我国发展节水灌溉若干问题的探讨
一、节水灌溉及相应设备的范围
国际上很少使用“节水灌溉”这个词，一般将喷灌、微灌（含滴灌、微喷灌、涌泉灌等）和低压管道输水灌溉统称为压力管道灌溉，大体上就是国内所说的节水灌溉。
在现阶段和今后相当长时期内，根据我国经济社会和农村生产力发展水平的实际情况，我国的节水灌溉技术体系中，除了喷灌、微灌和低压管道输水灌溉三种灌溉方式外，还包括渠道防渗、雨水集蓄利用、抗旱保苗注水灌、改进的地表灌溉等。与之相对应的节水灌溉设备主要包括喷灌设备、微灌设备、低压管道输水管材和管件、抗旱保苗注水灌机具、闸管灌设备、波涌灌设备、土地平整机具、用水管理计量仪表和设备、各种监测控制设备，以及大口径管道安装、大中型渠道衬砌等现场施工安装专用机具和设备。
二、我国发展节水灌溉的重要意义
据权威部门估算，我国多年平均降水总量6.23万亿m3，可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为2.83万亿m3。按1997年人口统计，我国人均水资源量2200m3，约为世界平均值的1/4，在世界上排第121位，是全球13个贫水国家之一。预测到2030年我国人口达到16亿时，人均水资源量将降低到1760m3，接近世界公认的水资源紧缺国家最低标准水平。水资源短缺，已对我国的经济社会持续健康发展和生态环境构成了严重威胁，成为2020年实现全面小康社会目标所面临的重大挑战之一。
20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达3亿亩，平均每年因旱灾减产粮食250~300亿kg。水资源短缺已严重制约着我国农村经济的发展，是干旱地区农民贫困的重要原因之一。
全国660多个城市中，有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量60亿m3，影响工业产值2300多亿元。
我国水土流失面积达356万km2，占国土面积的37%，每年流失的土壤总量达50亿t。严重的水土流失，导致土地退化、草场沙化、生态恶化，造成河道和湖泊泥沙淤积，加剧了江河下游地区的洪涝灾害。
目前，我国农业用水量约为4000亿m3，占全国总用水量的68%；其中灌溉用水量为3600~3800亿m3，占农业用水量的90%以上。不管是相对于农业用水量还是相对于全国总用水量，农业灌溉用水都是真正的用水大户。但灌溉效率低下，用水浪费现象相当严重。全国灌溉水利用系数和单方水粮食生产率分别为0.43和1.0kg左右，远远低于发达国家0.70~0.80和2.0kg以上的水平。
与传统的大水漫灌相比，采用管道输水和渠道防渗可节20%~30%，喷灌可节水50%，微灌可节水60%~70%，膜下滴灌可节水80%以上，地下滴灌的节水率更高。除节约灌溉用水外，发展节水灌溉还可以提高土地利用率，减轻劳动强度，提高劳动生产率，并提高作物产量和品质。
随着我国经济社会的进一步发展，水资源的战略性地位日渐重要，发展节水灌溉已经成为缓解我国水资源紧缺矛盾的战略选择。发展节水灌溉，不但是保证国家供水安全、粮食安全和经济社会可持续发展的需要，也是恢复和建设良好生态系统的需要，并有利于调整农业和农村产业结构、增加农民收入、发展现代农业、促进农业机械化和农村水利现代化。
三、国内外节水灌溉发展现状
1 国内概况
