黑龙江省节水灌溉发展现状与宏观效益分析

2010-07-06李铁男郎景波

黑龙江大学工程学报 2010年1期

李铁男,郎景波

(黑龙江省水利科学研究院,哈尔滨 150080)

节水灌溉以对传统灌溉农业的创新,提高农业生产能力,支撑农业结构调整,促进农民增收、农业增效、农村发展,同时也促进“三农”问题解决,是我省国民经济发展的需要。推广节水灌溉技术,大力发展节水灌溉面积,可缓解水资源供需矛盾,以水资源可持续利用保障经济社会的可持续发展[1]。

1 黑龙江省节水灌溉发展状况

1.1 节水灌溉面积

黑龙江省是农业大省,粮食产量位居全国第三位,商品粮输出位居全国第一位[2]。全省灌溉面积从1949年的13.3×104hm2发展到2007年底的296.38×104hm2,增长了 22倍,耕地灌溉率为25.3%,低于全国平均水平19.1个百分点,占全国灌溉面积的5.1%。从表1和图1可以看出,1998～2007年新增工程节水灌溉面积相当于过去30多年工程节水灌溉面积总和的70%以上。2007年底我省节水灌溉工程面积已达75×104hm2,占有效灌溉面积的25.3%,低于全国平均水平15.4个百分点,占全国节水灌溉工程面积的3.2%。以节水灌溉工程面积排序:喷灌为第一位,占90.0%;防渗渠灌为第二位,占6.8%;低压管道输水灌溉为第三位,占2.2%;微灌为第四位,仅占1.0%。节水灌溉发展潜力巨大,同时为缓解我省的水资源紧缺状况、保证粮食安全、促进国民经济发展发挥了重要作用。

表1 黑龙江省节水灌溉工程面积发展情况Table1 Development situation of water-saving irrigation area in Heilongjiang Province

1.2 节水灌溉发展模式

我省发展节水灌溉的总体思路为“因地制宜,突出重点,分步实施,以点带面,全面发展,建管并重”。通过探索喷灌、微灌、渠道防渗、“小白龙”、“坐水种”、水稻节水控制灌溉、水稻浅型节水灌溉等技术模式,培植了甘南县、大庆市、依安县、庆安县等节水灌溉典型。

1.2.1 适合分散经营的“甘南和大庆节水灌溉模式”

图1 黑龙江省有效灌溉面积与节水灌溉面积发展趋势Fig.1 Development trend of effective irrigation area and water-saving irrigation area in Heilongjiang Province

“九五”期间快速发展素有“大兴安岭脚下灌溉王国”美称的甘南县,结合现行农村生产体制和落实土地延包政策,以井为体系,以户为单元,联户安装,单户管理,或利用农民原有的小机器、地头井,单户安装,单户管理,并引进适合当地水土条件和一家一户建设管理的软管式轻小型机组喷灌,经过多年的不懈努力,2007年底发展喷灌面积达10×104hm2,占该县旱田总面积的54%,有6个乡镇、56个村的旱田实现了喷灌化。

大庆市在总结甘南县成功经验的同时,该市自2005年启动实施以旱田软管移动式喷灌为主的抗旱保收田工程。通过合理规划,科学布局,资产确权,强化服务,采取“3个 1/3”原则,即市财政投入1/3,用于统一招标采购配套设备;县(区)财政投入1/3,用于新打井补助和部分原有井设备配套;受益农户投入1/3,用于水源井建设和电力配套。到2007年共发展节水灌溉面积28.46×104hm2,占全市耕地的面积的50%,增加粮食产量64×104t。

1.2.2 适合现代化农业的“依安节水灌溉模式”

依安县启动建设以卷盘式喷灌为主的旱田节水灌溉工程规划,走大面积集中连片“四区轮作”种植模式,建设规模化、机械化、标准化、产业化和合作化的现代化农业。将土地合理流转,集中连片种植,实现大型机械统一种植、统一收获、统一深松整地。确定单元地块面积≥20 hm2,以地块为单位统一建设水源工程,统一配套大型喷灌设备。县里成立了节水灌溉管理服务中心,并在各乡镇设立分中心,进行设备统一调配、运行管理,一个生产周期过后设备以村为单位,由乡镇分中心负责统一存放、统一管护维修,以确保工程可持续良性运行。全县至2010年规划建成8×104hm2现代化农业产业化基地,基本达到土地经营规模化。

