農田水利工程高效節水灌溉發展思路研究

羅興梅

(新疆額敏縣水利管理總站，新疆 額敏 834600)

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農田水利工程高效節水灌溉發展思路研究

羅興梅

(新疆額敏縣水利管理總站，新疆 額敏 834600)

摘要：自“十二五”計劃以來，中央財政小型農田水利重點項目和一些追加資金項目也相繼得到落實，中國農田高效節水灌溉工程建設過程面臨諸多問題，當務之急是要及時找出有效的應對措施，以促進中國高效節水灌溉工程的推廣建設。文章結合新疆地區以及民樂縣、泗水縣、景泰縣、古浪縣等地區的實際情況，分析中國農田高效節水灌溉的發展現狀，剖析中國高效節水灌溉項目面臨的問題，探討相應的處理措施。

關鍵詞：農田；水利工程；高效；節水；灌溉

自“十二五”計劃以來，中央財政小型農田水利重點項目和一些追加資金項目也相繼得到落實，然而不得不認識到，中國農田高效節水灌溉工程在建設過程中還面臨諸多問題，目前的當務之急，就是要及時找出有效的應對措施，以促進中國高效節水灌溉工程的推廣建設。

1中國高效節水灌溉工程的發展現狀

隨著國民經濟水平的不斷提升，我國對農田高效節水灌溉工程的投入力度不斷加大，同時各級政府也在積極落實相關工作，全國很多地區都已經推廣應用了高效節水灌溉，取得了比較良好的成果。

例如中國的新疆地區，新疆維吾爾自治區位于我國西北邊陲，屬于典型的內陸干旱氣候，當地干旱少雨，因此在農業生產過程中，對灌溉的依賴性極強，但是新疆地區水資源在時空和地域上都分布不均，季節性缺水問題十分嚴重，具有“春旱、夏洪、秋缺、冬枯”的特征，對農業生產的影響甚大。近年來新疆地區大力采用高效節水灌溉，收到了良好的節水效果，同時也推動了當地農業的健康發展，尤其是在各種微灌節水技術以及渠道防滲技術的推廣應用方面，新疆地區已經遠超過了全國平均水平[1]。

又比如中國的山東省濟南市泗水縣，當地受季風以及大氣環流的影響，呈現“春季旱，夏季澇，晚秋又旱”的局面，年內降水量變化幅度很大，為了落實中央關于擴大內需、促進經濟平穩較快增長的決策部署，充分貫徹黨的十七屆三中全會精神，泗水縣被列為小型農田水利工程重點縣，大力發展高效節水灌溉，新增節水灌溉面積1.13 萬hm2以上，年增產效益3 800萬元以上，節地效益94萬元以上，省工效益920萬元以上，節水1 200 萬m3以上，總效益高達4800萬元以上，經濟效益十分顯著。

2高效節水灌溉面臨的問題

2.1缺乏配套資金

在農田水利高效節水灌溉工程的建設過程中，所批復的資金額度通常較大，而政府的財政收入有限，并且政府扶植的高效節水灌溉工程較多，因此實際分配到每個項目的資金較少，政府難以為各個項目提供充足的配套資金，這是高效節水灌溉面臨的主要問題之一，在個別項目中，對于已經批復的高效節水灌溉工程，建設單位甚至只能通過“賒、欠、墊”的方式來實施建設，當工程竣工之后，也不能夠及時落實結算和審計工作。

例如中國的甘肅省武威市古浪縣，該縣是典型的灌溉農業縣，所在地區植被稀少，水土流失嚴重，干旱少雨，沙塵暴頻發，為了改善農業生產狀況，古浪縣大力推廣高效節水灌溉，但是由于縣級財政收入有限，因此很難為高效節水灌溉工程提供充足的配套資金，在很大程度上影響了項目的順利實施。

2.2前期勘察不足

在一些地區的高效節水灌溉項目中，由于項目前期設計工作的時間比較緊迫，因此設計人員很難有充足的時間進行實地勘察，會導致設計藍圖不符合實施地塊，當項目批復完成之后，難以按圖施工，導致設計變更頻繁。

2.3水價偏低

目前在一些地區，水價尚且偏低，因此很大一部分農民不愿意采用高效節水灌溉。例如甘肅省張掖市民樂縣，該縣水資源不足的問題十分嚴重，然而民樂縣目前的灌溉水價約為0.10元，而采用高效節水灌溉的投資約為15 000 元/hm2，水價與高效節水灌溉的成本相差甚遠，大部分農民缺乏主動性和積極性。

