黄河灌区高效节水灌溉发展对策与建议_王军涛

0 引 言

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央 高度重视节水工作，提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水思路。习近平总 书记强调要将节水放在优先位置，大力推进农业节水， 全面实施深度节水和控水行动。黄河流域大部分区域 于干旱半干旱区域，水资源匮乏，多年平均降水量为446 mm，仅为全国平均水平的 70%，近半数流域面积降水量在 400 mm 以下。相关研究预测未来相当长一段时期内，黄河水资源总量仍呈减少态势。2010—2016 年，黄河流域供水总量为 490 亿 m（3 含流域外供水）， 水资源开发利用率达 80%，流域地下水超采区总面积

3.36 万 km2，全流域的 70 个地级行政区中，有 46%处于超载状态[1-2]。水资源过度开发在相当长一段时期内难以根本改变[3]。根据相关研究成果，作为黄河流域用水大户的农业，仍有一定的节水潜力可以挖掘，以2016 年为现状水平年，到 2035 年黄河流域农业用水节水潜力约为 29 亿m3，农业节水潜力约为 21 亿m3。而要实现相应的节水量并优化用水结构调整，支撑社

收稿日期：2021-11-28

基金项目：黄科院科技发展基金项目（黄科发202108）；黄河水利科学研究 院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（HKY-JBYW-2019-06） 作者简介：王军涛（1980-），男，山东招远人。高级工程师，主要从事 节水灌溉､农业水土环境方面的研究｡E-mail: wjt4317@163.com

会经济发展的目标，亟须开展灌区深度节水行动。灌区深度节水是在保障灌区粮食安全、生态安全的前提下，充分发挥灌区供水、用水、管水单位和相关部门的节水职责和作用，综合运用先进工程、技术、管理、经济、行政等手段，形成灌排工程完善、灌水技术先进、管理运行高效、用水监管规范的农业节水体系， 科学合理降低农田灌溉各环节水量损耗、抑制不合理用水，有效提升灌区灌溉效率和效益。灌区深度节水是一项系统工程，应本着全面规划、问题定位、因地制宜、精准发力、不断深化的原则，系统化、分布式、持续性推进[4-5]。“十四五”期间，黄河灌区重点从渠系建筑物节水改造、种植结构优化、秋（冬）灌优化、高效节水技术推广、推进农业水价改革、强化用水配置管理等方面开展深度节水工作[5]。研究重点对黄河灌区高效节水灌溉的发展进行论述。

1 黄河流域高效节水技术发展概况

黄河流域总有效灌溉面积 822.33 万hm（2 含下游引黄灌区），其中大型灌区 84 处，灌溉面积 484.27 万 hm2；中型灌区 663 处，灌溉面积 121.67 万 hm2。全流域灌溉水有效利用系数 0.55，与全国平均水平持平。据 2015—2019 年统计，由于政府推行高效节水理念，黄河流域高效节水灌溉面积逐年增加，其中微灌面积增加最为显著。2019 年，黄河流域高效节水

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灌溉面积达249.67 万hm2，占有效灌溉面积的 39.14%，其中管灌占 24.33%，喷灌面积占 5.04%，微灌面积占9.78%。相比于 2015 年，有效灌溉面积占比增加了

7.58%，其中管灌面积占比增加 2.28%，喷灌面积占比增加 0.51%，微灌面积占比增加 4.80%。近年来， 黄河流域各省区积极推广高效节水措施，各地高效节水灌溉面积有了较大的发展，但仍存在节水与缺水并存、渠道供水保证率低、配水与作物需水不匹配、滴灌工程不配套等问题。

2 黄河灌区高效节水存在的主要问题

1） 重工程建设轻运行管理，造成滴灌净定额过大近 10 年来，黄河流域各省区实施的高标准农田

建设、小型农田水利建设、土地整理、千亿斤粮食等一系列项目均包含了高效节水灌溉建设，农业高效用水发展较快。由于各项目由不同部门实施，其运行管理具有不同的模式。由此也在一定范围内存在注重工程建设，而对设施设备的运行管理缺乏科学指导和示范，农民仍无法改变传统的灌溉习惯。滴灌实施后的省工、增产等效益得到了发挥，但省水的效益不明显。以内蒙古巴彦淖尔市实地调查为例，小麦、葵花、蔬菜等在滴灌情况下灌水量较常规地面灌溉有所减少， 降幅在 12%~37.6%之间，节水效果明显；但是滴灌玉米的亩均净灌溉水量较地面灌溉不但没有减少，反而增加了 42.7%，这种情况下滴灌不仅不省水，反而因灌溉保证率的提高，灌水量增大，这与农民的认识密切相关。

