张景奎，刘长顺，徐 良，郑 继

(安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽蚌埠 233000)

淮北平原地处安徽省北部，属于黄淮海平原的一部分，总面积约3.74万km2，其中平原区面积占95%以上，区域内耕地面积为210万hm2，其中旱地面积约190万hm2，为典型的旱作平原区。该地区地处南北气候过渡地带，属于暖温带半湿润季风气候区，水土光热资源较为丰富，是重要的粮、棉、畜等农产品生产基地。淮北平原的耕地率和人口密度均为全省最高，而水资源量却最少，且时空分布不平衡，人均和每公顷水资源占有量不足全省平均水平的50%，属水资源较紧缺地区。受气候、地理条件以及灌排技术等因素的制约，该地区灌溉水资源利用率低，水资源浪费现象较为普遍，旱涝渍等自然灾害时常发生[1-2]。

淮北平原地区特殊的自然气候、土壤和地理条件决定了该区农田灌溉具有不同于其他地区的固有特征。该地区广大的河间地区地势低洼，土壤质地差，易旱易涝，发展灌溉必须以排水为前提和基础，而井灌可以起到灌排结合、以灌促排的作用，因而形成了该地区农田灌溉以井灌为主体、井河灌相结合的格局。由于该地区农业基础薄弱、水资源匮乏、灌溉技术及管理水平相对落后，近年来尽管投资兴建的一大批水利工程在农业生产中起了巨大作用，但目前该地区灌溉工程不配套、灌溉用水效率低、水价形成机制不合理等问题仍十分突出，严重影响和制约了该地区经济社会可持续发展[3-4]。

鉴于此，根据淮北平原地区的地理气候条件、水资源分布、灌溉工程建设现状及农村经济发展实际，结合不同灌溉工程系统的运行实践，深入研究该地区发展节水灌溉的自然条件和客观环境，因地制宜地制定该地区节水灌溉发展模式，并在总结该地区节水灌溉建设与管理实践的基础上，建立与该地区经济相适应的农业供水及灌溉管理体制和水价形成机制，以获得最大的灌溉经济效益，成为目前淮北平原地区迫切需要解决的实际问题，同时也是目前该地区发展高效用水农业，建立并健全各种规章制度，实现节水灌溉及管理的正规化、规范化和科学化，促进经济可持续发展所要面临的重要课题。

1 淮北平原节水灌溉现状及存在问题

淮北平原灌区大多建于20世纪70年代，普遍存在配套率低、渠道渗漏及建筑物老化、破损等现象。近年来，尽管改造和新建了一大批节水灌溉工程，并在缓解该地区水资源供需矛盾中起到重要作用，但仍不适应当前工农业生产的发展，与高标准基本农田建设的要求还存在一定差距，大多数节水工程仍处于低标准运行状态，管理水平落后于工程建设。农业高效用水不是靠单一的节水灌溉工程措施能解决的，农业节水灌溉需要健全的工程体系、先进的灌溉技术、完善的管理设施和管理方法以及农艺技术等工程措施和非工程措施的密切配合[5]。目前，淮北平原节水灌溉主要存在以下问题：①缺乏对节水灌溉发展的总体规划设计和相应的政策法规，节水灌溉工程设计标准偏低，工程建设粗放，缺乏统一的验收标准和程序，且水费调节机制尚未形成，农民节水意识不强，农业用水浪费严重，尚处于不规范发展阶段。②水资源不足且分布不均，灌溉技术落后，灌溉水利用率低，尤其是在河灌区往往采用大水漫灌，水资源浪费严重，供需矛盾日益突出，同时也制约了该地区的农业发展。③地下水开采呈逐渐上升趋势，地下水位的下降导致了一系列环境地质灾害问题，造成井灌区单井出水量减少，井越打越深，灌溉费用不断增加，效益下降。④缺乏相应的运行管理机制与组织，受家庭承包制的限制，很多地区还是分散的单户经营，土地零散，影响田间工程建设，也难以组织正常灌溉，更难做到适时、适量灌水。⑤灌区渠系配套不健全，管理不到位，缺乏必要的运行维护经费，灌溉设施老化失修，难以充分发挥效益，节水灌溉标准较低，综合节水技术应用较少。⑥“重建设，轻管理”，责、权、利不明确，缺乏对技术人员的培训，科研投入不足，无法保证工程的正常运行和维护，影响灌溉工程发挥效益及高标准发展。

