借鑒國外經(jīng)驗發(fā)展節(jié)水灌溉

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簡介： 水資源緊缺已成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素，我國的華北、西北和東北地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水緊缺狀況尤為突出。發(fā)展節(jié)水灌溉是解決農(nóng)業(yè)灌溉缺水的根本出路。黨中央明確指出要把推廣節(jié)水灌溉作為一項革命性措施來抓。
關(guān)鍵字：節(jié)水灌溉 國外經(jīng)驗 生態(tài)環(huán)境

　　發(fā)展節(jié)水灌溉既依賴于現(xiàn)代灌溉技術(shù)的研究、推廣應(yīng)用和技術(shù)培訓(xùn)等環(huán)節(jié)，也涉及到水土資源的合理利用、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、用水管理體制的改革、水價政策的制定和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。節(jié)水灌溉事業(yè)發(fā)達(dá)的國家都是根據(jù)各自的國情，綜合考慮社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境和技術(shù)因素，采取適合本國特點的農(nóng)業(yè)高效灌溉措施。

　　本文介紹了國際上農(nóng)業(yè)灌溉缺水狀況及節(jié)水灌溉發(fā)展概況。

　　一、農(nóng)業(yè)灌溉用水緊缺狀況將進(jìn)一步加劇

　　世界上的淡水資源是有限的，然而對這一有限資源的需求量卻在不斷地增加。糧食生產(chǎn)在很大程度上依賴于水，城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)用水量也在不斷增加。如圖1所示，世界的人口仍將快速增長，為了保障糧食供給，全世界的灌溉面積由1980年的2.07億ha增加到1995年的2.55億ha，在這15年中增加了20.6％。灌溉面積還將持續(xù)的增加，在未來的15年內(nèi)世界的灌溉面積將增加19％，灌溉用水量需要增加17％。

　　圖1 世界人口發(fā)展趨勢

　　1995年全世界的工業(yè)用水量為7450億m³，預(yù)計在21世紀(jì)初期工業(yè)用水量可能增加到12000億m³，約增加62％。由于人口的增加，生活用水量也將有較大的增加，但生活用水量約有60％的部分以污水的形式排放出來。據(jù)估計，目前世界上引用的地表水量有69％用于農(nóng)田灌溉，有23％用于工業(yè)，8％用于生活供水。表1列出了15個國家的人均水資源占有量、人均GNP以及灌溉、工業(yè)和生活用水所占比例。可以看出，雖然各個國家的水資源狀況相差很大，但隨著人均GNP的增加，農(nóng)業(yè)灌溉用水量在總用水量中所占的比例呈逐步下降趨勢，而工業(yè)和生活用水量則呈增加趨勢。工業(yè)和生活用水量的增加需要依靠農(nóng)業(yè)節(jié)水來加以解決。因此，除非實行可持續(xù)灌溉農(nóng)業(yè)新政策、依靠和采用科學(xué)的灌溉方法和節(jié)水灌溉技術(shù)降低灌溉用水量，否則世界的大部分地區(qū)將面臨嚴(yán)重的水危機問題。

　　表1.1995年15個國家灌溉及工業(yè)和生活用水比例及人均GNP

序號國家人均水資源占有量(m³)人均引用水量(m³)灌溉用水比例(%)工業(yè)及生活用水(%)94年人均GNP(美元)1印度208361183173102巴基斯坦2750127875254403中國220646173275304埃及101891379217105土耳其2800542732724506南非1151561722830107韓國1453632703082208西班牙23757816238132809以色列36527562381441010澳大利亞1824593373271798011意大利290998651491927012法國335766521792347013奧地利110123038922495014德國20715794962558015美國89521870356525860

　　圖2．灌溉及工業(yè)和生活用水所占比例與人均GNP的關(guān)系

　　從總的情況來看，世界上的水資源緊缺狀況日益嚴(yán)重。但由于各國的自然、經(jīng)濟和環(huán)境狀況差異很大，所面臨的問題和采取的措施也不盡相同。聯(lián)合國于1997年對世界的水資源進(jìn)行了綜合評估，將世界各國分為4大類，即：

　　〔1〕高收入、水資源不緊缺國家：這類國家面臨的主要問題是水污染，但他們有充足的財政資源解決他們的問題；

　　〔2〕高收入、水資源緊缺國家：這類困家面臨的主要問題是過量用水、水污染和地下水超采，但他們也有充足的財政資源解決他們的問題；

　　〔3〕低收入、水資源不緊缺國家：這類國家主要分布于熱帶，有充足的水資源。但由于降雨量集中在較短的雨季，他們會遭受洪災(zāi)，由于貧困他們不能修建供水設(shè)施；

