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山区雨水集蓄与节水灌溉的探索

【核心提示】近日,《国家节水行动方案》正式印发。雨水集蓄利用是雨水利用的一种形式,也是水资源开发的形式。雨水集蓄和节水灌溉是山区农业节水增效的重要措施,发挥着改善山区农民生活条件和生态环境的积极作用。文章对雨水集蓄和节水灌溉工程进行简述,并以湖北省宜昌市为例,对其雨水集蓄和节水灌溉工程实施原因、实际效益、保障措施进行了详细分析。

党的十八大以来,党中央、国务院高度重视“三农”问题,采取一系列惠农政策,稳定农业,改善农村基础设施,提高农民积极性。党的十九大把实施乡村振兴战略作为建设现代化经济体系的重要内容,连续多年的中央一号文件提出要加强农业灌排体系建设。因地制宜,开展雨水集蓄利用工程是改善山区灌溉条件,提高山区农村基础设施建设水平的重要措施,既是落实中央文件精神的体现,更是加快发展农业节水灌溉工程的现实需要。以导引、收集蓄存雨水,并灌溉利用为工程技术措施的雨水集蓄和节水灌溉工程便是因地制宜、发展山区灌溉农业的有益探索。

雨水集蓄与节水灌溉简述

雨水集蓄利用是雨水利用的一种形式,也是水资源开发的形式。雨水集蓄利用工程则是雨水利用的一种特殊形式,它是指采取人工措施,高效收集雨水,加以蓄存和调节利用的微型水利工程。

灌溉工程包括首部提水设备、输水管道和田间的灌水器等节水灌溉设备,是实现雨水高效利用的最终措施。根据蓄水设施的不同,常见的灌溉取水方式有三种:自压放水方式、人力提水取水方式、机械提水取水方式。由于各地地形条件、雨水资源量、灌溉的作物和经济条件的不同,可以选择适宜的节水灌溉形式。常见的节水灌溉形式有滴灌、微喷灌、渗灌、坐水种、注射灌、膜下穴灌与细流沟灌等技术。利用集蓄雨水灌溉作物,通常都采用最节水的灌溉方式,目前主要选用滴灌、微喷灌和渗灌。

雨水集蓄与节水灌溉工程实施原因

宜昌地形比较复杂,高低相差悬殊,大体上可分为西部山地、中部丘陵、东部平原三大类型,具有“七山二丘一平”的地貌特征。宜昌气候属亚热带季风性湿润气候,四季分明、水热同季、寒旱同季,多年平均降水量为1219.6毫米,全市多年平均地表水资源总量为135.7亿立方米,多年平均地下水资源量为43.1亿立方米,二者间重复计算量为41.4亿立方米,扣除重复计算量后,全市多年平均水资源量为137.4亿立方米。

宜昌市水资源有以下特点:一是水资源总量充沛,但自产水资源量少,调节能力偏低。宜昌市入境客水年均高达4565.5亿立方米,但年均自产水资源量相对较小,仅为137.4亿立方米,人均水资源量3310立方米,在全国处于中等水平。调节能力偏低,有效调节能力只有9.8亿立方米,仅占水资源总量的7.45%。二是地域地区分布不均,水资源与耕地组合不平衡。宜昌市的水资源地区分布很不均匀,且与耕地组合不平衡。西部山区水资源丰富,耕地面积少,东部平原丘陵区耕地面积多,水资源可利用量小。如西部山区的五峰县的产水模数是当阳市的2.64倍,水资源量是当阳的2.96倍,而当阳市的耕地面积是五峰县的58.7倍。三是水资源量在时程上变化大,旱灾频繁。全市水资源在年内分布不均,汛期4月至9月占径流总量的70~80%。水资源年际变化大,丰枯水资源量相差2.6~5.2倍,经常出现连丰连枯现象。

宜昌市水资源总量丰富,但时空分布不均,大部分客水无法利用,导致部分地区工程性缺水、季节性缺水普遍存在,特别是山丘区“十年九旱”,不但影响农业生产,有时还造成人畜饮水困难。随着农村产业结构调整力度的加大,种植经济作物对灌溉用水的需求量日益增加。但是现有的农业灌溉基础设施严重不足,不少地方旱地灌溉没有任何手段和措施,农业生产基本上处于“望天收”的状态,严重制约农村经济发展和农民增产增收。

