山丘區(qū)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀及發(fā)展模式

趙彥琳，張宇峰

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

所謂節(jié)水灌溉即依靠最低的用水量實(shí)現(xiàn)最大面積農(nóng)業(yè)灌溉，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升的一種現(xiàn)代化灌溉模式[1]。現(xiàn)階段能夠普及推廣的節(jié)水灌溉技術(shù)較為多元化，比如說噴灌、滴灌等較為常見的模式，不但能夠?qū)崿F(xiàn)水資源利用效率的最大化，同時(shí)能夠有效降低農(nóng)業(yè)種植成本。目前山丘區(qū)灌溉過程中依舊存在很多突出問題需要處理，灌溉系統(tǒng)陳舊落后的問題在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中開始暴露出來。土壤在持續(xù)的種植活動(dòng)中，其物理性狀必然會(huì)出現(xiàn)改變，表現(xiàn)出土層變薄、土質(zhì)降低等問題[2]。所以山丘區(qū)必須要結(jié)合自身實(shí)際情況，促進(jìn)節(jié)水灌溉模式的推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

1 節(jié)水灌溉發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，近三十年來，國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉年均用水量保持在3 400 億m3左右，約為全社會(huì)用水總量的56%[3]。隨著近年來農(nóng)業(yè)灌溉面積增加、灌溉有效率不斷提升，國內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水總量基本處于較為穩(wěn)定的發(fā)展趨勢，其中節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)揮出了很大作用。截至2020 年底，國內(nèi)節(jié)水灌溉面積為5.67 億畝（1 畝≈0.0667 hm2，下同），推廣應(yīng)用噴灌、微灌等現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)的土地為3.5 億畝[4]。

新時(shí)期下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展需要處理好人口、資源和環(huán)境3個(gè)問題，水資源屬于一種不可取代的核心資源，近年來各行業(yè)領(lǐng)域?qū)λY源的需求日益增加，水資源變得更加緊張。按照世界銀行的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，占世界人口總數(shù)40%的80個(gè)國家存在水資源危機(jī)。聯(lián)合國預(yù)估到2025 年全球有接近50%的人口處于缺水地區(qū)[5]。為有效處理好上述問題，必須要積極推進(jìn)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展，節(jié)水灌溉屬于未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉的必然趨勢，也是處理好水資源危機(jī)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的客觀要求。

2 山丘區(qū)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀

2.1 面臨的形勢

山丘區(qū)水資源不足問題逐漸凸顯，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、生態(tài)“搶水”問題更加顯著[6]。工業(yè)與生活用水在社會(huì)用水總量的占比雖然不高，但對用水保證率提出了更高的要求。如果遇到干旱季節(jié)，工業(yè)與生活用水往往會(huì)擠占農(nóng)業(yè)灌溉用水，同時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展在很大程度上提高了工業(yè)、生活以及生態(tài)用水的需求，截至到2020年，工業(yè)、生活和生態(tài)用水量已經(jīng)占據(jù)了社會(huì)用水總量的37.9%。現(xiàn)階段山丘區(qū)有超過50%的專供農(nóng)業(yè)灌溉用水的水庫逐漸轉(zhuǎn)變成城市或工業(yè)供水，導(dǎo)致為農(nóng)業(yè)灌溉提供供水的量不斷降低。

當(dāng)前山丘區(qū)面臨的灌溉問題首先是水資源不足，其次是農(nóng)業(yè)灌溉過程中表現(xiàn)出一定程度的浪費(fèi)，水資源利用效率難以提升。山丘區(qū)當(dāng)前灌溉水利用系數(shù)平均保持在0.45 左右，部分灌區(qū)灌水定額依舊在每畝200 m3，平均水分生產(chǎn)率始終處于1.13 kg/m3，對于新的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值體制來說，農(nóng)業(yè)供水收益與工業(yè)、生活供水比起來存在非常大的差距，需求多元化現(xiàn)象的加劇，山丘區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉缺水問題必然會(huì)更加嚴(yán)重[7]。同時(shí)近年來農(nóng)村稅費(fèi)改革的貫徹落實(shí)，農(nóng)民勞動(dòng)積累工與義務(wù)工慢慢取消，村內(nèi)勞務(wù)執(zhí)行一事一議，節(jié)水灌溉發(fā)展資金通過地方籌集存在一定難度，也無法對當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶進(jìn)行硬性攤派，若依舊采取傳統(tǒng)的節(jié)水灌溉發(fā)展模式，必然無法發(fā)揮出實(shí)際成效。