目前，我国耕地面积为19.5亿亩，其中有效灌溉面积8.38亿亩，占耕地面积的43%。根据《中国水利年鉴2003》的统计数据，截至2002年底，我国农业节水灌溉面积为2.8亿亩，占有效灌溉面积的33.4%；其中喷灌和微灌面积3700万亩，占节水灌溉面积的13.2%，占有效灌溉面积的4.4%；低压管道输水灌溉面积6235万亩，占节水灌溉面积的22.3%；其余为渠道防渗灌溉控制面积，占节水灌溉面积的64.5%。由此可以看出，全国有一半以上的耕地面积没有灌溉设施，属于“望天田”；三分之二的有效灌溉面积还在沿用传统落后的灌溉方法。在节水灌溉面积中，采用现代先进节水灌溉方式的微乎其微，绝大部分只是按低标准初步进行了节水改造，输水渠道的防渗衬砌率不到30%。因此，不管是相对于国外，还是相对于我国严峻的缺水形式，我国的节水灌溉面积尤其是高效节水灌溉面积都存在着巨大的发展空间和潜力。
2 国外概况
美国的有效灌溉面积为3.83亿亩，不足我国的一半，但喷灌和微灌面积却占54.4%。以色列的灌溉面积全部采用微灌和喷灌，其中微灌占了一半以上。瑞典、英国、奥地利、德国、法国、丹麦、匈牙利、捷克、罗马尼亚等国家，喷灌和微灌面积占灌溉面积的比例都达到了80%以上。
近20年来，全世界的微灌面积以平均每年33%的速度增长，总面积已达到5650万亩。其中以色列、美国、法国、澳大利亚、南非、约旦、塞浦路斯等国微灌面积占灌溉面积的比例超过了5%；美国微灌面积达1575万亩，占世界总面积的27.9%；近10年间，印度微灌面积增加了3.72倍。我国微灌面积仅占灌溉面积的0.5%左右，已落后于与我国在水资源、人口、土地面积和经济发展水平等方面相类似的印度。
低压管道输水在国外也很受重视，美国有近一半的大型灌区实现了输水管道化；日本早在20世纪80年代，就有一半以上的新建农田输水网实现了管道化。在旧灌区改造中，加拿大的伯塔灌区、澳大利亚的伦马克灌区都将原有的渠系改建为地下输水管道。
四、国内外节水灌溉发展趋势
1 田间灌溉方式的发展趋势
田间灌溉方式的发展趋势是喷灌和微灌的应用面积将进一步扩大。我国地域辽阔，各地的气候、土壤、水源等自然条件、作物种植模式和经济发展水平千差万别，因此目前推广的各种节水灌溉方式都有其适用的地区和作物。但从上面的分析可以看出，我国喷灌和微灌面积的数量，以及占灌溉面积的比例都很小，与我国水资源的紧缺形势和生产力发展水平严重不相适应。因此，可以预测，未来我国节水灌溉发展的总体趋势是，喷灌和微灌等先进节水灌溉技术和设备的应用面积将进一步扩大，而其他简易节水灌溉方式的发展速度将减缓。
2 输水方式的发展趋势
输水方式的发展趋势是逐步实现管道化。灌溉水的输送方式有三种，即土渠、防渗渠道和管道。国内外的大量实践证明，近距离土渠输水的损失为10%~40%，而远距离土渠输水的损失甚至高达50%以上。防渗渠道可以减少或避免渗漏损失，但仍然存在蒸发损失，泄露损失也比管道输水严重。根据有关资料对我国目前节水灌溉工程的投资统计，渠道防渗的亩投资为200~400元，而管道输水为160~300元，前者比后者亩投资高40~100元。另外，与渠道防渗相比，管道输水还具有使用寿命长、维护费用低、便于管理等优点。因此，在我国未来农业节水灌溉的发展中，应重点发展管道输水，逐步实现输水管道化。发展管道输水，在我国北方井灌区尤其重要。
3 低压节能是喷灌技术的发展方向