2） 传统的渠道供水保证率低，无法满足高效节水灌溉技术的需求

目前黄河流域喷灌、滴灌等高效节水灌溉系统的灌溉水源大致有 3 种：①地表水；②地下水；③地表水+地下水[6]。高效节水灌溉技术实现节水高产的关键是小定额高频次的灌溉，这就要求水源的供水保证率要达到 90%以上，只有这样才能实现上述目标。对于以地下水为水源的灌溉系统，只要电力供应保证率没问题，一般能够达到滴灌的灌溉保证率。而黄河流域引黄灌区特别是大型灌区的设计保证率往往都在50%~75%之间，均远低于高效节水灌溉系统要求的

90%的保证率。近年来，受地下水的严格管控措施的影响，加之水利部颁布地下水超采区，部分高效节水灌溉系统水源逐渐过渡至地表水，由于用于供水的地面渠系的设计灌溉保证率较低，造成黄河流域引黄灌区大部分区域无法满足滴灌等高效节水灌溉技术的需求。

3） 土地分散经营的模式不利于喷灌、滴灌技术推广

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土地规模化种植是滴灌技术应用的基础。喷滴灌 技术适宜于规模化种植、统一管理，新疆兵团大规模 快速推广滴灌技术的基础是土地的集中使用[7]。同样， 在黄河流域土地流转后容易实施喷、滴灌等高效节水 灌溉技术，零散经营或者土地流转困难的地区很难使 用喷滴灌技术。而黄河流域特别是西北地区由于长期 的灌溉习惯，部分地区一直有林果和作物套种的习惯， 加之人均可使用土地面积较小、分布零散，给喷、滴 灌技术的推广应用带来了很大的困难。

4） 灌区配水与作物需水不匹配，作物用水总量远大于灌溉定额

目前，大部分引黄灌区配水沿用传统灌区渠道输配水的模式，河道来水决定了灌区用水，滴灌是高频、多次、少量的灌溉方式，二者矛盾突出。即使在宁夏、甘肃采用沉沙池推广滴灌技术的区域，由于滴灌技术每次间隔时间较短，一般不超过 7 d，但灌溉来水间隔时间可能较久，所以农户若按照科学的灌溉定额进行灌溉，灌溉时供水的渠道里不一定有水；同时灌溉供水要求在 1~2 d 就要灌完 1 个条田，若严格按照滴灌系统设计的灌溉制度很有可能农田不能灌溉完全， 用户不得不选择大流量滴头，在灌溉来水的时候 1 次灌溉足量的水[8]。有农民反映，采用滴灌的干播湿出技术可减少冬春灌，播种后第 1 次要灌溉少量的水，

5 d 后要及时灌溉才能保证出苗，但是第 1 次灌溉后

下次来水时间不确定，甚至可能等待近 20 d，严重影响了干播湿出技术的效果[9]。因此，为了在有限的时间内完成灌溉，同时确保更可能长的灌水周期以应对间歇渠道供水系统的间歇性供水，农户们普遍选取较大滴头流量的滴灌带，减小支管间距等措施，单次灌水量远远超过了滴灌系统实际设计的灌水定额，因此作物全生育期用水总量普遍大于灌溉定额。

5） 滴灌设备规格多样、质量参差不齐，缺乏市场准入机制，农民无法科学判断

现有的绝大多数滴灌系统首部均为国家投资，田间的支管、毛管则为农户自己负担。不少土地承包种植户普遍错误地认为采用“滴头流量大、滴头间距小” 的滴灌带灌溉水量就多，作物就能增产，因此片面挑选大流量的滴灌带，造成灌水均与度差，影响灌溉效果。同时，滴灌带作为一种耗材，每年种植时均需购入新的滴灌带进行铺设，由于缺乏市场准入机制，许多农户为了降低滴灌带布设成本，提高经济效益，在选购滴灌带时，经常以价格作为主要选购依据。而价格较低的滴灌带往往存在着多种质量问题，会对滴灌系统以及作物种植产生负面影响。

