都江堰灌区节水灌溉现状及未来发展建议

孙小铭，张开勇，唐西建，李 哲，张先和，王君勤

(1.四川省都江堰管理局，四川 都江堰，611830；2.四川省都江堰勘测设计院，四川 都江堰，611830；3.四川省水利科学研究院，成都，610072)

引言

世界淡水资源日益紧缺，而人类对粮食的需求也不断上升，淡水资源已经成为农业发展和世界粮食供应的安全威胁。要破解耕地面积有限、淡水资源紧缺和世界粮食需求上涨之间的难题，发展节水灌溉成为关键。当前世界各国节水灌溉的主要措施包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。欧美等农业发达国家在节水灌溉方面已经取得重大进展，节水灌溉的普及程度较高。在美国，全美近50%的地面灌溉措施采用了管道化灌溉。以色列全国约90%的灌面实现了管道输水，其灌溉输水工程处于国际领先水平[1]。21世纪以来，我国节水灌溉发展进入前所未有的快车道，产、学、研水平不断得到提升。截至2015年底，全国农田灌溉面积约6586.67万hm2，高效节水灌溉面积约3106.67万hm2，其中低压管道输水约893.33万hm2，喷、微灌900.00万hm2，其余为渠道防渗灌溉及其他节水灌溉方式，约893.33万hm2[2]。低压管道输水灌溉技术相比喷灌、滴灌等一次性投资少，要求的设备比较简单，管理也较方便，农民易掌握[3]，因此已成为我国当前主要节水灌溉方式之一。

都江堰灌区是四川省最大、最重要的供水区，也是全省最富饶的、工农业生产最发达的地区，在全省经济社会持续发展中具有举足轻重的战略地位。随着社会经济的快速发展以及工业化与城镇化进程的加快，灌区各地对水资源的需求更加紧迫，水资源短缺已成为都江堰灌区社会经济发展的严重制约因素和短板。相关研究报告显示，都江堰灌区当地水资源总量为100.69亿m3，计入入境水量(岷江及区域内中小河流)后总水资源量为272.91亿m3，当地水资源人均仅有406m3，按联合国教科文组织制定的水资源丰歉标准应属于极度缺水区。灌区用水结构中，农业灌溉是第一大用水户。据实测数据统计，灌区多年(2000-2016年)平均供水量为71.40亿m3，农业用水量达到51.28亿m3，占总供水量的71.8%。2016年，灌区灌溉水利用系数不到0.5，农田亩均用水量599m3，水分生产效率为1kg/m3，远低于我国北方地区的先进指标，更低于国际先进指标2kg/m3。一方面，水资源量严重不足，供需矛盾日益尖锐；另一方面生产用水存在惊人的用水浪费，尤其是农业灌溉。因此，对都江堰灌区的节水灌溉现状进行分析，深入剖析节水灌溉中存在的问题，提出未来发展建议，以期为灌区的可持续性发展和节水改造提供依据和参考。

1 都江堰灌区节水灌溉现状

都江堰灌区位于四川盆地西部，介于东经103°29′～105°24′，北纬29°24°～31°29′之间，地跨岷江、沱江、涪江三个流域，总幅员面积2.86万km2，其中平原面积约0.67万km2，占总面积的23.4%；丘陵面积约2.05万km2，占总面积的71.7%；山区面积约0.14万km2，占总面积的4.9%。整个水利工程由渠首枢纽、灌区各级引水渠道，各类工程建筑物、大中小型水库和塘堰等构成，担负着四川盆地中西部地区7市(地)38县(市、区)68.30多万hm2的灌溉、成都市50多家重点企业和城市生活供水，以及防洪、发电、漂水、水产、养殖、林果、旅游、环保等综合服务，是四川省国民经济发展不可替代的水利基础设施，其灌区规模居全国之冠。