　　〔4〕低收入、水資源緊缺國家：這類國家包括地處非洲和亞洲干旱和半干旱地區(qū)的許多國家。這類國家用水量大，他們也無法避免水污染的問題。

　　二、現(xiàn)代灌溉面積的發(fā)展概況

　　現(xiàn)代灌溉包括噴灌、滴灌和微噴等節(jié)水灌溉技術(shù)。表2所列了16個國家的灌溉狀況。這16個國家的灌溉面積占全世界總灌溉面積的73.7％，各國的水資源、經(jīng)濟和人口等狀況差別很大，具有很強的十代表性。按照現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積的比例，將這16個國家分為4組。

　　第一組：現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積的比例在61～100％之間，包括以色列、德國、奧地利和塞浦路斯4個國家，其中以色列和塞浦路斯為水資源嚴(yán)重緊缺的國家。這4個國家的共同特點是人均GNP高、灌溉水價高(0.1～0.19美元/m³)，農(nóng)業(yè)勞動力占總?cè)丝诘谋壤^低(1.3～2.3％、只有塞浦路斯為8.2％)。

　　表2 灌溉面積及分類

序號國家總灌溉面積萬ha地面灌溉現(xiàn)代灌溉面積人均水資源占有量（m³）人均引用水量（m³）94年人均GNP（美元）農(nóng)業(yè)勞動力/總?cè)丝冢?）灌溉水價（USD/m³）萬ha比例（%）萬ha比例（%）1以色列22.00.00.022.0100.0356275144101.30.16-0.192德國53.00.00.053.0100.02071579255802.00.1-0.53奧地利8.00.00.08.0100.011012303249502.30.14塞浦路斯3.31.030.62.369.4764　  89558.20.11-0.145南非122.050.041.072.059.0115156130104.3不詳6法國237.0133.956.5103.143.53357665234702.00.157西班牙340.0227.066.8113.033.22375781132803.50.02-0.28美國1999.01472.073.6527.026.489521870258600.9按量收費9埃及323.0278.086.145.013.910189137109.1不按量收費10意大利271.0236.587.334.512.72909986192702.50.111中國5000.04903.098.197.01.9220646153036.50.025-0.001212土耳其380.0375.098.75.01.32800542245017.80.00513澳大利亞181.0179.199.01.91.018245933179802.50.005-0.0714印度7616.07538.099.078.01.0208361131022.4按面積15韓國95.695.199.50.50.5145363282209.6不按量收費16巴基斯坦1396.01396.0100.00.00.02750127844012.13.7/ha

　　第二組：現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積的比例在31～60%之間，包括南非、法國和西班牙3個國家。從人均水資源占有量來看，這3個國家既包括水資源嚴(yán)重緊缺的南非，也包括水資源相對緊缺的法國和西班牙，這3個國家的共同特點是人均 GNP高(南非為中上等)、農(nóng)業(yè)勞動力占總?cè)丝诘谋壤^低(2.0～4.3％)。

　　第三組：現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積的比例在11～30％之間，包括美國、埃及和意大利3個國家。從人均水資源占有量來看，這3個國家既包括水資源嚴(yán)重緊缺的埃及，也包括水資源相對緊缺的意大利，以及水資源豐富的國家美國。埃及的人均GNP為中低水平，美國和意大利的人均GNP都為高水平，灌溉水價比第一組和第二組低，農(nóng)業(yè)勞動力占總?cè)丝诘谋壤^低(0.9～2.5％，埃及為8.2％)。

　　第四組：現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積的比例在0～10％之間，包括中國、土耳其、澳大利亞、印度、韓國和巴基斯坦6個國家。從人均水資源占有量來看，這6個國家中有5個為水資源緊缺的國家，只有澳大利亞為水資源豐富的國家。其中有4個國家人均 GNP低，韓國和澳大利亞的人均GNP分別為中上等和高水平。這6個國家的共同特點是灌溉水價很低，其中有4個國家的灌溉水費不是按水量記取，而是按灌溉面積或其他方式收取；農(nóng)業(yè)勞動力占總?cè)丝诘谋壤^高(為9.6～36.5％，只有澳大利亞為2.5％)。

　　從上述對比分析可以得出如下結(jié)論：

　　1.影響現(xiàn)代灌溉(噴灌、滴灌、微噴等)面積發(fā)展的主要因素有人均水資源占有量、人均GNP、農(nóng)業(yè)勞動力占總?cè)丝诘谋龋?/p>

