农业用水变化（精选7篇）
农业用水变化 篇1
摘要：针对全球气候变化的事实,阐述了气候变化对农业用水安全的影响。在分析我国农业用水量与用水效率变化规律的基础上,指出农业用水比重偏高、用水效率低下是造成当前我国水资源危机的重要原因。在未来气候变化背景下,我国农业用水将面临更大挑战。最后,结合国内外水资源管理现状,提出对农业用水需求总量、用水效率进行调控的需水管理措施,从调控需求、提高效率的角度缓解供需矛盾,应对气候变化对农业用水安全的影响。
关键词：气候变化,农业用水,水安全,需水管理
当前,气候变化正在对世界各国产生日益重大而深远的影响,受到国际社会的普遍关注。科学研究表明,人类活动导致了近50年来以全球变暖为主要特征的气候变化。这种变化已经并将继续对自然生态系统和人类社会经济系统产生重大影响,成为人类可持续发展最严峻的挑战之一。
水资源是受气候变化影响最直接和最重要的领域,气候变化已经对我国的水资源系统产生了重要影响。近50年来我国主要江河的实测径流量多呈下降趋势,其中,海河流域1980年以后河川径流较前期减少了40%~70%。未来气候变化将对全球及区域水资源安全产生严重影响。而我国水资源赋存条件和生态环境状况并不优越,加之近年来经济社会发展迅速和城镇化进程的加快,水资源分布与国民经济发展布局不相匹配的矛盾日趋显现,部分地区出现了严重的水资源危机。
农田灌溉作为国民经济发展的用水大户,在保障粮食生产、促进经济社会和谐发展具有重要作用。随着全球变化研究的不断深入,气候变化对农业用水安全构成的威胁逐也日趋显现,并直接关系到国家粮食安全问题。为此,国内外广大学者进行了广泛研究。政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)在其评估报告中指出,气候变化将显著影响灌溉需水、生活需水变化过程[1]。结合印度灌溉作物发展规划,采用IPCC A2和B2气候情景,分析了未来灌溉需水量变化过程,结果显示,受气候变化影响,印度未来灌溉需水在2020年将增加1%~3%,在2070年将增加2%~7%,并指出在B2气候情景下灌溉需水量达到最大[2,3];德国环境部(Federal Environmental Agency,FEA)分析了欧洲大部分国家的气候变化趋势,指出未来气候情景下,来水条件将发生明显改变,同时温度升高将加速土壤蒸发,增加灌溉用水过程,尤其是夏季和冬季的季节性变化,使供需矛盾更加尖锐[4];加拿大环境保护部(Environment Canada,EC)分析了气候变化对加拿大水资源的影响,指出气候变化加速作物蒸腾过程,使水资源供需矛盾更加尖锐,并提出适应气候变化的策略[5];2010年11月,美国水业协会(American Water Works Association,AWWA)针对全球变暖的趋势和未来气候变化的不确定性,指出当前气候变化背景下需水预测的不足,拟投入巨资深入开展气候变化对需水的影响机理研究[6];我国在流域水资源综合规划中,也明确提出要充分考虑气候变化带来的影响与挑战,充分考虑各种可能的影响[7]。因此,全面分析我国农业用水现状,深入了解气候变化对农业用水安全造成的影响,加强水资源应对气候变化的适应性管理,趋利避害,已成为当前我国水资源管理的重要问题。
1 我国农业用水现状
农业用水包括灌溉用水、林牧渔用水。其中,农田灌溉需水量包括农田灌溉净需水量和农田灌溉毛需水量,可采用灌溉定额与灌溉水利用系数方法进行计算。而林牧渔业需水量包括林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水和牲畜用水等4项[8]。长期以来,农业用水一直是国民经济用水大户。资料显示,1949年,我国农业用水量为1 001亿m3,占总用水量的97.1%,至2009年,农业用水总量虽保持在3 723亿m3,但其占总用水量的比例已缩至62.4%,见图1。尽管如此,农业用水比重依旧超过工业和生活用水比重。
除了用水总量的变化之外,我国农业用水效率在过去多年间也发生了显著改变。1949年我国农业灌溉用水定额为8 565 m3/hm2,至2009年已提高到6 465 m3/hm2,其中海河、淮河流域分别提高到3 480 m3/hm2、4 200 m3/hm2。尽管我国农业灌溉用水效率有了很大提高,但当前我国灌溉水利用系数只有0.4,与发达国家0.7相比,相差甚远。同样,灌溉水分生产率平均1 kg/m3左右,与以色列2.32 kg/m3相比,亦存在明显差距。农业用水效率的变化是我国国民经济发展、农业产业结构布局、农业灌溉技术等多方面因素综合影响的结果。在全球变化的大背景下,我国农业用水效率低下将直接威胁到农业用水安全。
2 气候变化对农业用水需求的影响分析
众所周知,水分是决定作物生长发育的主要因子之一,水分不足对作物生长发育有关的许多生理生化过程都有影响,严重的水分胁迫将导致作物产量的大幅度的下降。一般情况下,作物需水量的大小,取决于该作物的耗水强度,即日均需水强度,而作物的需水强度过程线则是其生物学特性与环境条件综合作用的反映,受到气温和降水等外部环境条件的显著影响[9,10,11]。
首先,气温变化直接影响作物腾发量,进而改变作物需水量。根据1990年FAO对参考表面的定义,即“参考表面为生长均匀茂盛、完全遮蔽地面、供水充分、植株高度0.12 m、具有固定的表面阻力和反射率的面积无限大的绿色草地”。在此环境中,FAO推荐Penman-Monteith公式、Blaney-Criddle公式等多个计算参考作物需水量。Penman-Monteith公式表达形式如下:
