范,結合地塊形狀以及經營管理體制,耕作習慣,機井出水量等實際情況,在地塊西邊界布設1條主管道,垂直主管道布設3條支管道,管道長度720m,在管道上安裝出水口進行灌溉。項目實施后,區內小麥種植面積占耕地面積的90%,日開機時數取16h,灌溉水利用系數取0.8,根據機井控制面積計算,結果表明,設計流量小于單井出水量,故采用單井出水量為設計流量。管徑采用經濟流速法確定,根據計算得管道管徑選擇為外徑110mm,內徑105.6mm的UPVC管。經計算,沿程水頭損失為5.77m,局部水頭損失按沿程水頭的10%計算,取0.57m。水泵設計揚程由管道系統的水頭損失(h),機井動水位(h凈),機井至供水最不利點的高差(h)等確定,即H=h凈+h+h+2.0(出水口要求水頭),該機井配套水泵設計揚程為95+5.77+0.33+2.0=103.1m。按照設計流量和設計揚程進行水泵選型。
4工程經濟效益分析
扶風縣小型農田水利節水改造工程建設項目計劃襯砌渠道82.1km,改造渠系建筑物639座;在機井灌區,新打配套機井41眼;鋪設低壓管道28.16km,出水栓981個;可新增灌溉面積7640畝,改善灌溉面積26222畝。井灌項目區灌溉水利用系數由原來的0.65提高到0.8;抽水灌區灌溉水利用系數由原來的0.5提高到0.65;全縣糧食綜合生產能力新增379.42萬kg。大力發展農民用水合作組織,使其管理的灌溉面積增加1.3萬畝。該項目建成后,作物復種指數由150%提高到180%,年可增產糧食379.42萬kg,糧價按現行市場價1.8元/kg計算,可增收379.42×1.8=682.96萬元。經濟作物每畝增收按100元計算,可增收3.39×180%×0.4×100=244.08萬元。該項目建成后,年可節水186.60萬m3,按每立方米水0.1元計,可節約186.60×0.1=18.66萬元。整個項目實施后,共可增收945.70萬元,取水的分攤系數為0.4,即水利項目凈收益為925.54萬元×0.4=378.28萬元。依據以上增量效益和增量費用的分析計算,并根據有關評價指標計算規定進行分析計算,成果如表1所示。由經濟評價分析計算結果可以看出,本工程的經濟內部收益率12.44065%大于經濟基準收益率8%;經濟凈現值844.10萬元大于零;經濟效益費用比為1.27,大于1.0。故該工程在經濟上是合理的。
5結論和建議
關鍵詞:節水灌溉 工程技術模式 問題 對策
一、適合我國不同類型區發展節水灌溉的工程技術模式
節水灌溉是充分合理利用各種水資源,采取水利、農業、管理等技術措施,使區域內有限的水資源總體利用率最高及其效益最佳。由于實施節水增效灌溉的地區自然、經濟、社會條件千差萬別,灌溉的對象也多種多樣,不可能用一種固定的模式放之四海皆適用。必須遵循因地制宜的原則,依據不同地區、不同作物的不同要求,建立不同的節水工程技術模式來予以實施。我國從20世紀70年代開始發展節水灌溉,經過30多年的實踐,特別是通過300個節水增產重點縣建設,形成了適合我國不同類型區發展節水灌溉的工程技術模式,并已大面積推廣應用。
(一)新建井灌區節水增效灌溉工程技術模式
按照“以水定井,統一規劃,合理開采,嚴格管理”的原則,在新建的井灌區發展節水增效灌溉。以開采有穩定可靠補給來源的淺層地下水為主,將井灌建設和節水灌溉結合起來,建設成節水型井灌區,做到既促進農業的發展,又防止地下水超采、環境惡化的結果。這種模式是:合理布井,采用先進的成井工藝提高機井質量,配套小型移動式噴灌機等節水灌溉設施。
吉林省洮南縣按照這種模式建成中心灌區1014.6畝,輻射區4050畝,項目區建成后灌水定額明顯下降,年節水30.67萬立方米,在全部農田實現全生育期灌溉的同時,地下水得到有效控制,灌溉期間地下水位基本保持不變,而非項目區同期地下水位普遍下降2米,有效的提高了農業抗災能力。由于取消了田間輸水土渠,項目區還節省渠道占用耕地149畝。項目區的玉米、綠豆、小麥單產分別比建成前提高41%、38%和36%,品質也增加1至2個等級。這種工程技術模式已在吉林,黑龍江、河南等省的新建井灌區大面積推廣應用。
(二)華北井灌區節水改造模式
我國井灌區面積約為2億畝,占全國灌溉面積的四分之一左右,大部分分布在華北地區。華北的井灌區大多處于缺水地區,建成后由于灌水技術落后,經過多年運行,地下水超采嚴重,生態環境日益惡化,灌溉保證率下降,危及當地的農業持續發展。因此,必須對已建成井灌區進行節水改造。改造的模式為:采用低壓管道輸水(對于蔬菜、果園、經濟作物、極度缺水地區的糧食作物也可采用噴、微灌)、田間平地,