　　2.例和灌溉水價格；

　　3.現(xiàn)代灌溉面積占總灌溉面積比例較大(25％以上)的國家均為經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家；

　　4.人均水資源占有量豐富的國家，如美國，也大面積發(fā)展現(xiàn)代灌溉，除了節(jié)水之外，也是為了節(jié)省勞動力、提高灌溉農(nóng)業(yè)效益；

　　5.經(jīng)濟發(fā)展水平低、農(nóng)業(yè)勞動力占人口比例較高的國家，雖然水資源緊缺問題非常嚴(yán)重，現(xiàn)代灌溉面積所占的比例都很低(1.9％以下)；

　　6.灌溉水價是影響發(fā)展現(xiàn)代灌溉面積非常重要的因素。

　　從這16個國家的現(xiàn)代灌溉面積統(tǒng)計可以看出，噴灌技術(shù)的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)大于滴灌技術(shù)的應(yīng)用范圍(以色列除外)。從全世界總的情況來看，噴灌的面積為滴灌面積的10倍?，F(xiàn)代灌溉方法可持續(xù)地減少灌溉用水量，每公頃農(nóng)田灌溉用水量小于5000m³，而傳統(tǒng)的灌溉方法每公頃農(nóng)田灌溉用水量為10000m³以上。

　　三、節(jié)水灌溉的發(fā)展模式

　　1.以色列模式

　　以色列是一個水資源嚴(yán)重緊缺酌國家，人均水資源占有量只有365m³。1997年以色列的淡水供水量為16.2億m³，另外，有2.75億m³城鎮(zhèn)污水、1.25億m³微咸水、0.1億m³談化海水得以利用。預(yù)計污水再利用量將每年增加10％，海水談化量每年增加5％。為了利用好有限的水資源，以色列采取了明智的措施，制定并嚴(yán)格地執(zhí)行有關(guān)政策。

　　以色列的灌溉面積為22萬ha，農(nóng)業(yè)用水量為12.58億m³，占總供水量的62％。為了提高灌溉水效率，所有的灌溉農(nóng)田都采用了噴灌和滴灌現(xiàn)代灌溉技術(shù)和自動控制技術(shù)，使灌溉水平均利用率達(dá)到90％。以色列的滴灌面積占其全部灌溉面積的三分之二。為提高灌溉水利用率采取的其他措施還有：水量計量、水價政策、灌溉過程的計算機管理和遙控、水肥同步施用(fertigation)。這些措施使單位面積的平均灌溉水量由1975年的8700m³/ha降為1995年的5500m³/ha，同時在農(nóng)業(yè)總用水量不增加的情況下農(nóng)業(yè)產(chǎn)出增長了12倍。

　　由國家供水公司計算的平均供水成本為31美分/m³，不同的用戶水價也各不相同。國家為供水提供一定的補貼，但補貼的比例在逐漸降低。在國家供水公司重組后，水價的逐漸增加，國家對供水的補貼已由1992年占成本的50%降低為1996年的20％。近年來推廣的灌溉水分段計價的辦法使灌溉水量節(jié)省10～15％。灌溉水價如表3所列。

　　表3．灌溉水分段計價標(biāo)準(zhǔn)(1996年)

水源用水比例（實際用水/分配水量）%水價（美分/m³）淡水1～501550～801880～10021平均19三級處理污水用水需求量小的時期14　  用水需求量大的時期15二級處理污水平均12

　　以色列以每年人均不足300m³的供水量而成為一個富裕國家，人均GNP達(dá)到14，400美元，維持了相當(dāng)高的生活水平。這依賴于以色列所采用的管理體制、法規(guī)、經(jīng)濟和技術(shù)等綜合措施， 對水的需求進(jìn)行管理，提高農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水效率，重復(fù)利用其有限的水資源。以色列以僅僅5500m³/ha的灌溉用水量在干旱地區(qū)獲得了成功的灌溉農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)92％的農(nóng)產(chǎn)品自給。但是，從經(jīng)濟的角度來看，占總用水量62％的農(nóng)業(yè)部門對國內(nèi)生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)率僅為2％。因此，以色列的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展也到了一個轉(zhuǎn)折點，農(nóng)業(yè)向更先進(jìn)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，提高農(nóng)業(yè)與工業(yè)和其他經(jīng)濟部門競爭可供水量的能力。將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)正在對新的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，使農(nóng)業(yè)具備：