2.4施工質量參差不齊

中國是一個農業大國，耕地遍布全國各地，在一些縣域內，耕地面積可達到6.6667 萬hm2以上，在高效節水灌溉項目的建設過程中，項目分布較廣，并且項目實施過程中需要涉及到配套資金、占地等諸多問題，工作量較大，因此個別項目為了按期完工，致使施工質量得不到保障。

2.5配套設施不完善

配套設施不完善是目前我國高效節水灌溉項目存在的主要問題之一，例如中國新疆地區，在歷史等因素的影響下，當地水利建設一直沒能跟上時代步伐，當地河流眾多，但是骨干控制性水利工程卻少之又少，而且一些已經建成的水利工程還存在標準低、老化嚴重等問題，在此情況下，就算當地采用了高效節水灌溉，由于配套設施不完善，也很難收到顯著效益。又比如在國內其他一些地區，隨著高效節水灌溉的推廣應用，滴灌系統的應用越來越廣泛，然而想要保持滴灌系統的正常運行，不僅需要具備機井設施，而且還要增加電力設施，個別地區在資金不足等問題的影響下，滴灌項目難以正常運行。

3農田水利工程高效節水灌溉發展思路

3.1通過系統模型來實施優化

線性規劃一般模型滿足以下約束條件：

xj≥0(j=1,2,3,…,n)

(1)

為了使函數f(x)=cjxj=max或min的一組解{xj}能夠達到最優，因此能夠得出如下方程組：

(2)

式(1)展開后，可得到標準形式線性規劃：

(3)

式中：A為系數矩陣；b為常數項矩陣；x為未知數矩陣；C為目標函數系數，四者的向量分別為：

(4)

由此可見，系數amn構成了系數項矩陣A，常數項bm構成了常數項矩陣b，未知量xn構成了未知量矩陣x，目標函數系數cn構成了向量矩陣C，進而可以得出線性規劃矩陣表達式[2]：

(5)

這樣一來，通過式(2)或者式(3)，就可以對一組線性規劃模型實際問題進行解析。

在此以新疆地區為例，新疆的高效節水灌溉模式主要包括地下滲灌、滴灌、噴灌、低壓管灌等，因此可以按照以下方式來設置灌溉方式規模變量：

x1為常規灌溉面積；

x2為噴灌技術面積；

x3為滴灌技術面積；

x4為滲灌技術面積；

x5為低壓管灌面積。

之后分析約束條件，針對新疆地區而言，約束條件主要包括水利資源、農業氣象、土地資源以及投入成本等等。

首先分析土地資源約束條件，將總灌溉面積設為A，因此土地資源約束條件為：

x1+x2+x3+x4+x5=A

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

其次分析水資源約束條件，設灌區可能引入的灌溉水資源總量為wz，灌區灌溉用水量為ximi，因此水資源約束條件為：

m1x1+m2x2+m3x3+m4x4+m5x5≤wz

再次分析投入成本約束條件，設灌區可能提供的成本總量為Tz，灌區發展灌溉技術需投入的成本為xiTi，因此投入成本約束條件為：

T1x1+T2x2+T3x3+T4x4+T5x5≤Tz

最后分析農業氣象約束條件，其中常規地面自流灌溉方式對地形坡度有一定的要求，除此之外可用于各類農作物的灌溉；而膜下滴灌、滴灌等微灌溉技術基本可以用于新疆所有地區，而且可以廣泛用于葡萄、棉花、蔬菜、小麥等農作物；噴灌技術對風速、氣溫等條件要求較高，設氣溫為m1x1T，風速為U，蒸發量為Wm1x1，因此可得出3個綜合影響因素的表達式[2]：

PG=UTW

再設灌區農業氣象條件為PGz，噴灌對氣象綜合影響因素的要求為xiPGi，可得出噴灌技術的農業氣象約束條件：

PG2x2≤PGZ

接下來分析目標函數，以利潤最大(L)為目標函數，則：

fmax=L1x1+L2x2+L3x3+L4x4+L5x5

以單位面積投入成本最小(B)為目標函數，則：

fmin=B1x1+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5

因此可以得出規劃模型：

土地x1+x2+x3+x4+x5=A

水利m1x1+m2x2+m3x3+m4x4+m5x5≤wz

成本T1x1+T2x2+T3x3+T4x4+T5x5≤Tz

氣象PG2x2≤PGz

x1，x2，x3，x4，x5≥0

(6)

