灌溉用水需求分析與節(jié)水灌溉發(fā)展研究

段立峰

摘要：在現(xiàn)今農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展的過程中，做好灌溉用水定額管理以及總量控制成為了非常重要的一項(xiàng)工作。在本文中，將就灌溉用水需求分析與節(jié)水灌溉發(fā)展進(jìn)行一定的研究。

Abstract： In the process of the continuous development of agriculture， it is very important to do well the irrigation water quota management and the total quantity control. In this paper， the analysis of irrigation water demand and the development of water-saving irrigation will be studied.

關(guān)鍵詞：灌溉用水；需求分析；節(jié)水灌溉發(fā)展

Key words： irrigation water；demand analysis；development of water-saving irrigation

中圖分類號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）12-0073-02

0 引言

水資源短缺已經(jīng)成為了現(xiàn)階段對我國糧食穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生制約的重要瓶頸，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，干旱災(zāi)害成為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的主要威脅。在該種情況下，積極做好節(jié)水灌溉工作的發(fā)展成為了實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。對此，即需要能夠做好灌溉需求以及發(fā)展情況的研究，為未來我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工作的開展打下良好的基礎(chǔ)。

1 需求分析因素

對于灌溉用水來說，其具有著較多的而影響因素，且不同尺度水平當(dāng)中，在灌溉用水影響因素方面也存在著差異。在實(shí)際需求分析當(dāng)中，需要做好以下因素的考慮：

1.1 單位面積灌溉用水量

即區(qū)域灌溉用水量除以區(qū)域灌溉面積的值，在區(qū)域水平上，其可以說是多種不同因素的綜合反映。比如珠閩江同內(nèi)陸區(qū)的灌溉項(xiàng)目，二者單位灌溉面積用水量基本上都維持在11000～13000m3/hm2之間，但二者所反映的事實(shí)卻存在一些差異。內(nèi)陸區(qū)方面，該種情況出現(xiàn)的原因可能因降雨量稀少、具有較大的蒸發(fā)量，且在整個(gè)作物生育期當(dāng)中都需要灌溉。珠閩江方面，則可以是該區(qū)域具有較多數(shù)量的高耗水作物，具有較好的水源條件，且在整個(gè)灌溉工作當(dāng)中主要為充分灌溉為主。從國家角度來說，我國近年來已經(jīng)大力開展農(nóng)田水利基本工程建設(shè)，并將節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作開展，從整體角度來看，單位面積灌溉用水量則具有了下降的趨勢。

1.2 單位灌溉面積糧食產(chǎn)量

在作物品種改良、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展、灌溉排水基礎(chǔ)設(shè)施不斷建設(shè)、田間灌溉效率提升以及耕作栽培技術(shù)不斷改善的過程當(dāng)中，在近20年來，我國單位灌溉面積糧食產(chǎn)量整體呈現(xiàn)出增加趨勢。

1.3 單方灌溉水效率

單方灌溉水效率即用水效率，即溝渠和田間的用水效率，其影響因素包括種植結(jié)構(gòu)、復(fù)種指數(shù)以及氣象變化等因素。從目前的發(fā)展形勢來看，單次灌水對產(chǎn)量的影響作用尚無定論，且在地區(qū)間該值不存在可比性，即當(dāng)某一地區(qū)具有少雨、干旱情況時(shí)，則將具有較低的作物類型產(chǎn)量，此時(shí)具有較小的單方灌溉水效率值。而在推行補(bǔ)充灌溉模式的另一區(qū)域，主要作物的產(chǎn)量都比較高，該值則將處于較高的水平，且能夠以較為清晰的方式對我國某一地區(qū)當(dāng)中在灌溉效率方面的變化趨勢進(jìn)行清晰的反映。

1.4 有效灌溉面積

糧食安全與我國國民的生命健康和生存息息相關(guān)，應(yīng)該將其作為一種嚴(yán)肅的政治問題來對待。我國雖然地大物博，但人口密度較大，可利用的水土資源是有限的，但是目前許多地區(qū)水土資源分布并不均勻，導(dǎo)致資源匱乏的地區(qū)長期存在爭水爭地的情況。水利是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)資源，它關(guān)系到農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要命脈，要確保糧食安全，就必須重視農(nóng)業(yè)灌溉問題，保證灌溉用水充足。在這種情況下，應(yīng)該適當(dāng)擴(kuò)大有效灌溉面積，以此提高灌溉用水量。

1.5 作物種植結(jié)構(gòu)

一般來說，不同種類的、不同種植結(jié)構(gòu)的作物，需水量都是有差異的，應(yīng)該根據(jù)每一種作物的需水量合理調(diào)配灌溉用水。比如某區(qū)域內(nèi)大面積栽種了耗水量大的水稻作物，則該區(qū)域的灌溉用水量相對其它地區(qū)來說就多一些。而在水資源緊缺的北方地區(qū)，在對種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變的情況下，通過對高耗水作物種植面積的壓縮，也能夠起到對灌溉用水量進(jìn)行減少的作用。