式中:ET0为参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;Rn为植被表面净辐射量,MJ/(m2·d);G为土壤热通量,MJ/(m2·d);Δ为饱和水汽压~温度关系曲线的斜率,kPa/℃;γ为湿度计常数,kPa/℃;u2为在地面以上2 m高处的风速,m/s;e0为空气饱和水汽压,kPa;ea为空气实际水汽压,kPa。
这是一个组合方程,可分成2个部分,前一部分为辐射项(ETrad),后一部分为空气动力学项(ETaero)。方程中涉及到的均是标准气象资料,包括旬平均温度、旬平均最高温度、旬平均最低温度、旬平均日照时数、旬平均相对湿度和旬平均风速[12,13]。
FAO-Blaney-Criddle公式表达形式如下:
式中:ET0为参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;Tm为平均温度,℃;P为月内日平均昼长小时占全年昼长小时的百分比[12]。
可以看出,在2式中气温是影响 的主要因素,且随着温度的变化,ET0亦呈明显变化。
其次,温度升高会导致大部分作物的生育期发生变化。气温升高导致春季作物物候期提前,秋季物候期推迟,从而延长作物生长过程,并最终影响作物需水量[2]。研究表明,冬小麦一生中的日需水强度变化很大,出苗后到冬前分蘖期间,日需水强度逐渐有所增加,进入越冬期后逐渐减小,返青后又明显增大,至孕穗-扬花期冬小麦日需水强度达到最大,以后有所减少。因此,在冬小麦日需水强度过程线上有2个峰,即冬前分蘖期的小峰和孕穗-扬花期的大峰,而后一个高峰期所需水量,约占冬小麦全生育期需水量的65%左右。
此外,降水作为作物生长的主要水源,通过贮存于作物根区后用于蒸散过程,可有效减少作物灌溉用水量[13]。但当降水强度超过土壤的入渗能力或降水超过土壤储水能力时,一部分降水将作为地表径流流走,或形成深层渗漏流出作物根区,从而不能被作物利用。同时,降水特性、土壤特征、作物种类等多种因子,均影响有效降雨。有效降雨系数作为综合反映降水量、降水强度、土壤质地、作物生长等因素的综合因子,被广泛应用于当前的研究与设计中[14]。
气候变化对林业的影响与灌溉相同,即随着温度的升高,植被蒸腾加速,进而使需水量增大。
笔者利用区域经济发展、灌溉用水、种植结构等因素之间动态反馈关系,采用系统动力学建模方法,构建了气候变化背景下灌溉用水响应模型。以关中宝鸡峡灌区为例,分析了未来不同气候情景下灌区灌溉用水的变化过程。结果显示,随着未来气温升高趋势的增加,灌溉用水亦呈明显升高趋势,不同情景稍有差异,但差别不大,而不同作物间差异较大。以B1情景为例,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2。玉米约增加120 m3/hm2,温度升高对灌区用水安全带来极大挑战[15]。
3 应对策略
随着未来气温的升高,灌溉用水量的增加,世界各地也采取了广泛的应对措施。其中,需水管理作为新的管理手段,近年来先后受到联合国粮农组织(FAO)、世界银行(WB)、国际水资源管理研究所(IWMI)等国际组织和机构的重视,并逐渐成为国际上一种先进的水资源管理理念,被广泛应用到各国的水资源管理中[16,17]。而我国的需水管理起步较晚,目前尚处于初步研究阶段,但是在灌区节水改造、水权制度建设的实践中,积累了丰富的经验[18,19]。2010年12月31日,《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》正式发布,这是新中国成立62年来中共中央首次系统部署水利改革发展全面工作的决定。文件明确提出力争通过5年到10年努力,从根本上扭转水利建设明显滞后的局面。到2020年,基本建成水资源合理配置和高效利用体系,全国年用水总量力争控制在6 700亿m3以内,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,“十二五”期间新增农田有效灌溉面积266.7万hm2。可以看出,实施需水管理,调控用水总量,提高用水效率已成为缓解有限资源与无限需求间矛盾的必然选择,是当前落实最严格水资源管理制度的重要手段[20]。为此,笔者认为根据未来气候变化情景和经济发展状况,充分考虑种植结构调整与农民收入水平,妥善考虑农业用水户经济承受能力,严格控制用水总量,不断提高用水效率已成为应对气候变化的有效手段。
(1)严格农业用水总量控制。
在一定流域或区域内,由于能够持续支撑经济社会发展规模、维系良好的生态系统能力的水资源有限,所以水资源承载能力也是有限的。因此,根据水资源承载能力,充分考虑国民经济各行业用水之间的相互关系,对取水建设项目严格审批,确保合理分配有限的水量[20] 。当用水户达到或者超过用水总量指标时,应积极推进水权转换,不断促进工农业各部门在总量约束下,科学合理地使用有限的水资源。同时尽快完成大型灌区、重点中型灌区续建配套和节水改造任务。不断完善现有的各项水资源管理法律、法规,严格水资源管理。在大力发展节水灌溉,推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术的同时,充分考虑农民经济承受能力,适时给予节水、抗旱设备补贴政策。积极发展旱作农业,广泛推广地膜覆盖、深松深耕、保护性耕作等技术。