劃小畦塊實行小畦灌溉,并與非充灌溉及覆蓋保墑等農藝節水措施結合,在維持地下水采補平衡的基礎上,以水定面積發展灌溉。
山東省桓臺縣是我國北方第一個噸糧縣,但井灌區由于水資源不足,加之傳統農業用水浪費現象嚴重,致使地下水位連續下降,井泵多次更新。為此,通過研究,實施了以充分利用降水、開發利用土壤水,合理調控地下水為主的節水改造,普遍采用低壓管道輸水,田間實行小畦灌溉,并與節水高效的農業增產措施密切結合的工程技術模式。實施后,比傳統地面灌溉節水29.8%,節能28.8%,省工33.2%,省化肥34.6%,增產46.7%,純收益增加247.3元/畝。年減少地下水開采量30億立方米。從而不但有效控制了地下水位下降,而且還有所回升。此外,也大大緩解了水資源供需矛盾,促進了高產、優質、高效農業的發展。這種模式已在河北、山東、河南、山西、北京、天津等省市的井灌區大面積推廣應用。
(三)北方渠灌區田間工程節水改造模式
我國北方渠灌區輸水渠道防滲襯砌率低,田間工程不配套,灌水方法落后,是發展節水灌溉的重點區域,特別是田間工程部分,由于以群眾投入為主,是當前節水灌溉最薄弱的環節。因此,這類灌區在對干、支渠等輸水工程進行防滲的同時,對田間工程進行節水改造。改造的模式是:對斗、農渠進行防滲襯砌,平整土地,重新確定溝渠規格,采用小畦灌、溝灌、長畦短灌和波涌灌等先進的地面灌水技術,并通過開展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤計劃濕潤層深度和采用覆蓋保墑等農業綜合節水技術,實現渠灌區全方位節水。
甘肅省武威市在節水增產縣建設中,新建襯砌斗、農渠道4859.4公里,配套田間節水灌溉面積64.85萬畝,基本實現了耕地面積無土渠;完成平整土地面積38.64萬畝,基本實現了條田化,極大的改善了農業生產基本條件,使全市的農業生產效益得到顯著提高。在完成田間工程改造的64.86萬畝后,增加有效灌溉面積1.15萬畝,提高作物灌溉保證率5.8%,增加作物復種指數0.3,提高灌溉水分生產率14%。據測定,山水灌區渠系水利用率達59.2%,田間水利用率達90%,灌溉水利用率達53.3%;井泉灌區渠系水利用率達82%,田間水利用率達95.1%,灌溉水利用率達78%。作物的灌溉凈定額由400立方米/畝降低到365立方米/畝,畝節水達35立方米。5年來累計節水3.2億立方米,節地4285畝,增加糧食1.55億公斤,綜合效益近3億元。這種模式已在我國北方廣大的渠灌區推廣應用。
(四)北方井渠結合灌區節水灌溉工程技術模式
我國井渠結合型灌區面積約有2億畝這類灌區的特點是單一依靠渠灌還是單一依靠井灌都存在水資源不足,或引起其他生態問題,必須實行井渠結合灌溉。這類灌區的節水灌溉工程技術模式為:開展地面水與地下水在時間上及空間上的聯合調度。渠灌部分進行適度防滲輸水渠道,井灌部分采用管道輸水;田間采取長畦改短實施小畦灌溉及覆蓋、化學節水、節水灌溉制度等農藝和管理節水措施,實現水資源的優化調度和農業高效用水。
河南省清豐縣歷史上旱澇洪堿災害俱全,自20世紀70年代以來,由于農業的發展,大量開采地下水,地下水位大幅度下降,干旱缺水成為當地農業發展的主要制約因素。在建設節水增產縣中采取了引黃河水與地下水聯合運用,咸水與淡水聯合運用,建設適合地表水與地下水聯合運用的節水工程、節水高效模式化栽培技術組成的節水灌溉模式。實施結果節水率達30.4%,水分生產率提高63.3%,小麥和玉米的綜合水分生產率達到1.96公斤/立方米,地下水位有所回升。這種模式已在山東、河北、河南、山西等省的井渠結合灌區大面積推廣應用。
(五)水利富民集雨節灌模式
據調查,我國適宜開展集雨節灌的地區包括西南、西北、華北的14個省(區),有耕地面積4.1億畝,人口2.86億人。這些地區的相當一部分,由于地形和經濟條件的限制,興建骨干水利工程難度很大,而且帶來的生態環境問題多。因此,農業生產主要“靠天吃飯”,生產條件落后,農民收入低,是我國主要的扶貧地區。如何充分利用當地唯一有潛力的降雨資源,發展有限灌溉(灌關鍵水),提高作物產量,促進農民脫貧致富,不但是當地迫切需要解決的問題,也是我國農業生產一個帶戰略性的問題。水利富民集雨節灌工程技術模式的特點是:節灌工程與農業節水措施的緊密結合,即建設雨水集流工程[包括集流面、水窖(池)、輸水管(溝)]和等高耕種開挖魚鱗坑攔蓄雨水、深耕蓄水保墑、覆蓋抑制蒸騰保蓄、調整農作物布局的適水種植、增施肥料提高水肥利用率、坡地糧草輪作、糧草帶狀間作和草(灌木)間作減少雨水徑流等農業蓄雨利用技術措施相結合,田間采用小畦灌、點灌或滴灌。
