包淑萍,陈 丹
(宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750001,银川)
近年宁夏经济社会持续高速发展,随之而来的水资源短缺瓶颈凸显。按照国家深入实施的西部大开发战略,宁夏将全力实施六盘山集中连片特殊困难区生态移民工程、百万亩葡萄长廊项目,解决区域贫困问题,构筑国家生态安全屏障。全力推进战略实施,加强生态文明建设,实现区域水生态安全,必须通过加强节水型社会建设来保障,而农业节水又是节水型社会建设的重中之重。因此,合理分析农业节水潜力对宁夏经济社会发展具有指导意义。目前,农业节水潜力计算尚在探索中,现以贺兰县为例,将实际工作中摸索出的计算方法总结如下。
通过多年实践,宁夏已探索出符合区域特色的节水措施,主要分为工程措施和非工程措施。工程措施主要是通过渠道更新改造,采用渠道防渗砌护等工程措施减少渠道输水损失量;发展喷灌、滴灌、管灌等高效节水灌溉,提高灌水效率;同时加强农田水利基本建设,通过大畦改小畦和平田整地,提高田间水利用系数。非工程措施主要是调整灌区作物种植结构,控制或压减高耗水作物种植面积,同时加强用水管理、节约用水。以上措施在一些地区实行后,取得了明显的节水效果。
县区农业节水潜力计算,一方面根据现状农业灌溉水利用系数,结合规划年的灌溉水利用系数,按照灌溉水利用系数的提高计算全县的农业综合节水量。另一方面分项考虑县区渠系水利用系数的提高,计算渠道输水损失的节水量;根据种植结构调整,主要考虑压减高耗水水稻种植面积的节水量,在现状灌溉面积中改造的高效节水灌溉面积节水量;考虑城市发展用地节水量;再者考虑管理措施的节水量。就以贺兰县为例,简要阐述农业节水潜力计算方法。
近年,自治区利用大型灌区续建配套节水改造项目和国土整治项目等对老灌区进行节水更新改造,通过渠道衬砌、加铺防渗土工膜等对干、支、斗、农渠进行更新改造建设,同时加强田间工程措施,灌溉水利用效率将得到提高。
根据自治区水利发展 “十二五”规划和 《自治区人民政府办公厅关于印发实行最严格水资源管理制度考核办法的通知》(宁政办发〔2013〕61号)要求,贺兰县灌溉用水利用系数由现状的0.427提高到2015年的0.47。近5年,贺兰县农业引黄河水量5.173亿m3,灌溉水利用系数提高后,年引水量4.70亿m3,年可节约的引水量0.47亿m3,节约耗水量为0.23 亿 m3。
随着城市化进程的加快,贺兰县规划将灌区3万亩 (15亩=1 hm2,下同)土地发展为建设用地。灌区现状灌溉定额为800 m3/亩。综上,城市建设占地节水量共计2 400万m3,折算到引水口为2820万m3,可节约耗水1354 万 m3。
从引黄灌区多年实践看,渠道防渗砌护是最经济和最有效的节水措施之一,因其输水速度加快,水头损失小,防渗效果明显,施工难度不大,渠系水利用系数大幅提高而在灌区得到全面推广。现在实施的农业综合开发项目、国土整治项目、灌区续建配套改造项目等都要求对斗渠以上级别渠道进行防渗砌护。
贺兰县现状灌溉水利用系数0.427,其中田间水利用系数为0.88,渠系水利用系数为0.49,2015年规划灌溉水利用系数0.47,田间水利用系数为0.90,渠系水利用系数为0.52。近5年贺兰县农业引黄河水量5.173亿m3,扣除城市建设用地节水量2 820万m3后为4.89亿m3,渠系水利用系数提高后,年引水量4.61亿m3,年可节约的引水量2 800万m3,节约耗水量 1350 万 m3。
以上节水量是建立在加大渠系更新改造投资力度上的节水量。根据宁夏大型灌区续建配套与节水改造项目建设情况、相关节水量与投资关系,干渠单方节水投资一般在10~26元/m3,干渠以下一般在10~15元/m3。本次单方水节水投资按14元/m3考虑,初步估算总投资需达到1.89亿元。
根据《2012年种植业生产及结构调整指导意见》,全区水稻面积压减至100万亩,其中贺兰县水稻种植面积由现状的20.2万亩压减至16万亩。水稻及水浇地现状年至直开口灌溉定额分别取 790 m3/亩、380 m3/亩。压减后节约直开口引水量0.164亿m3,节约渠首引水量0.193亿m3,节约耗水量 0.093亿 m3。
