农田水利工程高效节水灌溉发展思路研究

罗兴梅

(新疆额敏县水利管理总站，新疆 额敏 834600)



农田水利工程高效节水灌溉发展思路研究

罗兴梅

(新疆额敏县水利管理总站，新疆 额敏 834600)

摘要：自“十二五”计划以来，中央财政小型农田水利重点项目和一些追加资金项目也相继得到落实，中国农田高效节水灌溉工程建设过程面临诸多问题，当务之急是要及时找出有效的应对措施，以促进中国高效节水灌溉工程的推广建设。文章结合新疆地区以及民乐县、泗水县、景泰县、古浪县等地区的实际情况，分析中国农田高效节水灌溉的发展现状，剖析中国高效节水灌溉项目面临的问题，探讨相应的处理措施。

关键词：农田；水利工程；高效；节水；灌溉

自“十二五”计划以来，中央财政小型农田水利重点项目和一些追加资金项目也相继得到落实，然而不得不认识到，中国农田高效节水灌溉工程在建设过程中还面临诸多问题，目前的当务之急，就是要及时找出有效的应对措施，以促进中国高效节水灌溉工程的推广建设。

1中国高效节水灌溉工程的发展现状

随着国民经济水平的不断提升，我国对农田高效节水灌溉工程的投入力度不断加大，同时各级政府也在积极落实相关工作，全国很多地区都已经推广应用了高效节水灌溉，取得了比较良好的成果。

例如中国的新疆地区，新疆维吾尔自治区位于我国西北边陲，属于典型的内陆干旱气候，当地干旱少雨，因此在农业生产过程中，对灌溉的依赖性极强，但是新疆地区水资源在时空和地域上都分布不均，季节性缺水问题十分严重，具有“春旱、夏洪、秋缺、冬枯”的特征，对农业生产的影响甚大。近年来新疆地区大力采用高效节水灌溉，收到了良好的节水效果，同时也推动了当地农业的健康发展，尤其是在各种微灌节水技术以及渠道防渗技术的推广应用方面，新疆地区已经远超过了全国平均水平[1]。

又比如中国的山东省济南市泗水县，当地受季风以及大气环流的影响，呈现“春季旱，夏季涝，晚秋又旱”的局面，年内降水量变化幅度很大，为了落实中央关于扩大内需、促进经济平稳较快增长的决策部署，充分贯彻党的十七届三中全会精神，泗水县被列为小型农田水利工程重点县，大力发展高效节水灌溉，新增节水灌溉面积1.13 万hm2以上，年增产效益3 800万元以上，节地效益94万元以上，省工效益920万元以上，节水1 200 万m3以上，总效益高达4800万元以上，经济效益十分显著。

2高效节水灌溉面临的问题

2.1缺乏配套资金

在农田水利高效节水灌溉工程的建设过程中，所批复的资金额度通常较大，而政府的财政收入有限，并且政府扶植的高效节水灌溉工程较多，因此实际分配到每个项目的资金较少，政府难以为各个项目提供充足的配套资金，这是高效节水灌溉面临的主要问题之一，在个别项目中，对于已经批复的高效节水灌溉工程，建设单位甚至只能通过“赊、欠、垫”的方式来实施建设，当工程竣工之后，也不能够及时落实结算和审计工作。

例如中国的甘肃省武威市古浪县，该县是典型的灌溉农业县，所在地区植被稀少，水土流失严重，干旱少雨，沙尘暴频发，为了改善农业生产状况，古浪县大力推广高效节水灌溉，但是由于县级财政收入有限，因此很难为高效节水灌溉工程提供充足的配套资金，在很大程度上影响了项目的顺利实施。

2.2前期勘察不足

在一些地区的高效节水灌溉项目中，由于项目前期设计工作的时间比较紧迫，因此设计人员很难有充足的时间进行实地勘察，会导致设计蓝图不符合实施地块，当项目批复完成之后，难以按图施工，导致设计变更频繁。

2.3水价偏低

目前在一些地区，水价尚且偏低，因此很大一部分农民不愿意采用高效节水灌溉。例如甘肃省张掖市民乐县，该县水资源不足的问题十分严重，然而民乐县目前的灌溉水价约为0.10元，而采用高效节水灌溉的投资约为15 000 元/hm2，水价与高效节水灌溉的成本相差甚远，大部分农民缺乏主动性和积极性。