(2)千方百计提高农业用水效率。
农业用水效率受到灌溉条件、科技水平、来水条件等多方面因素的影响,常常是一个动态的变化过程。通常,节水技术的推广、用水水平的提高、重复利用率的提高都直接影响用水定额[21]。因此,要加大农业灌区节水改造力度,不断改善灌溉条件,逐步提高用水水平。同时结合不同地区水资源开发利用条件和经济发展状况,调整农业生产结构,逐步推行节水灌溉制度和节水栽培措施,减少农作物蒸发蒸腾,提高水的利用效率。逐步推行水资源有偿使用制度,进行农业水价改革,建立科学的水价政策[20] 。此外,要逐步推广节水灌溉的产业化模式,加紧制订和尽快实施节水灌溉设备产业化计划,同时加强产品质量监控,规范市场行为,不断提高节水设备的产业化和服务产业化程度。积极组建农民用水者协会,让广大农民参与灌溉用水管理,提高农业用水的组织化程度和对农田水利设施的管理与维护水平。
4 结 语
(1)农田灌溉作为国民经济发展的用水大户,在保障粮食生产、促进经济社会和谐发展具有重要作用。随着全球变化研究的不断深入,气候变化对农业用水安全构成的威胁逐也日趋显现,并直接关系到国家粮食安全问题。1949-2009年,我国农业用水量由1 001亿m3增加到3 723亿m3,占国民经济各部门用水总量比例从97.1%降低至62.4%。尽管如此,农业用水依旧是我国主要用水大户。同时,受到节水技术的推广、灌区节水改造等工作的推进,我国农业用水效率亦发生了显著变化,我国农业灌溉用水定额由1949年的8 565 m3/hm2提高到2009年的6 465 m3/hm2。尽管如此,与发达国家依然存在明显差距。
(2)气候变化通过气温与降水2个要素影响农业用水。一方面,气温变化直接影响作物腾发量,进而改变作物需水量,同时,气温升高使作物生育期发生变化,影响灌溉需水量。另一方面,降水条件改变亦直接影响灌溉需水量。以关中宝鸡峡灌区为例计算表明,在B1情景下,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2;玉米约增加120 m3/hm2,温度升高对灌区农业用水安全构成严重威胁。
(3)在全球变暖背景下,要保障我国农业用水安全,制定科学的适应对策迫在眉睫。从国内外水资源管理现状来看,需水管理作为缓解供需矛盾的有效措施,对各国缓解水资源供需矛盾起到了重要作用。结合我国农业用水现状,提出对农业用水需求总量、用水效率进行调控的需水管理措施,从调控需求、提高效率的角度缓解供需矛盾,进而有效应对气候变化对农业用水安全的影响。
农业用水变化 篇2
气候变化造成的影响是当今世界所面临的主要环境问题之一,已引起各级政府和科学界的广泛关注。2008年4月6日,IPCC在其发布的《2007年气候变化:气候变化的影响、适应和脆弱性问题》中指出,全球变暖将使地球上数十亿人口面临水和食物短缺,洪涝、干旱、台风等自然灾害发生的频率也将增加。同时受到人类活动的双重影响,自然界的水循环出现了一些新的特征,引发了水土流失,湿地萎缩等一系列严重的生态环境问题[1]。
农田灌溉是我国粮食生产的基本保证,同时又是国民经济发展用水大户。由于工农业生产和城镇化进程的加快,用水需求也随之不断增加,致使供水总量严重不足。受到全球气候变化的影响,未来我国用水安全将受到极大挑战[2]。其中,农业灌溉用水形势颇为严峻,并直接关系到国家粮食安全问题。为此,国内外广大学者进行了广泛研究。Jeffrey 分析了气候变化情景下的水资源规划与管理问题,指出气候变化将明显改变水资源供需条件[3];Wei Xiong结合我国农业生产现状,分析了2020年和2050年不同气候情景下谷类作物需水量及产量,指出了可能出现的问题[4];缪启龙以长江三角洲为例,分析了农业耗水对气候变化的响应,结果表明,在耕地面积不减少的情况下,随着未来气温升高,农业耗水量将呈增加趋势[5];杨修利用英国Hadley中心PRECIS模型输出的B2气候情景格点数据,对我国2070年不同格点玉米产量进行预测,提出了未来我国玉米的气候变化敏感区和脆弱区[6];张建平探讨了未来气候情景下东北三省玉米需水量的变化趋势。结果表明,未来气候变化情景下,东北三省玉米需水量距平百分率大多表现为增加的趋势[7];刘晓英分析了未来温度上升1～4 ℃的情景下,我国华北地区主要作物需水量对气候变化的响应,结果表明,气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对冬小麦需水量的影响最大,对棉花的影响次之,对夏玉米的影响最小[8]。总体来看,当前的研究主要集中在气候变化对作物需水量敏感性分析、作物产量影响分析等方面,较少考虑气候变化背景下,灌溉用水的变化与水资源开发利用与管理的动态反馈过程。鉴于此,本文以我国粮食主要产区关中灌区为例,采用系统动力学方法,分析了气候变化对该宝鸡峡灌区农业灌溉用水的可能影响,并在充分考虑灌区用水户承受能力的基础上,提出了相应的对策,为当地农业水资源可持续利用提供理论支持,同时可为其他地区提供参考。
1气候变化对区域农业灌溉用水影响分析方法
1.1 建模基本思路
气候变化将直接导致温度升高,进而加速作物蒸腾过程,改变作物生育期,最终影响到作物需水量,而作物需水量作为农田水利工程规与设计等工作的基础资料,将对水资源开发利用与管理产生明显影响,进而使农户改变改变用水方式,调整种植结构,这一过程存在不同的反馈关系,是涉及资源、环境、社会经济以及政策等诸多因素的非线性、高阶次、多重反馈的复杂系统,反映了SD建模的目的和原则[9]。同时,通过调控系统参数,可以确定不同气候情景下作物需水量的变化规律,进而制定切实可行的决策方案。本文总体建模思路见图1。
