田培旭
(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心,甘肅 景泰 730400)
我國是農業大國,近年來農業生產規模不斷擴大,但水資源作為農業生產的基礎資源,卻存在資源匱乏的情況,制約著農業現代化發展。我國水資源分布失衡,同土地資源空間分布不匹配,南方地區的水資源儲備豐富,北方地區尤其是西北地區水資源匱乏。水資源短缺問題已經成為制約農業現代化轉型以及社會可持續發展的重要因素。如何有效改善此問題,大力推廣節水灌溉技術成為必然選擇。通過完善配套技術和設備,以最小的水資源投入來滿足農作物生長需要,以期提升水資源利用率,創造更大的效益。
節水灌溉技術強調運用各類基礎設施和技術,減少灌溉用水損耗,滿足農作物生長所需水資源,在提升水資源利用率的同時,創造更大的經濟效益、社會效益和生態效益。節水灌溉技術具體細化為水資源合理開發利用技術和節水工程技術2種。大力推廣應用節水灌溉技術,有助于保障糧食安全。通過節水灌溉技術應用來改善水資源匱乏問題,提升水資源利用率,滿足社會發展對水資源的需求,助力節水型社會建設和發展[1]。發展節水灌溉技術是節水降耗的一項有效手段。目前農業用水浪費問題主要表現在自然降水利用率不高、灌溉定額偏高、灌溉水利用系數低等方面,節水灌溉工程在全國灌溉面積中占比僅有30%,但呈現良好的發展前景。發展節水灌溉技術有助于推動農業產業轉型升級,增加農民收入水平,推動農業現代化、水利現代化發展。通過節水灌溉有助于調整種植業結構,實現各種生產要素優化配置,挖掘農業自然資源潛能,保障糧食生產,提升農業生產力。
目前我國農業生產中所采用的節水灌溉技術主要以滴灌技術、微灌技術、低壓管道灌溉技術等為主,不同技術有著不同的優勢特點,適用情況不同,加之我國國土面積遼闊,不同地區的地質條件、水文條件和氣候條件不同,同一種技術在不同地區發揮的作用也不同,而且各地農業生產用地缺水情況也各不相同[2]。為了保證節水灌溉技術可以發揮最好的效果,在具體應用過程中需要深入實地勘察和分析,了解區域水文、地質和種植結構特點,在此基礎上選擇合適的節水灌溉技術,保證節水灌溉技術在當地節水灌溉中的經濟性和實用性。
噴灌技術通過水泵加壓或基于自然落差輸送管道中的水資源到田間,在壓力作用下噴射到空中形成微小的水滴,在農田均勻噴灑,以此來實現節水灌溉的目的。就噴灌技術的優勢來看,占用耕地面積小,水資源灌溉均勻,地形環境適應性較強,可以顯著減少人力、物力和財力投入。噴灌技術最初誕生于20世紀50年代,隨著后續技術創新,涌現出很多新型的噴灌技術,如手推式、手抬式、人工移管式噴灌機以及電動平移式噴灌機,并憑借其優勢得到大范圍的推廣應用[3]。
滴灌技術將具有一定壓力的水過濾后經由管網或滴頭均勻滴入植物根系附近土壤,是一種高效節水灌溉技術。在農業生產中,采用滴灌技術可以實現水資源優化配置利用,提供給植物生長需要的水分和養分,實現增產增收。我國引進滴灌技術始于1973年,但由于此項技術的配套設備造價較高,灌溉面積小,因此未能得到大范圍推廣應用,多是應用在果樹、花卉和蔬菜等經濟效益較高的農作物灌溉生產中[4]。
滲灌技術通過埋設地下管道,將水資源輸送到田間地下一定深度,通過土壤毛細管作用來維持土壤濕潤,以此來滿足農作物灌溉需要。滲灌技術可以彌補以往大水漫灌方式的不足,直接對植物根系灌溉,其原理同滴灌技術相近,具有明顯的節水降耗和增產增收效果,目前國內的滲灌技術包括低壓滲灌和重力滲灌。近年來,滲灌技術經過不斷推陳出新,研發出了亞表層滲灌節水防堵系統,在改善滲孔中灌水不勻和管道堵塞問題方面效果顯著。
選擇雨水匯集利用技術可以實現雨水資源的回收和利用,把大強度降雨產生的地面徑流匯集在一起,將寶貴的水資源輸送到農田中,為農作物生長提供水資源支持。此項技術優勢鮮明,通常是在半干旱和干旱的山丘地區應用,可以有效改善水資源不足導致的農作物產量下降問題。
渠道防滲技術是在傳統渠道輸水技術上衍生的產物,主要是利用塑料薄膜、混凝土切面對渠道進行防水處理,可提高渠道輸水效率,減少渠道在輸水過程中出現水資源浪費的情況。據有關專家的調查和研究表明,利用渠道防滲灌技術比傳統渠道輸水減少大約80%的滲透損失。