随着世界能源紧张局势的加剧，石油等燃料价格大幅度增长。近年来，美国、以色列、欧洲各国等都在研制低压节能型喷头，用以替代十几年前广泛采用的中高压喷头。在新建的农业和城市绿地喷灌工程中，普遍采用低压喷头；中心支轴式和平移式喷灌机以前都采用旋转式喷头，目前几乎全世界都改为低压散射式喷头；绞盘式喷灌机的典型配套形式是配带单个高压喷头的喷头车，近年来出现了桁架式喷头车，配带几十只低压散射式喷头。采用低压喷头除了降低能耗，减少运行费用外，还可减少漂移损失，提高灌水均匀性和灌溉水利用率。
4 喷灌机组的发展
中心支轴式（也称圆形）喷灌机受到世界各国的普遍青睐，是近期喷灌机组发展的主要机型之一。与其他喷灌机组相比，中心支轴式喷灌机的主要优点是自动化程度高，运行可靠，操作维护简单，省工、省时、省力，并易于实现精确施肥、施药。1997年，美国曾有学者对各种灌溉方式的投资效益做过评价，认为中心支轴式喷灌机的设备购置费和运行费用比地面灌溉还低20%，节省的费用完全可以补偿该机组圆形作业时漏灌土地上的损失。美国、加拿大、沙特等人均耕地面积大的国家和地区，一直大量采用该机型。欧洲各国的人均耕地面积较少，其代表机型是绞盘式喷灌机，近年来开始采用该机型。东欧、南美、中东、非洲等地区的一些发展中国家，包括我们的邻国蒙古，近年来也开始看好这种机型。
5 滴灌技术和设备发展
滴灌技术和设备发展加速，地下滴灌更具发展潜力。由于滴灌技术的不断完善和成熟，滴灌设备的价格和工程投资持续下降，近年来滴灌在全世界的应用面积高速增长。与地面滴灌相比，地下滴灌具有一次安装多年受益、不影响耕种作业、灌溉水利用率极高（有报道认为可达98%）、可节省大量铺放和回收管道的劳动力等优点，显示出了广阔的发展前景。目前，国外的地下滴灌主要用于葡萄、果树、蔬菜等经济作物。除这些作物外，近年来我国已开始在棉花、甘蔗等作物上试用。
6 微灌系统的发展
压力补偿式灌水器是微灌尤其是滴灌灌水器的发展方向。微灌系统工作压力低，对水源压力波动和地面高程变化非常敏感。为了保证灌水均匀度，在设计微灌系统时，常常需要增加许多压力调节装置，不但设备投资增加，使用维护管理也非常麻烦。近年来，国外的微灌设备制造厂商都非常重视并倾力研制开发压力补偿式灌水器。由于该类灌水器技术复杂，加工精度高，生产难度大，因而价格偏高，使推广应用受到一定影响。但随着大规模产业化生产水平的提高，价格随之下降，该类灌水器将会逐步替代目前我国大量采用的非压力补偿式灌水器。
7 节水灌溉的发展
提高产业化生产能力，大幅度降低节水灌溉设备造价和工程项目投资，是加快我国节水灌溉发展的前提。我国的大多数农民还比较穷，农业尤其是种植粮食作物的比较效益低，因此必须大幅度降低节水灌溉设备造价和工程项目投资，才能使广大农民卖得起，用得上。滴灌，曾一度被认为属于“贵族农业”，不可能用于大田作物。1996年，新疆生产建设兵团刚开始搞棉花滴灌时，以色列某公司的最低报价是每亩投资2500元。经过该兵团多年不懈努力，目前棉花膜下滴灌设备的初始一次性亩投资已降到300元以下，是国外同类产品的1/8，每亩地年成本只需120元左右。据报道，到2003年底，该兵团的滴灌面积已发展到400万亩，不但节水效果好，经济效益也非常显著，引发了干旱半干旱地区农业生产节水、增效双胜利的一场“革命”。显而易见，如果不大幅度降低设备造价，滴灌绝不可能在我大面积推开，大上节水灌溉工程项目也只能是一句空话。
总之，提高节水灌溉设备的机械化和自动化水平是未来发展的主要趋势之一。近年来，许多国家灌溉设备的机械化和自动化水平都在不断提高。在美国，一些大型农场的中心支轴式喷灌机群配备有气象站、遥控监视系统和智能系统，实现全天候无人自动作业。一些国家的花卉、蔬菜等经济作物以及园林绿地灌溉，已经实现中央计算机全过程自动控制。但是，针对我国的实际情况，只宜进行这方面的研究探索和示范，目前尚不宜大面积推广应用。
