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北方灌区失灌之殇

已有 4170 次阅读 2013-10-7 14:34 |个人分类:水利工程与水域生态|系统分类:观点评述|关键词:学者| 北方, 灌区, 失灌, 渠灌, 井灌

又到一年种麦时,铁牛奔跑耕田忙。在我国黄淮海地区已不再看到春种秋收,而是秋种夏收、一年两熟,这种转变解决了困扰中国人几千年的吃饭问题。

20世纪50-70年代,黄淮海流域水利发展、小麦种植面积扩大与复种指数提高,这是终结南粮北运的一个重要原因,也是改革开放后粮食大丰收的保障。但是经过30-50年的发展,我国北方灌区失灌、废渠用井的现象比较突出。其最直接的后果是加重灌溉成本,形成恶性循环,并造成地下水枯竭和地质灾害,直接威胁着国家的粮食安全。

灌区失灌的原因主要有:水源短缺,工业和城市生活占用农业用水;水源工程破坏,如水库淤塞,地下水位下降造成水井干涸;渠系、管道因淤积报废或基建破坏报废,导致下游失灌;田间工程配套程度较低,田面不平,形成“水中旱地”。

北方灌区为季节性补充灌溉,实际上并不适应轮灌制度严格的大型地面引水灌区。地面灌溉正适合需水量大轮灌周期固定且水源充沛的地区,如南方水稻灌区和内陆河流域的上游。而北方季节性灌区作物种类多,小麦、果树、蔬菜需水灵活多变且关键需水期集中,导致地表水源难以满足农业用随要求,甚至因干旱造成减产。

每秒10立方米的引水流量,即使24小时连轴转,一昼夜也只能大约浇1万亩地,因此如果20天(20天的时间足以酿成旱灾)之内完成一个百万亩灌区的轮灌至少需要每秒50立方米的引水流量。然而农业需水最多的时候,也正是河流的枯水期,即使渭河、泾河之类黄河大的支流,也很难保证每秒50立方米的引水流量。因此,北方灌区“小马拉大车”的现象非常严重,因水源缺乏,实灌面积经常小于设计面积。

为了抗旱浇地,农民只有打井提取地下水。

废渠用井进一步增加了地面灌的引水成本。北方季节性灌区年引水时间短,干渠、总干渠一般每年最多行水100天左右,支斗渠更少,因此单位灌溉水量承担的工程折旧与人力成本都较高,目前单方水水价多在0.2元以上,是黄河上游和内陆河流域干旱灌区的2倍以上,每亩地面灌溉面积的水费约在50元左右,按照工程设计面积,一般灌区职工人均管理灌溉面积1000-2000亩,每年水费收入5-10万元,除满足职工工资和福利、管理和办公费用外,还可以有一部分结余用于灌区维护。但是实际上目前很多灌区的实灌比例只有50%-60%,水费收入入不敷出,并造成了恶性循环,如果灌溉提高水价,更多的农户将采用地下水灌溉,因为在目前情况下,由于地下水不包含水资源费,主要是电费和井、泵折旧,50米以内甚至100米以内的地下水灌溉可能比地面灌溉成本更低,因为一般将一方水提升100米需要用0.3度电,而农灌电价只有每度2毛多,而且井灌更能满足农业用水需求,关键需水期可以以地下水位降低为代价,群井集中灌溉,而不必等待渠系轮灌。

但是,如果长期入不敷出,渠系设施进一步老化,最终结局还是加剧废渠用井,直到地下水资源枯竭。

黄淮海平原和黄河中游每年500-600mm的降水量至可以满足一年种一季作物的生长要求。目前华北平原主要的农作制度是玉米-小麦一年两熟到两年三熟的轮作制度(辅之以棉花、果菜、果树,耗水量也较高),年耗水量在600-800mm,水田和果菜设施农业可能要达到800-1000mm。黄淮地区好一些,但黄河以北明显存在农田水分亏缺,冬小麦生育期内的天然降水量只有100~200mm,至少缺水300mm,这部分必须依赖灌溉。海河平原农业主要是用地下水灌溉。

大清河以北的京津冀东平原大体上是两年三熟,年均缺水150mm左右,因为当地降水每年可补充地下水约100mm,加之耕地一般只占到总土地面积的2/3,因此,当地水源大体可以满足灌溉需水,地下水位尚可以保持平衡。

而保定、沧州以南农田总需水量达到约800mm,亏空200-300mm,甚至更多,仅依靠本地水资源明显入不敷出。河南、山东两省每年有100亿立方米的引黄水,情况还好些。冀中南平原只能靠超采地下水,形成了史无前例的地下水漏斗区。北方灌溉农业的发展以海河平原(以及汾渭河谷)特别是冀中南地区地下水枯竭为代价的。按目前态势10~30年后冀中南地区可采地下水可能完全枯竭。

地下水位下降,还会引起地面沉降、地裂缝等地质灾害;并形成地下水闭流区,垂直排泄代替水平排泄,加剧盐分和污染物聚集,恶化地下水质。

 我们北方大约有1亿亩小麦灌区面临着水源问题,如果退化为旱作农业,减产的细粮至少有600~800亿斤,相当于目前全国小产量麦的1/3。灌溉1亿亩小麦每年大约需水200亿立方米,其中一部分可以依靠引黄水,但剩余的缺口只能指望南水北调了。

对于灌区而言,首先是发展多种经营、降低供水成本、改善服务质量,使农民用得起、喜欢用渠道水,否则人家宁愿选择井水,在市场面前是人人平等的,如果失去了农民的支持,灌区也将无法生存。其次,是增加水源调节能力,是在关键需水期灌区有水可用,否则一切也都是无从谈起。

北方灌区农灌供水时间一般不足全年的30%,每年超过70%的时间里灌区设施和人力大量闲置。因此,虽然农业灌溉时一种半公益的社会事业,国家有一定的财政补助;但是如果不发展多种经营,躺在国家财政上,灌区仍然几乎是没有出路的。首先是以工业和城市供水补农灌用水;以电补水,建立引水式发电站,提高干渠、总干渠的年运行时间,集中落差发电;非灌溉其也可以利用渠首拦河坝、退水渠等的落差发电。其次是利用库渠水面发展水产养殖、旅游等产业,甚至可以进行房地产和度假村开发。灌渠沿线的权属闲置土地也可以用于种植、养殖及其他方面。

 增加水源调节能力既包括增加渠首调节能力,也包括灌区内部的蓄水能力(地面、地下),还可以尝试蓄水灌溉,利用冬、夏非灌季的富余水量,补充土壤水,以备不时之需,做到渠首稳流、内部蓄水、井渠结合、四水(地表、地下、土壤、雨水)联合调度。

 



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