西北地区发展节水灌溉的作用与途径

简介： 随着农业结构调整、退耕还林还草和城市化的发展，同时也由于水资源短缺和恢复生态平衡的需要，西北地区耕地面积和灌溉面积不会大幅增加，今后人口增长对粮食和农副产品的需求将更加依赖于现有灌区面积。
关键字：西北地区 节水灌溉 作用与途径

一．西北地区发展节水灌溉的作用

1. 西北灌区是西北地区农产品的主要供应基地

我国西北大部分属干旱、半干旱地区，干旱地区无灌溉即无农业，半干旱地区降雨量虽在可从事旱作农业的范围之内，但由于降雨少且季节分布不均，农业仍高度依赖于灌溉。目前西北地区耕地总面积2.71亿亩，人均2.95亩，其中有效灌溉面积1.07亿亩，人均1.16亩，灌溉面积约占耕地面积的40%（见表1）。其中林果和草场灌溉面积分别为1690万亩和850万亩，分别占全国的35.8％和35.9％。据水利部门调查，西北地区灌溉农田的平均亩产在300kg左右，而非灌溉农田的亩产平均不足100kg，而且产量很不稳定。2000年西北地区粮食总产量为3169万吨，人均粮食产量为345kg，基本达到自给，其中70%的产量产自灌区，由此可见，西北灌区是西北地区农产品的主要供应基地，特别是宁蒙引黄灌区、陕西关中灌区、河西走廊和新疆等地，已成为我国重要的粮棉生产基地。
随着农业结构调整、退耕还林还草和城市化的发展，同时也由于水资源短缺和恢复生态平衡的需要，西北地区耕地面积和灌溉面积不会大幅增加，今后人口增长对粮食和农副产品的需求将更加依赖于现有灌区面积。

表1：2000年西北地区灌溉面积统计

2. 发展节水灌溉对西北水资源合理配置与高效利用的影响

水资源短缺是西北地区工农业发展和恢复生态平衡最主要的制约因素，解决西北缺水的关键是提高水的利用效率。农业是西北地区第一用水大户，农业用水量占全区总用水量的90%左右，灌溉用水占80%以上。西北地区现有灌溉面积1.07亿亩，但大多数灌区建于50～60年代，输配水系统老化失修、配套程度低，田间灌水技术落后，目前大部分灌区仍沿用传统的粗放灌溉管理模式，农业灌溉水利用系数平均不足0.4，农田平均灌溉定额为671m3/亩，比全国平均水平457m3/亩高214m3/亩。农业节水潜力很大。西北地区有30万亩以上的大型灌区近70处，控制灌溉面积6000多万亩，对这些灌区进行以节水灌溉为中心的技术改造，是解决西北水资源问题的重要措施。

随着西部大开发战略的实施，西北地区工业和城市用水将大幅度增加，恢复和保护生态的需水量必须保证，因此，在南水北调西线工程建成之前，西北地区农业用水总量不会增加，只会减少，否则将影响工业和城市的发展。西北地区灌溉农业只能走内涵式发展道路，通过灌区节水改造挖掘农业节水潜力，在节水中求得农业的发展。

3. 发展节水灌溉对地区生态环境改善的作用

按照国家规划，实施西部大开发战略要把加强生态保护、改善生态环境作为重点，不能以牺牲生态换取经济的高速发展，更不能走先破坏，再治理的老路。西北地区生态建设和环境保护最重要的是解决水的问题，依存于稀缺水资源的生态系统十分脆弱，水资源一经开发，必然打破自然条件下的生态平衡。在天然生态系统中发展起来的人工生态，耗用了原属于天然生态的部分水资源，改变了流域水资源的天然分布，形成了社会经济用水和生态环境用水的矛盾。要维持荒漠绿洲的有限生存环境，保持人工生态与天然生态的平衡，就必须还以生态必需的水量。而恢复生态需要的水量大部分要靠减少农业用水解决。

