襄陽市管道灌溉現狀及發展對策研究

許雅欣，王堂海，王修貴，劉馨井雨，張 力

(1.武漢大學，武漢 430072；2襄陽市水利規劃設計院，湖北 襄陽 441021；3.襄陽市水利局，湖北 襄陽 441021)

0 引 言

管道灌溉是用有壓或無壓管道輸送灌溉水的節水型灌溉方式。發展管道灌溉是許多國家解決水資源短缺的重要手段。低壓管道灌溉技術被認為是美國節水最有效、投資最省的一種技術[1,2]，以色列水資源短缺，中部和南部干燥地帶嚴重缺水，以色列利用管道將境內所有水源聯合在一起形成覆蓋境內大部分地區輸配水管網，提高了用水效率，保障了國家的水安全和經濟社會發展[3,4]。在英國、德國及奧地利等發達國家，管道灌溉面積均已達到本國灌溉面積的90%以上，日本的管道灌溉技術也發展迅續，早在20 世紀80年代，就有一半以上的新建渠系實現了管道化[5-7]。近年來，隨著我國經濟的不斷增長和現代農業水平的不斷提升，管道灌溉技術的發展逐漸加快，在新疆、甘肅、寧夏等地，基于管道輸水的滴灌技術廣泛應用于棉花、玉米、馬鈴薯等大田作物[8]。一些已實踐多年管道灌溉模式的北方地區如山東省掖縣、河南省溫縣等，管道灌溉面積分別達到全縣灌溉面積53%、81%[9]。

襄陽市是長江流域第一產糧大市，灌溉對保證糧食生產具有重要的支撐作用。襄陽市自2009年開始探索管道灌溉發展模式，屬湖北省內較早嘗試管道灌溉的城市，但與國內其他積極開展管道灌溉示范與推廣工作的省份如黑龍江、山東、河北等相比，由于思想認識、技術工藝、資金投入等方面的原因，湖北省管道灌溉總體起步較晚，技術經驗仍較缺乏。據統計，2015年襄陽市管道灌溉面積約7 666.7 hm2，僅占全市灌溉面積的2.5%，規模遠低于北方管道灌溉模式較成熟的地區，管道灌溉發展空間很大，尤其是占襄陽市面積55.8%的山地、丘陵區，由于水資源條件相對短缺，耕地面積分散，地形起伏大，耕地資源十分寶貴，發展渠灌成本高且保證率低，是襄陽市發展管道灌溉最有潛力的地區。為了總結經驗，找出應用中存在的問題，探索發展的對策措施，在襄陽市政協和市水利局的組織下，于2016年8月下旬對襄陽市管道灌溉現狀及推廣應用前景開展了典型調研。

1 襄陽市發展管道灌溉的優勢

1.1 獨特的自然地理環境

襄陽市地處鄂西北部，地形地貌較為復雜。地勢整體東低西高且自西北向東南傾斜，東部及北部地區如老河口市、樊城區、襄州區及棗陽市北部等為典型的鄂北崗地，西部地區則多為山地，地形起伏較大。相對傳統的渠道輸水而言，管道輸水對地形的適應能力強，越溝、跨溪、爬坡及拐彎等工程量少，在地形復雜的情況下工程量明顯少于渠道。此外，老河口、襄州及棗陽北部等地區膨脹土分布較廣，采用明渠極易產生變形、塌方、淤積以及襯砌材料使用壽命短等問題，且老河口沿江地區多為沙土，渠道滲漏問題較為嚴重，多年來渠道襯砌效果不佳。而采用管道輸水則對不同的土質適應性良好，且能針對不同的土質、地基并結合當地材料靈活多樣地選擇不同的材料和形式。如水泥土管易就地取材，混凝土管抗沖擊能力強，塑料管能適應一定的不均勻沉陷等。另一方面，穿境而過的漢江，縱橫交織的唐白河、小清河、蠻河、南河等河流及沿漢江地區儲量豐富的淺層地下水，也為機井提水、河道引水并通過管道輸水提供了優越的水源條件。倘若能在渠道灌溉控制不到的灌溉死角，如局部高地等，建立機井、形成獨立的小型管道灌溉系統，也將成為擴大襄陽市灌溉面積、提高灌溉保證率的有效途徑。

1.2 顯著的社會經濟效益

本文中管道灌溉的綜合效益指與渠道灌溉相比，所能獲得的經濟效益和社會效益增加部分的總稱。從調查來看，襄陽市管道灌溉的開展，對于解決土渠灌溉輪灌周期長、因灌水不及時而影響作物生長造成減產等問題效果顯著。管道灌溉試點區農業增產、增收等經濟效益十分顯著，同時帶來的節水、節地等社會效益亦不容小覷，總體上綜合效益較高。

