2024-09-09 09:11:25
水是農業的命脈。我國已經建成耕地灌溉面積10.55億畝，以占全國55%的耕地生產了77%的糧食和90%以上的經濟作物。隨之而來的是農業用水量占總用水量超過60%。面對我國水資源短缺、時空分布極不均勻的現實，在全力保障農業灌溉實現糧食豐產豐收的同時，持續提升農業用水效率和效益勢在必行。
農業用水如何“節流”？節水灌溉從工程、管理、機制、技術等各個方面入手，精打細算、細水長流。截至2023年底，全國高效節水灌溉面積達4.1億畝，全國農業用水量從2014年的3869億立方米下降到2023年的3600多億立方米，耕地灌溉畝均用水量由402立方米下降到不足350立方米，農田灌溉水有效利用系數從0.530提高到0.576。在有效支撐保障國家糧食生產實現“二十連增”的同時，灌溉用水總量實現零增長。
加強灌區改造 工程+農藝雙管齊下
實施農業節水灌溉工程是節水灌溉的重點之一。近年來，我國持續加強灌區續建配套與現代化建設改造，先后實施東北節水增糧、華北節水壓采、西北節水增效、南方節水減排等區域規模化節水灌溉行動，大力推進大中型灌區節水改造，不斷完善灌排工程體系，提升輸配水效率。
河套灌區是我國3個特大型灌區之一，耕地以渠道漫灌為主，在7級渠系運送過程中滲漏、蒸發等損失較重。去年以來，河套灌區對461公里骨干渠道進行襯砌，襯砌率提高到50%以上，改善灌溉面積超400萬畝，灌溉效率提高、水分損耗減少，農田灌溉水有效利用系數由2022年的0.478提高到0.527。
山東省德州市齊河縣抓住引黃灌區建設時機，自2019年起大力推進高標準農田建設，將節水灌溉作為建設重點，推進取水、輸配水、灌溉全過程深度節水。在成方連片的大戶農田，安裝配套噴灌設施；在普通分散田塊，鋪設安裝灌溉管道。齊河縣胡官屯村一位種糧大戶流轉的高標準農田里，去年由政府投資新建了噴灌設備。據介紹，過去大水漫灌時，澆一畝地需要80立方米的水，后來改用“小白龍”水帶后，用水量減少了，但需要用拖拉機提水，澆500畝地需要十幾人干10天以上，成本數萬元。如今的噴灌設備，每隔13米就有一個噴頭，覆蓋全部農田，500畝地一個人不到一周時間就可以澆完。而且采用噴灌設備，一畝地只需要20—30立方米水，比以前節省了近三成。
噴灌裝備和滴灌裝備作為我國常用的兩大類節水灌溉裝備，較之傳統漫灌、畦灌，噴灌能省水20%至30%、滴灌能省水30%至50%。
今年7月，全國農技中心舉辦的全國旱作節水增糧技術培訓班在甘肅省金昌市召開。作為水資源短缺省份，甘肅農業畝均水資源量為400立方米左右，僅為全國平均水平的四分之一。今年出臺的《甘肅省農業節水方案（2024—2026年）》提出結合高標準農田建設，在河西及沿黃灌區重點推廣膜下滴灌水肥一體化技術。到2026年，膜下滴灌水肥一體化技術為主的高效灌溉面積達到750萬畝。截至今年6月底，甘肅省灌溉區累計完成農業節水技術推廣1343.8萬畝，為節水增糧提供了技術支撐。
中國農業大學農業水資源高效利用全國重點實驗室主任、中國工程院院士康紹忠撰文表示，在水資源緊缺的條件下，近30年我國耕地灌溉面積增加了3.27億畝，農業節水和高效用水形成了1100億立方米以上的年農業綜合節水能力，其中農藝節水與工程節水的比例分別為45.76%和54.24%。在灌溉面積不斷擴大、糧食連年豐收的前提下，農業用水總量下降了300億立方米。膜下滴灌、淺埋滴灌水肥一體化技術得到廣泛應用，通過與增密等農藝技術結合，取得了區域性大幅度節水、減肥、增糧的成效。
科技賦能 開啟“智慧”節水新模式
膜下滴灌、淺埋滴灌水肥一體化等技術的大面積應用，離不開背后科技的研發與支撐。康紹忠表示，近10年，我國農業節水科技取得顯著進步。2022年，新建農業水資源高效利用全國重點實驗室，實現了該領域基礎研究無國家級重點實驗室的突破；建設了旱區作物高效用水、作物高效用水與抗災減損國家工程實驗室，甘肅武威綠洲農業高效用水國家野外科學觀測研究站，國家節水灌溉（北京、楊凌、新疆）工程技術研究中心以及一批省部級科研平臺。特別是大數據、云計算、人工智能等前沿技術的創新應用，催生出作物高水效表型診斷與靶向智慧調控、智能灌溉、智慧節水、數字孿生灌區建設等新業態、新模式，既節水省工又增產增效。
以數字孿生灌區為例，2022年底，水利部啟動了49處數字孿生灌區先行先試工作，加強灌區數字化、監控自動化、調度智能化建設。 依托數字孿生灌區建設，應用遙感等“天地空”立體感知技術，運用來水、需水、輸配水等專題模型，強化閘站群優化調度，春灌供水效率普遍提升10%以上，有效提升了水資源節約集約利用水平。