西北地区的主要生态问题是土地退化，包括土地沙化，水土流失和土壤盐碱化。降雨稀少、蒸发强烈的气候特征决定了西北地区土壤受到的天然淋洗作用十分微弱，土壤盐碱化的威胁普遍存在。灌区采用不合理的灌溉方式，造成灌溉用水过多，引起高矿化度的地下水位上升，必然加速土壤蒸发积盐。例如青海的柴达木盆地和宁夏的引黄灌区，年灌溉用水量高达1200～1500mm，加之排水不良，盐碱化面积不断扩大。一些河流下游地区由于缺乏淡水资源，盲目打井引用盐化地下水灌溉，导致土壤含盐量增加。通过灌区节水改造，改善灌区灌溉和排水条件，可有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境。

二．西北地区节水灌溉发展途径

1. 水资源按流域统一管理，合理配置

要实现西北水资源的可持续利用，首先需要解决的是水资源的统一管理和调配，包括协调流域水资源管理和行政区水资源管理的关系，进行水资源总量控制，加大规划管理力度。目前我国大部分地区的水资源管理仍沿用分级，分部门的管理体制，人为地将完整的水资源系统分割成条块进行管理，给水资源的合理调配，高效利用和有效保护造成困难。在目前水资源短缺导致用水竞争激烈，上下游、左右岸以及行业和部门之间用水矛盾日益突出的情况下，迫切需要协调流域水管理与行政区管理之间的关系，建立以流域为基础的水资源统一管理体制。

近几年水利部开始对黄河、塔里木河以及横跨甘肃省和内蒙古阿拉善盟的黑河实施流域水资源统一管理。这是一项重大的改革，实施此项改革已收到初步效果，黄河下游连年断流的情况得到了改善，塔河和黑河也成功实施了向下游调水。

　　水资源统一管理主要涉及中央、省、流域三个层面，既要考虑行政区划的分割现状，更要考虑水文、地理单元等自然状况，不能人为割裂。省或地区间协调的重点是落实分水方案，农业用水要实行总量控制、定额管理，要在统筹兼顾生活、生产、生态用水的基础上，明确各地区农业用水总量和灌溉用水定额两套控制指标，作为管理农业用水的基本依据。国务院水行政主管部门负责各大流域用水总量分配，各级地方政府根据分配的指标，逐级分解。各省（自治区、直辖市）水行政主管部门要合理制定本地区灌溉用水定额。各地区和用水户要在用水指标控制下节约用水、高效用水。国家和省级水行政主管部门应加强对水资源分配利用和地下水开采状况的监察、审计。

石羊河流域和新疆天山北坡和东疆各流域，水资源开发利用程度很高，普遍存在着地下水超采的情况，许多地区水资源的开发超过了水资源的承载能力，生态环境恶化，其中以石羊河流域的民勤县和天山北坡开垦河流域的奇台县最为严重。石羊河流域的治理，生态环境的恢复和改善，特别是解决下游民勤灌区水资源紧缺和生态保护问题具有重要的战略意义，应与黑河、塔里木河一样，列为国家重点支持项目。

灌区的改造与治理必须从全流域着手，为此，必须建立有权威性的流域机构，根据流域水资源承载能力，当前水资源开发利用情况和灌区存在的问题，制定流域长远水资源开发利用规划。流域水资源问题的解决，必须首先立足于挖掘本流域的潜力，对本流域水资源进行优化配置。必须在流域水资源承载能力的基础上，确定上下游灌区的适宜灌溉面积，切实调整优化农业结构，减少农业用水量，并在节水的基础上适当调用外来水。下游地区是中上游地区的天然生态屏障，调水的水费必须由全流域合理负担。为此，必须加强水资源的统一管理，充分发挥各流域各地区管理机构的功能，统一配置和调度流域内的水资源，根据流域和地区可利用的水资源总量，统筹上下游、左右岸和灌区间的农业工业生产、生活和生态用水关系，明确流域上下游的用水比例和水权，合理分配不同地区、不同用水部门、不同行业的水资源供给量，确定水资源的配置方案，确保流域和地区经济与生态环境建设协调发展。