根據對仙人渡鎮3個典型村的調查(見表1)，同渠道灌溉相比，管道灌溉工程建成后，由于灌水及時、灌溉保障程度高，管灌面積上主要糧食作物如小麥、水稻等均高于渠道灌溉區。此外，管灌工程建成后小麥、水稻的播種面積均有所調整或擴大，按考慮種植面積調整后的平均值計算，小麥年平均增產595.5 kg/hm2，增產率為12.67%；水稻平均增產1 230 kg/hm2，增產率為15.42%，增產效果顯著。若按當年農作物價格(水稻2.5元/kg、小麥2.24元/kg)計算，則小麥年平均增產值為1 332.75 元/hm2，水稻年平均增產值為3 075 元/hm2，灌溉效益較為可觀。此外，隨著管道灌溉工程的建設與投入運行，結合當地農業種植結構的調整，襄陽市部分低耗水作物如玉米、蔬果等的種植面積也在逐漸擴大，高附加值作物如葡萄等的產業化水平呈現發展態勢，管道灌溉對農業增產、增收的促進作用顯而易見。

在社會效益方面，傳統的渠道灌溉雖輸水流量大，但占用耕地面積多，因此，渠灌區實現管道灌溉后，所帶來的節地效益突出(表2)。渠道的平均占地率(灌溉設施占地面積占灌溉農田面積的百分比)為7.6%，而管道的平均占地率僅為0.1%，若按灌溉面積上只種小麥、水稻兩種作物的畝均效益平均值計算，管道灌溉相對于渠道灌溉的年節地效益約為521.55 元/hm2。在我國可耕土地資源日益緊張的形式下，管道灌溉體現出了明顯的節地優勢。

表1 管道灌溉增產、增收效果(2015年值)

表2 渠道灌溉和管道灌溉占地情況

由于管道輸水基本上不存在水的滲漏損失和蒸發損失。只要管理責任落實到位，保持管道的完好，并注意及時關閘，可以實現輸水過程的零滲漏。在調查過程中發現，襄陽市管道灌溉的水源主要是機井或者提水灌溉，動力費由用水戶承擔，由于水量的浪費直接與用水戶的動力費支出關聯，因此，基本上不存在輸水損失。另外，從經濟可行性上來看，管道灌溉投資成本雖高于渠道灌溉，但收益高見效快，動態投資回收期約在工程投入使用后的1～3年間，且管道埋入地下，無論是塑料管還是混凝土管，使用年限比較長，適合在商品糧和經濟作物種植區推廣普及。

1.3 適應現代農業發展的新要求

農業機械化、自動化作為現代農業的重要標志，在現代農業生產中發揮著極其重要的作用。管道灌溉尤其是地埋管，占地少、輸水快且輸水及時，不僅有利于機械耕作，還和自動控制系統相結合，可根據作物的用水需求實時灌溉，實現灌溉自動化，或將肥料溶解于灌溉水中，按照作物的生理需求進行灌溉和施肥，在實現節水的同時提高了肥料的利用效率、減少了農田化學物質的排放，適應了現代灌區的發展態勢[10,11]，有助于資源節約、環境友好型農業的建設與發展。此外，管道灌溉如果和噴灌、微灌等現代節水灌溉技術相結合，不僅灌水快、灌水及時、灌水均勻，且灌溉管理方便，不易因漫灌而造成土壤板結，能夠及時有效地滿足作物生長期、特別是作物需水關鍵期的需水要求，在真正做到適時適量灌溉的同時減小了勞動強度和田間用工量。在節水激勵機制方面，在襄陽市幾個采用管道灌溉村子的中調查發現，由于農戶需要支付提水電費，農戶會珍惜和用好每一方灌溉水，“我要節水”的理念得到真正落實，管好、用好、維護好輸水管道成為用水戶的自覺行動。

1.4 旺盛的生命力和廣闊的發展前景

管道灌溉在襄陽市雖然應用示范時間不長、面積不大，但其優勢明顯，其供水的及時性、靈活性和高保障度獲得了用戶的廣泛認可。目前從管道灌溉試點工作開展的區域來看，農戶對管道灌溉普遍持積極態度，并希望政府能在資金、技術和政策方面給予支持，尤其是對于具有一定經營規模的農業公司或者承包人，如襄陽市和利農業發展有限公司，由于自行投資較多的資金發展管道輸水和噴灌，用于種植有機大米、時令蔬菜等高附加值作物，對政府的政策扶持和技術支持期望更為強烈。倘若相關部門能夠加大對管道灌溉的支持力度，結合發展現代農業的要求，出臺相應的惠農政策、打造節水灌溉示范區，并輔以專門的技術支持，利用社會力量發展管道灌溉的前景將十分廣闊。