五、影响我国节水灌溉发展的主要因素
1 支持力度不够
国家、各级政府和有关部门对节水灌溉发展的支持力度不够。一是对农业节水灌溉项目建设的投入不足。灌溉设施是农田水利建设的重要组成部分，但多少年来，政府和有关部门只重视开源和新建灌区工程的建设，而把末级渠系和田间配套设施基本上推给了农民。我国的农民还比较穷，种粮的比较效益低，农民无力购买节水灌溉设备。二是对节水灌溉设备企业缺少政策和资金支持。节水灌溉设备季节性强，企业流动资金大，目前政府尚未将节水灌溉设备列入涉农物资范围，生产企业还不能在税收、贷款等方面享受相关的优惠政策。
2 缺乏自主创新能力
除少数企业外，绝大多数节水灌溉设备生产企业没有自主创新能力，只是简单的仿制。例如，水利部门从奥地利引进生产线生产的ZY系列金属摇臂式喷头，全国一度曾有不少于20家企业仿制，就连该系列喷头的一个明显缺陷也原封不动的“继承”了下来。又如浙江沿海地区的几家喷头制造企业，原来是给国外订单加工，后来转向国内市场，虽然产品质量较好，但企业对产品的性能和用途知之甚少，自然也就谈不上改进和创新。另外，从原厂分化出来的轻小型喷灌机和人工拆移管道式喷灌系统生产企业，基本上也都是利用原厂的技术和销售渠道，产品多少年一贯制。
3 适当引进国外产品
盲目引进，某些产品不符合我国国情。在我国节水灌溉及其设备制造业发展过程中，适当引进一些国外产品，对其进行消化、吸收和再创新，会对行业发展和整体水平的提高起到一定的推进作用。但某些产品的引进具有盲目性，不但花费了大量外汇，也挫伤了农民发展节水灌溉的积极性。绞盘式喷灌机是欧洲国家的主要机型之一，其配置和作业方式充分考虑了当地的农场规模和农民保有的拖拉机状况。我国先后引进了3000多台，加上国内仿制生产的，保有量已达5000台左右，但大约有一半以上搁置不用。其原因一是该喷灌机与我国的农业经营规模、田块大小、水井涌水量和耕作习惯不符，二是与我国广大农民保有的拖拉机不配套，并缺少合适的配套水泵。
4 应做到节水灌溉模式及设备的有机结合
农业区划和农田规划中未充分考虑与相应节水灌溉模式及设备的有机结合。在欧洲，大多数国家农田的基本单元为400×400m，相对应的灌溉设备是人工拆移管道式喷灌系统和绞盘式喷灌机。由于农田规划和灌溉设备之间互相协调，使灌溉工程的设计，灌溉设备的选购、使用、维护和更新等都变得非常简单，也有利于降低灌溉系统的一次性投资和运行费用。目前，我国的农业区划和农田规划主要考虑防护林网和传统的地表灌溉方式，在一定程度上影响了喷灌、微灌等先进节水灌溉方式的推广应用。
5 未建立完善的服务体系
节水灌溉设备制造企业的生产和销售“两张皮”，绝大多数企业没有建立完善的售前售后服务体系。美国、以色列等国家的灌溉设备公司之所以能在我国取得成功，很重要的一条就是他们都有一支实力强大的销售服务队伍和一套完善的技术支撑体系。他们的销售服务队伍中不但有设备专家，也有灌溉专家和农艺专家。膜下滴灌之所以能在新疆生产建设兵团大面积推广应用，也与新疆天业等公司完善的全程服务密不可分。但目前行业内的绝大多数企业生产和销售“两张皮”，他们的销售人员还只是在“卖东西”，而不是提供配套成龙的设备、技术和服务。
6 灌溉用水管理体制和政策不完善
