我国农业节水发展问题的几点思考

2013-04-08 20:18庆,张
关键词:集水渠系储水

王 庆,张 辉

(1.天津大学 管理与经济学部,天津 300072;2.河北大学 经济学院,河北 保定 071002)

随着我国农业经济的不断发展,农业用水资源短缺,农业用水资源供给和需求之间的矛盾越来越突出,干旱和半干旱情况不断发生。为了从根本上解决农业用水资源短缺问题,逐步缓解我国农业用水资源供给和需求之间的矛盾,把我国农业因为干旱和半干旱灾害所造成的损失降到最低程度,必须从宏观上对我国农业节水发展趋势进行深入分析和研究,从源头上为我国农业发展保护和留存更多农业用水资源,为促进我国农业经济健康和可持续发展奠定坚实的基础。

一、严格保护农业用水资源

(一)不断加强水土流失治理

长期以来,我国水土流失相当严重,特别是在我国北方干旱和半干旱地区,水土流失更为严重。在我国北部黄土高原区,生态系统不稳定,是我国水土流失的重点区域,除自身存在着严重的环境问题外,还对中东部生态环境和经济发展产生着重要的制约作用。但是长期以来,经过多方努力治理,黄土高原水土流失状况并未根本好转。水土流失仍然制约着农业经济的发展。同时,在我国西部地区,也是水土流失最严重的地区,水土流失面积广,严重制约着西部地区农业经济的发展。从总体看,根据1997年全国第二次调查结果,我国水土流失相当严重。水土流失面积约为356万平方公里,每年流失的土壤总量达50亿吨[1]。水土流失导致水资源的严重短缺,已成为制约农业可持续发展的最大障碍,没有水资源的可持续利用,就没有农业的可持续发展。因此必须把不断加强水土流失治理作为农业节水的重点,对水土流失进行全面综合治理。加快水土保持生态系统建设,以保护和综合治理以及合理开发与有效利用水土资源为主要线索,科学合理地加快退耕还林还草步伐,大力发展植树造林和扩大种草植被面积,恢复和建设良好生态系统,优化水土保持措施,严格保护农业用水资源。为农业经济可持续发展提供水资源保障。

(二)严格农业用水污染治理

多年来,我国水资源污染相当严重,水环境恶化,全国90%的河流遭到污染。全国年排放污水总量近600亿立方米,其中80%未经处理直接排入水域。在700多条重要的河流中,有近50%的河段遭到污染,使70%的地面水源遭受不同程度的污染,其中30%~40%的水源已不符合灌溉水质标准。每年全国农田污染事故造成的损失超过1亿元,粮食减产100万吨以上[2]。特别是我国北方的黄河、淮河、海河三大流域是水污染最严重的地区。到2008年,在不包括火电直流冷却水排放量和矿坑排水量的情况下,全国废污水排放总量达758亿吨。虽然国家对一些江河湖泊进行了治理,在局部有一定好转,但是距离确定的目标还有很大差距。从总体看,水资源污染还相当严重,对我国农业用水资源构成了很大的威胁。因此,必须把水污染治理作为开展农业节水的重点,对水污染进行全面综合治理。强化水污染流域管理,建立和健全流域水污染防治体系。明确流域管理机构在水资源保护和水污染防治中的地位。彻底改变水资源保护和水污染防治条块分割的管理体制,建立流域整体水资源保护和水污染防治的统一管理体制。强化各流域监督执法,对水质保护和污染治理,实施流域之间和流域内部省级水管理部门之间的异地审查制度。充分发挥广大民众对水环境的监督作用,严格水资源污染治理,为农业提供更多的清洁用水资源。