因此,开展雨水集蓄与节水灌溉工程,将丰沛的降雨充分利用,当发生干旱时,对主要经济作物实行非充分补水灌溉,可以提高农业生产抗旱能力,稳定产量,提高质量,增加农民收入。

雨水集蓄与节水灌溉工程概况

宜昌市编制完成了《宜昌市雨水集蓄利用工程建设规划》,将原来单户、分散的建设模式变为串联式、集中式建设模式,在山区形成集中连片式灌区。全市建设雨水集蓄水池20余万口,新增雨水集蓄利用工程蓄水能力2000万立方米。特别是秭归县实施了“库渠相连-渠池相通-管网配套-分户建池-田间蓄水”的山区雨洪集蓄利用模式,在田间广建水池,架设管网,并在实践中形成了“长藤结瓜型”“抢洪蓄水型”“汇集雨水型”三种极具特色的抗旱类型。

在推广渠道防渗、低压管道输水等节水技术同时,大力推广喷灌、滴灌、管灌、微润灌等节水灌溉技术,宜昌市长阳、五峰、秭归、当阳、夷陵、远安、宜都等纳入了高效节水灌溉重点县,全市工程节水灌溉面积达到41.19千公顷,在全部节水灌溉面积中,渠道防渗节灌面积32千公顷,喷滴灌和微灌面积2.9千公顷、低压管灌等其他工程节水面积6.29千公顷。

宜昌市雨水集蓄利用工程建成后,经济、社会、生态效益显著。可以保证灌溉23.95万亩,明显提高全市山丘区农田灌溉系数,达到设计灌溉保证率75%的标准;显著改善干旱山丘区农民群众生产、生活条件,为农业增产、农民增收、农村稳定和农村经济发展打下坚实的基础。

经济效益。一是有利于推动农业产业结构调整。通过雨水集蓄利用工程建设,提高经济作物产量和质量,增加农民收入,可以起到示范带动作用,引导农民自发调整农业产业结构,走集约化生产道路,从而提高三峡库区农业竞争力和整体生产水平,为山丘区农民脱贫致富打下坚实物质基础。

二是提高农产品产量和品质,增强市场竞争力,增加农民收入。作物在需水期对缺水最敏感,是灌水关键时期。如果在需水期缺水,对作物发育和产量影响极大。实践证明,在作物需水期灌与不灌有很大区别。通过对三种经济作物的需水期进行非充分补水灌溉,实行科学灌溉,可以提高柑桔、茶叶、蔬菜的产品产量和质量,增强农副产品市场的竞争力。工程改善茶叶灌溉面积6.3万亩,改善柑橘灌溉面积9.42万亩,每亩增产约30%;改善蔬菜灌溉面积8.23万亩,每亩增产约40%。综合计算,雨水集蓄利用工程建设后,每年新增效益为9640.2万元,山丘区农民年人均可增收205.26元。

此外,雨水集蓄利用工程的建设实施以及配套相关的节水灌溉技术,如滴灌、微灌、喷灌,自流灌溉等技术,也可促进山区绿色生态产业的发展,形成良性循环发展,实现经济可持续发展。

社会效益。雨水集蓄利用工程建设进一步夯实了农村基础设施,增加了经济可支配收入,进而提高了农民生活水平,配合了社会主义新农村建设,促进了和谐社会构建。

节约人力、物力、财力,干旱季节雨水集蓄利用工程使得农户长距离挑水灌溉的劳动强度和劳动时间相应降低,可以节约一部分人工;减少了长距离提输水灌溉的物力、财力投入。

同时,雨水集蓄利用工程的建设过程也是一次深刻的、生动的水环境保护和利用宣传过程,提高了人民群众的对水资源和生态环境的保护意识。

生态效益。山丘区雨水集蓄工程拦蓄了一定的降雨径流,减弱了径流对下游农田、道路等建筑物和设施的冲刷,有效的减轻了山区水土流失现象,缓解了暴雨洪水,减轻了洪峰水量对河流、水库安全的压力[4]。同时,雨水集蓄利用工程在涝时蓄水,旱时给水,适度缓解了山丘区坡地内的土壤墒情的不均性,一定程度上改善了土壤理化性质,改良了土壤结构,提高了土壤肥力对改善山丘区的生态环境起到了积极作用。