甘肅實施雨水集流節灌工程模式是:每戶建100平方米左右的集流場,打兩眼水窖,發展1畝左右的庭院經濟。廣西河池地區發展水柜灌溉,改過去只能種一茬玉米為一茬玉米加一茬中(晚)稻,畝產由150公斤增長到700~800公斤,實現了溫飽有余。實施了一戶建一眼旱井或水窖,采用坐水種和滴灌技術,發展2畝抗旱保收田的集雨節灌模式。還有陜西的“甘露工程”以及山西、河南、河北等省雨水集蓄工程都對解決農民溫飽、農民增收、脫貧致富發揮了巨大作用。
(六)南方小型機電提水灌區節水改造模式
我國南方小型機電提水灌區普遍存在泵站布局不夠合理,泵站設施老化失修,機泵裝置效率低,能耗高,輸水損失大,田間工程標準低,灌水方法落后的問題。節水改造的模式為:對泵站合理布局,進行節能更新改造;對輸水土渠改造為低壓輸水管道或襯砌渠道;對田間水稻灌區實現格田化,采用水稻節水灌溉制度,蔬菜灌區采用噴灌或滴灌。
上海市嘉定區在對185座提水泵站重新合理布局后,對301臺套的水泵機組進行節能更新改造,使機泵的平均裝置效率從38.45%提高到60.8%,能源單耗從7.43度/千噸米降低到4.5度/千噸米。鋪設混凝土瓦筒管396公里代替土明渠輸水,使渠道水利用率由原來的65%提高到95%,節約渠道占地4731畝。對水稻實施節水灌溉,每畝年節水300立方米。浙江省平湖市通過對提水泵站采取水泵斜裝、取消底閥、出水口安裝漸擴管、淹沒出流等技術措施進行技術改造,泵站平均裝置效率由35.6%提高到50.4%。對水稻實施“薄水灌溉,經常落干露田”的薄露灌溉,平均每畝節水128立方米。這種模式還在湖南、湖北、廣東、廣西、福建等省、區大面積推廣應用。
(七)城郊農業節水灌溉工程技術模式
城郊農業的特點主要表現為產值高、生產效率高、為城市生活服務。因此,必須發展高效農業,即資源利用率高、生產效率高、經濟效益高的農業。這類地區的節水灌溉工程技術模式為:大田糧食作物建設噴灌、管灌工程發展噴灌、小畦灌,蔬菜、果園及經濟作物發展微灌和噴灌,灌溉用水管理實施自動化控制。
北京市大興縣龐各莊采用這種模式建設了6885畝城郊農業節水灌溉示范區,其中:糧田管、噴灌面積5200畝,中心示范區微灌325畝,節水示范實驗基地滴灌110畝,果樹滴灌300畝,菜田保護地滴灌節水950畝。在整個示范區進行大規模整修道路、疏挖排水渠、配套建橋、植樹綠化、打井配電等農田水利基本建設的同時,采取噴灌,滴灌,微灌等多種先進節水灌溉工程技術,獲得了年節水150萬立方米,節電17.4萬度,節省投工1.6萬個,縮短輪灌周期3~5天,小麥、玉米兩茬平均畝增產18.1%,瓜菜倒茬畝均增產15%的效果。平谷縣對平原區的糧食作物全部實現噴灌化,每年每畝用水量由原來的250立方米降低到130立方米。山東省煙臺市郊區發展了草莓、大櫻桃、香椿和各種特菜的設施栽培,采用大棚膜下滴灌,有效的控制棚內空氣濕度,提高地溫,減少病害,促進作物早熟,提高作物的產量和品質。草莓大棚膜下滴灌每季可減少爛果300公斤,僅這一項就可收回全部節水灌溉投資。大櫻桃大棚膜下滴灌可提前1~2個月上市,價格提高10~20倍。威海市環翠區建成的自動化控制噴灌和自動化控制滴灌工程均取得較好的節水、省工、增產效益。這種模式已在我國大中型城市郊區大面積推廣應用。
(八)節水抗旱灌溉工程技術模式
我國無論是北方或是南方地區,均存在著許多季節性缺水地區,這類地區在農作物播種季節或某個生育階段經常性的發生干旱,而在其他生長季節或生育階段則降雨可滿足需水要求,如不采取抗旱灌溉輕者減產,重者絕收。對這類地區,采取的節水灌溉工程技術模式為:選用適宜當地的各種節水灌溉技術如坐水種、軟管灌溉、輕小型移動式噴灌機組等和平整土地、修建梯田、植樹種草培肥土壤、覆蓋保墑、合理耕作、采取節水灌溉制度相結合。
東北松遼平原和松嫩平原普遍采用坐水種節水抗旱灌溉模式,利用行走式注水點播機,將開溝、注水、點種、施肥、覆土一次作業完成,主要用于玉米、大豆、甜菜的抗旱點灌。目前,在黑龍江省西部、吉林省西部、遼寧省北部和西部、內蒙古東部地區,已把坐水種作為農業生產中最重要的環節,每年坐水種面積高達7000萬畝以上。軟管抗旱灌溉和輕小型移動式噴灌機組抗旱噴灌廣泛應用于豫南、蘇北、皖北和南方丘陵地區,利用輕小型噴灌機接軟管澆灌或噴灌,也可利用山丘區水源的自然落差水頭接軟管澆灌或噴灌、微灌。轉貼于 二、推廣這些模式存在的主要問題和對策
(一)提高認識,合力發展