2. 控制和减少灌溉面积，提高用水效率

西北地区的自然特点是干旱少雨，水资源短缺，生态环境脆弱。气候特点决定了西北干旱地区没有灌溉就没有农业，也没有林、草业，在年降雨量200～400mm的半干旱地区农、林、草业的发展也离不开灌溉。因此在西北地区发展灌溉是必要的。但灌溉的发展必须与水资源的承载能力相匹配，同时还必须遵循水资源优化配置和高效利用的原则。在目前西北各大灌区上报的灌区节水改造规划中许多都有扩大灌溉面积的规划，甚至有灌溉面积翻番的提法。我们认为这是不现实的。主要从以下几方面分析：

（1）从水资源承载能力分析，西北大部分地区属资源型缺水区，目前灌溉用水量已占总用水量的80%左右，在西部大开发中进一步增加灌溉用水量是困难的。由于西北地区灌溉农业的效益比较低，如果继续扩大灌溉面积，不仅耗资巨大，而且会对非常脆弱的西部地区生态环境产生不利影响，也会影响西北地区工业化发展和城市化进程。因此今后西北地区农业的发展，必须改变过去外延式的发展模式，走内涵式发展的道路。

（2）是否需要扩大灌溉面积应根据人口发展对农副产品的需求确定。西北地区目前粮食供需基本保持平衡，从长远分析，西北地区不宜作为国家商品粮生产基地。尽管西北地区土地资源比较丰富，但水资源有限，生态环境脆弱。在西北灌溉农田生产同样的粮食其灌溉用水量一般高于华北地区近一倍，这不仅因为西北地区作物蒸腾蒸发量大，而且由于西北地区土壤普遍含盐量较高，灌溉用水中还要包括土壤脱盐用水和生态用水。因此西北地区的半干旱和半湿润地区，应实行灌溉农业和旱作农业并举，调整农业结构，发展适合当地气候条件的低耗水作物，控制灌溉面积的增长，发展集雨补灌面积，发挥旱地农业的增产潜力。

（3）由于扩大灌溉面积，导致地下水超采，生态恶化的地方，应缩减灌溉面积。根据民勤县资料，50年代石羊河上中游人口为70万，灌溉面积260万亩，90年代人口为148万，灌溉面积达到405万亩；50年代下游民勤县人口为18万。灌溉面积87万亩，90年代人口为30万，灌溉面积达到105万亩；由于中上游用水增加，下游来水日益减少，由50年代的5.424亿m3减少到1.138亿m3，但下游灌溉面积没有减少，和上中游一样都有增加，主要靠抽取地下水，从50年代没有开采地下水。到2000年地下水用量达到6.239亿m3，民勤县坝区和泉山区地下水位下降到20m，湖区下降到12m，造成草死、树枯，每年沙丘向灌区推进3～4m，有些地方达到8～10m。民勤地区近年来灌溉面积发展和农业用水情况见表2。为保护民勤这一绿色屏障，必须对全流域综合治理，力行节水，控制地下水超采，减少灌溉面积。石羊河灌区现有灌溉面积395万亩，实灌面积327万亩，应减少到300万亩以下，即减少100万亩。灌区水资源量17.5亿m3，以300万亩计算，灌溉定额也只有590 m3/亩，低于西北地区平均值。新疆天山北坡准葛尔盆地南缘的奇台县也是灌溉面积逐年增大，地下水开采量逐年增加，地下水位逐年下降，地下水严重超采，生态环境恶化，灌区边缘风口处沙丘以每年2.5～2.8m的速度向灌区推进。奇台县已认识到当前问题的严重性，提出“绝不再打一眼井，绝不再垦一亩荒，绝不再砍一棵树”，全县决定缩减灌溉面积30万亩，保证必要的生态用水。