最終目標函數為：

fmax=L1x1+L2x2+L3x3+L4x4+L5x5

fmin=B1x1+B2x2+B3x3+B4x4+B5x5

(7)

得出式(6)和式(7)之后，就可以按照系統規模結構優化程序，對新疆地區高效節水灌溉的發展模式進行優化[3]，系統規模結構優化程序如圖1所示。

圖1系統規模結構優化程序

3.2建立多元化的投入機制[4]

首先應該保證國補資金足額到位，其次要確保地方配套資金充分得到落實，在此基礎上應該實行優惠政策，從而吸引社會資金。另外，在高效節水灌溉項目的建設過程中，可以合理拓寬融資渠道，例如通過破信貸方式來保證項目資金的充足，并利用一些優惠政策，使銀行對高效節水灌溉項目的貸款更加優惠。

3.3充裕前期設計時間

在高效節水灌溉項目的前期階段，應充裕前期設計時間，保證設計單位能夠全面開展勘查工作，同時也可以使建設單位有更多的時間來組織前期工作，還能夠有效避免設計變更，進而提高施工質量。

3.4合理確定水價

為了促進農民采用高效節水灌溉的積極性，應根據當地高效節水灌溉的使用成本，結合當地農民的實際收入，合理確定灌溉水價，灌溉避免水價過低的現象，進而充分發揮水價的經濟杠桿作用，促使越來越多的農民采用高效節水灌溉。

3.5加強施工監管

在選擇施工隊伍時，一定要綜合考量，選擇信譽好、管理嚴、經驗足、人員和設備齊全的建設單位，同時要建立責任機制，將責任落實到具體的部門和負責人，哪個環節出現了問題，嚴格追究相關部門以及責任人。此外要出臺一些惠民惠農政策，妥善解決占地等問題，避免耽誤工期，防止施工質量受到影響。

3.6做好配套設施建設

以新疆地區為例，當地水利建設相對較為落后，因此不能夠為高效節水灌溉提供完善的配套設施。然而新疆地區降水稀少，蒸發量大，干旱問題十分嚴重，單位面積產水量大約為4～5m3/km2，不到全國的1/5，并且隨著新疆地區的不斷發展，如今城鄉用水量、工業用水量、灌溉用水量都在不斷增加，除了阿勒泰以及伊犁富水區之外，新疆大多數地區都面臨灌溉水不足的問題，在此形勢下，一定要大力建設高質量水利項目，完善高效節水灌溉配套設施，一方面要完善機井設施、電力設施等，要嚴抓干渠以及支渠的砌襯工作，另一方面也要嚴抓田間配套工程的建設工作，以保證高效節水灌溉系統可以正常運行。

3.7加強宣傳

高效節水灌溉項目想要順利實施，必須要首先取得農民的支持，因此應該加大宣傳力度，通過電視、廣播、報紙、宣傳冊等形式，讓農民充分了解到采用高效節水灌溉的重要性和緊迫性，使農民了解到高效節水灌溉的好處，進而取得農民的支持，這樣就可以有效降低征地等工作的難度，有助于高效節水灌溉項目的順利實施。

4總結

中國是一個農業大國，應用高效節水灌溉勢在必行，目前我國高效節水灌溉工程在建設過程中還面臨一些問題，例如缺乏配套資金、前期勘察不足、水價偏低、施工質量參差不齊、滴灌項目難以正常運行等等，筆者認為，未來應該建立多元化的投入機制，并且要充裕前期設計時間，合理確定水價，加強施工監管，做好配套設施建設，同時要加強宣傳。

參考文獻：

[1]楊飛.農田水利工程高效節水灌溉發展思路初探[J].水利科技與經濟,2012(11):78-79.

[2]馬海山.農田水利工程高效節水灌溉發展思路[J].北京農業,2014(03):206.

[3]朱雷鳴.淺析農田水利工程高效節水灌溉發展思路[J].農業與技術,2014(03):55.

[4]柴敬禮.農田水利工程高效節水灌溉發展分析[J].農業與技術,2014(04):43.

文章編號：1007-7596(2016)02-0018-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡介]羅興梅(1971-)，女，山西運城人，從事水利工程工作。

中圖分類號：S274

文獻標識碼：A