1.2 建模基本原理
(1)水量平衡方程。
主要农作物的净灌溉定额由田间水量平衡原理推求,除稻田外,其他农林地的水量平衡方程为:
式中:IN为农林地净灌溉用水定额,mm;ETc为农作物生育期的需水量,mm;Pe为农作物生育期内的有效降水量,mm;G为农作物生育期内的地下水补给量,由于全省大部分地区地下水位较深,故地下水补给量可以忽略[10],mm;ΔW为农作物生育期始末的土壤储水量变化量,mm。
由于是旱作物,灌区地下水位埋深大多数地区在 3 m 以下,在计算净灌溉需水量时,不考虑地下水补给量,即G≈0,根据宝鸡峡灌区土壤含水量资料分析,考虑到灌区土壤储水变化量年际间变化不大,故采用ΔW≈0。因此对主要农作物的净灌溉定额由下式确定:
(2)参考作物需水量。
关于参考作物需水量的计算,国内外科研工作者已提出多种方法。但是由于这些方法的局限性很大,很难在全球范围内普遍应用,只能根据当地具体条件分析选用。本模型选用FAO-Blaney-Criddle公式计算,见下[11]:
式中:ET0为参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;Tm为平均温度,℃;P为为月内日平均昼长小时占全年昼长小时的百分比。
(3)作物水分生理学。
根据目前该领域的研究进展, 农作物及林地、牧草的需水量主要由参考作物需水量推求,其计算方法为:
式中:ETc为农作物生育期的需水量,mm;ET0为农作物生育期内的参考作物需水量,mm;Kc为农作物生育期的作物系数。
(4)有效降水量。有效降水量采用下式计算:
式中:Pe为农作物全生育期的有效降水量,mm;P为农作物全生育期的降水量,mm;σ为农作物全生育期的降水有效利用系数。
在获得以上各量的基础上,根据式(1),可确定出典型作物的灌溉净定额。同时结合地区农作物种植结构,可计算出综合灌溉净定额和农田灌溉净需水量分别为:
式中:Sj为第i种作物的灌溉面积;AQni为第i种作物的灌溉净定额;AQn为农田综合灌溉净定额;AW
由于灌溉水流经各级渠系后送入田间,在输水和灌溉过程中,有输水损失和田间损失;在灌溉净定额和灌溉净需水量的基础上加上损失水量,即为灌溉毛定额和灌溉毛需水量,可用下式计算:
式中:η水为灌溉水利用系数,是由渠系水利用系数和田间水利用系数共同决定的。
(5)农户水价经济承受能力。分析用户经济承受能力的水价数学模型为:
式中:P为供水价格;R为水费支出占居民收入或企业产值的比重;E为用水户收入或产值;C为实际用水量。
式(10)中R综合反映了用水户物质承受能力、心理影响和节约用水等因素[12]。世界银行和一些国际贷款机构的研究成果表明,家庭或个人水费支出占家庭收入的比重为3%～5%是可行的。我国现阶段处于发展中国家,且由于我国长期采用福利水政策,因此根据我国国情,水费支出占居民可支配收入的比重为2%比较合适。
1.3 模型构建与验证
按照系统动力学原理,结合灌区水资源开发利用现状,在充分认识当地水资源与水环境承载力的基础上,综合考虑气候变化、生态环境和经济发展之间的关系,利用SD专用软件Vensim,构建模型的流图见图2。模型的时间边界是1980-2050年,时间步长为1年,空间边界设定为陕西省宝鸡峡灌区,建立系统的动力学方程共63个,将各子系统确定的参数输入模型流图,经过在计算机上反复调试运行,经过模型有效性检验,将得出各个变量时间序列数据并与历史数据比较,即系统行为与历史数据的拟合度检验,以保证模型的正确性和有效性。经对比,温度、水价、灌溉用水量等参数仿真结果与实际值的相对误差分别为-5.7%、-6.3%、-7.7%。由此可见,模型所描述的系统行为与实际系统行为是基本相符的,具有一定的模拟精度。因而可以用来分析未来气候变化对灌区灌溉用水影响的动态变化过程。
2气候变化对宝鸡峡灌区灌溉用水的可能影响分析
2.1 宝鸡峡灌区气候变化特点及未来情景分析
宝鸡峡灌区地处关中地区,具有较长的气温和降水资料,其多年变化过程见图3、图4。可以看出,灌区气温、降水变化过程与全球变化过程基本一致。1961-2006年间,宝鸡峡灌区气温呈增加趋势,降水略有减少。气候变化受到多种因素影响,是一个极为复杂的科学问题,在研究未来气候变化问题时,普遍采用的是气候情景。本研究以IPCC报告中SRES A2、A1B、B1三个情景为基准,采用多个模式的集合模拟,开展未来气候变化对灌溉用水的研究,见图5。
2.2 未来气候变化对宝鸡峡灌区灌溉用水影响
通过分析,未来宝鸡峡灌区平均气温将明显增加。与2000年比较,2050年不同情景约增加1.0～1.3 ℃。将其带入本文所建立的SD模型中,即可得到灌区灌溉用水对气候变化的响应过程。见图6、图7。
通过情景预测,可以得出:
(1)未来气候变化将对灌溉用水产生一定影响。随着温度的升高,作物的蒸腾过程将直接受到影响,同时改变作物的生育期。模拟结果表明,随着温度升高,灌区灌溉用水亦呈增加趋势,但A2、A1B、B1 3个情景相差不大。从多年平均状况来看,在B1情况下,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,用水的增加将直接加剧水资源供需矛盾。