我國水資源缺乏已是不爭的事實,但是水資源短缺對生態環境和國民經濟發展的影響遠未引起人們足夠的重視。在農民群眾中還沒有樹立起水資源有限和水危機的意識,“水是取之不盡,用之不竭“的錯識觀念還比較頑固,節水意識和水法律意識還很淡薄。在一些基層領導和干部中,為了實現短期的經濟利益,仍在嚴重超采地下水的地區,繼續加大開采地下水,擴大灌溉面積;有的流域在上游無節制地開墾,大規模發展灌溉,不但引起下游荒蕪、沙化,而且造成上游灌區次生鹽堿化。
當前由于發展節水灌溉已成為我國的一項國策,因此許多部門都在抓節水灌溉這項工作。發揮各個部門的積極性本來是件好事,但也出現了多頭抓節水,各自為政、資金使用分散、小打小鬧、盲目性增加、形成不了規模、總體效益不夠好的弊端。節水灌溉是一個系統工程,在技術上涉及到水利、農業、林業、氣象、電子、輕工、冶金、化工、環保、技術監督等部門;在研究推廣上涉及科技、教育、宣傳等部門;在資金投入上涉及計劃、財政、金融等部門;在組織管理上涉及中央和地方各級政府。為了確保21世紀我國的水安全,節水灌溉已到了應由中央組織領導,打破部門本位主義,在國家總體利益的基礎上,形成合力不可的地步。在發展節水灌溉采取的措施上,要打破常規,采取非常措施,改分散為集中、改小打小鬧為戰略安排、改單純搞示范點示范區為全流域綜合治理,改以需定供為以供定需,改追求工程建設規模為出臺重大管理舉措。使節水灌溉更大規模、更深入開展,使各方面政策措施更加配套,使節水灌溉的增產增收效益更加顯著。
(二)應以國家投入為主
根據水利部最近擬定的節水灌溉規劃(見下表),從2001年到2015年,每年發展節水灌溉工程面積2000萬畝,為此每年需要投入資金84~91億元。目前我國發展節水灌溉是以農民自籌為主,建設資金主要是使用銀行貸款,貸款期限短,貼息年限僅一年,加之這種貸款屬指導性計劃,往往只有額度沒有資金,國家沒有其它優惠政策,因此貸款落實難度很大。據統計,1996年到1997年,由于國家起動了300個節水增產重點縣建設項目,全國用于節水灌溉建設的資金約150億元,經費籌集的渠道是:貸款32億元,各級財政投入48億元,集體和農民自籌70億元,發展各類節水灌溉工程面積5000萬畝。可見,由貸款和集體及農民負擔的投入占到總資金的68%,各級財政投入只占到32%。由于我國農民收入水平相對較低,而節水灌溉的效益主要體現在改善生態環境等社會效益方面,要求農民投入太多的資金用于發展節水灌溉是不現實的。即使按上述的投資比例,國家的投入也顯不足,農民和集體難以長期承受2/3以上的投入,如不加大國家的投入,節水灌溉也難以繼續按此速度發展。
據預測,到2010年全國各省、市、自治區人均水資源占有量低于500立方米的有天津、上海、寧夏、北京、河北、江蘇和山西9個省、市、自治區(不包括入境水量),其中天津、寧夏、上海人均水資源占有量低于170立方米。按國際標準,人均水資源占有量1000立方米為起碼需求、人均占有水資源量2000立方米嚴重缺水邊緣統計,我國2010年將有12個省、市、自治區低于起碼需求標準,有17個省、市、自治區低于嚴重缺水邊緣線。到2030年,全國約有20個省、市、自治區低于嚴重缺水邊緣線,其中低于起碼需求的有13個省、市、自治區。農業是最大的用水戶,為了保障我國水資源的可持續利用,農業節水將是一項長期的戰略任務。
節水灌溉的最大受益者是誰?可分為三種情況:
①為改善生態環境和向工業與城市生活讓水所進行的節水灌溉,如上游向下游讓水需要上游灌區節水;井灌區為減少地下水位下降需要井灌節水;工業和城市生活用水增加要求同一供水水源的灌區節水等,這類節水的主要受益者應是國家;
②兼有改善區域農業用水條件和提高農業生產水平的節水灌溉,如節水為了擴大或穩定灌溉面積和改善原有的灌溉條件,這類節水的主要受益者是國家和農民;
③節水主要是改善和提高農業生產條件,如對農作物適時適量供水、提高品質和早上市等,這類節水主要受益者是農民和國家。可見在總體上,國家是節水灌溉的最大受益者。
在水資源緊缺的地區發展節水灌溉,必然要對作物用水進行限制,如采用非充分灌溉制度,則是以降低單產換取區域總產提高為目的,對于單個農戶來說不一定受益。即使在水資源充沛地區,單從改變灌溉技術來說,農作物增產的輻度也不太大,除經濟作物外,糧食作物一般也只在10%~20%。據調研,從水源到田間,新發展出1畝節水灌溉面積平均約需投入3000元左右,改造1畝節水灌溉面積也得投入500~1000元;發展1畝坡地改梯田約需投入2000元左右。當前農業比較效益很低,農民負擔很重且收入增長速度下降,在發展節水灌溉中一般只能承擔投勞部分。因此,從現階段我國國情來看,除發展溫室大棚或經濟作物等高產出的節水灌溉,應以業主或農民為主投入外,我國節水灌溉的投入應以國家為主。