表 2： 民勤县灌溉面积和水资源开发利用情况

　　（4）稳定现有灌溉面积，提高灌溉保证率，是目前西北大部分灌区节水改造的主要任务。事实上，目前西北地区的许多灌区连原有的设计灌溉面积都保不住。据水利公报，2000年关中灌区实灌面积平均为有效灌溉面积的72%，个别灌区仅为50%。例如泾惠渠灌区，有效灌溉面积为125.9万亩，2000年实灌面积为：冬灌61万亩，春灌62万亩，夏灌43万亩。造成实灌面积远远小于设计灌溉面积的原因是多方面的，主要原因是利用河水灌溉水源保证率低，春季水源供水不足，夏季水源含沙量过高，加之水价提高而粮价下降，造成灌区农田失灌面积增加，还有许多本来可以用渠水灌溉的农田改用打井灌溉，大量开采地下水，造成地下水位连年下降。因此，目前灌区改造的重点应是稳定现有灌溉面积，提高灌溉保证率，控制地下水超采，而不是盲目扩大灌溉面积。

（5）西北内陆河流域的石羊河流域实际灌溉面积小于设计或有效灌溉面积，即有失灌面积存在，而天山北坡和新疆东疆等地的实际灌溉面积大于统计面积20%～30%。石羊河流域灌区出现的失灌，反映了地区已经发展的灌溉面积过大，灌溉用水量已超过了灌区供水能力。天山北坡存在的“帮忙田”，则显示灌区的实际灌溉面积，已经超过了原有规划设计的面积。这些地区都是由于灌溉面积的扩大，灌溉水量的增加，使供水量超过了水资源的承载能力。为了解决水资源的供需矛盾，需要根据地区的水资源量确定农、工业发展的规模，控制灌溉面积的发展，或退耕还林、还草，缩减现有的灌溉面积，并通过农业结构的调整，减少农业的用水量。

（6）西北灌区要在严格按照国家分配指标用水，基本保持灌溉用水量不增加的条件下提高农业产量，最有效的途径是推广农业节水技术，提高水的利用率和水分生产率，建立节水高效农业。对西北灌区进行续建配套和节水改造的重点应放在提高灌溉用水效率上，依靠提高水分利用效率，提高粮食单产，弥补大面积退耕还林还草引起的粮食短缺。将节约下来的水资源主要用于生态建设和特色农业，而将新开发的水资源主要用于第二、第三产业和城市生活用水。

总之，西北地区农业节水的最大潜力在于提高用水效率，适当地减少灌溉面积或控制灌溉面积的发展。应根据各地区的水资源和生态环境状况，合理确定灌区规模。在水资源严重超采，生态环境恶化的地区，要缩减灌溉面积。如：甘肃河西走廊的石羊河、黑河流域，新疆天山北坡的奇台县，这些地区已达到非减少灌溉面积不足以维护生态环境的地步。在水资源供需可基本保持平衡的地区，应控制灌溉面积发展，如：黄河流域，东疆和南疆的部分地区。在水资源开发利用潜力较大的地区可适当扩大灌溉面积，如：宁夏的扬黄灌区，新疆的伊犁河和额尔齐斯河流域。但要缩减水稻等高耗水作物，引导发展水分利用效率高的特色农业和林草业。总体上，西北灌溉面积发展规模应基本保持在目前1亿亩左右的水平。

3. 节水灌溉基本措施及其有关政策问题

（1）充分利用降水

灌溉是补充降水对作物需水的不足，因此，灌溉用水应在充分利用降水的基础上进行补充灌溉。充分利用降水在规划上，表现在重视水、旱并举，不一定都要发展灌溉，尤其是在半干旱半湿润地区如关中地区年降水量500-700mm，更应充分利用降水，提高旱地农业的产量和质量。灌溉农业应重视灌区降雨的测报工作，如天气预报和墒情测报，尽量作到适时适量灌溉，有雨不灌。国内有些灌区如景泰和后套等灌区实行自动监测，信息管理，节水效果显著。