(2)不同作物对气候变化的响应过程略有不同。由于作物自身的差异,导致灌溉用水定额略有不同。模拟结果表明,不同作物对气温升高存在不同响应。其中B1情景下,温度升高1 ℃,灌区内小麦需水量约增加11 310万m3,单位面积约增加420 m3/hm2;玉米需水量约增加740万m3,单位面积约增加120 m3/hm2,这可能与冬小麦和夏玉米生育期的变化有关,尚需进一步研究。
(3)制定科学的适应对策迫在眉睫。随着未来气温的升高,灌溉用水量也呈现增加趋势。要满足日益增长的用水需求、保障粮食安全对水行政主管部门提出了更高要求。由于灌区内工程多为初建时修建,部分已年久失修,总体运行状况不佳。未来气候变化将加剧灌区水资源供需矛盾,导致严重的水资源危机。且模拟结果显示,在未来情景下,灌区用水户经济承受能力亦受到考验,必须引起有关部门高度重视。同时,灌区管理部门应加强灌溉管理,开展科学用水,计划用水和节约用水。在新的形势下,逐步转向面向对象的需水管理,提高水资源利用效率,为灌区经济发展和保障我国粮食安全发挥作用[13]。
3 结 语
(1)气候变化已成为不争的科学事实,其将直接导致温度升高,进而加速作物蒸腾过程,改变作物生育期,最终影响到作物需水量,使区域经济发展、灌溉用水变化、种植结构等一系列因素发生变化,各因素之间存在动态反馈关系,符合系统动力学建模方法,为研究气候变化背景下区域灌溉用水变化规律奠定了理论基础。
(2)通过建立区域用水过程对气候变化的评价模型,分析了宝鸡峡灌区灌溉用水对气候变化的响应过程。结果表明,随着未来气温升高趋势的增加,灌溉用水亦呈明显升高趋势,不同情景稍有差异,但差别不大,但不同作物间差异较大。以B1情景为例,温度升高1 ℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2;玉米约增加120 m3/hm2,这可能与冬小麦和夏玉米生育期的变化有关,应进一步加强研究。
(3)由于模型的构建与参数的选取过程存在较多的不确定性,使有关部门在对策制定过程中存在一定的风险,应进一步加强研究。同时,决策部门应转变观念,适应气候变化带来的影响。
摘要：从气候变化对区域灌溉用水影响机理入手,利用区域经济发展、灌溉用水、种植结构等因素之间动态反馈关系,采用系统动力学建模方法,构建了气候变化背景下灌溉用水响应模型,分析了未来不同气候情景下宝鸡峡灌区灌溉用水的变化过程。结果表明,随着未来气温升高趋势的增加,灌溉用水亦呈明显升高趋势,不同情景稍有差异,但差别不大,而不同作物间差异较大。以B1情景为例,温度升高1℃,灌区内灌溉净需水量约增加12 050万m3,毛需水量约增加20 080万m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量420 m3/hm2;玉米约增加120 m3/hm2,这可能与冬小麦和夏玉米生育期的变化有关,应进一步加强研究。
解读山西省用水定额(农业用水) 篇3
背景
长期以来, 我省水利建设着重于从水源方面增加供水, 而加强用水管理、节约用水做得不够, 对于农业用水管理比较粗放, 用水效率低下, 存在水资源浪费的现象。农业是山西省第一用水“大户”, 农业节水是实施最严格水资源管理的主战场。为进一步加强我省农业计划用水、节约用水管理工作, 提高水资源利用率, 促进科学用水、合理用水, 实现农业用水可持续发展, 急需编制农业用水定额。
2008 年, 山西省人民政府办公厅晋政办发〔2008〕 1 号文件发布的《山西省用水定额》, 该定额的颁布在取水许可管理、用水计划下达、建设项目水资源论证、水资源规划、节水评估等方面得到广泛应用, 在推动全省节水工作和水资源管理等方面起到非常积极的作用。但该定额未包含农业用水, 不利于我省农业节水的发展。为此, 根据水利部水资源〔2007〕158 号文件要求和《水法》相关规定及《山西省水资源管理条例》, 山西省水利厅水资源处于2014 年8 月下发《关于开展用水定额修订工作意见的通知》 (晋水资源〔2014〕10 号) , 山西省水利水电科学研究院开展山西省地方标准农业用水定额的编制工作。
依据相关规定:“国家对用水实行总量控制和定额管理相结合的制度”, 在习总书记关于“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路的指导下, 从水资源的可持续利用, 提高用水效率出发, 结合我省农业用水实际情况, 特编制山西省地方标准《农业用水定额》。在编制过程中, 山西省水利厅组织有关单位, 充分收集、整理、分析了全省农业现状用水资料, 结合山西省农业实际情况和发展状况, 广泛征求了有关专家和有关部门以及各市水行政主管部门的意见, 并参考了国家和相邻省份已颁布的农业用水定额, 山西省质量技术监督局在太原组织召开了山西省地方标准《山西省用水定额第1 部分:农业用水定额》审查会。
总体要求
结合山西省的水资源情况及用水结构, 提出以下4 个方面总体要求:
用水总量:贯彻最严格的水资源管理制度, 实行农业用水总量控制。用水效率:以保障粮食安全为目标, 大力提高灌溉水利用率及作物水分生产率。用水方针:着眼我省水源特点, 鼓励优先利用黄河水、积极使用地表水、节约保护地下水。用水技术:积极总结推广各种先进适用的农业节水新技术。
编制原则
本标准编制的原则是根据当前山西省农业生产现状和今后一段时期内农业发展用水的技术需求, 在充分考虑我省农业用水现状水平、水资源条件、灌溉工程形式、水源类型、灌区规模的基础上制定, 力求使所制定的标准具有科学性、实用性、可操作性。