山東位山灌區是黃河第二大灌區，通過數字孿生灌區建設，今年春灌期間，灌溉耕地畝均用水量降低約10立方米左右。據了解，位山灌區骨干渠系一共配置了有27套測站，27個測站的實時數據，數字孿生灌區系統不僅能看到實時數據和監控畫面，更重要的是能對灌區干渠系統輸配水過程進行場景化動態模擬預演，建立起配水調度模型，幫助生成適合當前灌季的配水調度方案。避免了過去憑經驗配水造成的水資源浪費和用水不均衡現象。安徽淠史杭灌區是灌溉1000多萬畝農田的特大型灌區，灌區的3865處監測站點構建起的立體感知網，將各地的降雨、各條渠道的輸水情況實時匯集到數字灌區系統上，能夠實時在線地監測到灌區的雨情、水情和農情。
不僅是數字孿生，多種智慧系統在節水灌溉的領域有著亮眼表現。甘肅省張掖市在民樂縣三堡鎮組織實施高標準農田智慧灌溉節水試驗示范項目，以智慧智能為方向，以按需灌水為基礎，以精準控水為核心，由“物聯網控制中心+大數據云管理平臺+氣象監測系統、苗情監測系統、首部管理系統、田間系統”構成，包括設施精細管理、土壤墑情監測、智能水肥集成、無人化灌溉作業等功能。目前，項目內大西洋品種馬鈴薯示范基地已灌水13輪次，較傳統灌溉每畝節水200-250立方米，預計畝均節水可達40%以上，畝均產量將由原來的2.5噸提高至3噸以上，產能平均提高40%，水資源利用率由50.3%提高到72%，畝均節本增效600元以上。
今年6月，水利部舉行的水利保障農業生產有關情況新聞發布會上，水利部副部長朱程清表示，農業節水要深化技術研發和推廣應用，充分發揮全國100多處灌溉試驗站作用，加強灌溉制度的研究和應用，指導灌區精準供水和用水戶科學灌溉。圍繞灌溉用水智能調度、數字孿生灌區建設等領域，加快關鍵技術和裝備研發創新。建立“政產學研用”深度融合的節水技術創新體系，加快先進實用農業節水科技成果轉化和推廣應用。
加強農業用水管理 推進水權水價改革
今年5月1日，國務院頒布的《節約用水條例》正式施行，其中對于發展節水型農業、發展節水灌溉、支持和推動節水灌溉工程設施建設等節水措施明確提及，同時用水應當計量、用水實行計量收費等管理方式也被明確規范。
加強農業用水管理，也是實現農業用水“節流”的一個重要方面。在水利保障農業生產有關情況新聞發布會上，朱程清表示，要全面落實取水許可管理，實施總量控制和定額管理。目前大中型灌區渠首全部實現了取水計量，對5萬畝以上的灌區基本實現了在線計量監控，建立了國家和省級灌溉用水定額體系，國家層面已經累計發布主要農作物用水灌溉定額14項，覆蓋了88%以上糧食和85%以上油料作物。《節約用水條例》明確，縣級以上地方人民政府應當加強農業灌溉用水計量設施建設。農業灌溉用水暫不具備計量條件的，可以采用以電折水等間接方式進行計量。
水權水價改革，是推進用水管理的重要舉措。水權方面，按照灌溉用水定額明確用水權，實施總量控制，并且組建水權交易平臺，推進灌溉用水戶間、區域間、行業間的水權交易。水價方面，自2016年啟動的農業水價綜合改革，截至2023年底，全國累計實施面積超過9億畝。今年以來，水利部分兩批共確定46個灌區和縣（市、區）開展深化農業水價綜合改革推進現代化灌區建設試點，區分不同灌區建設時間、取水方式和種植結構等，推動投融資機制創新。按照新修訂的水利工程水價有關辦法，推行實施新的水價政策，建立農業用水權制度，完善精準補貼機制和節水獎勵機制。截至6月，試點合計落實國債、專項債、金融信貸、社會資本等72億元，其中金融和社會資本占比超過80%。
在水利部試點之一的山東省齊河縣豆腐窩灌區，2023年5月，大禹節水集團投資4000萬元進行了3萬畝的高效節水灌溉改造。經過一季玉米的種植，數據顯示，改革前畝均用水70立方米，改革后降到50立方米；改革前用小白龍澆地，10畝地需要30個工時，改革后10畝地僅用5個小時；改革前畝產平均1550斤，改革后為1810斤。根據效益測算，農業水價綜合改革后，采用玉米密植技術，水價由0.17元/立方米提高到0.32元/立方米，水費雖然增加了4.1元/畝，但通過政府補貼、節水獎勵，最終農戶較改革前灌溉水費降低了5.4元/畝。同時，肥料費用基本持平，節約工時83%，畝產增收338元，實際綜合效益增加了181.9元/畝。切實增加的畝產與效益，成為提高農戶節水意識、鼓勵農戶主動發展節水灌溉的動力。
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