1.2.3 采取综合节水措施的“庆安节水灌溉模式”

庆安县是我省水田第二大县,全县水稻播种面积达到7.8×104hm2,从1998年开始探索出一条“做好3个结合和抓好3个环节”的综合节水之路,为我省水田节水灌溉发展指明了方向。做好“3个结合”:①工程措施与非工程措施结合,采取黏土、混凝土板等渠道防渗工程措施,以和平灌区水稻灌溉试验站为技术科研基地,开展了水稻节水控制灌溉的试验研究和推广;②水利措施与农业措施相结合,在发挥节水灌溉技术优势的同时,注重与秋翻地、旱整地、旱耙地、泡田插秧等农业措施相配套;③管理体制与节水机制相结合,通过灌区水管体制改革,提高灌区供水服务水平,并于2004年末完成水价改革,实行计量供水,按方收费,建立节水机制。抓好“3个环节”节水,分别是输水环节、田间环节和管理环节。2007年,庆安县推广水稻节水控制灌溉面积5.33×104hm2,占全县水田面积的68%,节水2250 m3/hm2,节水率为 40%,增产 300 kg/hm2,提高水分生产率41.7%,实现了水稻高产基础上的再增产。

1.3 主要经验

近10年来是节水灌溉发展的黄金期,我省立足于提高粮食综合生产能力、建设现代化农业。发展节水灌溉的经验和体会是:要坚持工程措施、非工程措施和节水机制相结合,坚持高新技术与常规技术相补充,坚持政府意志与当地实际、群众意愿相统一,坚持节水灌溉发展形式与生产力、生产关系发展水平相适应。

1.3.1 加强领导是大力发展节水灌溉的关键

我省人均占有水资源量为2120 m3,低于全国平均水平,而单位耕地面积占有水资源量为6900 m3/hm2,仅为全国平均水平的1/3。我省水资源的时空分布不均衡,与土地资源的分布不协调。农业的季节性、区域性干旱十分严重,基本上是“十年九春旱”,干旱缺水一直是全省农业生产的心腹之患。实践证明,解决全省缺水问题,除兴修必要的水源工程外,根本出路在于节水,而节水灌溉的发展必须得到领导的重视和支持,通过加强领导,把大力发展节水灌溉作为实现农业可持续发展的战略措施抓紧抓好,使各级政府和广大农民对发展节水灌溉的重要性和必要性有更加深刻的认识,明确指导思想和基本思路,为发展节水灌溉打下坚实的思想基础。

1.3.2 因地制宜,明确节水灌溉的重点是方向

根据我省实际情况,因地制宜的确定了大田作物以发展低压管道输水和喷灌为主,经济林果作物以发展微喷灌、滴灌和渗灌为主,干旱缺水地区以及温室大棚以滴灌为主;大中型灌区以渠道防渗为主,田间推广水稻节水控制灌溉和浅型节水灌溉技术;旱田播种采取“坐水种”技术。

在旱田喷灌管理上形成了3种运行管理模式:“公司+农户的运行管理模式”、“股份合作制的运行管理模式”、“村集体+用水户的运行管理模式”。而水田灌区通过农民用水户协会的建立,逐渐形成了“灌区+用水户协会+农户”的灌溉用水管理模式,全省已成立农民用水户协会300多个,专管机构加群管组织的良性管理机制正逐步形成。

1.3.3 多方筹资,增加节水灌溉投入是保障

节水灌溉工程一次性投资较大,为了扩大资金来源,解决资金投入不足问题,我省探索多渠道、多层次、多种形式的路子,多方筹集资金:①各级财政加大了对节水灌溉工程的投资力度;②采取有偿与无偿资金结合的办法,增加节水灌溉的投入;③充分发挥广大农民群众的投资主体作用;④实行项目打捆,统一安排,集中使用,把一些专项资金用于水利的投资捆在一起,加大对节水灌溉的投入力度。

2 节水灌溉宏观效益分析

分析节水灌溉宏观效益,最终要落实到节水灌溉项目上来[3],节水灌溉项目的实施是人与自然、环境交互作用的集中体现,是典型的生态——经济——社会复合系统。因此,节水灌溉的效益分析应同时考虑生态、经济和社会的耦合效应,分析应从生态、社会、经济可持续的观点出发[4-5]。