6） 节水与缺水并存

推广滴灌技术后，作物灌溉定额会得到大幅降低，

王军涛 等：黄河灌区高效节水灌溉发展对策与建议

但是农业用水总量并未减少，甚至造成越减越不够用的现象。以新疆兵团第八师石河子为例，2000 年， 石河子地区的灌溉面积为 14.67 万 hm2，滴灌技术在石河子地区大面积的推广应用后，截至 2018 年底， 石河子地区的实际灌溉面积增加至 31.68 万 hm2。虽然实施了滴灌技术，但农业用水总量却并未减少，出现了“越节水越缺水”的悖论。导致这一现象出现的根本原因是在滴灌技推广初期，忽略了节水的尺度， 总是一味地宣传滴灌技术较地面灌节水 50%以上，既然节水 50%以上，这就意味着与地面灌灌相同的灌溉量，应用滴灌技术后可以灌灌溉 2 倍以上的面积，原本减少的灌溉水量没有用于补充生态用水，而是用于扩大耕地面积。

7） 土壤次生盐渍化问题

黄河流域西北干旱地区、黄河三角洲地区的部分 区域盐渍化严重，喷、滴灌等高效节水灌溉技术在节 水增产、省工的同时，也适应于盐碱地垦荒种植，既 可以扩大耕地面积，也可以提高经济效益。但随着喷、滴灌技术应用年限的增长，一些土地盐碱化问题开始 显现，出现了节水灌溉型土壤盐渍化问题。部分地区 由于大面积应用滴灌技术，为了实现集中连片，规模 化种植，很多地方直接将田间的农渠也平整了。一方 面，由于滴灌条件下灌水定额较地面灌溉减小很多， 大面积应用后会在一定程度上降低地下水位，由于地 下水补给耕作层而产生的盐分积累。另一方面，耕作 层内的盐分淋洗作用很小，长期滴灌势必会导致耕作 层土壤盐分累积，进而导致土壤次生盐渍化的问题。特别是近年来重点推广的膜下滴灌技术，由于农田土 壤中的盐分没有减少，只是在土壤内部重新分布，盐 分总量没有减少，土壤积盐趋势没有改变，随着膜下 滴灌应用年限的增长，一些土地盐碱化问题开始显现， 出现了节水灌溉型土壤盐渍化问题。

3 对策与建议

1） 深入贯彻“节水优先”的治水方针，持续推进节水灌溉

立足水资源短缺的基本水情，大力推进灌区“两 改一提高”，加大高效节水技术推广应用，有效提高 农田灌溉水利用效率。大力提升农业节水技术信息化 和自动化水平，挖掘农业节水潜力，为水资源 3 条红线控制以及支撑社会经济发展置换水资源总量。通过 水资源空间转换和置换，为集聚人口提供水资源保障， 置换和节约的水资源大力发展城镇工业园区，有效集 聚更多人口。

2） 加大资金投入，发挥政府投入保障作用，建立多元投入机制

一是应有机结合大中型灌区续建配套和现代化 建设、高标准农田建设等项目资金，落实国家新时代 西部大开发利好政策，积极争取国家和地方政府建设 资金投入，加大财政支持扶持力度。二是拓展社会投 融资机制。借鉴土地流转、水权转让等项目的融资机 制，通过制定一系列优惠政策，积极发展 BOT、TOT、BT 等融资模式，逐步形成以政府财政资金引导、政策性金融支持、社会资本广泛参与的多元投融资渠道， 全面支撑黄河流域高效节水灌溉发展。

3） 建立因地制宜的滴灌工程体系

按照工程体系完善、灌溉制度科学、节水效果显著的要求打造现代化灌区。坚持系统治理的思想，推动山区水利枢纽、灌区骨干渠系、田间高效节水设施“三大板块”同步建设。严格遵守“三条红线”控制指标，按照现代农业发展要求，适应农业种植结构和作物需水规律，因地制宜采用滴灌技术，发展先进的灌溉自动化控制技术。因地制宜发展黄河水、地下水等不同水源灌溉模式。在广大丘陵山区，或在水源落差较大的灌区，发展自压灌溉技术，利用自然水头压力，充分发挥自压灌溉节省资源，降低能源消耗、适应性强，种植成本相对较低的优势，完善引水渠道、压力前池、首部枢纽、输配水管网的建设。