都江堰灌区已有2270多年的历史，历经了从小到大、逐步扩大到现在的规模的过程。目前，已建成干渠及分干渠108条，长3441km；支渠688条，长5522km(其中：万亩以上支渠272条，长3627km)；斗渠5983条，长13036km；农渠26241条，长24336km。斗渠以上建筑物4.89万处。都江堰灌区的节水灌溉措施主要有渠道防渗、管道输水灌溉、喷灌、微灌等形式。截止2016年，都江堰灌区有效灌面66.12万hm2，其中田49.77万hm2，土16.35万hm2。建成喷灌、微灌等田间节水灌溉面积3.95万hm2，占总灌面的6%；渠道防渗面积32.75万hm2，占总灌面的50%。灌区农田灌溉仍为传统的灌溉方式，高效节水灌溉技术所占比例偏少，渠道衬砌率低，节水潜力较大。

2 都江堰灌区节水灌溉发展中存在的问题

2.1 灌区用水结构转变，农业用水管理粗放

都江堰多年平均来水量为150亿m3，每年实际引用已达90亿m3左右，按照国际标准已属超量引用，而灌区经济社会的发展，需要量在逐渐加大。其中，农业用水占去整个用水的70%。近年灌区工业、城市生活用水增速较快，与农业形成了争水的态势。而农业灌溉管理粗放、技术落后，存在较大的浪费现象。

2.2 计量设施不完善，用水计量困难

都江堰灌区渠道战线长、渠系复杂，地下水和回归水在渠系间互为补充，加上很多重要制口无计量设施，特别是支渠以下的排水量难以计量，灌区水帐难以精确计算。计量设备不足，灌区各水管单位管理的430处制口，有363处安装了计量设施，但仅有45处计量设施具备在线监测以及数据传输的能力，绝大部分为人工检测，且多分布于支渠口以上，支渠口以下工程建设与计量设施建设还很薄弱。

2.3 渠道断面不够、不规则、糙率大

灌区建设初期，缺乏统一长远的总体规划，对灌区发展估计不足。灌面发展很快就超过了原有设计，加之干渠运行多年后，损坏、老化严重，实际输水能力还达不到设计水平，更加剧了供水的矛盾。特别是丘陵区的部分石渠，采用爆破成型，边坡凹凸不平、糙率很大，也是渠道过流能力严重不足的原因之一。

2.4 渠道防渗措施少、渗漏严重

灌区渠道由于建造年代较早，基本都是有浆砌石围砌，加之使用多年，渠道损坏情况严重，尽管灌区常年有相应资金进行修缮整治，但由于渠道防渗措施少，渠道漏损情况依然难以遏制。

2.5 渠道冗杂开放，水污染事件频发

2010年，都江堰柏木河水体污染事件中，一家企业采用槽车运输方式向都江堰市崇义镇境内柏木河偷排重达4t的废旧塑料、重油混合物，造成成都市多地停水多日；2015年德阳市水污染事件，渠系内生活污水和养殖场污废水排入渠道造成德阳市部分地区停水。由于灌区渠道多为明渠，渠系冗杂，很多渠道穿过生活区或者工业企业区，且渠道多为开放式，监管困难，导致渠道水污染事件时有发生，严重危害灌区用水安全。

3 都江堰灌区节水灌溉未来发展建议

3.1 加强灌区分析评价

节水灌溉技术是农业发展的“发动机”，而灌区分析评价是节水灌溉技术进步的必要环节，只有不断做出深刻的总结，加强灌区分析评价技术，才能不断地促使节水灌溉的发展，进而促进农业发展。节水灌溉技术的应用是根据地方工作的需求来完成，做好阶段性的优化处理，才能在农业建设上不断获得更大突破[3]。灌区分析评价就是对现状灌排设施和用水结构进行调查，找出问题，进行分析解决和总结经验；要根据当地水资源调价和农业种植种类以及结构分析，设定合适的灌溉节水目标、管理方案和技术目标。通过对该项技术做出合理的掌握，能够在节水灌溉技术体系上，不断的拓宽，为区域性的农业发展，提供更多的保障[4]。