2.4施工质量参差不齐

中国是一个农业大国，耕地遍布全国各地，在一些县域内，耕地面积可达到6.6667 万hm2以上，在高效节水灌溉项目的建设过程中，项目分布较广，并且项目实施过程中需要涉及到配套资金、占地等诸多问题，工作量较大，因此个别项目为了按期完工，致使施工质量得不到保障。

2.5配套设施不完善

配套设施不完善是目前我国高效节水灌溉项目存在的主要问题之一，例如中国新疆地区，在历史等因素的影响下，当地水利建设一直没能跟上时代步伐，当地河流众多，但是骨干控制性水利工程却少之又少，而且一些已经建成的水利工程还存在标准低、老化严重等问题，在此情况下，就算当地采用了高效节水灌溉，由于配套设施不完善，也很难收到显著效益。又比如在国内其他一些地区，随着高效节水灌溉的推广应用，滴灌系统的应用越来越广泛，然而想要保持滴灌系统的正常运行，不仅需要具备机井设施，而且还要增加电力设施，个别地区在资金不足等问题的影响下，滴灌项目难以正常运行。

3农田水利工程高效节水灌溉发展思路

3.1通过系统模型来实施优化

线性规划一般模型满足以下约束条件：

xj≥0(j=1,2,3,…,n)

(1)

为了使函数f(x)=cjxj=max或min的一组解{xj}能够达到最优，因此能够得出如下方程组：

(2)

式(1)展开后，可得到标准形式线性规划：

(3)

式中：A为系数矩阵；b为常数项矩阵；x为未知数矩阵；C为目标函数系数，四者的向量分别为：

(4)

由此可见，系数amn构成了系数项矩阵A，常数项bm构成了常数项矩阵b，未知量xn构成了未知量矩阵x，目标函数系数cn构成了向量矩阵C，进而可以得出线性规划矩阵表达式[2]：

(5)

这样一来，通过式(2)或者式(3)，就可以对一组线性规划模型实际问题进行解析。

在此以新疆地区为例，新疆的高效节水灌溉模式主要包括地下渗灌、滴灌、喷灌、低压管灌等，因此可以按照以下方式来设置灌溉方式规模变量：

x1为常规灌溉面积；

x2为喷灌技术面积；

x3为滴灌技术面积；

x4为渗灌技术面积；

x5为低压管灌面积。

之后分析约束条件，针对新疆地区而言，约束条件主要包括水利资源、农业气象、土地资源以及投入成本等等。

首先分析土地资源约束条件，将总灌溉面积设为A，因此土地资源约束条件为：

x1+x2+x3+x4+x5=A

x1/A+x2/A+x3/A+x4/A+x5/A=1

其次分析水资源约束条件，设灌区可能引入的灌溉水资源总量为wz，灌区灌溉用水量为ximi，因此水资源约束条件为：

m1x1+m2x2+m3x3+m4x4+m5x5≤wz

再次分析投入成本约束条件，设灌区可能提供的成本总量为Tz，灌区发展灌溉技术需投入的成本为xiTi，因此投入成本约束条件为：

T1x1+T2x2+T3x3+T4x4+T5x5≤Tz

最后分析农业气象约束条件，其中常规地面自流灌溉方式对地形坡度有一定的要求，除此之外可用于各类农作物的灌溉；而膜下滴灌、滴灌等微灌溉技术基本可以用于新疆所有地区，而且可以广泛用于葡萄、棉花、蔬菜、小麦等农作物；喷灌技术对风速、气温等条件要求较高，设气温为m1x1T，风速为U，蒸发量为Wm1x1，因此可得出3个综合影响因素的表达式[2]：

PG=UTW

再设灌区农业气象条件为PGz，喷灌对气象综合影响因素的要求为xiPGi，可得出喷灌技术的农业气象约束条件：

PG2x2≤PGZ

接下来分析目标函数，以利润最大(L)为目标函数，则：

fmax=L1x1+L2x2+L3x3+L4x4+L5x5

以单位面积投入成本最小(B)为目标函数，则：

fmin=B1x1+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5

因此可以得出规划模型：

土地x1+x2+x3+x4+x5=A

水利m1x1+m2x2+m3x3+m4x4+m5x5≤wz

成本T1x1+T2x2+T3x3+T4x4+T5x5≤Tz

气象PG2x2≤PGz

x1，x2，x3，x4，x5≥0

(6)

