张宝平
(甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心,甘肃 景泰 730400)
农作物对水的需求量以及提灌工程的特点决定了一个地区农业灌溉的成本,景电灌区利用黄河水进行灌溉,修建了很多电力提灌工程。但在该地区的灌溉历史中[1],采用的都是大水漫灌的方式。随着农作物种植规模的扩大,灌溉的成本也在不断提高。大水漫灌的方式不符合可持续发展的要求,因此必须将传统的大水漫灌改成精准滴灌,实现节水灌溉的目标。节水灌溉是景电灌区农作物提高收益的手段之一,减少灌溉成本也是增加农民收入的重要手段。将大水漫灌改为滴灌之后,能有效缓解景电灌区用水紧张的情况[2]。
景电灌区位于黄河附近,属于黄河灌溉区。整个区域处于温带大陆气候,气候干旱,降水量少,根据近5 年来的降水数据计算,年平均的降水量在200 mm 以下,春秋季节有大风,年蒸发量是360 mm,最大风速可达到15 m/s,日照时长为2 543 h。景电灌区为平原地区,耕地面积广阔,土地资源丰富。由于农业生产潜力巨大,因气候干旱常年需要进行灌溉,水利设施发展成熟。截至2019 年年底,景电灌区的农业灌溉面积已达到6.75 hm2,农作物的总产值可达到6.20 亿元[3]。其中,大豆、玉米等主要经济作物的产值为3.20 亿元,农作物产量达到3.5 亿kg。但近些年来随着粮食需求量的增大,传统的灌溉技术已经无法满足当前的粮食需求,为了保证粮食产量,必须对灌溉技术进行改良。
目前景电灌区灌溉范围不断扩大,已达8 万hm2,且仍处于上升趋势。然而景电灌区的供水能力已经达到了临界点,供水需求与实际供水能力出现矛盾。在此背景下,建设节水型农业势在必行。首先,从农业结构调整入手,将农林牧的结构配置进行优化。其次,加快节水灌溉技术的应用,提高水资源利用率。同时,开展景电农田节水灌溉工程,促进农业现代化发展。节水灌溉技术可以在保障作物对水分的需求上节省水资源用量,是农业可持续发展的重要体现。景电灌区可利用水资源总量较少,水资源利用率也较低,因此必须采用节水技术,促进景电灌区的稳定发展。
景电灌区与黄河相近,黄河水成为景电灌区的灌溉水源,随着种植面积的扩大,黄河在水量需求量大的季节时常发生断流现象。前期断流时间在20 d以内,后期断流时间不断增长。为了保护生态环境,相关部门限制了黄河水的引水量,但工农业的需水量还在随着规模的扩大不断增加[4]。因此,为了减少黄河水的引用,政府根据用水途径调整水价,不断优化水资源分配。景电灌区水价偏低会导致当地农民在农业生产中增加取水量,采用大水漫灌方式进行灌溉,不积极升级灌溉设备,没有节约用水的意识。在当地,技术水平高的滴灌设备很难售卖出去,同时,国家补贴是为了减轻用水户的支出,但也使得一些农民的节水意识下降,大水漫灌向滴灌转换速度慢。
由于长期不愿转变灌溉方式,景电灌区的滴灌技术发展缓慢,技术水平偏低,再加上灌区财政紧张,对灌溉技术开发的投资较低,资金投入不足导致技术研究进展缓慢,相应的设备和配套设施也不齐全。农民自身的积极性不高,滴灌技术的应用范围并没有扩大。使用滴灌的农田面积占农田总面积的1/4,大部分农田仍采取大水漫灌[5]。灌区使用节水灌溉的用户约占灌溉用户的25%,灌溉技术推广不理想,同时也缺乏相应的人才。