3.2 发展先进的节水管理工作模式

都江堰灌区历史悠久，是成都、德阳等7个市州38个区县的用水保障，极大地支撑了当地社会经济的快速发展，是四川最具有区位优势和经济潜力的地区。也正是由于灌区涉及市州和区县多，加之社会经济的快速增长促使农业朝着现代化方向发展。因此，在农业节水灌溉管理工作方面，只有采用先进的管理理念，才能满足农业用水。比如，斗渠及以下的末级渠系积极推行农民用水户协会，由用水户协会自主管理、维护，末级渠系产权属用水户协会；制定统一的节水管理制度，结合现代化、信息化技术，实现配水到户，管理到户；根据不同的用水结构，制定合理的调水配水制度，优化灌区的水资源配置；加快推进灌区的水权改革，实现灌区初始水权分配，实行水权确权登记等。

3.3 加快开展灌区渠系输配水优化研究

鉴于都江堰灌区渠系当前存在的问题和未来节水灌溉发展的要求和趋势，及时在灌区开展渠系输配水优化方案的研究，将是解决灌区渠道渗漏、断面过小、不规则，用水计量困难，水污染管控难等问题的必然要求。通过对灌区的节水灌溉现状进行分析评价，对比当前国内外的输配水优化方式，选择一种适用于都江堰灌区的节水灌溉输配水方式，在灌区内开展示范研究，针对性地提出一套适用于都江堰灌区的渠系输配水优化方案。例如，渠道改低压管道灌溉的方式。管道输水灌溉较明渠输水灌溉，具有节水、节地、省工、省时、省电，灌水及时，地形适应性强等优点，低压管道输水灌溉工程技术在我国井灌区取得了较大面的推广应用，而渠灌区自压管道输水灌溉还处于试验示范阶段[5]，因此在都江堰灌区具有较大的研究价值。

3.4 完善灌区计量设施的建设和管理维护

灌区渠系输配水优化需要结合计量设施的建设和完善。当前，都江堰灌区在灌区信息化建设和国家水资源监控等项目支撑下已基本完成主要控制断面的计量设施安装，但是受制于断面条件和管理条件等原因，导致设施的运行和维护存在较大困难。因此结合渠系输配水优化方案，根据渠道防渗、断面规整或者低压管道输水等节水措施后，可大大提高计量设施的计量精度和管理方便程度。

3.5 积极开展田间农业节水工程建设

灌区完成渠系输配水优化还需要结合对末级渠系农业田间节水灌溉工程建设。一方面是保证节水技术能与节水灌溉设施相匹配的需要。只有保证节水灌溉技术有相匹配的设施，才能改变传统灌溉技术，弥补传统技术带来的不足，从而发挥节水灌溉工程的最大作用，提高节水灌溉的效益和水资源的利用率，保证农业生态环境平衡，发展节水型农业。另一方面是将信息化技术与农业节水灌溉技术相融合的需要。随着信息化时代的到来，互联网+模式的普及，云计算、大数据分析和物联网等技术的出现，智能化灌溉管理技术已日趋成熟，将信息化技术与节水灌溉技术结合起来，不仅能大大提高管理效率，节约人力物力，节约水资源，还为推动农业现代化发展作出了贡献，实现都江堰灌区的历史价值和经济价值。

4 结论

都江堰渠系工程经过20多年的续建配套及节水改造，灌溉水利用系数有了很大的提高，但是整个灌区依然存在灌溉用水方式粗放、计量设施不完善、渠道防渗措施少等问题，使得灌区灌溉水利用效率不高，农业用水供需矛盾突出。今后，在继续实施灌区节水改造的同时，还需要结合社会发展，不断地总结和分析，探索先进的节水管理方式，完善灌区计量设施的建设和管理维护，顺应时代进步，加快渠系输配水的优化，积极开展田间农业节水工程建设，通过工程和非工程措施，实现灌区节水灌溉的不断完善，从而节约水资源，创造价值，为都江堰灌区的可持续性发展提供重要保障。