2.2 存在的突出問題

第一，沒有積極推廣普及現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù)，各種節(jié)水設(shè)備應(yīng)用率不高，滴灌及噴灌等技術(shù)只能運(yùn)用在經(jīng)濟(jì)作物的種植過程中，很多屬于示范工程項(xiàng)目。第二，山丘區(qū)灌區(qū)與節(jié)水灌溉工程表現(xiàn)出產(chǎn)權(quán)模糊、管理缺位、政企界定不明及管理制度不完善的突出問題。第三，由于經(jīng)濟(jì)利益的影響，水資源供應(yīng)充足地區(qū)的農(nóng)民群眾對推廣實(shí)施節(jié)水灌溉模式并不具有較高的積極性。第四，由于資金投入較少，部分已經(jīng)投入運(yùn)行的節(jié)水灌溉工程沒有進(jìn)行及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致其節(jié)水灌溉效益難以提升，對于新建的節(jié)水灌溉工程來說，無法進(jìn)行科學(xué)組織規(guī)劃，沒有全面開展可行性調(diào)研，不能結(jié)合山丘區(qū)實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。第五，山丘區(qū)開展節(jié)水灌溉技術(shù)推廣工作時(shí)沒有結(jié)合自身具體情況，節(jié)水灌溉技術(shù)難以真正發(fā)揮出實(shí)際成效。第六，節(jié)水灌溉工程涉及到的各種設(shè)備質(zhì)量參差不齊，存在設(shè)備不匹配的問題，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度不足，沒有開展好維護(hù)保養(yǎng)服務(wù)[8]。一些節(jié)水灌溉工程由于自身設(shè)備沒有及時(shí)更新維護(hù)，在很大程度上減少了節(jié)水灌溉工程的運(yùn)行壽命，不利于節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用。

3 山丘區(qū)節(jié)水灌溉模式

3.1 “蓄水+管灌”模式

這一灌溉模式一般應(yīng)用于山頂以及半山干旱且不存在水源的區(qū)域，將集雨小水窖當(dāng)成是水源，借助能夠移動(dòng)的簡易加壓設(shè)備實(shí)施加壓，通過管道把水輸送到農(nóng)作物根部[9]。在渠道落差較為集中的位置，將小塘壩或者小水庫當(dāng)成是水源，利用“管代渠”進(jìn)行輸水，有效依托地形優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)重力自壓輸水，水源途徑引水管、灌區(qū)蓄水調(diào)節(jié)池和管網(wǎng)直接輸送給農(nóng)作物，結(jié)合管道灌溉技術(shù)實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。采取這一灌溉模式需要地形存在高差的半山區(qū)。

3.2 “蓄水+噴灌”模式

這一灌溉模式通常將小塘壩當(dāng)成是水源，依靠山丘區(qū)自身地形地勢來進(jìn)行自壓輸水，借助管網(wǎng)把水源輸送到調(diào)節(jié)池，結(jié)合噴灌系統(tǒng)對農(nóng)作物實(shí)施灌溉。這一灌溉模式更加普遍地運(yùn)用在地形高差在10~30 m 的半山干旱區(qū)域。

3.3 “蓄水+滴灌”模式

這一灌溉模式一般是將小塘壩、小水庫或者小水池當(dāng)成是灌溉水源，有效依托地形地勢進(jìn)行自壓輸水，通過管網(wǎng)將水源輸送到相應(yīng)的調(diào)節(jié)水池，結(jié)合滴灌灌溉技術(shù)，能夠在大田作物灌溉作業(yè)中推廣運(yùn)用。這一灌溉模式的突出優(yōu)勢在于依靠系統(tǒng)化的輸配管網(wǎng)，有效促進(jìn)供水保證率不斷提升，降低灌溉成本，確保灌溉效率的增加。