(三)加强生态环境保护建设

科学发展水土保持林建设。水土保持林,是在水土流失地区调节地表径流,防治土壤侵蚀,改善山区、丘陵区的农牧业生产条件,减少河流、水库泥沙淤积,建立良好的生态环境和提供一定林副产品的天然林和人工林,也是为防止和减少水土流失而营建的防护林。水土保持林的主要作用是调节降水和地表径流。通过林中乔木和灌木林冠层对天然降水的截留,改变降落在林地上的降水形式,削弱降雨强度和其冲击地面的能量。在营造技术方面,要选择抗性强和适应性强的灌木树种,同时注意采用适当的混交方式,达到保护水土资源的目的。

合理发展水源涵养林建设。从保护和开发水资源的角度,各地区应因地制宜,发展水源涵养林。水源涵养林,是用于控制河流源头水土流失,调节洪水枯水流量,改善水源流量和水质的一种防护林,也称水源林。水源涵养林的作用在于:一是调节坡面径流,削减河川汛期径流量。即使在特大暴雨情况下形成坡面径流,其流速也比无林地大大降低,从而达到涵养水源的目的。二是调节地下径流,增加河川枯水期径流量。枯水期径流量也可占到20%左右,可使河川径流量在年内分配比较均匀,提高水资源利用系数。三是减少径流泥沙含量,防止水库、湖泊淤积。水源林庞大的根系层对土壤形成网结,具有固持作用。在合理布局情况下,能吸收坡面径流并把泥沙沉积在林区,达到涵养水源和保护水源的目的。

大力发展防风固沙林和农田防护林以及生态公益林建设。防风固沙林对于保护农业用水资源有着重要作用。农田防护林,是为改善农田小气候和保证农作物丰产、稳产而营造的防护林,能降低风速,调节温度,增加大气湿度和土壤湿度,拦截地表径流,调节地下水位,对于保护农业用水资源有着重要的作用。生态公益林,对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用,这些对于保护农业用水资源都有着重要的作用。从长远看,解决干旱缺水问题,改善生态环境,涵养水源是根本出路。

二、科学合理发展集水储水事业

(一)发展水库集水储水事业

早在建国初期,我国就特别重视水库建设,水库数量不断增加。据统计,到2010年,我国共有水库87 873座。其中大型水库552座,中型水库3 269座,小型水库84 052座。水库库容总水量为7 162亿m3。其中大型水库为5 594亿m3,中型水库为930亿m3,小型水库为638亿m3[3]。为我国农业用水提供了保证。但是多年来,我国许多水库年久失修,带病运转,淤积严重,水库容量大幅度减少。因此,必须大力开展病险水库的修缮和加固,特别是重点病险水库的除险加固工程建设。大力开展水库的清淤,增加水库的容水量。疏通入库来水渠道,清理各种障碍物,保证入库水流畅通无阻,达到增加蓄水量的目的,使水库储水量保持较高水平。同时,要科学合理地开展新的水库建设,组织地理专家和地质专家、水利专家和农业节水专家等,深入实际调查研究,根据各地的客观实际情况,遵循宜大则大,宜中则中,宜小则小的原则,科学合理地制定出规划方案,然后进行严格实施。使我国水库结构向着科学化和合理化的方向发展,为我国农业用水储蓄更多的资源。

(二)发展湖泊集水储水事业

我国湖泊众多,面积在1平方公里以上的有2 700多个,总面积约9万平方公里。还有数以万计的人工湖泊。长期以来,受多种因素的影响,我国的湖泊数量在大幅度减少或逐渐萎缩,也使农业生产失去了很多用水来源。因此,必须科学合理地发展湖泊集水储水事业。要下决心对我国湖泊水体污染进行彻底治理。在涉及到湖泊周边污染企业和污染水源地区,要纳入国家统一规划,统一管理。彻底改变多年来所有制形式不明确,没有统一规划和统一治理的局面。同时,采用经济手段和法律手段以及行政手段等,对湖泊进行科学管理,使湖泊水质变净,为我国农业用水提供可靠保证。还要科学合理地对湖泊进行清淤治理。长期以来,我国湖泊淤积相当严重,导致湖泊集水和储水容量大幅减少。因此,要全面彻底进行清淤,各地要进行全面科学合理规划,动员广大人民群众参加,对全国各地湖泊进行清淤治理,增加湖泊的集水储水量,为农业用水提供更多的资源。