最终目标函数为：

fmax=L1x1+L2x2+L3x3+L4x4+L5x5

fmin=B1x1+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5

(7)

得出式(6)和式(7)之后，就可以按照系统规模结构优化程序，对新疆地区高效节水灌溉的发展模式进行优化[3]，系统规模结构优化程序如图1所示。

图1系统规模结构优化程序

3.2建立多元化的投入机制[4]

首先应该保证国补资金足额到位，其次要确保地方配套资金充分得到落实，在此基础上应该实行优惠政策，从而吸引社会资金。另外，在高效节水灌溉项目的建设过程中，可以合理拓宽融资渠道，例如通过破信贷方式来保证项目资金的充足，并利用一些优惠政策，使银行对高效节水灌溉项目的贷款更加优惠。

3.3充裕前期设计时间

在高效节水灌溉项目的前期阶段，应充裕前期设计时间，保证设计单位能够全面开展勘查工作，同时也可以使建设单位有更多的时间来组织前期工作，还能够有效避免设计变更，进而提高施工质量。

3.4合理确定水价

为了促进农民采用高效节水灌溉的积极性，应根据当地高效节水灌溉的使用成本，结合当地农民的实际收入，合理确定灌溉水价，灌溉避免水价过低的现象，进而充分发挥水价的经济杠杆作用，促使越来越多的农民采用高效节水灌溉。

3.5加强施工监管

在选择施工队伍时，一定要综合考量，选择信誉好、管理严、经验足、人员和设备齐全的建设单位，同时要建立责任机制，将责任落实到具体的部门和负责人，哪个环节出现了问题，严格追究相关部门以及责任人。此外要出台一些惠民惠农政策，妥善解决占地等问题，避免耽误工期，防止施工质量受到影响。

3.6做好配套设施建设

以新疆地区为例，当地水利建设相对较为落后，因此不能够为高效节水灌溉提供完善的配套设施。然而新疆地区降水稀少，蒸发量大，干旱问题十分严重，单位面积产水量大约为4～5m3/km2，不到全国的1/5，并且随着新疆地区的不断发展，如今城乡用水量、工业用水量、灌溉用水量都在不断增加，除了阿勒泰以及伊犁富水区之外，新疆大多数地区都面临灌溉水不足的问题，在此形势下，一定要大力建设高质量水利项目，完善高效节水灌溉配套设施，一方面要完善机井设施、电力设施等，要严抓干渠以及支渠的砌衬工作，另一方面也要严抓田间配套工程的建设工作，以保证高效节水灌溉系统可以正常运行。

3.7加强宣传

高效节水灌溉项目想要顺利实施，必须要首先取得农民的支持，因此应该加大宣传力度，通过电视、广播、报纸、宣传册等形式，让农民充分了解到采用高效节水灌溉的重要性和紧迫性，使农民了解到高效节水灌溉的好处，进而取得农民的支持，这样就可以有效降低征地等工作的难度，有助于高效节水灌溉项目的顺利实施。

4总结

中国是一个农业大国，应用高效节水灌溉势在必行，目前我国高效节水灌溉工程在建设过程中还面临一些问题，例如缺乏配套资金、前期勘察不足、水价偏低、施工质量参差不齐、滴灌项目难以正常运行等等，笔者认为，未来应该建立多元化的投入机制，并且要充裕前期设计时间，合理确定水价，加强施工监管，做好配套设施建设，同时要加强宣传。

参考文献：

[1]杨飞.农田水利工程高效节水灌溉发展思路初探[J].水利科技与经济,2012(11):78-79.

[2]马海山.农田水利工程高效节水灌溉发展思路[J].北京农业,2014(03):206.

[3]朱雷鸣.浅析农田水利工程高效节水灌溉发展思路[J].农业与技术,2014(03):55.

[4]柴敬礼.农田水利工程高效节水灌溉发展分析[J].农业与技术,2014(04):43.

文章编号：1007-7596(2016)02-0018-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]罗兴梅(1971-)，女，山西运城人，从事水利工程工作。

中图分类号：S274

文献标识码：A