1.6 灌溉效率

通過對不同形式節(jié)水灌溉工程的建設(shè)以及各類高效節(jié)水農(nóng)藝措施的應(yīng)用，即能夠有效實(shí)現(xiàn)灌溉用水效率的提升。就目前來說，很難以一種精確的方式估算灌溉用水效率，對此，即需要通過不同節(jié)水灌溉方式面積的應(yīng)用以簡潔的方式對灌溉用水效率的提升進(jìn)行反映。

1.7 水市場

在市場經(jīng)濟(jì)時(shí)代，打造一個(gè)高效運(yùn)作的水市場也是合理調(diào)配灌溉水量的有效方法。水市場的發(fā)展情況通過水價(jià)的變化趨勢可略窺一二。如果一段時(shí)間內(nèi)水價(jià)較低，灌溉用水效率勢必也不高，必須根據(jù)水市場的動(dòng)態(tài)變化適當(dāng)增加灌溉用水。而通過對水價(jià)的提升，則將對灌溉用水需求形成一定的抑制作用。

2 節(jié)水灌溉發(fā)展方向

利用各方面資源或技術(shù)進(jìn)一步提高水的利用效率，這是目前有效節(jié)約灌溉用水的主要措施。提高水的利用效率，需要將農(nóng)業(yè)技術(shù)與節(jié)水管理措施有機(jī)整合來優(yōu)化水資源配置，以此達(dá)到節(jié)水的目的。在當(dāng)前節(jié)水灌溉工作中，即需要能夠在加強(qiáng)相關(guān)科技研究的基礎(chǔ)上將獲得的科研成果更好地應(yīng)用在治水服務(wù)當(dāng)中，在實(shí)踐當(dāng)中獲取效益的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)治水科技含量的提升。在未來節(jié)水工作當(dāng)中，需要重點(diǎn)從以下幾個(gè)方向發(fā)展：

2.1 加強(qiáng)技術(shù)研究

在國民科技發(fā)展水平不斷實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，節(jié)水灌溉技術(shù)也在不斷地推陳出新，調(diào)虧節(jié)水增產(chǎn)機(jī)理、非充分灌溉以及不同灌溉方式下的非充分灌溉技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。通過對非充分灌溉制度的研究與應(yīng)用，才能夠?qū)φ嬲墓?jié)水高效目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，對此，在未來灌溉工作開展當(dāng)中，即需要能夠從之前的充分灌溉向著非充分的方向發(fā)展，對非充分灌溉下主要作物需水規(guī)律、不同灌溉方式下實(shí)施技術(shù)以及作物水分虧缺響應(yīng)機(jī)制等進(jìn)行研究解決。同時(shí)，在現(xiàn)今全球范圍內(nèi)高能耗且能源緊缺的狀況下，噴灌能耗已成為節(jié)水灌溉技術(shù)更新和發(fā)展過程中不可忽視的一個(gè)概念?；诋?dāng)前全球大部分地區(qū)的節(jié)水灌溉技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，噴灌則會(huì)向著節(jié)能以及低壓的方向發(fā)展，如對高效噴頭、節(jié)能管件以及節(jié)能泵進(jìn)行使用等。在設(shè)施農(nóng)業(yè)當(dāng)中，滴灌不僅是其中的配套技術(shù)，且需要能夠?qū)崿F(xiàn)同設(shè)施農(nóng)業(yè)間的緊密結(jié)合，如通過該系統(tǒng)對氣、水、熱進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此保證作物在生長環(huán)境方面能夠滿足需求。

2.2 設(shè)備更新?lián)Q代

為了使新農(nóng)業(yè)科技革命順利開展下去，必須對新工藝、新技術(shù)和新材料加強(qiáng)研究，努力實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉目標(biāo)，利用技術(shù)創(chuàng)新減少生產(chǎn)初期對水土資源的投入，同時(shí)提高農(nóng)副產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和附加值，比如推出復(fù)合土工合成材料、微灌機(jī)具配套設(shè)備、新型高效排灌機(jī)具以及新型成井材料等。如今，生產(chǎn)力水平大幅度提高，具有更好技術(shù)性能、優(yōu)質(zhì)售后服務(wù)以及更高科技含量的產(chǎn)品、設(shè)備必將在節(jié)水灌溉領(lǐng)域發(fā)揮主導(dǎo)作用，如成井材料系列化設(shè)備、太陽能微灌系統(tǒng)以及大口徑輸配水管道控制設(shè)備等。

2.3 灌區(qū)續(xù)建配套

目前，我國有很多地區(qū)仍沿用傳統(tǒng)的粗放式灌溉技術(shù)，灌溉水利用率低，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，具有著較為可觀的節(jié)水潛力。在未來發(fā)展當(dāng)中，我國80%以上井灌區(qū)需要做好低壓管道輸水灌溉以及噴灌方式，60%以上渠道灌區(qū)骨干實(shí)現(xiàn)防滲目標(biāo)，水道全部采用濕、淺灌溉方法，改造旱田以提高灌溉水利用率。具體方向方面，農(nóng)業(yè)水利建設(shè)方向需要對戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在從新建灌區(qū)以及開源工程為主的基礎(chǔ)上將節(jié)水灌溉高效農(nóng)業(yè)作為主要灌溉目標(biāo)。

