河南省粮食核心区节水灌溉现状及适宜发展模式研究

□樊向阳 □杨慎骄 □王和洲 □李 平 □黄仲冬

（中国农业科学院农田灌溉研究所）

1.河南省粮食核心区概况

党的十七届三中全会明确指出了粮食生产核心区建设在国家粮食发展战略中的重要地位，核心区的建设和粮食生产对保障粮食安全具有重要的战略意义。河南省是我国最适宜粮食作物生长的区域之一。河南省实施国家粮食核心区建设是国家粮食战略工程的重要组成部分，河南粮食核心区建设规划，明确到2020年实现增产130亿kg，使粮食综合生产能力达到650亿kg的总体目标，将使第一粮食生产大省的地位得到进一步巩固，也将在保障国家粮食安全中发挥更大作用。

河南省粮食生产核心区布局规划为除豫西山区以外的所有地区，包括黄淮海平原、山前平原、南阳盆地等，覆盖全省93个县（见表1）。粮食核心区基础条件好、现状水平高、增产潜力较大、且集中连片。核心区耕地面积占全省耕地面积的82.9%、基本农田面积的84.4%，其中89个县是国家已经认定的粮食生产大县。河南省粮食核心区粮食产量为480亿kg，占全省粮食生产量的96%。近年来河南省大力实施粮食丰产工程，全省高产创建示范区小麦亩产达690.5kg以上、玉米亩产达858kg。

表1 河南省粮食生产核心区分布情况

7﹒焦作市27修武县 28博爱县 29武陟县 30温 县 31沁阳市32孟州市8﹒濮阳市33清丰县 34南乐县 35范 县 36濮阳县 37台前县9﹒许昌市38许昌县 39鄢陵县 40襄城县 41禹州市 42长葛市10﹒漯河市43郾城区 44舞阳县 45临颍县11﹒南阳市46宛城区 47卧龙区 48方城县 49镇平县 50社旗县51唐河县 52桐柏县 53邓州市 54新野县 55西峡县56内乡县 57淅川县12﹒商丘市58梁园区 59睢阳区 60民权县 61睢 县 62宁陵县63柘城县 64虞城县 65夏邑县 66永城市13﹒信阳市67浉河区 68平桥区 69罗山县 70固始县 71潢川县72淮滨县 73息 县 74商城县14﹒周口市75扶沟县 76西华县 77商水县 78沈丘县 79郸城县80淮阳县 81太康县 82鹿邑县 83项城市15﹒驻马店市84驿城区 85西平县 86上蔡县 87平舆县 88正阳县89确山县 90泌阳县 91汝南县 92遂平县 93新蔡县

2.河南省节水灌溉技术发展现状及存在问题

20世纪50-60年代，河南省农业节水技术主要以水土保持工程技术、深耕松土、畦灌等技术为主，创造出了鱼鳞坑、隔坡梯田等就地拦蓄利用技术。20世纪70-90年代，管灌、喷灌、微灌等节水技术逐渐开始有所应用，但在全省还处在引进、试验、示范和推广阶段。

21世纪以来，随着国外先进技术的大量引进，旱作农业节水技术发展较快，除了继续沿用传统的节水技术外，效率更高、更科学的综合性节水技术开始在部分旱作区域得到广发应用。最近10年，由于各级政府和相关部门的重视，河南省节水农业技术有了长足发展，地面节水灌溉技术、喷灌技术、微灌技术、渠道防渗技术、低压管道灌溉技术等得到了广泛的应用。2010年统计资料显示，河南省已发展各类节水灌溉面积153.66万hm2，占全省有效灌溉面积的29.7%，其中节水工程面积129.99万hm2，其他节水措施面积23.66万hm2。节水工程面积中，渠道防渗面积52.33万hm2，管道输水面积65.56万hm2，喷灌11.02万hm2，微灌1.08万hm2。节水灌溉工程的建设与发展极大地促进了农业结构调整，部分地区粮经作物的比例由2004年的68∶32调整到2009年的62∶38，经济作物产值占种植业产值的60%以上，取得了良好的经济社会效益。农业节水灌溉技术措施与农业结构调整相结合已经成为河南省粮食核心区改善生产条件、增加农业产出的一种理想的选择。