科学性原则
制定农业用水定额以科学的理论为指导, 以有关法律法规、政策、技术规程规范、规划和科研成果为依据, 并通过调查研究农业生产、生活用水等基本情况, 获得详实可靠的数据资料, 在此基础上采用规范、正确的分析计算方法和程序, 合理制定农业用水定额。
节水性原则
农业是我省的用水大户, 在制定农业用水定额时一定要体现节约用水的方针, 制定的标准实施后, 确能起到促进节约用水的作用。定额水平既要在一定程度上满足农业发展的需要, 又符合节约用水的发展趋势, 在当地具有一定的先进性。
实用性原则
充分考虑全省各地的自然条件、农业种植结构、各地区间水资源量丰枯差异及水质状况、用水总量指标、经济社会发展水平、工程技术条件等因素, 建立不同地区的农业用水定额标准, 便于实施和管理。
动态调整原则
用水定额是在一定生产条件、一定时间下制定的, 它与具体的生产技术条件、用水条件等相联系, 一般其稳定时间在3 ~ 5 年左右, 其后再根据农村经济发展的状况、水资源条件及其开发程度、农业生产技术进步等情况适时调整。
标准解读
《山西省用水定额第1 部分:农业用水定额》地方标准共7 部分, 主要内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、用水行业分类和代码、农业灌溉分区、农业用水定额表。
第1 部分为范围。本标准适用于农业方面开展涉水规划编制、节水管理、取水许可管理、取用水计划管理、规划水资源论证、建设项目水资源论证、水利工程设计工作。
第2 部分为规范性引用文件。列出了标准引用的3 个规范性文件。
第3 部分为术语和定义。对标准中涉及的作物灌溉用水定额、畜牧业用水定额、渔业用水定额、水文年、调整系数等5 个术语进行了解释说明。
第4 部分为总体要求。规定了山西省农业用水定额标准4 点要求:贯彻最严格的水资源管理制度, 实行农业用水总量控制;以保障粮食安全为目标, 大力提高灌溉水利用率及作物水分生产率;着眼我省水源特点, 鼓励优先利用黄河水、积极使用地表水、节约保护地下水;积极总结推广各种先进适用的农业节水新技术。
第5 部分为用水行业分类和代码。本标准根据GB/T 4754 的规定, 将用水行业分为门类、大类、中类和小类四级, 编码方法如下:
门类采用字母顺序编码法, 即用A、B、C、D、E等表示。
大、中、小类依据等级制和完全十进制, 用三层四位阿拉伯数字表示。
大类代码由前两位数字组成, 采用层次编码法和数字顺序编码法, 从01开始依据大类体系的排列次序按升序赋码;中类代码由前3 位数字组成, 第3位为中类的顺序码;小类代码由4 位数字组成, 第4 位为小类的顺序码。中类、小类的顺序分别从1 开始, 按升序排列, 最多编到9。
第6 部分为灌溉分区。根据我省的自然地理状况划分不同灌溉分区, 全省分为:晋北区 (Ⅰ) 、晋中区 (Ⅱ) 、晋东南区 (Ⅲ) 、晋南区 (Ⅳ) 4 个区。
第7 部分为农业用水定额表。表1规定了作物灌溉用水定额。表2 规定了作物灌溉用水定额调整系数。表3 规定了林业用水定额。表4 规定了畜牧业用水定额。表5 规定了渔业用水定额。
主要内容
农业用水定额包括主要作物灌溉、牲畜、渔业用水定额。编制时充分考虑各分区水资源条件、社会经济发展水平的不同及用水总量控制指标, 提出对应各分区及全省主要作物的灌溉、牲畜、渔业的用水定额和不同工程、水源、规模类型的灌溉用水定额的调节系数, 使其更具有针对性和实用性, 能够直接服务于取水许可、用水计划、节约用水、水资源论证等水资源日常管理工作。
作物灌溉用水定额:受地区、水文年型、土壤类型、气候条件、灌溉方式、水资源特征等因素的影响, 本次编制的作物灌溉用水定额分2 种水文年 (50%平水年、75% 中等干旱年) 、4 个灌溉分区 (晋北区、晋中区、晋东南区、晋南区) 、2 种灌溉方式 (地面灌溉、微灌) 。
作物包括谷物类 (冬小麦、春小麦、玉米、谷子、高粱) 、薯类、豆类、棉花、糖料 (甜菜) 、牧草、水果 (果树) 和蔬菜 (茄果类、豆类、叶菜类、根茎类) , 共计15 种类作物, 98 个定额。
林业灌溉用水定额:包括育种和育苗 (苗木、育材林) 共计2 种, 4 个定额。
畜牧业用水定额:包括牲畜 (牛、马、猪、羊) 、家禽 (鸡、鸭) , 共计6 个品种, 6 个定额。
渔业用水定额:包括虾、鲤鱼、鲫鱼、草鱼等的用水定额, 涉及1 种, 1 个定额。
定额指标确定依据
1. 灌溉用水定额
灌溉用水定额是指农作物、林果、牧草、青贮饲料等植物灌溉用水, 反映了灌溉用水情况, 由净灌溉定额、斗渠 (或井口) 及以下渠系输水损失和田间损失组成, 指折算到斗口或井口的灌溉用水定额, 主要依赖于现状用水调查结果。
本次编制的作物灌溉用水定额考虑了井灌、渠灌、井渠结合3 种水源情况;渠道防渗、管道输水灌溉、土渠地面灌溉、喷灌、微灌5 种灌溉工程形式;大型、中型、小型3 种灌区规模。涉及作物、灌溉工程形式、水源类型、灌区规模等不同组合形式96 个, 在我省应县、榆次市、阳城县、芮城县等13 个典型县的调研数据16 450 个, 同时收集分析了1949 年以来的水利、农业、气象等相关数据。