2 节水灌溉工程适宜性分析

节水灌溉模式是指为了提高农业水资源利用的有效性，获取最佳的经济效益、社会效益和生态环境效益而采取的一系列综合节水措施，包括工程节水措施、农业节水措施、管理节水措施以及政策措施等。根据当地的经济发展水平、水资源状况和种植条件，因地制宜地确定符合该地区发展实际的最佳节水模式，以提高当地有限水资源的整体利用率，实现农业节水灌溉的可持续发展。工程节水措施主要有渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术等[6-9]。

2.1渠道防渗技术渠道防渗技术是通过降低输水渠道的渗透性或建立不透水层以减少渠道输水损失的各种技术措施。目前，该技术是应用最广泛的节水灌溉工程技术措施。防渗衬砌材料可因地制宜，其中刚性混凝土衬砌防渗是安徽省渠道防渗的主要形式。在节水灌溉技术的推广应用中，渠道防渗技术主要应用于地形起伏变化小的水旱轮作区，采用防渗渠与沟灌相结合的方式，能够较好地满足不同作物的灌溉需求。对于地形起伏大、格田不平整的地区，防渗渠道输水需采用短沟、短畦才能实现灌溉均匀、节水的目标，这势必会增加田间灌溉系统工程量，技术经济指标不理想。混凝土防渗渠道的横断面以U型和梯形较为普遍。梯形渠大多为现浇结构，可做成较大断面，过水流量大，但其开口大占地较多；U型渠多为预制装配结构，其优点为水力特性好、渠道上口小占地少，但难以做成较大断面，过水流量受到限制。因此，渠系断面选取要根据各级渠道的设计流量选定。一般干、支渠的设计流量较大，其断面以梯形为主，斗、农渠则以U型断面为主。目前渠道防渗技术是安徽淮北地区主要的节水灌溉工程措施，也是今后该地区尤其是河灌区节水灌溉发展的主流。

2.2低压管道输水技术低压管道输水技术是以管道输水进行地面灌溉的一种节水工程措施，输水灌溉时以较低的压力(一般不超过0.2 MPa)，通过管道系统把水输送到田间沟、畦。采用低压管道输水可以有效减少输水过程中水量渗漏和蒸发损失，节水效果十分显著，输水有效利用率为90%～97%。其主要特点是输水效率高、节能、省地、运行管理方便、建设周期短、使用寿命长。此外，管道输水灌溉适宜性较强，不仅能满足灌区微地形和局部高地的灌溉，而且能适应当前农业生产家庭承包责任制的要求，每个放水口可灌溉一户或几户，农户之间相互干扰小、矛盾少，且管灌便于安装量水设施，可实现定量节水和信息化管理。从低压管道灌溉技术近些年发展的情况来看，该项技术在井灌区己较为成熟。随着管材性能的不断提高和大口径低压管道输水技术的不断发展，这也将是渠灌区今后进行技术改造的一个方向性的节水工程措施。

2.3喷灌技术喷灌是将灌溉水通过压力设备，由喷头喷洒到农作物表面为其生长提供水分的工程技术。喷灌具有显著的节水增产效果，对地形、土壤和作物适应性很强，可在不同地形条件下实施。喷灌时可根据作物需水情况，适时、适量灌水，一般不产生深层渗漏和地表径流，水的利用率高。由于采用喷洒方式灌水，灌后土壤不易板结，保持了良好的通气性，尤其在砂性土壤条件下，节水增产效果显著。喷灌的主要缺点是受风的影响大、蒸发损失大、能耗大、技术比较复杂、一次性投入大、运行管理费用高。按其主要组成部分移动与否，喷灌系统可分为移动式、固定式和半固定式3类。喷灌工程的应用一般选择在经济条件较好、劳力资源紧张、当地群众节水灌溉意识强且具有多年种植优质高效旱作物经验基础的地区。

