上海市農業用水現狀及節水途徑探討

湯美娜,楊 凱,尚釗儀,吳 蒙

(華東師范大學生態與環境科學學院,上海 200241)

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上海市農業用水現狀及節水途徑探討

湯美娜,楊 凱,尚釗儀,吳 蒙

(華東師范大學生態與環境科學學院,上海 200241)

介紹了上海市農業用水現狀,以金山、青浦區為例,梳理了上海市典型試點地區在農業節水方面采取的節水措施以及所取得的節水成效,并針對上海市農業節水在計量設施、定額管理、水價調節及灌溉方式方面的不足提出對策建議:推進計量設施建設,加強精細化管理;修編用水定額,落實定額管理;實行農業階梯水價,強化提補激勵機制;發展先進節水灌溉技術,加大節水宣傳教育力度。

農業用水;節水途徑;計量管理;用水定額;階梯水價;上海市

上海市地處長江三角洲東緣,太湖流域下游,東向東海,北依長江,南瀕杭州灣,西接江浙兩省,濱江臨海的優越地勢加上豐富的過境水資源一定程度上彌補了本地水資源的緊缺,但受上游來水水質及本地水環境影響,上海市被列為全國36個水質型缺水城市之一。農業用水由于具有公益性,在水資源管理以及節約用水方面往往被忽略,因而水資源利用方面的問題愈加突出,用水浪費與水質型缺水現狀并存,富含氮磷的農田徑流進一步加劇面源污染。開展上海市農業用水現狀及節水途徑的探討,對緩解上海市水資源矛盾,改善水環境,具有重要的現實意義,并可為南方水質型缺水地區的農業節水工作提供借鑒。

1 上海市農業水資源利用現狀

1.1 農田灌溉效率偏低,用水量大

上海市地處平原河網地區,以灌溉農業為主。據上海市水資源公報,2012年上海市農田灌溉水有效利用系數為0.718,距離最嚴格水資源管理制度2015年階段性目標的0.734仍有差距。2000—2012年,上海市農田灌溉單位面積(本文以1 hm2為單位面積)平均用水量總體上表現為波動上升至趨于平緩,再到穩中有降,自2005年起,上海市農田灌溉單位面積平均用水量超過全國平均水平,與全國農田灌溉單位面積平均用水量總體下降的趨勢相悖。其中,2000—2005年,上海市農田灌溉單位面積平均用水量受降雨影響,波動明顯,兩者大致呈負相關。2002年5月,上海市降水量創歷史新高,但當年單位面積平均用水量達到最低值。近年來,隨著節水灌溉工程的建設,上海市農田灌溉單位面積平均用水量小幅減少,2012年約為7 560 m3,仍比全國平均水平(6 225 m3)高出20%以上,農田灌溉效率有待提高(圖1)。

注:數據來源于2000—2012年《中國水資源公報》、《上海市水資源公報》。

1.2 農業用水占比高,水資源配置效益低

隨著上海市產業結構升級,以農業為主的第一產業產值比重逐年下降,而農業用水占比長期處于較高水平,兩者呈現倒掛。2012年,上海市農業用水量占全市用水總量的32%(不考慮火電工業用水量),而第一產業產值僅占全市生產總值0.63%,水資源配置效益低(圖2);2012年萬元農業增加值用水量約為萬元工業增加值用水量的22倍,且降幅遠小于后者,2010—2012年萬元農業增加值用水量年均減少率約為4%,而同期萬元工業增加值用水量年均減少率將近18%,兩者之間的用水效益差異明顯。

在目前以行政手段為主的水資源配置機制下,低效益的農業用水導致全市用水總量、萬元GDP用水量增加,制約了有限水資源綜合利用效益的提高。隨著市場配置機制的逐漸完善,產業間用水效益的差異將推動有限的水資源從低效益用水領域向高效益用水領域轉移,但農業作為國民經濟的基礎,其用水具有優先保障權,這將導致農業與其他產業爭水的矛盾逐漸顯現[1],水資源利用形勢日趨嚴峻。

注:數據來源于2000—2012年《上海統計年鑒》、《上海市水資源公報》。

2 試點地區的農業節水

金山區、青浦區地處上海市郊區,農作物播種面積分別占全區總面積的82%、58%,是上海市典型的農業用水大戶,分別于2010年、2008年被確定為全國節水型社會建設試點,在農業節水建設方面具有一定的示范性。