(三)政策配套,提高灌溉用水管理水平
我國節水法規制度建設相對滯后,尤其是灌溉用水的市場機制不鍵全,農用水價偏低,不利于節水灌溉工作的開展。在推行節水灌溉中,管理是最重要的環節,也是目前最不為人們重視的環節,重建設、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當前,灌區的農田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據有關部門統計,目前在水、種、肥這農業生產投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌區,水費支出僅占平均純收入的2.1%。由于水價太低,導致農民不愛惜水,不舍得在購買節水灌溉設備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出,反而鼓勵農民多用水;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。
1998年中央水利工程供水出庫價或河道取水的渠首價平均每立方米1.3分;地方水利工程的平均供水價格(批發價)為每立方米2.9分;農業用水零售價每立方米5分左右,適當提高水價,逐步達到成本水價,是水價改革的方向。目前不少灌區已開始適度提高灌溉用水的水價,但達到成本水價還很困難。為避免因水價上提,引起農業生產成本輪番上漲,應實行鼓勵節約用水的科學水價制度,如容量和計量兩部制水價和累進制水價,對于浪費水資源的行為,實行懲罰性水價。此外,在水資源的合理調配和灌溉服務體系的建設方面,也還遠不能適應國民經濟和社會發展的需要。因此,要根據不同的生產條件對不同類型,特別是小型水利工程因地制宜地實行股份制改造、承包經營、股份合作制、租賃拍賣等多種形式的產權制度改革。大中型灌區要積極推廣用水戶參與管理的經驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現以水養水,達到節水的良性循環。要加強灌區內部管理,精簡機構,分流冗員,落實多種形式的經營管理責任制,降低成本,提高經濟效益。
節水灌溉,就是要改變千百年來人們的農業用水習慣,改變粗放灌溉為精細灌溉、改不重視降雨的利用為充分利用降雨。按作物的最佳需水要求,在高效利用降雨的前題下,適時適量地進行科學灌溉,用較少的水取得較高的產出效益。它是解放和發展農業生產力的重要措施,是節約農業用水,緩解我國水資源不足的有效法途徑,是轉變農業增長方式,使傳統農業向高產、優質、高效農業轉變的重大戰略舉措,也是對傳統農業用水方式的一場革命。當前,隨著節水灌溉的發展,各地已出現了諸如:土地適度規模經營、業主承包農民土地入股、公司+農戶等農業生產體系的變革,并由此帶動了節水灌溉產品設備的產業化。因此,發展節水灌溉要促進農業種植結構的調整和耕作制度的轉變,促進大幅度提高勞動生產率,促進農產品的質量和效益,促進農業的現代化。
(四)應進一步強調因地制宜,克服推廣中的盲目性
目前可供選擇的節水灌溉技術有很多種,但都有一定的適宜范圍,必須因地制宜,作好調查研究,進行充分論證和多方案比較,特別要考慮我國的國情,選擇最適合本地區發展的節水灌溉技術措施。盡管在發展節水灌溉的歷程中,主管部門一再強調要堅持因地制宜的原則,但是當前各地在推廣應用節水灌溉技術中,仍然出現一些不恰當的做法,如不按規律辦事,行政干預較多,不根據需要和可能,不充分征求農民群眾的意見,沿國道成線、成片修建僅為供參觀用的所謂樣板工程或旅游農業;有的農業節水灌溉工程本已有比較完整的低壓管道輸水灌溉系統,又在上面重復修建噴灌工程,上級參觀時開噴灌,實際生產時用管灌;有的井灌區已嚴重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本應通過修建節水工程減少地下水用量,改善和恢復生態平衡,但卻繼續擴大灌溉面積,地下水開采量不但不減少,反而增加等等。造成投入大量資金建成的節水灌溉工程不但不能發揮應有的效益,而且還挫傷了農民發展農業節水的積極性或帶來負面的社會效應。