　　●與其他經(jīng)濟部門競爭水量的能力；

　　●作物經(jīng)濟價值高、用水量少；

　　●與進(jìn)口的農(nóng)產(chǎn)品相比有競爭能力。

　　2.法國模式

　　法國的水資源總量為1010億m³，人均水資源占有量為3300m³。目前利用的水量為114億m³，人均年引水量665m³，另有36億m³城鎮(zhèn)生活污水和40億m³工業(yè)廢水得以再利用。農(nóng)業(yè)用水量為24億m³，占總供水量的21％。雖然法國的水資源較為豐富，但時空分布及其不均勻，在地域和時域上存在水資源緊缺的問題，法國的南部水資源比較緊缺。法國采取了許多措施，以提高需水量管理水平，盡最大可能平等地對待每個農(nóng)場；提高水的利用效率；改善農(nóng)業(yè)耕作方法，盡量減少對自然環(huán)境的影響。

　　法國水管理的特點是由國家、流域管理委員會、水協(xié)會和地方水管理公司共同參與管理。為了管理好水務(wù)，近年來法國修改了水法和農(nóng)業(yè)法兩部法規(guī)。水法強調(diào)了水資源(包括地表水、地下水等)統(tǒng)一性，建立了以流域為單位的水資源管理的體系。法國6個流域有關(guān)水政策的決策是由在流域管理委員會的所有用戶代表(包括政治家、農(nóng)民、工業(yè)、環(huán)境部門、消費協(xié)會和國家的代表)共同協(xié)商確定。水法還強調(diào)了水是公公資源，因此，必須采取綜合和平衡的管理措施協(xié)調(diào)用水戶的需求和環(huán)境保護(hù)需求。農(nóng)業(yè)的政策框架基于歐盟的農(nóng)業(yè)政策(CAP)，這一政策限定了每個成員國的農(nóng)業(yè)發(fā)展及灌溉需水量。

　　法國建立了良好的灌溉設(shè)施，有完善的灌溉服務(wù)體系和管理體制。在現(xiàn)有的238萬ha灌溉面積中，111萬ha為現(xiàn)代灌溉面積，占總灌溉面積的47％。現(xiàn)代灌溉面積以噴灌為主，有噴灌面積89萬ha，占現(xiàn)代灌溉面積的80％。平均灌溉水價為0.15美元/m³。

　　法國灌溉用水管理模式分為三種，分別為協(xié)作管理、區(qū)域開發(fā)公司管理和單個灌溉工程管理模式。

　　●協(xié)作管理模式：是由參加用水戶協(xié)會的農(nóng)場主和其他用戶共同擁有和使用灌溉設(shè)備，協(xié)會負(fù)責(zé)需集體開展的工作、統(tǒng)一管理設(shè)備和維護(hù)工程設(shè)施。協(xié)會的平均規(guī)模是每個協(xié)會有75個成員和250ha灌溉農(nóng)田。協(xié)作管理模式在法國南部得到了大面積推廣應(yīng)用，有1/3灌溉農(nóng)田采用了這種管理模式。協(xié)作管理模式的成功歸功于協(xié)會內(nèi)成員之間的聯(lián)系緊密，農(nóng)民負(fù)責(zé)履行會集體作出的決定，水費收取和管理到位。水費至少可以支付運行和維護(hù)費用，有時還可以支付部分工程建設(shè)投資。

　　●區(qū)域開發(fā)公司管理模式：區(qū)域開發(fā)公司是為開發(fā)法國南部而成立的，法國現(xiàn)有5個區(qū)域開發(fā)公司，其中3個公司直接管理了27.5萬ha灌溉農(nóng)田的設(shè)備，并為由用水協(xié)會和單個農(nóng)場管理的9萬ha灌溉農(nóng)田供水。區(qū)域開發(fā)公司的運行管理規(guī)則是：平等(所有用水戶平等)、高質(zhì)量(以與用戶簽訂合同的方式確定服務(wù))、可持續(xù)發(fā)展(經(jīng)常維護(hù)和完善工程設(shè)施)、透明和負(fù)責(zé)(農(nóng)民選配代表參加區(qū)域開發(fā)公司管理委員會)。

　　●單個灌溉工程管理模式：用于農(nóng)戶依靠建立在自己的農(nóng)場內(nèi)的水庫或地下水為灌溉水源，或直接從河流引水灌溉的情形。法國有120萬ha灌溉農(nóng)田采用這種管理模式，可見它是法國主要的灌溉管理模式。這種管理模式的問題是如何搞好多個用水戶的整體供水管理，特別是在夏季，作物的需水量達(dá)到最高峰，而同時地表河流也正處在枯水期。為了保護(hù)水環(huán)境，需要計劃和控制對地下水的開采和從河流的引水量。因此，單個灌溉工程管理模式在80年代受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，特別是在法國西南部這樣嚴(yán)重缺水的地區(qū)。為了解決這些間題，需探索新的方法，如統(tǒng)一管理水資源，并配合采取經(jīng)濟手段(如限量供水，提高水費等)。