2.1 社会经济效益分析

“九五”以来,节水灌溉在扩大灌溉面积、保证粮食生产,促进粮食增产、农民增收上起到非常重要的作用。这首先体现在全省灌溉水有效利用系数由“九五”初期的0.42提高到目前的0.54,节水灌溉工程面积占全省有效灌溉面积由18%提高到25%。有效灌溉面积增长了41%,农田灌溉用水量增长了18%,农田灌溉用水量占总用水比重从59%提高到72%左右。有效灌溉面积的增长速度是农田灌溉用水量增长速度的2.2倍,说明节水灌溉发挥了重要的作用。

2007年底全省节水灌溉工程面积达到75×104hm2,占全省灌溉面积的25.3%,节水总量约9×108m3/a,增产粮食约 16.87×108kg/a,耕地面积增产约2250 kg/hm2。如平均单价按1.30元/kg计算,增收高达21.9×108元/a,受益农户人均增收1985元,拉动我省农民人均收入增加127元。单位灌溉用水粮食生产能力达到0.82 kg/m3。

图2为我省不同时期农田灌溉用水效率的变化情况,虽然因不同水平年灌溉用水量存在波动,单位面积灌溉用水量和单位灌溉用水量粮食生产能力的变化过程中有起伏现象,但21 a系列数据的整体趋势呈现出单位面积灌溉用水量不断减少,单位灌溉用水量粮食生产能力稳步提高的明显趋势。

图2 黑龙江省农田灌溉用水效率变化趋势分析图Fig.2 Change trend analysis of water use efficiency of agricultural irrigation in Heilongjiang Province

通过灌区的续建配套节水改造和大力推广节水灌溉技术,普遍地提高了工程完好率,降低了工程运行成本。全省20处大型灌区通过建筑物配套、渠道防渗和田间节水灌溉制度的推广,建筑物完好率由过去的60%提高到现在的 80%,节水 2640 m3/(hm2◦a),省工40%。龙凤山灌区通过节水改造,灌溉面积由1.8×104hm2,增加到2.6×104hm2,节约维修费120万元/a。

总之,大力发展节水灌溉对我省提高生产力水平、提高灌溉水利用效率、增加粮食产量、提高农民生活水平、缓解水资源供需矛盾、促进节水型社会建设将产生重大作用,节水灌溉工程的宏观经济效益和社会效益非常显著。

2.2 资源环境效益分析

我省在节水灌溉发展过程中,尤其是在资源环境脆弱地区,开始注意将节水灌溉的发展与由于过度用水而引起的环境问题结合起来,注重资源环境的恢复、人类生存条件的改善、农业可持续发展等资源环境问题。一些地下水超采严重的地区也开始在发展节水灌溉的同时采取拦蓄和引水补源等综合措施,使地下水位下降得到了控制和减缓,有效地防止了由于大水漫灌而造成的土壤次生盐碱化,缓解了部分井灌区由于地下水超采和大量引用河水引发的资源环境等问题。

扎龙湿地作为东北亚重要的珍稀鸟类迁徙、繁殖基地,生物保育需水特别重要[6]。另外,扎龙湿地是在风成沙地上形成的沼泽地,是整个嫩江流域生态环境最脆弱的一个关键区,湿地一旦消失,将导致这个地区的盐碱化和沙漠化,对齐齐哈尔和大庆两市的生态环境造成严重影响[7]。所以,扎龙湿地植被状况的好坏也是生态系统健康的重要衡量指标。近年来,齐齐哈尔市江东灌区通过节水改造,向扎龙自然保护区输水5000×104m3/a以上,使保护区的核心区由最少的100 km2,扩大到现在的600 km2左右,使保护区生态水面由低于最小生态水面,扩大到接近中等生态水面面积值[8-9],江东灌区为扎龙湿地,以及齐齐哈尔和大庆两市的生态环境健康做出了重要贡献。

三江平原通过大中型灌区的节水改造工程建设,提高地表水利用率,减少了地下水开采,有效地改善了部分湿地环境。像这样的大型灌区还有兴凯湖灌区等,通过节水灌溉工程实施,保证了湿地的水量供应,在改善湿地环境的同时发展旅游及观光农业,促进了社会主义新农村建设和社会和谐发展。