李其光,李军波 ,王延立
(1.山东省水利科学研究院,山东 济南 250013;2.中国水电建设集团第十三工程局,天津 300384)
为了承接埃及阿拉伯共和国水利与灌溉部(MWRI)尼罗河西三角洲节水与灌溉修复与改造项目,2010年10月与中水电集团一起对尼罗河西三角洲地区农业灌溉现状进行了考察,并了解了埃及政府对该区域农业灌溉的发展规划。笔者认为在灌溉工程建设与管理方面,埃及的做法值得借鉴。
埃及位于地中海和红海中间,面积100.2万hm2,人口6598万。埃及大约90%的人口居住在尼罗河流域,该区域占国土总面积的6%。尼罗河西三角洲地区分为农田区和非农田区,93%的区域为农田区,大约为255000费丹(1费丹约为0.42hm2)。种植的作物主要为蔬菜、各类果树、牧草及部分粮食类作物。由于该区域的自然条件所限,灌溉是维持该区域作物生长的必要条件。目前其灌溉方式95%为滴灌、5%为喷灌。
在过去的十几年间,遵照埃及政府对土地开发的总体战略,西三角洲地区的很多土地分配给个人经营,并且允许使用地下水灌溉,使该地区农业呈现出高产稳量和快速发展的局面。虽然该地区农业灌溉采用的是高效节水灌溉技术,但还是导致该地区地下水资源过度开发,地下水位以平均每年1~2m的速度迅速下降,地下水矿化度迅速提高变咸,造成区域地下水水质恶化。地下水的可用性成为该区域内农业可持续发展的主要障碍。
为维持该区域的农业发展,埃及水利与灌溉部(MWRI)规划利用尼罗河水替代地下水作为该区域灌溉水源,以便维持农业灌溉用水,确保区域农业持续发展,并扭转该地区水位急剧下降的局面,逐步修复日益破坏的地下水生态。
尼罗河水是埃及生存、发展的主要水源。由于尼罗河水埃及需要跟另外9个国家分享,按照国际公约分配给埃及的尼罗河水量是有限的。目前埃及年配给水量大约为每人950m3,每年约为555亿m3,以满足埃及生产、生活需求。但每年只有360亿m3的水能够到达三角洲地区,这一数量的水在东三角洲、中三角洲和西三角洲之间分配。当前每年大约有120亿m3的水被分配给整个西三角洲地区,且这部分水资源已有分配规划,任何新的开垦或者农业活动用水,都划为新增地表水源。因此,为建设该项目,埃及政府要重新制定水资源分配规划,主要包括:1)计划通过排水再利用、减少现有大米种植面积和改进旧地灌溉系统等方法节省出更多的地表水指标,提供给新建项目。2)从国家开发计划中减掉一块耗水量一样大小的土地。
西三角洲地区分为农田区和非农田区。任一农田区又分为可耕种地区(净农田区)和不可耕种地区。所有农田的净耕种面积按照农田面积的95%计算(总面积的88.4%)。净耕种面积用于计算农田的需水量。其他部分不用提供灌溉用水,代表着农田的私有施舍和基础设施。农田的最小面积单元为100费丹。
对灌溉水需求量的计算,是建立在农作物种植结构和该地区估算的作物蒸发量的基础上,考虑灌溉方式的同时,加上城市和其他非灌溉用水量(约等于农田需水量的2%)。
西三角洲地区需水量如下:360个工作日及300个工作日,平均灌溉定额分别为14.45m3/费丹/天和17.33m3/费丹/天;最大、最小灌溉定额分别为21.33 m3/费丹/天和 6.41m3/费丹/天;总灌溉定额 5200m3/费丹/天(包括所有损失)。
埃及农田节水灌溉的主要参数为:灌水效率滴灌85%;喷灌80%;输水系统输水效率(封闭的管道)98%;其他用水2%;净农田 (占总农田的百分比)95%。
灌溉系统分为两大部分,一部分为田间灌溉工程,另一部分为灌溉供水工程。由于该地区的气候特点,农业灌溉田间工程95%采用滴灌,5%采用喷灌;供水工程为以尼罗河为水源,密闭的管道供水,供水流量约为23m3/s。供水系统除满足流量要求外,还满足水质及压力要求。对水质要满足滴灌系统运行所要求的水质;以农田最小面积100费丹为控制单元所设定的分水口,压力要达到0.3MPa,充分满足田间灌溉工程的要求。每个分水口设有一个控制阀门和一个流量表,具备计量和控制能力,整个灌溉系统实现全自动监测控制与计量。对于小于100费丹的田块若要设置分水口,须由农户自己支付增加的管道及分水口的全部建设费用。
灌溉工程分为两大部分,一部分为田间工程,另一部分为供水工程。田间工程全部由农场主根据自己农场的种植结构,决定灌溉类型(喷灌、滴灌)并投资建设。供水工程,包括泵站、供水管网、分水口、电力及控制系统全部由政府投资建设。
田间灌溉工程(分水口以下)全部由农场主自己管理;供水工程,包括泵站及供水管网(包括分水口在内的供水部分)由政府组建相关机构维护管理和收取灌溉用水费用。灌溉用水水价的制定,由政府与农场主协商制定,其原则为两步制水价。政府对每一个分水口设定基本用水量,超量加价,且基本用水量的费用须预先支付,以维持灌溉工程的维护和运行。
整个灌溉工程,实行严格的用水计划。用水计划要在年初制定,不得改变。用水计划包括每个分水口每天的放水时间、放水量。
1)农场化管理与发展,对当地农业发展起到了很大的推动作用。灌溉工程的投资对当地农业发展所发挥的作用,非常明显。农场化种植,确保了田间工程发挥最大效益,并且利于田间灌溉工程的保护与管理。
2)政府对保护地下水资源所起的作用,和改善地区性地下水资源所采取的方法具有借鉴意义。灌溉水源的更换,关键在投资。在灌溉时间和灌溉水量上,实行严格的灌溉用水计划,实行两步制灌溉水价,即通过先交基础灌溉用水费用,促使用水户首先使用灌溉工程提供的地表水。出台政策限定地下水使用量控制在15%以内,这样既保护了地下水资源,又保证了灌溉工程的运行与收费。
3)高标准灌溉工程建设,是灌溉工程长期发挥作用,取得显著效益的保证。灌溉工程全部管道化,是确保灌溉用水计划管理的前提,24h灌溉计划能够落实的关键是滴灌工程的大量应用。
借鉴国外先进的灌溉工程建设管理经验,针对当前正在大规模实施的小型农田水利重点县规划建设模式,作者认为应当注重“一个转变、三个坚持”。一个转变就是要注重农田水利工程建设规划由过去大规模、单一种植模式,向适应当前土地分散经营和多种种植模式的转变;三个坚持:一是有条件的区域应坚持自流灌溉、二是提水灌区应坚持管道输水灌溉,三是田间农渠应坚持输水管道化。自流灌溉最节省,管道输水灌溉方便、又不影响耕种,尤其对于田间灌溉农渠管道化设计(包括有压和无压)是避免影响机耕作业最重要的环节。只有灌溉工程模式与当前的农业种植现状相适应,灌溉工程才能被老百姓所接受;只有灌溉工程方便、省钱、好用,百姓才爱护,工程才能得以长期发挥效益。埃及灌溉工程规划建设理念和建设管理模式,对实施小型农田水利重点县建设具有很好的借鉴意义。