現階段我國農業種植灌溉領域中普遍應用低壓管道輸水技術,低壓管道具有避免水資源浪費、提高輸水效率的優點,低壓管道輸水技術主要是在輸水過程中利用水泵抽取河流水,然后通過管道將水資源輸送到農田中。低壓管道輸水技術可以有效避免在輸送過程中蒸發、滲透造成的水資源損失,提高水資源輸送效率。
隨著經濟社會的快速發展,農田水利建設愈加受到人們的重視,建設規模不斷擴大,為農業發展作出了重大貢獻,尤其是在節水灌溉技術的推陳出新以及灌溉面積的不斷擴大等方面取得了理想的成果,為我國糧食增產增收和農業現代化發展提供了堅實的保障。另外,結合不同區域的地質條件,在水資源合理開發和利用方式方面也取得了豐富的經驗,為我國農田灌溉事業發展奠定了堅實基礎。
我國的水資源分布不均衡,尤其是近年來極端天氣的屢屢出現,嚴重影響到農業產量和效益,如果糧食安全無法得到保證,將直接威脅到我國經濟發展和社會穩定。目前國內有超過半數以上的耕地未配備灌溉設施,2/3的有效灌溉面積仍然沿襲落后的灌溉方式,引用現代化高效節水灌溉技術的少之又少,輸水渠道防滲襯砌率在30%以下。即便多數地區配備了農田灌溉設施,但此類設施建設年代較久,很多設備腐蝕、損壞和生銹,無法正常使用,并且灌溉面積也在逐漸縮減。即使此類灌溉設備可以正常使用,但由于當時的技術和工藝限制,導致水資源浪費嚴重,不符合當前節能降耗的發展要求。另外,農田灌溉技術的研究力度不足,配套政策不完善,節水激勵機制不合理,種種因素作用下,導致節水灌溉技術的推廣和應用難度大大提升[5]。因此,農田節水灌溉項目建設還需加大資金投入力度,結合實際情況積極引入高效節水灌溉技術,培養更多高素質人才,增強人們的節水意識,以便形成良好的節水氛圍,助力節水型社會發展。
為了助力我國節水灌溉技術發展和應用,應充分調查市場,結合市場需求推動技術創新。對于一些大中型灌區,加強灌溉供水、灌排技術服務創新,并形成相對合理的運行機制和管理機制。具體包括管理機制、管理體制和產權制度改革,明確農田灌溉工程的使用權、所有權和經營權,制定科學合理且透明的灌溉水價制度。建立多渠道投入機制。在地方政府主導下,深化稅費改革。通過此類方式,形成權責統一的運行管理機制,并且為工程后續管理和養護提供充足的資金支持。
節水灌溉技術發展是循序漸進的,要加大宣傳力度,增強群眾的節水意識,使人們認識到節約用水對于社會發展和生態系統平衡的積極作用,從被動節水轉變為主動節水,對提升節水灌溉技術推廣效果、農業增產增收具有積極作用。加快水市場建設和發展,推動水價改革的同時,遵循水市場發展規律,發揮市場經濟杠桿作用,增強灌溉工程的經濟效益和社會效益。通過建立合理有效的補償機制,營造公平、規范的用水氛圍,最大限度激發農民群眾節水積極性,為節水灌溉技術推廣應用奠定基礎。
在充分調查分析的基礎上,建立水權激勵機制,遵循用水使用權和所有權分離原則,在地方政府主導下將使用權分配給個人或是集體,最大限度調動民眾投資節水工程的主動性。在初始水權合理配置后,發揮市場機制來促進水資源合理開發和利用,農民使用權可以在市場上轉讓,以此來創造效益,此種方式可以進一步激發農民節水的積極性。建立水價激勵機制,通過合理的水價制度實現農業灌溉水資源調節利用。與此同時,增加資金投入,推動新灌區建設,積極完善田間配套設施和末級渠系建設。給節水灌溉設備生產企業提供政策方面的優惠和扶持,減少企業稅收壓力,加強節水灌溉技術創新發展和推廣,營造良好的節水灌溉氛圍,助力農業現代化轉型發展。
節水灌溉設備是節水灌溉的重要手段,且各類節水灌溉設備在節水灌溉中發揮的作用較大。雖然當前各種節水設備的開發與研制取得了較高的效果,但要注重貼近實際的農業生產操作,保證節水灌溉設備的實用性和通用性。還要促進節水灌溉設備向自動化、智能化、小型化方向發展,進一步降低節水灌溉設備的生產成本,促進節水灌溉設備在農業生產中的普及。同時,提高對農戶灌溉技術的專項輔導,保證農戶可以根據不同作物在不同時期的實際需求進行灌溉作業。開展灌溉活動之前要對當地的天氣進行了解,盡可能避免氣候因素導致的水資源浪費問題。
在農業現代化發展背景下,加強節水灌溉技術研究和推廣,有助于改善灌溉方式,實現水資源最優化開發和利用,在減少水資源浪費的同時,創造更大的效益,形成良性循環。