我國地域廣闊,各地經濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發展節水灌溉要從各地的實際出發,在充分考慮當地自然條件和農村社會經濟水平的基礎上,因地制宜地選取各種適宜的節水灌溉技術和模式。適合用什么技術,就用什么技術,經濟條件許可用什么方式,就用什么方式。不照搬國外做法,不盲目追求高標準,不一哄而上,不搞一刀切。發展節水灌溉是一項系統工程,要將農業措施與水利措施相結合、工程措施與非工程措施相結合、軟件建設與硬件建設相結合,形成各種節水技術的組裝、配套與集成。發展節水灌溉還應以經濟效益為中心,以提高水、土資源利用率和增產、增收為目標,通過發展節水技術促進農業結構的調整、促進各種先進適用技術的應用、促進農業質量和效益的提高,推進農業現代化和產業化進程,實現農業增產、增收,使農民得到更多實惠,用顯著的經濟效益引導廣大農民群眾發展節水灌溉。
(五)提高節水設備質量和產業化程度
論文摘要 農業是我國各行業中的用水大戶,因此農業節水建設與管理就顯得十分重要。就農業節水中的項目建設、節水管理、研究方向等問題進行了思考。
我國是一個農業大國,水資源利用的70%以上用于農業灌溉,近年來隨著工農業高速發展,在農業灌溉工程和建設運行管理方面,確實存在一些問題,如:投資能力不足,許多灌溉工程未建成即投入生產運用;投產之后,又由于資金缺乏,設備不能正常維修養護,有效灌溉面積呈衰減趨勢;建成的灌溉項目管理制度不健全,管理單位無自主權,使工程效益不能充分發揮;對項目管理及其效果缺乏監測制度和評價指標等,“重工程、輕管理,重大型、輕小型,重骨干、輕配套,重建設、輕效益”的現象還較為普遍。
1 農業水利建設的特點
一是地域性差別大,不同地區的農業種植結構、水旱災害的主次地位,以及排灌工程結構均有顯著差別。二是受氣候條件影響,一個灌區內不同年份的灌溉需水量和對排水的要求也有所不同。三是農業為弱勢產業,隨著二、三產業的發展,從事農業生產的比較效益越來越低;實施節水灌溉,節省灌溉用水,增加農民經濟效益有限,節省下來的水資源大部分為城市和工業利用,或者成為生態環境修復用水。因此,節水灌溉項目工程建設與改造的資金,以及管理工作增加的費用大部分應當由政府財政承擔。四是農業灌溉屬多學科交叉科學,開展節水灌溉需要多部門通力協作。五是農業水利工程的生產效果和對環境的影響,是在工程投入運用之后,隨著時間的推移,而逐漸顯示出來的。
2 節水灌溉研究
開展農業節水灌溉的科學研究,需要采取開放方式,吸納多學科專家參與;需要科學總結建成工程的管理運用效果,從中取得經驗和改進方向;需要跟蹤農民生產進行監測,取得的科學數據直接為改進生產管理服務。開展農業節水灌溉的科學研究分2個層級。一是宏觀戰略研究,意在為灌區建設找出正確方向,使之與流域和區域的水資源配置相適應;二是微觀的技術性研究,意在解決生產管理的技術性問題,并為落實宏觀戰略研究提供支撐。農業節水灌溉的戰略科學研究課題,一般以國家級重大研究項目下達,由中央科研機構與地方科研機構協作承擔,成果需得到中央和地方政府主管部門認可和組織實施。節水灌溉的微觀技術性研究內容,包括監測研究各種農作物不同灌溉方式和節水措施條件下的騰發耗水量、耕地多種作物的平均騰發耗水量、項目區包括耕地和非耕地的綜合騰發耗水量、水資源平衡分析、地表水與地下水的水質變化、土壤肥力變化、化肥農藥使用效果及其對環境的影響,以及各種技術措施對農業增產節水的效果等。這些研究均應在項目區耕地上設監測點和對比點,跟蹤農民生產進行監測分析,以使監測資料反映項目區實際情況,研究成果直接服務于生產實際。
3 農業節水灌溉方式及其發展需注意的問題
農業節水灌溉方式,一是采取工程技術措施減少灌溉水的滲漏流失,提高灌溉效率;二是采取工程、農業和管理的綜合節水措施,降低水分騰發量,提高農作物的水分生產率。二者結合,缺一不可。采取綜合節水措施,減少農業水分騰發量,提高農作物水分生產率,對節水灌溉有普遍意義。資源性缺水地區需控制灌區騰發耗水量,使之與當地可利用的水資源量相平衡。工程性缺水地區也需控制灌區水分騰發量,以縮小水資源調蓄工程規模,降低工程投資。對灌區內部工程而言,減少農田水分騰發量,可減少灌溉用水量和渠系供水流量,降低工程造價。正確選擇農業技術與灌溉技術的組合,可取得節水與增產的雙重效果。
在農業節水灌溉的發展方向上需要考慮以下方面的內容:一是農業節水灌溉項目的建設目標,是減少灌區水分騰發量,提高農作物的水分生產率。為此需要多部門協作,采取綜合節水措施,節水的同時增加農作物的產量和產值。二是農業節水灌溉項目應把開發地下水灌溉作為一項重要的基礎設施,以提高水資源利用率和灌溉保證率,并發揮旱澇鹽堿綜合防治的作用。三是改革灌區管理體制與運行機制。在灌區建立用水者協會參與項目建設與管理,發揮農民自主管理的積極性,是農業節水灌溉貫徹群眾路線的最佳方式。實踐證明,無論是地表水灌區,或地下水灌區,這樣做都是成功的。四是灌區建立供水組織,統一管理地表水與地下水開發利用的工程布局和配置運用,是水資源科學利用的組織保障,避免再度出現興渠廢井和興井廢渠的失誤。五是在資源性缺水的井灌區,應以縣為單位建立供水組織和制度法規,統一管理全縣的地下水開發利用。六是核算用水成本,按成本水價和用水量計收水費,是保證灌溉工程正常運作和可持續發展的經濟基礎,也是激發農民節約用水的經濟手段。如為了減輕群眾經濟負擔,以低于成本水價收取水費,則少收的水費應由政府財政給予補償,不能使管理單位因經費不足,工程設施無力維修,拼消耗帶病運轉。