灌溉用水管理体制和政策不完善，缺乏节约用水激励机制。目前，我国的灌区没有经营管理自主权，灌区的收入来源主要依靠收取水费。在单方水费价格固定的条件下，灌区收取水费的多寡取决于供水量的多少。一些灌区为了自身的利益，甚至鼓励用户多用水；有的灌区节约了水，但被无偿地调给了其他部门，无利可图。另外，许多灌区按灌溉面积收取水费，农民节约用水不能在经济上得到补偿，认为购买节水灌溉设备是白花钱。这样一来，不管是管理部门还是用水户，都缺乏节约用水的积极性。
到目前为止，绝大多数节水灌溉设备生产企业的产品也还都是大路货，一些技术含量高、生产难度大的关键产品还依赖进口，另有相当一部分符合我国国情的产品尚未开发研制或批量生产。
六、几点政策建议
1 提高水价，补取结合，激励农民搞节水灌溉积极性
“从2005年起，选择部分地区开展对农民购买节水设备实行补贴的试点”。这无疑会对我国节水灌溉的发展产生极大地推进作用。但采取什么样的方式向农民发放补贴，值得探讨。
根据党中央、国务院提出的“多予少取”惠农方针，建议采取“提高水价，补取结合”的方法解决这一问题。即适当提高灌溉用水价格，并根据该价格按实际用水量收取水费，同时由国家向农民发放灌溉用水补贴。补贴费用的高低，以当地采用常规灌溉方式的灌溉定额为度。节约用水者，补贴费会有少量剩余；用水浪费者，则需要自己多掏腰包。以此激励农民购买节水灌溉设备、兴建节水灌溉设施的积极性，逐步形成良性循环，促进我国节水灌溉的健康发展。
2 实施节水灌溉
人们提到农业机械化时，总是讲机耕、机播、机收和机保（植保）面积达到了多高水平，而很少提到机灌面积。实施节水灌溉，尤其是采用各种喷灌机，不仅仅能节约灌溉用水，同等重要的是可大幅度减轻劳动强度，提高农业劳动生产率。因此，搞节水灌溉项目时，不宜只单纯追求节水效益，而应将其提高到实现农业机械化和现代化的高度来认识。建议将各地的机械化灌溉面积，列入实现农业机械化水平的评价指标之一，以此促进喷灌、微灌等先进节水灌溉技术的发展。
3 节水灌溉项目
上节水灌溉项目时，一些地方要么是政府撒手不管，要么是由政府全面负责，一包到底。这样做的结果是，如果政府撒手不管，我国的农民还比较穷，农业的效益比较低，节水灌溉项目搞不起来；如果全由政府包揽，农民对灌溉设施不爱惜，管理不善，搞起来的项目发挥不了应有作用。建议节水灌溉工程借用公路建设的分级负责模式，即水源工程、泵站、输水管线等工程投资由各级政府承担，负责将水输送到田头，而田间的节水灌溉设备由农民出资购买，政府给予适当补贴。
4 优惠政策
2001年，原国家经贸委、国家税务总局联合制定并发布了第一批《当前国家鼓励发展的节水设备（产品）目录》。按照财政部、国家税务总局《关于印发〈技术改造国产设备投资抵免企业所得税暂行办法〉的通知》的规定，企业技术改造项目凡使用目录中的国产设备，将享受投资抵免企业所得税的优惠政策；国家经贸委将在技术开发和技术改造项目中，重点支持开发、研制、生产和使用列入目录的设备（产品），并对符合条件的国家重点项目给予贴息支持或适当补助；使用财政性资金进行的建设项目或政府采购，将优先选用符合要求的目录中的设备（产品）。建议尽快将节水灌溉设备列入该目录，享受相应的鼓励和扶持政策。
目前，国内节水灌溉设备制造企业的规模都比较小，但在市场竞争方面，面对的却是实力强大的国外公司。在这种情况下，国内企业应树立忧患意识，实行跨部门、跨地区、跨所有制形式的联合，吸纳利用社会资金，逐步在全国形成4~6个行业集团，增强在国际市场的竞争实力。