(三)发展江河集水储水事业

长期以来,我国的一些江河或地段设施老化,年久失修,管理水平较低。因此,各地要对本区域的江河地段进行科学合理的治理。根据各地的具体情况,进行大规模的清淤加固。以我国的主要江河为例,我国的黄河是全球泥沙最多的河流,大量的泥沙淤积在下游河床内,平均每年抬高河床3~5厘米,使黄河下游河床普遍高出两岸3~5米,最高处达10余米。长江的泥沙仅次于黄河,在世界多沙河流中居第四位。我国其他大河,特别是北方河流一般含沙量较大[4]。淤积普遍较为严重。因此,必须对我国的江河进行全面清淤,增加江河水道的集水储水量,使江河水道保持畅通。各地根据本区域江河地段的具体情况,对江河堤坝进行增高和除险加固,增加江河的集水储水量,为农业用水提供保证。同时,根据各地区的自然条件和客观需要,科学合理地开凿和修建新的河流渠道。各区域要科学合理地统一规划,科学施工,严格管理,集蓄和储存更多的农业用水资源。

(四)发展其它集水储水事业

发展湿地集水储水。长期以来,受自然因素和人为因素的影响,我国的湿地面积在缩小,有的已经消失或正在消失。湿地作为一种特殊的土地资源,在涵养水源、保护和改善生态环境等方面都起着重要的作用。因此,要大力开展湿地保护管理。各地区应根据本地湿地保护和管理中存在的各种问题,组织有关专家深入实际调查,认真进行分析和研究。制定出科学合理的保护和管理规划,对湿地全面进行严格保护和管理。同时对于有可能恢复的湿地,要创造有利条件进行恢复。充分发挥我国湿地集水储水的作用,保护生态环境,为我国农业用水提供间接资源。

发展坑塘集水储水。利用坑塘集水储水,在我国北方和南方均可适用。各地区要深入实际调查研究,根据本地区的具体情况,对现有的坑塘进行综合治理。各地要对淤积的坑塘进行全面彻底的清淤,以增加坑塘的集水储水量。还要对坑塘进行防渗和加固,以及防止污染等进行科学治理,保护好坑塘农业用水资源。同时在客观条件具备修建坑塘的地区,根据农业用水的需要,科学合理地进行规划,修建新的坑塘集水储水设施,为农业用水储备更多的资源。

发展水窖集水储水。利用水窖集水储水在我国有着很长的历史,水窖集水储水在我国北方和南方均可适用,特别是在广大干旱和半干旱地区更为适用,在我国西北地区和华北地区以及西南地区都积累了较丰富的经验。一般是在地头和便于取水的位置,建造具有一定容积的集雨水窖,通常可与渗灌系统相连,直接进行浇灌农作物,也可通过水泵方法提水和加压,与微喷灌配套浇灌农作物[5]。也可用人工直接取水的方法进行浇灌农作物等。要对现有的水窖进行科学化管理,进行清淤防渗除险和加固,使现有的水窖储蓄更多的农业用水。要因地制宜,科学合理地修建更多的新水窖,充分发挥水窖集水储水的作用,为农业用水增加更多的资源。

三、不断完善农业渠系管网建设

(一)完善农业渠系管网建设的必要性

长期以来,我国输水渠道严重落后,从而导致大量农业用水资源的浪费。中国农业节水研究专家山仑院士指出:我国节水农业最大的制约在于输水渠道严重落后,推动节水农业发展最重要的就是解决输水渠道问题。“目前农业灌溉的输水渠道防渗状况很差,农业灌溉水利用率约为45%。也就是说,从水库中引100立方米水,到达农田就仅剩45立方米,中间损耗高达55立方米。这个问题不解决,再好的节水技术也起不到大作用[6]。”因此,农业灌溉节水要进行渠系配套、渠道防渗、管道输水等,以减少输水损失。从我国渠系配套情况看,从20世纪60年代就强调渠系配套,但至今依然是薄弱环节。尤其是斗渠及斗渠以下工程配套差,质量不高,普遍存在着重建设轻管理的现象,是造成渠系水利用率较低的主要原因。根据许多灌区灌溉系统的现状,如果对渠系进行改造和配套,把现有的渠系水利用系数平均提高0.1,全国每年可增加近400亿立方米的供水。由此可见,不断完善农业渠系配套和输水管网建设是非常必要的。