在制定作物灌溉用水定额时, 将全省分为4 个区是根据全省地理气候特点划分的;设置2 种水文年, 是根据《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288-1999 确定的;蔬菜分为4 类, 是参考蔬菜农业生物学分类, 结合山西省蔬菜种植情况确定的。
本次编制作物灌溉用水定额, 采用典型调研的方式, 以调查典型县典型单元主要作物现状用水量为基础, 以现状年实际可供水量为控制条件, 汇总各分区的需水量和可供水量, 进行水量平衡计算, 经过反复调研、多次调整, 编制了全省各分区斗口 (或井口) 主要作物的毛灌溉用水定额。
将主要作物的毛灌溉用水定额乘以各分区斗口 (或井口) 以下灌溉水利用系数, 制定出各分区主要作物的净灌溉用水定额。
2. 灌溉用水定额调整系数
灌溉用水定额调整系数是灌溉系统用水指标的重要参数, 反映不同灌溉工程类型、水源类型、地区差异等影响因素对不同分区、不同县级行政区作物灌溉用水的综合影响。为满足灌溉用水定额的要求, 并考虑灌溉工程类型、水源类型等因素的影响, 特提出调整系数。
由于不同分区、不同县级行政区地域条件、灌溉工程方式以及水源类型等不同, 使用单一的标准灌溉用水定额, 不能反映当地实际情况。为提高用水定额可操作性, 提出相应的调整系数。各地在执行时, 可以结合当地实际情况, 参考调整系数, 适当进行调整。
3. 畜牧业用水定额
在一定的计量时间内, 规模化饲养牲畜、家禽用水量的限额, 包括养殖场地冲洗、牲畜饮用、饲料清洗和拌和用水。
牲畜用水定额调查了阳高县、平遥县、长治县、临猗县等13个典型县, 涉及养殖场、家庭圈养、零星散养3种形式, 主要调查范围包括牲畜、家禽等, 共取得6 370个数据。对典型县牲畜、家禽的数量、用水定额进行汇总, 以牲畜、家禽的数量为权重, 分别加权平均求得全省牲畜、家禽的用水定额。
4. 渔业用水定额
反映单位产品 (或用水单元) 生产或活动全过程的合理补水量, 由蒸发量、保持水体清洁与外界交换的水量、斗渠或井口及以下渠系输水损失和鱼塘渗漏损失组成。
渔业用水定额调查了盐湖区、晋源区、忻府区、沁县4 个典型区 (县) 鱼的种类、鱼塘面积、蒸发量、计算时段降雨量、交换水量、鱼塘渗漏损失、输水渗漏损失、渔业用水量等数据进行汇总, 分别计算出调查典型单元的渔业亩均用水量。以典型单元的鱼塘面积为权重, 加权平均求得各分区渔业用水综合定额。采用同样方法, 以分区的鱼塘面积为权重, 计算全省渔业用水定额。
标准创新点
农业灌溉具有很强的地域性, 目前没有统一的国际标准、国家标准。
本次编制的农业用水定额主要结合我省的自然气候、水资源条件、灌溉方式、现状农业用水水平等实际情况, 首次制定了具有我省地方特色的农业用水定额标准, 填补了我省农业用水定额方面的空白。本标准具有以下创新点:
1.本标准的作物灌溉用水定额包括谷物、薯类、豆类、棉花、糖料、水果、蔬菜及其他作物共计15 种农作物灌溉用水, 基本涵盖了我省主要耗水的农作物种类;林业用水2 种、畜牧业用水6 个品种及鱼塘补水1 种, 共计4 大类109 种用水定额。
2.农业灌溉用水定额设置了不同作物、灌溉分区、2 种水文年, 实际使用更具有针对性、可操作性。
3.本标准提出了全省不同分区及不同县级行政区的作物灌溉调整系数, 标志着农业用水工作向标准化、定额化、科学化、技术化方向发展。
预期效果
浅析农业灌溉用水系数测算 篇4
以各样点灌区数据资料为基础, 结合理论计算, 测算分析出各年度全县大、中、小型灌区和纯井灌区以及全县平均灌溉用水有效利用系数的变化情况。
1 测算分析技术路线
全县灌溉用水有效利用系数采用点与面相结合、调查统计与观测分析相结合、微观研究与宏观分析评价相结合的方法进行测算分析。
在对全县灌区综合调研的基础上, 选择代表不同规模与类型 (大、中、小型灌区和纯井灌区, 下同) 的典型灌区作为样点灌区, 搜集整理样点灌区有关资料, 并开展必要的田间观测, 通过综合分析, 采用统一的首尾测算分析法 (见后) , 得出样点灌区灌溉用水有效利用系数;以此为基础, 得到不同规模与类型灌区的灌溉用水有效利用系数平均值;最后, 分析全县灌溉用水有效利用系数平均值。
2 灌溉分区
由于裕民县自然条件复杂, 为使典型样点灌区的选择具有较好的代表性, 比较准确地确定灌溉用水有效利用系数测算分析中有关技术参数与作物的净灌溉定额, 需要对全县进行灌溉分区。
裕民县总的地形东南高西北低, 最高峰海拔3 252m, 最低处海拔390m, 境内自然条件复杂多样, 形成了不同的垂直地貌带。根据县境内大的地貌轮廓和构造特征, 以及沉积物特性, 可分为巴尔鲁克山区、土壤为;暗栗钙土、普通钙土、淡栗钙土;山前丘陵沟壑区、土壤为;黑土和栗土;山前倾斜平原区、土壤为;普通棕钙土和灌溉棕钙土;北部冲积平原区等4个地貌区土壤为;含碱性砂石底沙土、灰砂土、砾质黄沙土。
3 样点灌区选择结果与分布
3.1 大型灌区
裕民县现有大型灌区1处, 为自流灌区, 设计灌溉面积33万亩, 有效灌溉面积28.9万亩。按照大型灌区样点选择要求, 所有大型灌区均纳入样点灌区测算分析范围, 即大型灌区的总个数即为样点灌区个数。
3.2 中型灌区
裕民县现有中型灌区4处, 54%以上为自流灌区, 设计灌溉面积50.08万亩, 有效灌溉面积45.7万亩。其中, 5万亩~15万亩中型灌区3处, 占中型灌区总数的75%, 设计灌溉面积27.13万亩, 有效灌溉面积27.13万亩, 15万亩~30万亩中型灌区1处, 占中型灌区总数的25%, 设计灌溉面积22.95万亩, 有效灌溉面积22.95万亩。