虽然河南省节水灌溉事业得到了快速发展，但随着气候变化加剧，水资源供需矛盾日益严峻，节水灌溉技术的应用和管理还存在多头管理、各自为政，投入力度不足，部分地区节水意识依然薄弱，重建轻管现象仍然存在等突出问题，在一定程度上影响了节水灌溉技术的普及和工程效益的发挥。

3.河南省粮食核心区适宜节水灌溉发展模式探讨

3.1 节水灌溉技术选择依据

影响节水灌溉技术选择的因素有经济、技术、自然条件、资源与环境、农艺配套、管理措施等，经济因素中的单位工程投资、回收年限，技术因素中的节水率、节能，对土壤、地形的适应性等都在一定程度上决定着节水灌溉技术措施的选型。

3.1.1 节水节能效果

喷灌和管道输水小畦灌溉（以下简称管畦灌）与传统的土垄沟输水大畦漫灌比较，均有效地减少了输水损失和深层渗漏损失，提高了水的利用率。管畦灌节能效果好于喷灌，这是因为喷灌需要增加40～45m左右扬程才能喷洒，而管畦灌增加扬程很小。另外，喷灌能否节能还与节水率和机井动水位埋深有关。经试验计算，当喷灌比传统地面灌节水40%～45%，机井动水位埋深大于55～60m时，喷灌才有节能效果。因此，中浅井地区不宜发展喷灌，而沙土地区地面灌溉渗漏损失严重，采用喷灌节水率高，效果好。

3.1.2 增产效果

节水灌溉技术的增产效果应包括提高灌水质量增产和节地增产两部分。一般情况下，井灌区喷灌节地5%～9%；管畦灌节地3%～5%。提高灌水质量、节地以及采用农艺、管理综合节水增产措施，综合分析，两者基本持平，增产在10%左右。

3.1.3 单位工程投资和还本年限

根据调研，管道输水工程（二级管道105～135m/hm2）投资为1650～1950 元/hm2，喷灌（管道半固定或全移动式）为 3750～4500元/hm2。按目前粮食、管材和能源价格计算，管畦灌还本年限为2年，喷灌为3-5年，考虑到当前粮食价格偏低、农民承受能力有限的情况，选择管道输水小畦灌溉的工程节水形式比较适宜。

3.1.4 气象因素对节水灌溉技术的影响

一是影响灌水均匀度，二是增加灌溉水的飘移损失和蒸发损失。根据试验资料，小畦灌溉水均匀度可达85%～90%；半固定或全移动管道式喷灌，在设计风速下为75%～80%。因此，适宜喷灌地区，为了保证灌水均匀度，必须增加喷灌时间来提高灌水均匀度，这也就增加了灌溉水量和系统能耗。

3.1.5 社会发展水平对节水灌溉技术选择的影响

畦灌适应密植作物（小麦、谷子等）、牧草、某些蔬菜，坡度不超过0.2%，水量充足地区，中等透水性土壤；沟灌适应宽行作物（棉花、玉米等）、某些蔬菜，坡度不超过2%～5%，水量充足地区，中等透水性土壤；淹灌适应水稻，地形较为平坦，水量丰富，透水性小盐碱土；漫灌适应牧草，地形较为平坦，水量丰富，中等透水性土壤；喷灌适应规模经营、机械化半机械化农业生产，如经济发达的城镇郊区农村、农场、生产经营大户宜用喷灌，尤其适用复杂地形，水量较少，对土壤透水性要求不高；局部灌溉（渗灌、滴灌、微喷灌）适用于经济价值较高作物（蔬菜、果树、花卉、瓜类等），水量极其缺乏的地区。