(二)科学完善农业渠系管网规划

对全国的农业渠系管网建设进行统一规划。对于涉及到各大区域与各省、市、自治区之间的骨干农业渠系管网完善和建设,应组织有关专家深入实际调查研究,多方论证,制定出科学合理的发展规划。对于各省、市、自治区的农业渠系管网完善和建设,各省、市、自治区也要组织有关专家深入实际调查研究,制定出科学合理的发展规划。为完善和建设我国农业渠系管网奠定基础。同时对各省、市、自治区所管辖的地市和县区以及各乡村,四级农业渠系管网完善和建设进行统一规划。组织有关专家深入实际调查研究,特别是对于乡和村两级末端农业渠系管网完善和建设,要进行细化研究和科学论证,制定出符合本地区和符合本乡村科学合理的发展规划,为完善和建设我国农业渠系管网提供依据。

(三)严格实施农业渠系管网建设

在实施农业渠系管网建设过程中,严格按照农业渠系管网建设规划方案的要求,进行科学施工和严格管理。根据农业渠系管网建设工程的要求,严格选择渠系管网建筑材料,严把建筑材料质量关,因地制宜,选择既经济又坚固耐用的渠系管网建筑材料。组织具有高素质的专业施工队伍进行施工,严禁层层承包或层层转包。实行农业渠系管网建设工程永久负责制,施工单位对施工项目的标准和质量,在规定的使用期限内负责,把施工单位的施工质量和工程质量联系在一起,促使施工单位保证工程质量。在施工过程中,要特别注重渠系管网输水接口的严格密封,以防止输水的渗漏。同时组织有关技术专家,对施工过程中的工程标准和质量进行监督检查,发现问题及时解决,确保工程建设质量,使农业渠系管网建设科学化和规范化,使农业渠系管网系统达到最佳的节水目的。

四、注重农业节水人才培养

(一)培养农业水资源开发人才

农业水资源开发直接关系到农业用水量的增加,也是减少农业用水资源浪费和科学合理利用农业水资源的具体体现。农业水资源合理开发利用,主要包括水资源优化分配,多水源联合运用,地下水利用以及劣质水利用等。特别是对大气层水的开发利用,是解决农业用水资源的一条重要途径,要研究大气层水的开发利用对地表径流及生态环境的影响,科学合理地利用天然降水用于农业生产。还有截流淡水资源过度入海用于农业用水,海上集雨储水用于农业用水,以及海水淡化用于农业用水等问题。这些都有待大量农业水资源开发人才去研究和实施。因此,应不断培养一定数量的农业水资源开发人才,以满足我国农业水资源开发的需要。要充分利用高等院校和科研院所的培养能力,实行定向培养和定向使用的方式,为农业水资源开发积蓄人才力量和提供人才保证,为我国农业节水奠定基础。

(二)培养农业节水工程人才

农业节水工程技术人才是农业节水的直接参与者和实施者,对于开展农业节水起着重要的作用。其中包括渠道防渗和沟畦改造,管道输水灌溉,喷灌和微灌,膜上灌和膜下滴灌,以及坐水种等。从长远考虑,特别是远程管道输水灌溉是我国必须要解决的重大问题。从目前看,我国推行农业节水技术取得了一定的成效,但农业节水技术覆盖面积比例还很小,低压管道输水应用面积不足总灌溉面积的25%。大部分渠灌区工程老化,灌溉效益低下。60%以上渠道未经衬砌防渗处理,喷灌面积只有85万公顷,占总灌溉面积的1.7%,所占比例太小。与世界上一些先进农业节水国家相比,我国还有很大的差距。因此,应培养一定数量的农业节水工程技术人才,以满足我国农业节水工程发展的需要,为开展工程农业节水提供人才保证,促进我国农业节水不断发展。