（2）合理利用地下水，保护生态环境

灌区应重视井渠结合灌排方式，使灌溉水和降水得以重复利用，既可节水又可防治土壤盐渍化，但地下水的开采应注意采补平衡，控制超采。近年来一些灌区，如华北、陕西关中、甘肃河西和新疆天山北坡，采用井渠结合都取得了上述实效，但也不同程度的发生地下水超采现象，必须采取措施，严格控制地下水超采，力求采补平衡。另外，西北一些灌区，如引黄宁蒙灌区、南疆塔里木河灌区，利用地下水很少，土壤盐碱化严重，应适当开采地下水，补充渠灌用水不足，并可改良盐碱地。西北地区应合理利用地下水，保护生态环境。

（3）灌区要有水源保证和排水出路，灌、排渠系配套

灌区规划首先应关注的是水源有无保证，排水有无出路。甘肃景泰电灌引黄灌区，扬程400余米，灌前地下水埋深百余米，开灌十多年一些洼地出现了土壤盐渍化，通过建立排灌系统，打通自然排水出路，耕地盐渍化得到了治理。

灌排渠系配套是灌区必备的条件，由于我国建设投资是国家管骨干，地方和农民管田间，结果许多灌区骨干渠系建成几十年，地方资金不到位，田间配套未完成，发挥不了灌区应有的效益，这种体制需要改革，否则半拉子工程难以避免。

（4）骨干渠道防渗

渠道防渗是灌区节水改造的主要措施，对提高渠系有效利用系数，加快输水速度确实有效，同时骨干渠道防渗被列为国家投资项目，因此灌区节水改造规划中，无不以渠道防渗为主，一些高标准灌区，干支斗农甚至毛渠全部衬砌，投资巨大，研究认为骨干渠道干、支渠应防渗。干渠地上渠和土质轻的地段要防渗，地下渠和地下水位高以及粘质土地段可不防渗，支渠应作防渗的重点，斗、农渠行水时间短，不一定防渗，采取井渠结合方式可提高水资源的利用率和防治土壤盐碱化，为了发展井渠结合，国家应适当提高补助。

（5）平整土地

在灌区节水改造中占有重要地位，土地不平，灌水不匀，不仅费水，还易产生盐斑。中国农谚：“平整土地定穷富”，即视其土地平整与否，即可知其生产如何，美国把平地作为灌区改造的首位工作。我国把平整土地作为非工程项目，不列入工程建设计划，这是不合理的。设想整平10cm高差，一亩地需搬运33m3土方，对于一个几十万亩上百万亩灌区，其工程量非常巨大。埃及的经验灌排渠系的投资占灌区建设投资的30%，平地占70%。平整土地在灌区节水改造中应列为重要工程项目。平整土地是节水农业基本措施之一，激光平地是国际上先进的平地技术，已在许多国家普及，我国大型灌区改造也应发展，但必须把平地列为工程项目才有可能推广，抓好这项工程，将使我国节水灌溉前进一大步。

（6）提高农业综合生产能力

增加农产品产量和产值全靠农业综合生产能力的提高，它包括农业生产结构调整，品种选育，土壤肥力提高，栽培技术改进，化控和病虫害防治以及农产品加工及市场销售等，不仅使粮食产量增加，还给农民带来显著收益，促进农村经济发展。因此，灌区节水改造不仅要做好工程建设规划，同时还要做好农业综合开发规划和确定灌区发展目标和步骤。如甘肃引大入秦工程浩大，207km干渠即有111km的隧洞，13km渡槽和1.9km的倒虹吸，已投资24.5亿元，94年干渠建成通水灌溉，设计灌溉面积98万亩，完成渠系配套面积57万亩，由于灌溉效益不高，已有弃耕面积9万亩，实灌面积仅有48万亩，秦王川灌区土层较薄，仅1～2.5m，而北部地区不足1m，不宜发展灌溉。建议该灌区转变以粮为纲的思想，组织力量进行灌区农业综合开发规划，与时俱进，不仅把灌区建成现代化农业基地，还应与兰州市建设结合起来，充分发挥引大入秦工程效益。

（7）加强灌区体制改革和管理

灌区实行用水户参与的自主经营管理体制已在一些灌区实施，应不断地总结提高，形成我国有效的灌区管理体系。为了促进我国节水农业进一步发展，使各地对农业节水从原则上（口头上）重视到见之于行动，则必须使节水对投资者有利。为此，