2.4微灌技术微灌技术是根据作物生长所需的水和养分，利用专门设备或自然水头加压，再通过管道系统末级毛管上的孔口或灌水器，将有压水流变成细小的水流或水滴，均匀、适量地直接施于作物根部的灌水方法。根据所用的设备及出流形式的不同，微灌主要有滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌4种，其中滴灌所占比例较大。微灌是当今世界灌水质量最好的现代灌溉技术，大多用于果树、花卉和其他经济作物的灌溉。微灌的优点是节水增产、节能、对土壤和地形的适应性强、节省劳动力和耕地等，但也存在易于堵塞、可能限制作物根系发展、造价高、技术复杂，运行管理要求高等缺点。微灌一般适用于经济条件好且资源特别紧缺的地区。

3 淮北平原节水灌溉发展模式

3.1节水灌溉技术选型原则一个地区的节水灌溉技术选型，应充分考虑当地特定的的自然条件、水利工程基础、经济发展水平、区域特征和农业种植结构等方面，最终选择经济合理、技术效果优良、综合效益好和最适宜该地区发展实际的节水灌溉模式。评价一种节水灌溉形式的优劣，也应从技术成熟程度、节水效果、经济效益、社会效益、环境效益以及是否促进农业产业化和农村经济发展、易于被群众接受等方面进行综合考虑。因而，在节水灌溉技术模式选型时，应因地制宜，综合考虑多种因素，将工程措施与非工程措施结合起来、灌溉与排水矛盾统一起来、近期发展与远景规划结合起来[10-11]。技术选型应遵循以下原则：①因地制宜原则。节水灌溉技术选型应根据区域的自然条件和客观环境，因地制宜地选定该地区节水灌溉发展模式。在水资源条件方面，主要分析缺水程度，在水资源不足而经济条件好的地域，可通过农村产业结构和作物种植结构调整，选择节水效率高的先进灌溉技术；在土地资源条件方面，主要考虑地貌、土壤因素，平原地区可重点发展管道灌溉及渠道防渗；在气候条件方面，主要考虑风速、蒸发量等因素的影响；此外，为便于管理，技术选型还必须考虑要与该地区当前的生产体制相适应等。②综合治理原则。选用的节水灌溉技术模式应是在农田综合治理条件下的技术模式，有利于农田排水和其他农业措施效益的充分发挥。对于淮北平原这样降水量偏少、区内调蓄水体有限的易旱地区，发展节水灌溉要大力发展雨水集蓄、土壤函养技术，工程节水措施与非工程节水措施相结合，以达到综合节水灌溉的目的。③科学规划原则。节水灌溉工程建设的成败，取决于规划设计是否科学合理、符合当地实际及区域农业可持续发展的要求。节水灌溉技术选型应立足当前、着眼未来，既要根据现实情况量力而行、讲求实效，又要考虑水利措施、农业措施、管理措施的综合应用以及产业和种植结构的调整与发展等，并结合现代农业先进技术，形成经济实用、可持续的节水灌溉技术体系。

3.2节水灌溉发展模式分析淮北平原是安徽省节水灌溉发展的重点区域，区内耕地占全省耕地面积的50%，土壤以砂姜黑土和潮土分布最广。全区农田灌溉有井灌、河灌、井河结合灌3种类型。井灌区分布在广大的河间平原和北部地区；河灌区主要分布在南部沿淮岗地黏性土区域，其次在淮河各支流、茨淮新河、新汁河沿岸；井河结合灌区主要分布在中南部小型河道和排水大沟两侧。淮北平原有其独特的自然地理特征，但存在区域性差异，发展节水灌溉综合治理模式在不同区域也应有所差别。根据淮北平原自然地理特征、水资源条件及社会经济发展状况，可将该地区划分为淮北平原北部分区、淮北平原南部分区、淮北平原中部分区[12]。

3.2.1淮北平原北部分区。该分区是指界首、亳州以北、萧县以北及砀山一带。这一分区主要为井灌区，地下水位一般3～4 m，土壤主要为黄潮土，质地良好，多年平均降水量为750～850 mm，水土光热资源适宜种植粮、棉、油、果树等。该区地势平坦，没有大的蓄水载体，现有河道容量有限，在干旱年份利用地面水灌溉的保证率较小，可利用广泛分布的天然大沟拦蓄地表径流，提高降雨利用率，同时进一步完善调控技术和管理体系，以保证大沟蓄水的健康发展。