3.4 “蓄水+渠道防滲”模式

這一灌溉模式也是將小塘壩當(dāng)成是水源，依托山丘區(qū)的地勢高差，水源利用渠道輸水系統(tǒng)直接輸送給作物，對糧食或者經(jīng)濟(jì)作物實(shí)施渠道防滲灌溉。這一灌溉模式操作起來相對簡便，投入成本不高，可以普遍應(yīng)用在集蓄水源好，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后的區(qū)域。

3.5 “引水+管灌”模式

這一灌溉模式通常將小型引水堰或者小型引水閘當(dāng)成是水源，針對渠道落差較為集中同時(shí)可以符合灌溉水標(biāo)準(zhǔn)的位置，途徑分水池、飲水管道、蓄水調(diào)節(jié)池以及管灌供水池等輸送到農(nóng)作物。在這一灌溉模式下包含了田間的支管網(wǎng)，干、支管道分組輪灌，主要適用于大田作物以及經(jīng)濟(jì)果林。在實(shí)際應(yīng)用過程中要確保地形高差處于3~10 m，同時(shí)為半山干旱區(qū)域。

3.6 “引水+渠道防滲”模式

這一灌溉模式主要選擇小型引水堰以及水閘當(dāng)成是水源，依靠山丘區(qū)自身擁有的地勢優(yōu)勢，通過蓄水池來對灌溉水量實(shí)施調(diào)節(jié)，借助于自然地勢，利用渠道把水輸送到田間各級渠道，該模式普遍運(yùn)用于大田作物的栽培灌溉活動(dòng)中。這一灌溉模式相對簡單，投入成本不高，更加適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低且具備水源的區(qū)域。

3.7 “提水+管灌”模式

這一灌溉模式主要選擇小型灌溉泵站當(dāng)成是水源，依靠水泵實(shí)施加壓輸水，能夠利用完善的管網(wǎng)系統(tǒng)將水輸送至田間，結(jié)合套管灌節(jié)水技術(shù)，對大田作物實(shí)施有效灌溉。這一灌溉技術(shù)應(yīng)用之后可以有效防止中途二次加壓供水導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)，同時(shí)節(jié)省灌溉成本，通常應(yīng)用在水量相對充足且地下水位不深的地區(qū)。

3.8 “提水+噴灌”模式

這一灌溉模式一般選擇小型灌溉泵站當(dāng)成是水源，把水提升到高處之后通過高位蓄水池向下施加壓力實(shí)現(xiàn)有效供水，該灌溉模式主要涉及到泵房、各類機(jī)電設(shè)備、管道、出水池和噴灌設(shè)備等，能夠有效應(yīng)用在大田灌溉作業(yè)中。其優(yōu)勢主要是發(fā)揮出地勢落差的作用，有效避免了過去噴灌系統(tǒng)實(shí)施二次加壓的問題。

3.9 “提水+滴灌”模式

這一灌溉模式同樣使用小型泵站當(dāng)成水源，把水提升到高處后通過高位蓄水池向下施加壓力實(shí)現(xiàn)有效供水，對于渠道落差較為集中同時(shí)可以符合滴灌應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，采取“管代渠”的方式進(jìn)行輸水。通過管網(wǎng)結(jié)合滴灌系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效灌溉，應(yīng)用這一灌溉模式可以充分發(fā)揮出地勢優(yōu)勢，處理好過去滴灌模式下必須進(jìn)行提前蓄水或者二次加壓的問題，同時(shí)也能夠有效防止在二次蓄水與加壓過程中的水源污染問題。

3.10 “機(jī)電井+管灌”模式

這一灌溉模式一般將機(jī)井當(dāng)成是水源，把水提升到高處之后通過高位蓄水池向下施加壓力實(shí)現(xiàn)有效供水，依靠山丘區(qū)自身地勢優(yōu)勢進(jìn)行自壓水源輸送，直接依靠管道把水源輸送到農(nóng)作物根部位置，從而提升灌溉的精準(zhǔn)度和效率。這一灌溉技術(shù)多運(yùn)用于水源相對有限且地勢存在落差的半山區(qū)。