(三)培养农艺节水技术人才

农艺节水技术人才是农业节水的参与者和指导者,对于开展农业节水起着重要的作用。农艺节水技术包括耕作保墒和保护性耕作技术,地膜或秸秆覆盖技术,选育和采用抗旱耐旱品种以及节水型栽培技术,保水剂或抗旱剂以及农作物生理节水技术等。农艺节水是减少农作物生长过程中水分的深层渗漏和地表径流,以及地面蒸发和奢侈蒸腾等,以达到促进农业节水的目的。农艺节水能够增加土壤蓄水保墒能力,使更多的降水转化为土壤水或生物水,达到减少灌溉用水的目的[7]。从目前看,我国农艺节水技术普及程度很低,特别是在广大干旱和半干旱地区,深入研究适合本地区农艺节水普及和推广的任务更重。因此,培养一定数量的农艺节水技术人才,以满足我国农艺节水发展的需要,为我国开展农艺节水提供人才保证,促进我国农业节水全面发展。

(四)培养农业节水管理人才

农业节水管理技术人才,对于开展农业节水有着重要的作用。农业节水管理技术是指根据农作物需水规律控制或调配用水资源,最大限度地满足作物对水分的需求,实现区域效益最佳用水管理。农业节水管理技术包括农田土壤墒情监测与灌溉预报技术、节水灌溉制度、灌区量水与配水调控、水资源政策管理等。农田土壤墒情监测预报,对于我国干旱和半干旱地区十分重要。因为在播种日期和种植面积,以及农作物抗旱耐旱品种选择等,都要通过中长期墒情预测决定,最后通过农作物需水量,确定用水计划。节水灌溉制度是根据农作物需水规律,结合气候和土壤以及农业技术条件,把灌溉用水和农作物生育期和需水期进行优化分配,达到高产高效节水的目的。灌区量水与配水调控,采用量水设备对灌区用水量进行量测,实行按量收费,是促进节约用水的重要手段。水资源政策管理是促进农业节水的有效方式,要科学合理地制定并实施,促进农业节水。这些都要求培养大量的农业节水管理人才,以满足我国农业节水发展的需要,为开展农业节水提供人才保证。

五、不断提高农业节水技术水平

(一)提高灌溉节水技术水平

不断提高渠道防渗技术水平。渠道防渗就是在渠床上加做防渗层,或用夯实渠道的方式减少渗水量,达到减少渗漏损失和节约水资源的目的。在选用砌石渠道防渗时,根据工程设计的要求,选择好所需的原材料,要精心施工,特别是在砌石接口处,要进行严格密封,防止输水时渗漏。在选用混凝土渠道防渗时,选择好水泥和沙石等所需的原材料,精心施工,特别是要注重平整畅通和严格的密封,防止输水时受阻和渗漏。在选塑膜渠道防渗时,根据工程设计的要求,选择好塑膜等所需的原材料,要注重防渗层的平整性和畅通性,防止输水时受阻。在选用土料渠道防渗时,选择好土质和混和物质等所需的原材料,采用现代化的工程工具,注重防渗层的坚固性和平整性,防止输水时渗漏和受阻,为减少输水渗漏损失创造良好的条件。

同时,不断提高农业节水设备生产技术水平。从目前看,我国农业节水设备生产技术整体水平较低。我国从20世纪80年代初引进喷灌和微灌等先进技术以来,尽管经历了长期的实验、研制和推广,但始终未能突破关键技术。当前国产设备与国外先进设备的总体水平差距达10~15年[8]。在一些发达国家特别重视微滴灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究,将计算机模拟技术和自动控制技术以及先进的成模工艺技术相结合,开发出了微灌系列新产品。针对我国产品设备稳定性差,产品规格少和配套水平低等问题,必须组织有关专家进行技术攻关,特别是对于关键技术和关键设备,要采取联合攻关的方式,早日实现适应我国的关键技术和设备的突破,为我国农业节水提供先进可靠的设备。