该分区节水灌溉发展模式：井灌区应以低压输水管道为主，田间划小畦块实行小畦灌溉或采用退管浇技术；渠灌区采用渠道衬砌防渗，可适度发展喷灌；蔬菜、果树、花卉等经济作物可优先发展喷微灌，经济基础差的地区也可采用低压管道输水灌溉；经济较发达地区，大田作物可适度发展喷灌，并与农艺及管理节水措施相结合；坚持蓄水补源，在维持地下水采补平衡的基础上，开展地下水和地表水在时间和空间上的联合调度，发展高效节水灌溉技术。

3.2.2淮北平原南部分区。该分区位于淮北平原的南部，主要分布于沿淮漫滩和岗地(低平阶地)，包括阜南县、颍上县、凤台县、怀远县、五河县北部以及固镇县至泗县南部，其次分布于淮河各大支流以及茨淮新河、新汴河等沿岸。该区多年平均降雨量在900 mm左右，由于地势低洼，地表与地下水源均较丰富，便于发展灌溉。该区灌溉水源主要为河灌，土壤以潮土和砂姜黑土为主，适宜种植小麦、水稻、玉米、大豆等多种农作物。该分区节水灌溉综合治理模式应以排为主、蓄引提相结合、洪涝旱综合治理。

该分区节水灌溉发展模式如下：以渠道防渗为主，可利用水力断面较优的装配式U型渠输水，配套田间沟灌技术；在河灌区，大管径低压输水管道水流速度快，输水能力强，防淤积效果好，节水效果明显，经济条件较好的地区可选用大管径低压管道输水；区内大中级排水沟应有效进行蓄、引、排和降低地下水位，充分发挥排水系统的综合节水作用。

3.2.3淮北平原中部分区。该分区介于划定的南部和北部之间的广大地区，范围是除沿淮岗地、沿河水稻小麦轮作区、北部分区以外的广大河间低洼平原区，包括临泉县、阜阳市城郊区、涡阳县涡河以南、利辛县、蒙城县、濉溪县、宿州市城郊区、灵璧县、固镇县、泗县区域。该分区为易涝易旱区域，灌溉水源主要为井灌和河灌。该分区多年平均降水量为800～900 mm，浅层地下水较丰富，土壤主要为砂姜黑土和黏性土壤，灌排条件差，采用大定额灌水，往往由于灌后遇雨加重涝渍灾害，灌溉效益差。该分区节水灌溉综合治理模式应遵循排水工程为基础，灌排兼顾，适度排水，发展节水灌溉的原则。

该分区节水灌溉的发展模式如下：河灌区应以发展渠道防渗为主，井灌区以发展低压管道为主，可适度发展喷灌，且以投资较少的移动式喷灌为主；渠道防渗输水应采用改进沟畦灌技术，低压管道输水应采用末级固定管道接移动软管的退管浇技术；农田排水系统以浅密沟为主，适度排水并及时补源地下水，实现地表和地下水资源的优化调度与高效利用。

4 结语

淮北平原地区水资源不足且时空分布不均，作为重要的粮油主产区，发展节水农业显得尤为重要。笔者从淮北平原地区的自然气候、地理条件及水资源特点出发，阐述了该地区灌溉特征及灌溉发展的基础条件和存在的问题，分析了主要节水灌溉技术适宜性，并根据当地实际情况，因地制宜地提出了适合该地区发展实际的节水灌溉发展模式。发展高效节水灌溉技术，可解决淮北平原地区的农业缺水问题，增强水利工程抗御旱灾的能力，有利于提高农作物产量，改善区域生态环境，促进传统农业向集约化、机械化、现代化农业发展。随着农村改革的不断深入，土地流转政策的快速推进，田间生产方式的根本转变，节水灌溉工程管理体制与运营机制也将发生巨大变化，以低压管道输水、远程控制供水及智能定量节水等为特征的节水灌溉信息化技术将有条件被推广应用，这对于进一步推动节水灌溉的发展和农村经济的提升具有重要意义。