景电灌区目前使用的灌溉设备是泵站电灌溉设备,采用半自动化的灌溉技术,能够实现计算机远程监控。灌溉的水量使用入口自动计量设备进行计算和抽取,设备已使用了10 多年,没有进行更新换代。发生故障的频率越来越高,半自动化的设备需要一定的人力协助,系统运行卡顿。灌区水量管理工作依靠老员工的经验,单位面积灌水量需调度员控制;闸门出现故障,调节幅度无法精准控制会导致水位和流量的偏差[6],不利于节约用水,灌区灌溉的信息化程度低,无法实现信息共享和自动化浇灌,制定的灌溉计划过于死板,无法根据农作物实际情况和天气及时作出调整。
农业灌溉水价关系到供水单位以及农业工作者的利益,对灌溉水价进行合理调控,可以提升水资源利用率,推动水资源的合理配置。水价是一种经济调节手段,农业灌溉水价对节水农业的发展有重大影响。曲靖灌区现阶段的农田灌溉收费主要看农田面积的大小,且水费低廉,约为成本价的1/3。灌溉水资源价格低廉,导致灌区农民的节水灌溉意识不高,并不会主动应用节水灌溉技术与设备,依旧使用大水漫灌的方式进行农田灌溉,是节水农业发展的制约因素。
景电灌区建设完成后,每年都会对工程设备等进行检查维修,然而设备老旧的问题十分明显,已经影响到工程的提水、供水能力。只有老化的工程设施得到更换,才能给节水灌溉提供坚实的物质保障。水利工程设施对灌区的收益有重要影响。建设水利设施时,应当统一干、支、斗、农渠,避免设备老化带来的水资源渗漏等问题。
除了用黄河水作为灌溉水源外,还可以开发其他水源,例如雨季收集降水,储存其他地表水,合理开发地下水等。结合当地的实际情况使用滴灌,就近引用地下水进行精准滴灌,代替成本高的提灌水。根据不同区域的实际情况采用多种混合灌溉的方式,减少灌溉用水量。
为解决灌区水资源短缺问题,除了增加灌溉水源之外还应提升灌溉效率,采用田间节水技术、工厂节水技术相结合的方式,推广先进的节水灌溉技术。灌溉畦长会随着农田地面坡度降低而变长,平均每降低1/250 的坡面,灌溉畦长增加50 m[7],这种地势适合采用滴灌的方式进行灌溉。平原相比地势变化大的地区灌溉用水量少,因此可以通过平整地面的方式提升灌溉效率,平整土地也可以提升土壤的吸收性。
灌区用水管理水平应提升信息化程度,淘汰原本的半自动化设备,全部替换成自动化控制的无线灌溉设备,并采用网络进行数据传输,可实现数据储存和数据分析[8]。对泵站计算机远程监控系统进行升级,实现灌溉水量自动计量,科学的水量分配会减少渗漏的水量浪费。
水价对节水灌溉技术的推广有重大意义,然而现有的水价机制对水资源调节效果不明显。因此,在进行水价机制的调整时,相关部门应当从提升区域水资源利用率出发,根据消费水平、水资源用途等确定水价,尤其要考虑农民的消费能力,科学配置水资源[9]。
目前景电灌区的水价机制压力大,农业回报较低,短期内调整水价难度较大。相关部门应推动景电灌区管理体制的优化改革。首先,要认真审核节水灌溉项目的效益,而后建立科学的补偿机制。受多种因素的影响,短期内景电灌区的用水价格无法调整到成本水价,相关部门有必要承担项目的部分成本,促进景电灌区的稳定发展,由“以水养水”转变为“以水养农,以水促农”[10]。再者,将节水灌溉项目的电价同高扬程灌区优惠电价结合起来,为群众的生产生活用水提供坚实的基础。
高扬程灌区建成早,内部工程设施以及机电设备都出现了不同程度的老化,常有漏水等现象的出现,影响了节水灌溉工程的使用效率。目前景电灌区建设资金较少,无法对全灌区的水利设备设施进行更新改造。因此,要多渠道筹集资金[11],灌区也应积极申请节水改造项目,对老旧工程设备设施进行改造,提升供水效率。
滴灌可以实现水资源的合理利用,景电灌区科学规划灌溉方式还可以缓解黄河断流的问题。根据实际情况发展节水农业,提升水资源的利用率,可以有效促进现代化农业的可持续发展。