　　① 应划分节水项目的受益者，对国家有利的项目，应国家投入，对农民有利的农民投入；

　　② 实行水权制，定额管理，超额用水，收费累进制；

　　③ 调整农业结构，提高用水效益，增强农民承受能力；

　　④ 农业节水与改造中低产田结合，通过改善排水条件，防止土壤返盐，减少压盐用水，增加农作物产量，提高用水效率，使农民得到改良土地的实惠，同时也节约了用水。

4. 节水灌溉的主攻方向是提高用水效率

节水农业是提高水的利用率和用水效率的农业，我国这两项指标都较低，水的利用率0.4左右，水的利用效率仅有1kg/m3左右，国际先进国家为0.8～0.9和2kg/m3。在国际上，各国发展农业节水的道路不同，灌溉面积小，国力、科技力量强的国家，如以色列和欧洲一些国家发展微灌和喷灌，水的利用系数高达0.9。一些灌溉面积大，国力、科技力量强的美国、俄国，既发展节水地面灌又发展喷、微灌，各占一半，水的利用系数0.7～0.8，灌溉面积大，国力和科技力量较弱的如印度、巴基斯坦和埃及主要发展地面灌溉，也发展小部分喷灌、微灌。我国属于后者，应结合国情走自己的路。

近些年国家重视节水农业，大型灌区节水改造列入国家建设项目，西北地区一些灌区防渗率已达到60%以上，井灌区水的利用系数已达到0.7左右。在继续提高水的利用率的基础上，节水农业建设的重点应转移到提高水的利用效率上来，加强节水农业增产技术的推广，把提高用水效率作为节水灌溉的主攻方向。

农业用水效率也称水分生产率（WUE，Kg/m3或Kg/mm·亩），即单位耗水量生产的作物产量。不同地区、不同作物的水分生产率不同，西北地区各省不同作物的水分生产率如表3。

表3: 西北地区各省不同作物的水分生产率

　　农业用水效率随着农业综合生产能力提高。作物单产增加和节水技术提高，耗水量减少，农业用水效率提高。如陕西省泾惠渠灌区近20年来（1980~2000）灌溉面积减少，产量没有减少，反而有所增加，水的利用效率不断提高，从1980年的0.67kg/m3提高到2000年的1.4kg/m3（见表4）。

表4: 陕西省泾惠渠灌区水分生产率

　　泾惠渠灌区的实践可以说明，控制和减少灌溉面积，提高农业用水效率是可行的，这是我国农业节水最重要的途径之一。
我国农业用水效率最高的当属山东省桓台县，1999~2000年和2000~2001年为干旱偏枯年和平水偏丰年，选用旱麦莱农9214和莱州3279，只灌1~2次关键水，每亩平均产量517.75kg，比灌4次水的当地高产济麦增产66.75kg，全生育期耗水239m3/亩，水分生产率达到2.17 kg/m3，2001~2002年为特大干旱年，降水量仅71.6mm，灌水3次（146 m3），莱州3279小麦亩产平均548kg（最高地块达到641.6kg），水分生产率达到3.07 kg/m3，比灌5次水的当地高产济麦增产51kg。提高以作物节水高产品种为主的农业综合生产能力，对农业节水有十分重要的作用。

近年来我国出现一些如“金谷子”“饲料桑”等节水高产作物，研究耗水少，高产农业大有可为。我国应在节水农艺措施方面加大科技和资金投入，建立我国节水农业综合技术体系，发展有中国特色的节水农业。

参考文献

1. 《中国水利年鉴》编委会，2001，中国水利年鉴，2001，中国水利出版社，北京

2. 陕西省泾惠渠灌区可持续发展与节水战略研究调研资料2001.9

3. 刘斌，2002，以水定规摸、节水促发展是河西地区可持续发展的关键

4. 甘肃省水利厅，1998、1999、2000年甘肃省水资源公报

5. 王家仁等， 冬小麦抗旱新品种试验与关键水灌溉， 干旱地区农业研究 2002年9月