4 山丘區(qū)節(jié)水灌溉模式推廣策略

4.1 節(jié)水灌溉符合農(nóng)村實(shí)際

為促進(jìn)山丘區(qū)節(jié)水灌溉模式的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，首先必須要強(qiáng)調(diào)科學(xué)規(guī)劃布局，始終堅(jiān)持因地制宜、分期推進(jìn)、提升實(shí)效的基本要求，基于全局和長遠(yuǎn)的角度著手，合理決策、嚴(yán)格管控，確保節(jié)水灌溉模式能夠全面推廣落實(shí)。節(jié)水灌溉技術(shù)推廣不單單涉及到工程建設(shè)、技術(shù)應(yīng)用，同樣屬于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題。節(jié)水灌溉技術(shù)若無法讓農(nóng)民群眾獲得實(shí)惠，就無法有效調(diào)動(dòng)農(nóng)民群眾的積極性，無法大面積推廣普及節(jié)水灌溉技術(shù)。根據(jù)山丘區(qū)的實(shí)際情況實(shí)施節(jié)水灌溉技術(shù)改造，根據(jù)山丘區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際來制定有針對性的發(fā)展模式。

4.2 提高節(jié)水灌溉認(rèn)識

農(nóng)業(yè)灌溉用水應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持落實(shí)節(jié)水型發(fā)展模式，對于生活日常用水以及工農(nóng)業(yè)用水而言應(yīng)當(dāng)開展好相應(yīng)的宣傳教育活動(dòng)，促進(jìn)山丘區(qū)農(nóng)民群眾樹立較強(qiáng)的節(jié)水意識，養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習(xí)慣。可以借助于廣播、電視、報(bào)刊、雜志、移動(dòng)宣傳點(diǎn)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行大力宣傳普及，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)粗放型的用水模式，慢慢向集約型的用水模式轉(zhuǎn)變。推廣應(yīng)用現(xiàn)代化灌溉設(shè)備的同時(shí)給予更多政策優(yōu)惠，積極鼓勵(lì)節(jié)水行為。另外還應(yīng)當(dāng)推廣應(yīng)用現(xiàn)代化節(jié)水技術(shù)，對于農(nóng)作物的生產(chǎn)栽培而言應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同農(nóng)作物的特征來制定有針對性的節(jié)水技術(shù)方案，這樣才能夠營造良好的節(jié)水灌溉環(huán)境。

4.3 灌溉系統(tǒng)多功能化

設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展必須要遵循水資源科學(xué)利用、以優(yōu)化配置為原則，盡可能促進(jìn)節(jié)水灌溉設(shè)置運(yùn)行效率不斷提升。所以灌溉系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)朝著功能多元化的趨勢邁進(jìn)。現(xiàn)階段需要處理好的突出問題集中在如下幾個(gè)方面：開展好微灌模式下水、肥、藥的高效利用技術(shù)研究，其中涉及到精量注肥技術(shù)和設(shè)備、水動(dòng)精良注肥器、精密低成本流量計(jì)等；推進(jìn)開發(fā)灌溉系統(tǒng)中所適合的液體肥料，結(jié)合各種農(nóng)作物設(shè)計(jì)有針對性的專用肥料，促進(jìn)其產(chǎn)量與質(zhì)量提升，同時(shí)避免肥料對地下水造成污染。

5 結(jié)束語

總而言之，對于節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣和節(jié)水灌溉模式的發(fā)展而言，必須要充分聯(lián)系山丘區(qū)的實(shí)際情況，從而制定有針對性的節(jié)水灌溉方案，不斷增強(qiáng)山丘區(qū)蓄水供水能力，推進(jìn)雨水集蓄利用項(xiàng)目建設(shè)，充分發(fā)揮出小型水利工程項(xiàng)目的優(yōu)勢。因此為真正處理好山丘區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉供需矛盾的問題，應(yīng)引起充分重視，積極探索符合實(shí)際的節(jié)水灌溉模式。