2.4 科學(xué)地編制灌溉用水定額

用水定額能夠反映某地區(qū)的實(shí)際灌溉用水量和水資源管理情況，是具有科學(xué)依據(jù)和參考價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，因此在編制用水定額時(shí)（包括生活用水定額和工業(yè)用水定額）必須實(shí)地考察實(shí)際用水過程，通過普查與典型地區(qū)抽樣調(diào)查相結(jié)合的方法掌握目標(biāo)區(qū)域的灌溉用水量，再結(jié)合所調(diào)查區(qū)域的自然環(huán)境條件、作物的種植結(jié)構(gòu)等因素確定灌溉用水定額的基點(diǎn)，據(jù)此進(jìn)行水量管理。

自1980年以后，全國糧食果蔬的總產(chǎn)量年年創(chuàng)新高，但是農(nóng)作物灌溉用水總量并沒有非常明顯的變化。這說明節(jié)水灌溉技術(shù)在該地區(qū)起到了應(yīng)有的作用，除此以外，這也得益于該地區(qū)不斷取得進(jìn)步的農(nóng)業(yè)技術(shù)。農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展使得作物需水量和水分生產(chǎn)函數(shù)變化很明顯，如果當(dāng)前仍使用以往的灌溉試驗(yàn)資料來編制灌溉用水定額，必然不符合當(dāng)前的發(fā)展形勢。此外，在當(dāng)前水資源緊缺的現(xiàn)狀之下，有的地區(qū)實(shí)際凈灌溉水量比傳統(tǒng)灌溉模式下作物需水量有所減少，加之抗逆品種在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中大范圍推廣應(yīng)用，使得自然降水的利用率大幅度提高，而且由于覆蓋技術(shù)的推廣以及水資源緊缺的地區(qū)嚴(yán)格控制了灌水次數(shù)等等，目前我們無法對普遍適用的定量關(guān)系進(jìn)行一個(gè)比較準(zhǔn)確的描述。再者，全國符合《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》要求的節(jié)水灌溉面積已達(dá)2.5億畝，占有效灌溉面積31%，這個(gè)比例在北方缺水省市更高些。其中不乏措施配套、管理科學(xué)、節(jié)水增產(chǎn)效益顯著的工程，它們提供的灌溉用水實(shí)踐符合科學(xué)、合理、先進(jìn)的要求，不但應(yīng)該學(xué)，而且學(xué)得了，具有可比性?？傊?，盡管灌溉用水有長期的試驗(yàn)資料，有《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》等作為計(jì)算依據(jù)，但仍應(yīng)高度重視現(xiàn)狀用水情況調(diào)查，并把它作為制訂灌溉用水定額的出發(fā)點(diǎn)，否則難免脫離實(shí)際。

2.5 灌溉設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮種植作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

經(jīng)濟(jì)體制方面“由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變”的基本要求同樣適用于灌溉用水的控制及優(yōu)化配置方面。一般來說，在調(diào)整種植結(jié)構(gòu)之前首要考慮的因素應(yīng)該是灌溉時(shí)水資源的配置能力。也就是說，應(yīng)該充分利用水資源提高灌溉效率，用最少的投入實(shí)現(xiàn)種植效益的最大化。比如，當(dāng)灌溉用水總量無法滿足所設(shè)定的灌溉規(guī)模時(shí)，不應(yīng)該只通過減少耗水量最高的作物的種植面積來解決問題，而是應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)狀和效益最大化的根本目標(biāo)進(jìn)行綜合分析，在作物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值差距很大、灌溉用水定額差距反而不明顯的情況下，則應(yīng)該縮減低經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物的灌溉面積。

3 結(jié)束語

在上文中，我們在對灌溉用水需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對我國未來節(jié)水灌溉發(fā)展方向進(jìn)行了一定的研究。把灌溉用水管理目標(biāo)分解為宏觀層面的灌溉用水總量控制目標(biāo)和微觀層面的灌溉用水定額，無疑是一種可操作性較強(qiáng)的定額編制方案。而這些新的理念不僅是對傳統(tǒng)灌溉用水理念的創(chuàng)新，同時(shí)也是原有灌排技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)，如何在原灌溉用水技術(shù)研究上吐故納新，使節(jié)水灌溉事業(yè)可持續(xù)發(fā)展下去，是當(dāng)前必須考慮的一項(xiàng)課題。在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，節(jié)水灌溉不僅是保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的重要舉措，對此，即需要能夠在未來工作當(dāng)中加強(qiáng)研究，以科學(xué)方式的應(yīng)用不斷提升我國節(jié)水灌溉水平。

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