論文摘要 七臺河市新興區紅旗鎮的水資源現狀急需發展節水灌溉,通過多年來的實踐,總結出了適合當地特色的、不同類型區的節水灌溉工程技術模式,如果能在生產生活中得到推廣和應用,將會取得顯著的節水、增產、增效的效果。同時提出了推廣這些節水灌溉模式過程中存在的一些問題及對策。
水利是農業的命脈,糧食的增產往往是通過灌溉面積的增加來實現的,然而灌溉面積的增加已受到水資源總量和用水結構變化的雙重制約。因此,發展農業的根本出路在于節水。推廣節水灌溉技術模式能更好地使用節水灌溉技術,發展節水農業,提高水資源的利用效率,這是加強農業基礎設施建設、加快農業科技進步、提高農業綜合生產能力的一種有效措施。紅旗鎮是七臺河市新興區唯一的鄉鎮,地處城郊,總面積130km2。全鎮轄12個行政村,2個直屬場,耕地面積1 950hm2,總戶數5 576戶,總人口約2.38萬人,其中農業人口約1.86萬人。由于歷史原因,紅旗鎮與新興區城區沒有明顯的地域界限,有6個村屬城中村,城鄉混居。農業用水主要依靠由桃山水庫調劑的倭肯河水和地下水。而七臺河市又是一座水資源匱乏、缺水比較嚴重的煤炭工業城市。多年平均水資源量8.36億立方米,人均占有水資源量948 m3,是全國人均水平的1/2、全省人均水平的2/5。七臺河市區多年平均水資源量2.38億立方米,人均占有水資源量466 m3;均低于全省水平。桃山水庫擔負著全市城區居民的飲用水、工業用水,包括紅旗鎮在內的下游多個城、鎮的農業用水。遇到干旱年份,城區居民的飲用水及工業用水都不能完全保證,農業用水更是無從談起。新興區是七臺河老區,是七臺河市四大國有煤礦所在地。全區142km2的土地,大部分都是地下采空區,地下水流失嚴重,干旱季節,水量遠遠不能滿足小井灌溉需要。
1紅旗鎮不同類型節水灌溉的工程技術模式
1.1新建井灌區節水增效灌溉工程技術模式
按照“以水定井,統一規劃,合理開采,嚴格管理”的原則,在新建的井灌區發展節水增效灌溉。以開采有穩定可靠補給來源的淺層地下水為主,將井灌建設和節水灌溉結合起來,建設成節水型井灌區,做到既促進農業的發展,又防止地下水超采、環境惡化的結果。這種模式是:合理布井,采用先進的成井工藝提高機井質量,配套小型移動式噴滴灌機等節水灌溉設施。紅旗鎮按照這種模式可建成中心灌區26.7hm2,輻射區80hm2,項目區建成后灌水定額將會明顯下降,年節水預計10萬立方米,在全部農田實現全生育期灌溉的同時,地下水將得到有效控制,灌溉期間地下水位將基本保持不變,可有效提高農業抗災能力。由于取消了田間輸水土渠,還可節省渠道占用耕地面積。
1.2灌區田間工程節水改造模式
由于紅旗鎮原輸水渠道防滲襯砌率低,田間工程不配套,灌水方法落后,是發展節水灌溉的重點區域,特別是田間工程部分,由于以群眾投入為主,是當前節水灌溉最薄弱的環節。因此,這類灌區在對干、支渠等輸水工程進行防滲的同時,對田間工程進行節水改造。改造的模式是:對斗、農渠進行防滲襯砌,平整土地,重新確定溝渠規格,采用小畦灌、溝灌、長畦短灌和波涌灌等先進的地面灌水技術,并通過開展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤計劃濕潤層深度和采用覆蓋保墑等農業綜合節水技術,實現渠灌區全方位節水。
1.3節水抗旱灌溉工程技術模式
由于七臺河市處在十年九春旱的季節性缺水地區,這類地區在農作物播種季節經常性地發生干旱,而在其他生長季節或生育階段降雨可滿足需水要求,如不采取抗旱灌溉輕者減產,重者絕收。對這類地區,采取的節水灌溉工程技術模式為:選用適宜當地的各種節水灌溉技術,如坐水種、軟管灌溉、輕小型移動式噴灌機組等和植樹種草培肥土壤、覆蓋保墑、合理耕作、采取節水灌溉制度相結合。紅旗鎮可采用坐水種節水抗旱灌溉模式,利用行走式注水點播機,將開溝、注水、點種、施肥、覆土一次作業完成,主要用于玉米、大豆的抗旱點灌。
2推廣對策
2.1加強宣傳,提高群眾的節水意識