4） 严控灌溉面积

黄河灌区在发展高效节水灌溉的同时，要严格控制区域农业灌溉用水总量，落实以水定地要求，严格限制盲目扩大灌溉面积，立足对现有灌溉面积进行节水改造。在用水总量超标、用水效率不高的地区，不能将节约出来的水量用于新增灌溉面积，不能借节水灌溉突破区域用水红线。

5） 加强效果跟踪评价，提高节水效益

由水利、农业等部门联合地方人民政府持续进行黄河灌区高效节水发展效果跟踪检查，建立节水、生态等效果跟踪评价标准体系，加强建设进度、管理体制改革跟踪评价，监测其对区域生态环境的影响，及时调整不合理工程布局，避免出现生态环境质量退化现象。建立年度评价制度，定期向国务院有关部委、自治区人民政府报送工作总结。及时总结工作经验做法，定期提炼典型经验与模式，示范引领黄河流域其他区域强化农业灌溉水资源节约利用。

6） 加强设施设备的市场监管

严把高效节水相关设施设备如过滤器、管材、电 磁阀、滴灌管等设备的质量关。进一步贯彻执行节水 产品质量认证制度，全面推行节水产品认证工作。以 发布的设备与产品相关技术标准为依据，对生产厂家 进行规范，加强对节水器材生产制造企业及施工现场 的抽查力度，切实保证符合标准的产品得到广泛应用。

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严格市场准入门槛，引导具备相应资质要求，实力雄厚、技术先进、业绩优良、在当地有售后服务能力的企业进入兵团大田滴灌工程建设领域。

7） 深入开展农业水价综合改革，提高农业用水效率

推进农业水价综合改革，促进农业节水和农业可持续发展，是坚持节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力的新时期治水思路的必然要求，既是现实之需，更是长远发展之要。随着各地农业水价综合改革的深入开展，前期的水价核算、水权确权、工程台账等基础工作已经基本完成，部分灌区初步实施了农业水价补贴措施，但是在精准补贴及节水奖励、农业水费征收等方面仍有较大的提升空间，建议各地进一步探索符合地方实际、具备特色的做法，制定合理的供水水价体系和水费收缴管理办法，建立用水计量设施维修养护基金，确保工程长效运行并持续发挥效益。

参考文献：

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[7] 许迪, 吴普特, 梅旭荣, 等. 我国节水农业科技创新成效与进展[J]. 农业工程学报, 2003, 11(3): 5-9.

[8] KANG Shaozhong, HAO Xinmei, DU Taisheng, et al. Improving agricultural water productivity to ensure food security in China under changing environment: From research to practice[J]. Agricultural Water Management, 2017, 179: 11-22.

[9] 张振华, 蔡焕杰, 郭永昌, 等. 滴灌土壤湿润体影响因素的实验研究

[J]. 农业工程学报, 2002, 10(2): 17-20.

Development Countermeasures and Suggestions for Highly-efficient Water-saving Irrigation of the Yellow River Irrigation Area

WANG Juntao1,2,3, LI Gendong 4, SONG Changji1,2,3, FAN Yumiao1,2,3, ZHANG Xu1,2,3,5

(1. Yellow River Hydraulic Research Institute, Zhengzhou 450045, China;

2. Henan Key Laboratory of Ecological Environment Protection and Restoration of Yellow River Basin, Zhengzhou 450003, China;

3. Henan Engineering Research Center of Rural Water Environment Management, Zhengzhou 450003, China;

4. Water Conservancy Development Center of Inner Mongolia Hetao Irrigation Area, Bayannur 300000, China; 5. Hohai University, Nanjing 210098, China)

Abstract: 【Background】The Yellow River basin is in water shortage, and agricultural irrigation water accounts for about 70% of the total water consumption. Agricultural water-saving level has been greatly improved in recent years, but the development of efficient water-saving irrigation is still the most effective water-saving measure. 【Objective】Based on the status of the efficient water saving in the Yellow River irrigation area, this paper analyzes the problems of light operation management, low water supply guarantee rate and scattered land operation mode in the development process.【Result】Puts forward measures and suggestions on ideological understanding, capital input, engineering system, strict control area, tracking analysis, market supervision and so on.

Key words: Yellow River irrigation area; efficient water saving; countermeasures and suggestions

责任编辑：韩 洋