(二)提高农艺节水技术水平

为提高田间用水效率,要利用激光平地技术对农田进行平整,为农业节水创造条件。据有关资料分析,采用激光平地后,使整个地块的高差控制在2~3厘米以内,可比常规畦灌节约用水20%以上。在一些发达国家早已大面积推广,并收到了很好的节水效果[9]。因此,我国要不断提高田间平整土地的水平,达到节约用水的目的。要不断提高耕作保墒技术水平,减少土壤水分蒸发,为农作物生长创造更多的收墒和蓄墒以及保墒增水条件。选育耐旱节水增产新品种,我国是作物品种资源最丰富的国家之一,具有选育抗旱节水优质作物品种的优势,围绕抗旱作物和耐旱品种的选育,组织专家,并为他们创造良好的条件,实行联合攻关,培育出更多的优质抗旱节水新品种,不断提高选育耐旱节水增产新品种的技术水平,为推广耐旱节水增产新品种奠定基础,节约更多的农业用水资源。

(三)提高管理节水技术水平

对农田墒情和农作物旱情进行分析和判定,提出具体的灌溉方案和抗旱措施,并指导具体实施,减少不必要的灌水,节约农业用水资源。从目前看,我国农田土壤墒情监测预报发展整体水平不高,特别是具体实施相对滞后,制约着农业节水的实施和顺利开展。因此,必须不断提高农田土壤墒情监测预报技术水平,并运用到农业节水实际中,促进农业节水。

同时,根据作物需水规律,结合气候和土壤条件,把有限的灌溉水在灌区和作物生育期进行优化分配,达到高产节水的目的。在充分灌溉条件下,根据农作物的需要,采取适量灌水的原则,使农作物在生长期内不产生水分胁迫情况下,获得农作物高产的灌水量与灌水时间的合理分配,不产生地面径流和深层渗漏,获得最高产量,并具有较高的水分生产率。在供水不足的条件下,把有限的水量在农作物生育期内进行最优分配,保证农作物水分敏感期的用水,减少非敏感期供水。不断提高灌区量水与配水调控技术水平。按照水源可供数量和作物需水量及水分生产函数,以配水过程的水分损失最小,增加产值最大为目标,做到节水增产。随着计算机技术的发展,半自动和全自动量水装置的使用,可大幅度提高管区的量水效率和量水精确度。因此,要不断提高灌区量水与配水调控技术水平,逐步实现灌区量水与配水调控的自动化和精确化,促使农业节水。

[1]祝广智.草庙子河清洁型小流域治理[J].水土保持研究,2008(5):191.

[2]翟浩辉.在2008年农村饮水安全高级论坛暨中国农业节水和农村供水技术协会成立大会上的讲话[EB/OL].[2008-10-14].Http://hcsl.mwv.gov.cn.

[3]国家统计局农村社会经济调查司:中国农村统计年鉴[Z].北京:中国统计出版社,2011:67.

[4]黄文秀.农业自然资源[M],北京:科学出版社1998:221.

[5]集雨窖灌技术[EB/OL].中国农业网,hhtp//www.zgny.com.cn,[2005-05-27].

[6]山仑.院士号脉“节水农业”:输水渠道是“最大病症”[N/OL].新华网,http://www.sina.com.cn2006-04-24.2009-2-13.

[7]王克武.农业节水技术百问百答[M].北京:中国农业出版社,2011:6.

[8]王英君.节水农业理论与技术[M].北京:中国农业科学技术出版社,2010:48-51.

[9]水利部农村水利司.农业节水发展战略研究[M].北京:中国水利电力出版社,2006:182.

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