贺兰县通过广泛推广农民用水协会,加强调配水管理,实现农业节水0.5%的目标,节约引水量0.026亿m3,节约耗水量 0.012 亿 m3。
最理想状况是,以上节水措施同步实现后,同时在渠道更新改造投资达到1.89亿元情况下,贺兰县可节约引水0.781亿m3,扣除园区占地节引水量0.282亿m3,贺兰县可节约引水量0.499亿m3,与计算的综合节水潜力 0.47亿 m3相比偏多 0.029亿 m3,主要是由于计算分项节水潜力仅考虑了高效节水灌溉面积发展,对其他国土、农发等部门的项目未全部考虑,且计算综合节水潜力时未考虑园区建设用水量减少的情况。
农业近3年平均耗水系数按0.48计,可节约耗水量0.37亿m3。
贺兰县以上节水措施完全实施后,节水量是一种理想状态下的节水潜力。区域节水潜力与当地节水灌溉技术发展、节水改造资金落实程度及农民的节水意识强弱联系密切。因此,可实现节水潜力按以下方案考虑。
城市建设占地节引水量0.282亿m3,为城市建设完全按规划规模发展节水量的最大节水方案,考虑到城市发展的不确定性,本次分别按照城市发展规模达到规划规模的50%、40%、30%考虑,节约引水量分别为0.141亿 m3、0.113 亿 m3、0.085 亿 m3, 节约耗水量分别为 0.068亿m3、0.054亿m3、0.041 亿 m3。
按渠系更新改造实现率分别为100%、80%、60%、40%,分析渠系更新改造节水潜力。不同方案下,可节约渠道引水量约 0.112亿~0.280亿m3,节约耗水量0.054亿~0.135亿m3。
按压减水稻比率分别为20%、15%、10%、5%,分析压减水稻节水潜力。不同方案下,可节约引水量在0.048亿~0.193亿m3之间,节约耗水量在0.023亿~0.093亿m3之间。
按管理措施节水目标分别为0.5%、0.4%、0.3%、0.2%, 分析管理措施节水潜力。不同方案下,可节约引水量在0.010亿~0.026亿m3之间,节约耗水量在0.005亿~0.012亿m3之间。
综合以上各节水方案,当城市发展规模达到规划批复规模3万亩,渠道更新改造投资达到1.90亿元,实现率达到100%,水稻面积压减4万亩,管理措施到位,贺兰县可实现最大综合节水潜力,可节约引水0.781亿m3,节约耗水量0.375亿m3。当城市发展规模达到规划批复规模的30%,渠道更新改造投资达到0.76亿元,实现率达到40%,水稻面积压减1万亩,管理措施节水目标达到0.2%,贺兰县最小可节约引水0.255亿m3,节约耗水量0.122亿m3。贺兰县综合节水潜力方案见表1。
表1 贺兰县综合节水潜力
表2 贺兰县可行节水方案
考虑到节水措施可实现情况、节水投资落实情况等因素,本次根据以上不同措施的各种方案进行交叉组合,形成的可行节水方案见表2。
本次分析推荐的可行节水方案为园区发展规模达到规划规模的30%,渠道更新改造投资达到1.14亿元,实现率达到60%,水稻田面积压减1万亩,管理措施节水目标0.2%,综合可节引水量0.311亿m3,亩均节引水量50m3,节约耗水量 0.149亿 m3。
宁夏引黄灌区农业节水具有较大潜力,搞好农业节水对全区水资源持续利用和经济的可持续发展具有重要的意义。贺兰县规划年重点新增用水项目主要有“十二五”生态移民规划、葡萄长廊发展规划、工业发展用水,以上项目需新增水量3 600万m3,贺兰县可节水量为3 110万m3,规划年存在缺口490万m3。
贺兰县未来县域内用水形势不容乐观,为满足用水需求,贺兰县将通过加大农业节水投入力度,大力调整农业产业结构和种植业结构,实现结构调整节水,在规划年节水力度的基础上继续挖掘农业节水潜力,探索积极有效的水权转让方式,通过水市场交易等机制,将农业的节约水量用于满足贺兰县各行业发展用水需求。
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