發展節水灌溉必須要加強對節水灌溉技術的宣傳普及,實現干部群眾觀念上的變革。由單純的澆地向澆作物、科學節水轉變,用科學技術手段武裝農業。同時,做好節水灌溉的科技交流,讓群眾認識到農業節水的必要性和重要性,采用先進的取水、輸水設施,先進的微灌、噴灌機械,先進的滴灌、滲灌、微灌方法,提高水的有效利用率。
2.2政策配套,提高灌溉用水管理水平
由于節水法規制度建設相對滯后,尤其是灌溉用水的市場機制不鍵全,農用水價偏低,不利于節水灌溉工作的開展。在推行節水灌溉中,管理是最重要的環節,也是目前最不為人們重視的環節,重建設、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當前,灌區的農田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據有關部門統計,目前在水、種、肥農業生產投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌區,水費支出僅占平均純收入的2.1%。由于水價太低,導致農民不愛惜水,不舍得在購買節水灌溉設備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出,反而鼓勵農民多用水;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出庫價或河道取水的渠首價平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水價格(批發價)為2.9分/m3;農業用水零售價5分/m3,適當提高水價,逐步達到成本水價,是水價改革的方向。目前不少灌區已開始適度提高灌溉用水的水價,但達到成本水價還很困難。為避免因水價上提,引起農業生產成本輪番上漲,應實行鼓勵節約用水的科學水價制度,如容量和計量兩部制水價和累進制水價,對于浪費水資源的行為,實行懲罰性水價。此外,在水資源的合理調配和灌溉服務體系的建設方面,也還遠不能適應當地經濟和社會發展的需要。因此,要根據不同的生產條件對不同類型,特別是小型水利工程因地制宜地實行股份制改造、承包經營、股份合作制、租賃拍賣等多種形式的產權制度改革。大中型灌區要積極推廣用水戶參與管理的經驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現以水養水,達到節水的良性循環。要加強灌區內部管理,精簡機構,分流冗員,落實多種形式的經營管理責任制,降低成本,提高經濟效益。
2.3進一步強調因地制宜,克服推廣中的盲目性
目前可供選擇的節水灌溉技術有很多種,但都有一定的適宜范圍,必須因地制宜,做好調查研究,進行充分論證和多方案比較,特別要考慮當地的實情,選擇最適合本地區發展的節水灌溉技術措施。盡管在發展節水灌溉的過程中,主管部門一再強調要堅持因地制宜的原則,但是當前各地在推廣應用節水灌溉技術中,仍然出現一些不恰當的做法。如:不按規律辦事,行政干預較多,不根據需要和可能,不充分征求農民群眾的意見,沿國道成線、成片修建僅為供參觀用的所謂樣板工程或旅游農業;有的農業節水灌溉工程本已有比較完整的低壓管道輸水灌溉系統,又在上面重復修建噴灌工程,上級參觀時開噴灌,實際生產時用管灌;有的井灌區已嚴重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本應通過修建節水工程減少地下水用量,改善和恢復生態平衡,但卻繼續擴大灌溉面積,地下水開采量不但不減少反而增加等。造成投入大量資金建成的節水灌溉工程不但不能發揮應有的效益,而且還挫傷了農民發展農業節水的積極性或帶來負面的社會效應。
3結語
由于紅旗鎮地域廣闊,各村經濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發展節水灌溉要從各地的實際出發,在充分考慮當地自然條件和農村社會經濟水平的基礎上,因地制宜地選取各種適宜的節水灌溉技術和模式。發展節水灌溉是一項系統工程,要將農業措施與水利措施相結合、工程措施與非工程措施相結合、軟件建設與硬件建設相結合,形成各種節水技術的組裝、配套與集成。發展節水灌溉還應以經濟效益為中心,以提高水、土資源利用率和增產、增收為目標,通過發展節水技術促進農業結構的調整、促進各種先進適用技術的應用、促進農業質量和效益的提高,推進農業現代化和產業化進程,實現農業增產、增收,使農民得到更多實惠,用顯著的經濟效益引導廣大農民群眾發展節水灌溉。
參考文獻
[1] 吳景社,李英能,黃修橋,等.推廣節水灌溉是中國現階段先進生產力的發展要求[J].節水灌溉,2001(2):19-21.