2.1 主要農業節水措施

農業節水措施分為工程性措施和非工程性措施。在工程性措施方面,金山、青浦區逐步將全自動節水灌溉系統、雨水收集系統等先進節水技術應用于現代農業園區花卉等經濟作物種植基地,并開展以渠道防滲、田間節水灌溉為重點的農田水利設施建設工作。非工程性措施主要包括相關規劃的編制、取水許可證的頒發、用水定額的測算以及農業園區創新管理模式的引進。金山區“鎮區合一”的管理模式,使得農業園區從鄉鎮劃出,直接受園區管理委員(簡稱管委會)會領導,減少了中間管理成本。青浦區實行管委會加公司開發的管理模式,下轄綠色科技園區有限公司、農業園區生態農場等,由公司提供資金保障與技術支撐,增加了園區的融資渠道和運作的自主性。此外,金山區適時將農業灌溉收費標準由原先的每年750元/hm2上調為每年900元/hm2,以維持灌區的正常運作(表1)。

2.2 農業節水成效分析

通過以上措施,試點區在農業節水相關指標方面均取得了一定的成效。據上海市水資源公報,2007年上海市年平均降水量1 162.9 mm,而2011年僅為882.5 mm,是典型的枯水年。2011年,青浦區農業用水量、農田灌溉單位面積用水量較2007年不增反降。同樣地,盡管2012年平均降雨量較2009年少,金山區農業用水量及農田灌溉單位面積用水量卻均有所減少。試點區的灌溉水有效利用系數均提高至0.7以上,位于上海市領先水平(表2)。

農業節水還具有一定的經濟效益、環境效益及社會效益。2011年,青浦區農業用水量較2007年減少0.28億m3,按照電動機實測每小時耗電量12 kW·h,實測流量0.24 m3/s,農用泵電價0.3元/(kW·h)估算,節約電費約(0.28×108×12×0.3)/(0.24×3 600)=11.67萬元,經濟效益明顯;節水即減污[2-3],節水灌溉能有效減少隨農田徑流排入河道或下滲至土壤中的氮磷元素,減輕農業面源污染[4]。根據節水型社會建設評估報告,金山水功能區達標率分別由2009年的60%提高到2012年的63.6%,青浦則由2007年的55%提高到2011年的61.5%。

表1 金山區、青浦區農業節水措施

注:資料來源于《上海市青浦區節水型社會建設試點自評估報告》《金山節水型社會建設中期評估報告》。

表2 金山、青浦農業節水成果指標情況

資料來源:《上海市青浦區節水型社會建設試點自評估報告》《金山節水型社會建設中期評估報告》。

3 農業節水的主要途徑

3.1 推進計量設施建設,加強精細化管理

目前,上海市通過農業取水許可證的核(換)發工作,實現了農業取水合法化,但在實際的灌區管理中,由于缺乏有效的計量設施,且相關的管理辦法對農業計量設施運行管理和后期維護未做具體規定,使得取水監管難以落實,因而亟須制定農業取水計量管理辦法,對計量設施的選型安裝及運行維護做出具體規定。如在現代農業園區優先推行智能計量設備(IC卡)及現代化水監測系統;在高標準渠系中選擇運行成本較高的電磁流量計;在不易安裝計量設施的中小型提水灌區,暫時采用以測流為基礎的電量法進行水量估計[5],計量設施的運行狀況納入灌區運行管理考核體系中。在加強設施建設的基礎上,逐步推進農業用水的精細化計量管理,加大對基礎數據核算、統計、上報工作的軟硬件投入,由專業人員負責農業水資源數據庫的建立和維護,為定額管理、規范標準的制定提供基礎數據及技術支撐。

3.2 完善用水定額,落實定額控制

2001年上海市發布的《上海市用水定額(試行)》中,農業用水定額已經難以適應最嚴格水資源制度下的用水現狀:①定額標準偏大,對過度用水行為起不到約束作用,如水稻單位面積用水定額為10 050 m3,高于2000—2012年各年份的農田灌溉單位面積用水量(小于8 000 m3);②定額值為固定的靜態指標,未考慮降雨、土壤質地、灌溉方式、回歸水的利用等因素對水量的影響,難以反映實際的用水差異;③定額標準缺少前瞻性,難以指導用水計劃的編制。近年來,上海市將各區(縣)多年平均單位面積用水量作為取水許可量,這種通過事后分析制定的定額標準缺少前瞻性,難以指導用水計劃的編制[6]。因此,亟須開展農業用水定額的修編工作,按照基于現狀、適度超前的原則,制定各作物在不同條件下的定額標準并向社會公布,使農戶“節水有數”,管理者“配水有據”。同時,以用水定額作為“節獎超罰”的考核標準,出臺配套的考核政策,通過取水監管,有效落實定額管理對農業用水量的源頭控制。