雨水集蓄与节水灌溉工程保障措施

政策保障。以规划统领工程建设。以宜昌市水利发展规划为依据,把雨水集蓄利用工程建设工作纳入地方综合水利规划和专业专项规划,组织协调农业、新农村建设等各方面力量抓好落实。

实行目标责任制。把雨水集蓄利用工程建设作为山丘区农业抗旱的重要措施,列入全市各级政府的目标考核内容,实行目标责任制,落实责任人,并制定严格的奖惩措施。

开展政策扶持。市政府出台农村山丘区雨水集蓄利用工程建设的有关奖励政策,调动县级地方政府、受益农户及其他各种社会力量参与雨水集蓄利用工程建设的积极性。

开展雨水集蓄利用工程产权制度改革。落实小型水利设施产权制度改革的要求,在明确权属的基础上,可以采取承包、租赁、转让、拍卖、划拨等多种形式,鼓励雨水集蓄利用工程使用权的合理流转。雨水集蓄利用工程使用权可依法继承、抵押、担保。

资金保障。建立稳定的投入保障机制。以《湖北省宜昌市雨水集蓄利用工程建设规划》为依据,报请省水利厅审查、市政府批准,将雨水集蓄利用工程建设列入政府年度预算,每年安排农业切块资金固定用于雨水集蓄利用工程建设,解决山丘区农业生产抗旱问题。

多方筹措资金。以县级财政投资和受益农户投工投劳为主,市级财政实行以奖代补政策,将激励政策落实到位,变“要我干”为“我要干”,解除群众的后顾之忧,最大限度地调动广大干部群众建设雨水集蓄利用工程的积极性。

加强资金监管,加大公开力度。雨水集蓄利用工程建设资金实行专户管理制度,确保项目资金封闭运行、专款专用。建设项目的资金、补助款在项目区所在村实行全过程公示,加强项目审计监督,公开接受社会监督。

技术保障。统一技术标准。由宜昌市水利水电负责组织,全市统一制定雨水集蓄利用工程《施工技术规范及实施意见》《工程管护办法》《水池工程标准图集》等一系列管理文件,使雨水集蓄利用工程建设一开始就进入规范化管理。

加大科技推广力度。加大雨水集蓄利用工程科技成果的宣传推广、普及应用,贯彻水利技术标准,依靠科技进步和创新,积极探索符合当地实际情况的灌溉制度、节水灌溉方式等,建好、管好雨水集蓄。

思考和建议

雨水集蓄和节水灌溉工程是一种对山区农业现代化建设有着重要意义工程技术。因地制宜,发展雨水集蓄和节水灌溉工程,可以改善当地农业生产条件,使山区群众应对干旱的能力大大提高;促进山区农业结构调整,加快山区经济发展步伐,帮助因严重缺水而致贫的农民尽快摆脱贫穷和落后。但目前还存在推广力度不够、工程管理与使用机制不健全、用水监测与计量能力不足、技术交流与培训不够等问题。针对以上问题,提出以下建议。

加大宣传推广力度。建议农业农村部门、水利部门等有关部门加大雨水集蓄和节水灌溉工程宣传推广力度,在适宜地区,结合农田改造和农村水利设施建设,大力推广实施雨水集蓄和节水灌溉工程。

健全工程管理与使用机制。建议在小型水利设施产权制度改革的基础上,进一步明晰雨水集蓄和节水灌溉工程权属,理顺工程管理与使用机制,加强工程的管理与维护,实现工程长期正常运行。

加强用水监测与计量。加强对集蓄雨水的水质、水量的监测和计量,保障灌溉用水的水质满足农业用水要求,保持灌溉用水水量的可持续性。

加强技术交流与培训。提高工程技术人员的专业技术水平和管理人员的管理水平,管好当地已修建好的水利工程,保证雨水集蓄和节水灌溉工程长久发挥效益。(作者单位:长江科学院 武汉长江科创科技发展有限公司 长江水利委员会水资源局)

文章作者:□冯兆洋 张辉 马拥军 蒋振国责任编辑:张濛