3.2 河南省粮食核心区不同分区适宜节水灌溉技术

河南省地形复杂，各地水资源状况、经济条件相差很大，根据河南省发展节水灌溉技术多年的探索和实践，并充分考虑河南省水资源量分布、行政区划、地形情况以及抗旱节水生产的基本特点，发展适宜的节水灌溉技术模式。

3.2.1 豫北地区适宜节水灌溉技术模式

豫北地区主要分布在河南省北部，涵盖安阳市、濮阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市下25县，地形有低山丘陵地和豫北平原，其中：

3.2.1.1 低山丘陵区适宜节水灌溉技术模式

低山丘陵区宜采用拦蓄地表径流、建设小水塘、小堰坝、小水窖等微型集水工程，提高水资源利用率。在无水源保证和灌溉条件的丘陵旱地，发展旱作农业节水技术。采取秸秆覆盖等耕作技术，提高雨水利用效率。同时，调整作物种植结构，扩大耐旱、抗旱作物的种植面积。引进、推广省水耐旱的作物品种，变对抗性种植为适应性种植。

3.2.1.2 豫北平原适宜节水灌溉技术模式

引水渠灌区和水库自流灌区：如广利灌区，推广渠道防渗衬砌技术，进一步完善灌区配套工程建设，提高渠系水利用系数、提升灌溉水保证率。

井渠结合灌区：如人民胜利渠灌区，应充分利用降水，实行井渠结合灌溉农业发展模式。推广低压管道输水、小畦灌溉和喷微灌等节水技术。

井灌区：在充分利用降水同时，实行井渠结合灌溉农业发展模式。推广低压管道输水、小畦灌溉和喷微灌等节水技术，节水灌溉制度等农艺和管理措施，同时，推广非充分灌溉技术。

渠灌区：进行输水渠道防渗。

3.2.2 豫西地区适宜节水灌溉技术

豫西地区主要包括河南省洛阳市辖4县，宜推行井渠结合灌溉农业发展模式。推广渠道防渗衬砌技术、低压管道输水、小畦灌溉和喷微灌等节水技术。适度推广非充分灌溉技术。此外，选用耐旱作物和抗旱品种，广泛采用各种抗旱节水农艺措施，大力推广化学抑蒸技术，有效地提高水资源的利用效率。

3.2.3 豫中地区适宜节水灌溉技术

豫中地区主要分布在许昌市、平顶山市、漯河市下11县，农业节水灌溉技术相对较为发达，市郊宜采用喷灌、微灌技术；在地表水和地下水都相对缺乏的平原地区，采用低压管道设施技术；在山地丘陵区利用修建水塘拦蓄地面径流，或者修建水窖、水池，采用集雨补灌技术。

3.2.4 豫东地区适宜节水灌溉技术

豫东地区主要涵盖开封市、周口市、商丘市下23县（区），地下水相对丰富，地表水以天然降水为主，宜发展井灌为主的节水灌溉技术，大力发展田间工程节水灌溉技术，普及低压管道输水、小畦灌溉技术。逐步对低压输水管道进行改造，积极发展喷、微灌技术，建设节水型井灌区。

3.2.5 豫南地区适宜节水灌溉技术

豫南地区主要涵盖南阳市、驻马店市、信阳市下31县（区）。其中南阳盆地宜推广工程措施和生物措施相结合的节水灌溉技术，防治水土流失，广积有机肥，广泛采用各项抗旱农艺措施及推广喷灌、微喷灌节水灌溉技术；豫东南平原区宜采用渠道防渗为主的节水灌溉技术，田间实施小畦灌溉，也可选用管道输水，可适度发展喷灌，且以移动式喷灌为主，井灌部分采用管道输水，采用末级固定管道接移动软管退灌技术、田间可实施秸秆覆盖等节水措施；豫南山丘节水生产区宜修建和维修改造引、蓄、提相结合的灌溉系统和工程，提高工程拦蓄地表径流能力。对现有的输水工程进行防渗改造，合理规划，可有效减少输水损失，提高灌溉水的利用效率。

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