3.3 實行農業階梯水價,強化提補激勵機制

科學的水價政策有助于長效自主節水機制的形成。我國將完善水利工程供水水價形成機制,開展農業水價改革[7],先后出臺了一系列政策法規。但上海農業水價改革相對滯后,《上海市水資源費征收使用管理辦法》規定全市暫緩征收農業取水水資源費;部分區(縣)征收的灌溉費不包括水資源費、固定資產折舊費等費用,且主要用于機埠電費支出及人員工資、維修養護等管理成本,水價形成機制的不完善導致水價偏低,難以補償供水生產成本;2013年金山亭林鎮上調灌溉收費標準,但按面積大小收費的計費方式本質上仍為計劃經濟體制下的事業性收費,所繳費用與用水量脫鉤,節水的激勵作用不足(圖3)。

圖3 國家、上海農業水價發展概況

一步到位的全成本水價勢必提高農業生產成本,有悖于當前稅費改革、農民減負的大趨勢,兼顧公平及效率原則的水價改革就成為關鍵[8-9]。根據2014年《水利部關于深化水利改革的指導意見》中要求實行定額內用水低價、超定額用水累進加價的農業水價改革意見,結合上海市典型灌區灌溉費用實地調研情況,可推廣農業階梯水價,大型水利工程仍由政府投資建設;定額內水量定價機制充分考慮農戶承受能力,優先補償目前灌溉費用中的機埠動力成本,根據電量核算用水量,實現按方收費的一級階梯水價,與用水量直接關系較弱的人員工資、維修養護等管理成本,則通過財政補貼進行轉移支付;超定額水量實行累進制水價,二級階梯水價按照補償供水生產成本原則核定,由用水戶承擔超額水量供水成本,三級階梯水價考慮將部分利潤納入水價體系。同時強化相應的提補機制,將水費加上一定的政府補貼后一部分補償給節水農戶,形成“節水越多,水價越低”的有效激勵,其余部分用于獎勵節水灌區管理者,協調節水與灌區收益的矛盾[10]。隨著水價改革的不斷深入,將環境成本納入水價結構中,并向過度或任意排水行為征收罰金,強化約束機制。此外,由于農業生產有明顯的季節性,可以通過浮動性水價來協調供需矛盾[11]。

3.4 發展先進節水灌溉技術,加大節水宣傳教育力度

上海市致力于建設以浦東新區孫橋現代農業園區為引領的生態節水型農業園區建設,在現代園區優先發展無土栽培技術、自動化噴滴灌系統、溫室表面雨水集蓄利用系統等先進灌溉節水技術,用于高品質經濟作物灌溉,而主要用水大戶——水稻,仍以傳統的地面灌溉為主,工程建設以渠道防滲改造為主,形式單一。可在試點區發展以“淺、濕、曬”為特征的非充分灌溉技術、干濕交替技術等[12-13],減少田間的水分損失,合理控制泡田時間,降低育秧過程的水分投入,從而提高水分生產率[14]。隨著科學技術的進步,結合3S技術的智能化自動灌溉控制系統、田間土壤墑情監測等先進技術具有廣闊的應用前景。2010年上海培育的粳型雜交節水抗旱稻“旱優8號”,在實現增產的同時有效節水50%以上。

先進的農業節水技術和農田灌溉技術對管理人員以及農戶的綜合素質都提出了更高的要求,因此,亟須通過專業培訓提高管理人員的專業水平。要嚴格考核用電量、排水量、水量漏損等管水情況,以保障農業節水政策的有效落實;并加大農業節水宣傳教育力度,普及節水知識,使農戶在提高節水意識的同時掌握基本的節水技能。

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Agricultural water utilization status in Shanghai and discussion of its water-saving countermeasures

TANG Meina, YANG Kai, SHANG Zhaoyi, WU Meng

(CollegeofEcologyandEnvironmentalScience,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200241,China)

Status of agricultural water consumption in Shanghai City are introduced.Taking Jinshan, Qingpu as examples, the water-saving measures taken in the agricultural water-saving in typical pilot areas of Shanghai city and the effects achieved are combed.The countermeasures and suggestions for the agricultural water saving in Shanghai are put forward in the aspects of measurement facilities, quota management, water price adjustment and irrigation mode, including promoting the measurement infrastructure construction, strengthening the fine management; revision of water quota, implementation of quota management; implementation of agricultural progressive pricing scheme for water use, strengthening complement incentive mechanism; development of advanced water-saving irrigation technology, increasing water conservation publicity and education efforts.

agricultural water utilization; water-saving countermeasures; measurement management; water consumption quota; progressive pricing scheme for water use; Shanghai City

10.3880/j.issn.1004-6933.2015.04.020

教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目(11JZD024);上海市水利普查項目(2012)

湯美娜(1990—),女,碩士研究生,研究方向為環境規劃與管理。E-mail:tangmeina1@126.com

S27

A

1004-6933(2015)04-0111-05

2014-09-19 編輯：彭桃英)