　　3.美國模式

　　美國的灌溉面積為1999萬ha，其中1111萬ha為溝灌，占灌溉面積的55.6％，噴灌和滴灌面積占灌溉面積的27％，地下灌溉技術(shù)也得到了應(yīng)用。美國有很好的現(xiàn)代灌溉技術(shù)研究和開發(fā)支持條件，有許多研究中心，這些中心經(jīng)常深入農(nóng)場與用水戶保持密切聯(lián)系，技術(shù)推廣不但速度快且面也很廣，現(xiàn)代灌溉面積發(fā)展速度很快。美國墾務(wù)局和其他機構(gòu)遍布美國各地，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝退礂l件為灌溉農(nóng)業(yè)提供良好的技術(shù)支持。美國的灌溉水價基于平均成本價，水價不但包括運行和管理成本，也包括政府為保護(hù)水資源而附加的費用，按用水量收取水費。為了促進(jìn)現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，美國引入了如下幾項措施。

　　1) 研究將用虹吸管引水灌溉的灌區(qū)改為噴灌、滴灌等現(xiàn)代灌溉的限制條件。研究發(fā)現(xiàn)，為初次購買噴灌設(shè)備的用戶提供低息軟貸款并進(jìn)行支持性的示范可促進(jìn)現(xiàn)代灌溉技術(shù)的應(yīng)用。

　　2)美國墾務(wù)局將自動控制技術(shù)用于灌區(qū)配水調(diào)度，配水效率可由過去的80％增加到96％。

　　3)在加州開展的為期10年的非充分灌溉研究示范表明，非充分灌溉可使單位水量的產(chǎn)出提高，而單位面積土地的產(chǎn)出降低了。研究發(fā)現(xiàn)，在考慮所有投入后，應(yīng)用非充分灌溉農(nóng)場的凈收入比較低，但他們所使用單位水量的收益較高。對于那些供水量有限的地區(qū)，推廣應(yīng)用非充分灌溉是一項有益的長期戰(zhàn)略。

　　4)開展了為期5年的城鎮(zhèn)生活污水灌溉研究。在灌溉前，生活污水用過濾、沉淀等辦法處理。研究發(fā)現(xiàn)，用處理后的生活污水灌溉的作物與用井水灌溉的作物，在長勢和品質(zhì)上沒有明顯區(qū)別，也沒有發(fā)現(xiàn)土壤和地下水產(chǎn)生退化。用處理后的生活污水灌溉食用作物的風(fēng)險在可承受的范圍內(nèi)。

　　5)進(jìn)行灌溉農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，將灌溉農(nóng)業(yè)由水資源緊缺的地區(qū)轉(zhuǎn)移到水資源豐富的地區(qū)。在八十年代美國有85％的灌溉面積在西部，15％在東部；而在九十年代有77％的灌溉面積在西部，23％在東部。

　　四、結(jié)語

　　發(fā)展節(jié)水灌溉的目的是提高農(nóng)業(yè)用水利用率和效益，這既依賴于現(xiàn)代灌溉技術(shù)研究、推廣應(yīng)用和技術(shù)培訓(xùn)等環(huán)節(jié)，也涉及到水土資源的合理利用、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、用水管理體制的改革、水價政策的制定和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。微咸水、咸水和海水的利用以及生活和工業(yè)廢水的再利用也是解決農(nóng)業(yè)灌溉缺水的重要途徑。節(jié)水灌溉事業(yè)發(fā)達(dá)的國家都是根據(jù)各自的國情，綜合考慮社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境和技術(shù)因素，采取適合本國特點的農(nóng)業(yè)高效灌溉措施。

　　我國發(fā)展節(jié)水灌溉應(yīng)當(dāng)借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗，利用適當(dāng)?shù)墓芾眢w制、經(jīng)濟政策將節(jié)水灌溉帶給國家、地方和農(nóng)民的利益及相應(yīng)的責(zé)任有機地結(jié)合起來，利用現(xiàn)代技術(shù)將流域、灌區(qū)和田間的管理、工程和農(nóng)藝節(jié)水措施很好的結(jié)合起來，使我國的節(jié)水灌溉事業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展，取得更好的節(jié)水效果、更大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。