2 存在的問題

盡管目前管道灌溉試點工作的開展在襄陽市取得了不錯成效，反響良好，但也存在一些突出問題，有待于探索和解決。

(1)建設資金渠道不暢通。根據調研數據，王家營村、杜家河村、劉家營村管道灌溉分別投入建設資金16.8、36、5.3 萬元。與現有的渠道灌溉相比，三個村管道灌溉平均投資增量為8 700 元/hm2，總體來說管道灌溉所需建設資金較高。目前只有部分經營高附加值(如葡萄、蔬菜、有機大米等)的開發商有能力自行投資建設，而廣大農戶自籌資金建設則存在困難。一些農戶希望政府有關部門能通過撥款、社會融資、并出面組織農戶籌集配套資金等方式開辟資金渠道。

(2)傳統的設計和施工方案難以滿足現代農業快速發展的要求。試點區現行管道灌溉工程是根據傳統農業和灌水方式中進行設計的，對多用水戶高峰集中用水，尤其是大旱年份的灌溉需求估計不足，導致泵站流量偏小、管徑偏細，出水口數量不夠，往往不能滿足實際需要。再加上管道灌溉在當地發展時間不長，設計、施工單位經驗不足，施工過程中對農業機械的負荷、機械通行路線估計不夠，導致管道埋深偏小，部分試點區管道埋深僅20～30 cm，低于建議埋深50 cm，管道被農用機械壓破的現象時有發生。此外，施工中對埋設的管線缺乏標示，導致農業耕作及其他建設工作在施工過程中開挖時對管道的毀壞時有發生，難以厘清事故的責任主體。

(3)尚未形成有效的運行管理制度及技術支撐體系。試點區管道灌溉工程竣工后缺乏嚴格管理制度保障，對管理和運行人員缺乏技術培訓和技術指導，缺乏嚴格的運行操作規程，基本上由農戶憑經驗操作，因操作不善導致淤積、水錘爆管的現象時有發生。非灌溉季節對管道及其設備、附件等的維修、檢修缺乏責任主體，由于未形成管道灌溉的咨詢、服務、維修等技術支撐體系，試點村管道破損時，村里往往臨時派人到鎮上請人維修，普通農戶遇到技術問題也不知向哪些部門或專業機構尋求幫助，易延誤灌溉時機，甚至因局部障礙影響整個管道系統的效益發揮。

3 襄陽市管道灌溉發展對策

(1)加大宣傳力度，拓寬資金渠道。建議利用已建立試點區的成果和經驗，邀請有影響力的管道灌溉受益企業或農戶代表，如王家營村葡萄園區園主、朱樓村“和利農業發展有限公司”總經理，通過互聯網、現場參觀、開展座談會及舉辦培訓班等形式，將管道灌溉的優勢向廣大農戶普及、宣傳。建議由政府主導、村民委員會負責、社會力量積極參與，采取靈活多樣的投資形式，鼓勵村民參股、社會資本參股投資建設并共同分擔風險和享受收益，同時促進各縣(區)、鄉鎮之間的經驗交流與學習，相互進步，努力探索出適合襄陽市特點的管道灌溉建設模式。

(2)科學規劃、示范引領、在有條件的地區優先推廣，形成示范效應。應評估管道灌溉的社會需求和分區發展潛力，制定管道灌溉發展規劃，明確近期發展規模，擴大試點規模并逐步示范推廣。建議針對老河口、襄州及棗陽北部等地形起伏較大、難以采用渠道灌溉的地區、西部山地地區以及一些地下水源豐富，適合井灌的地區，或者距離河流較近，但缺乏自流條件的地區，在充分考慮各級用水戶灌溉需求的基礎上，優先發展管道灌溉，形成集中示范效應。

(3)完善技術支持，激發市場活力，建立專業化的服務網絡。應總結仙人渡鎮三個村的經驗，完善現有的技術體系，建立設計、施工、運行管理等各個環節相應的技術指南，尤其要重視專業技術人員的培訓、引進和儲備。建議在試點區扶持具有一定技術、經濟基礎和良好信譽的管道灌溉后期服務企業，形成覆蓋管道灌溉地區的技術咨詢與服務網絡，促進管道灌溉在襄陽市的規模化、專業化發展，為襄陽市現代農業發展創造條件。

4 結 語

襄陽市管道灌溉具有良好的地形適應性、供水及時性，節水、節地、增產、增收等的社會經濟效益顯著，對于推動襄陽市現代農業的發展具有重要的支撐作用。但在建設資金來源、設計與施工方案、運行管理制度、技術支撐體系等方面仍存在一定問題，建議拓寬資金渠道、加大宣傳力度，同時扶持后期服務企業、形成集中示范效應，促進管道灌溉成為襄陽市未來節水灌溉發展的新方向。