按照中型灌区样点选择要求, 选择2处中型灌区, 有效灌溉面积30.12万亩, 分别占中型灌区数量和有效灌溉面积的50%和60%。5万亩~15万亩中型灌区选1处, 有效灌溉面积7.17万亩, 分别占该类中型灌区数量和有效灌溉面积的33%和14.3%;15万亩~30万亩中型灌区选1处, 有效灌溉面积22.95万亩, 分别占该类中型灌区数量和有效灌溉面积的33%和46%。
首尾测算分析法:
首尾测算分析法是指直接测量统计灌区从水源引入 (取用) 的毛灌溉用水总量, 通过分析测算得到田间实际净灌溉用水总量, 田间实际净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌溉用水有效利用系数, 计算公式如下:
为了能够反映灌区灌溉水利用状况的整体情况, 要求以日历年作为计算时段。小麦等跨年度作物, 在一年内分两个时段进行计算。
通过统计灌区年灌溉用水总量、各种作物的实灌面积, 根据计算分析、典型调查与观测确定作物实际净灌溉定额, 以作物净灌溉定额近似替代亩均净灌溉用水量, 即可用下式计算灌区该年度的灌溉用水有效利用系数ηw:
式中, Mi——灌区第种作物净灌溉定额, m3/亩;
Ai——灌区第种作物实灌面积, 亩;
N——灌区作物种类总数;
Wa——灌区全年毛灌溉用水总量, m3。
4 毛灌溉用水总量确定
毛灌溉用水总量Wa是指灌区全年用于农田灌溉的从水源地引入 (取用) 的总水量, 其值等于从水源地取水总量扣除由于工程保护、防洪除险等需要的渠道 (管路) 弃水量。
当农田灌溉供水与城市、工业或农村生活供水使用同一渠道或管路时, 还应扣除相应的城市、工业或农村生活供水量。
年毛灌溉用水总量根据灌区从水源地实际取水测量值统计取得, 而非其它如计收水费等目的收费计量水量数值。
5 净灌溉用水总量确定
确定样点灌区净灌溉用水总量是本项工作的重点和难点。净灌溉用水总量确定的关键是确定不同作物的净灌水定额和净灌溉定额。
6 结论
农业灌溉用水还存在着很大的浪费。提高水的利用率, 发展节水农业是解决未来农业水资源短缺的根本出路, 也是现代农业的基本要求, 如完善管理体制和技术服务体系, 农业水资源立法, 农业供水水价的合理调整等, 从而提高农业用水的管理水平, 提高田间作物水的利用率。
参考文献
[1]武华光.山东省灌溉水资源利用管理研究[D].山东农业大学, 2006.
关于农业高效用水问题的探讨 篇5
1 农业灌溉与高效用水
农业灌溉将水从水源输送到农田的过程, 可以划分为3个环节, 第1个环节是通过灌溉输配水系统, 将水自水源引至田间;第2个环节是在田间地表水入渗到土壤中, 在土壤中再分配转化为土壤水, 而后被作物吸收;第3个环节是作物吸收水分后通过光合作用将辐射能转化为化学能, 最后形成有机物质。
高效用水的目标是极大地提高上述3个环节水的转化和产出效率, 既节水又高产。在第1个环节上, 要提高输水效率, 通过工程的投入[1,2], 实行输水渠道的配套、防渗, 将来实行输配水管道化, 从而大大减少渗漏损失和蒸发损失。在第2个环节上, 要合理调控农田水分状况, 使引进田间的水最大限度地为农作物所利用。在第3个环节上要调控土壤和地表面附近的大气环境, 使农作物的生长有一个良好的外在环境。对于第2、3环节要逐步推广喷灌、滴灌等先进灌水技术、田间覆盖保墒技术, 并加强田间用水管理。
由于农业用水存在很大浪费, 水资源出现零增长或负增长, 所以发展高效用水的农业不仅是必须的, 也是可行的, 提高水的利用率, 发展节水农业是解决未来农业水资源短缺的根本出路, 也是现代农业的基本要求。另外, 在采用技术措施的同时, 还要重视非技术措施, 如完善管理体制和技术服务体系, 农业水资源立法, 农业供水水价的合理调整等, 从而提高农业用水的管理水平, 提高田间作物水的生产率。
2 现代农业的主要节水措施
2.1 节水技术措施
节水技术措施主要包括输水工程和灌溉技术。在输水方面, 以山东省为例, 全省平均渠灌区输水损失量在50%左右, 而以色列小于10%, 美国小于22%。因此, 输水工程中的节水潜力巨大, 可以进行渠系配套、渠道防渗、低压管道输水等工程。节水灌溉技术如“小白龙”、滴灌、渗灌等, 用水量仅为常规灌溉用水量的30%~50%, 节水效果明显。
2.2 节水农业措施
通过田间节水, 抑制土壤蒸发和作物蒸腾, 提高农田水分利用效率, 是发展节水农业的主要措施之一, 主要包括适水生产、抗旱育种、节水高效灌溉制度、农田保墒技术、培肥地力等[3]。根据有关研究成果, 通过上述措施, 可提高水分利用率30%左右。
2.3 节水管理措施
节水潜力的40%在于管理, 只有科学的管理, 才能使其他节水措施发挥应用作用, 建立完善的管理机构, 健全规章制度与法规, 大力推广现有的科技成果和先进技术, 管好水、用好水, 使水资源发挥其最大效益。
3 农业高效用水技术
农田节水灌溉技术内容很广泛, 主要可分为工程节水和农艺节水。农艺节水包括制定各种农业节水灌溉制度及农田灌溉管理技术[4]。由于各种作物对水分的敏感期、需水耗水规律均不同, 各自的灌溉制度及管理措施也不同。灌溉制度包括作物播种前以及全生育期内的灌水次数、每次灌水的日期与灌水定额、灌溉总定额3方面, 这些方面的研究已趋于成熟。节水型农田灌溉技术主要有:小畦灌、长畦分段短灌、宽浅式畦沟结合灌等优化畦灌技术;节水型沟灌技术, 如封闭式直形沟、方形沟、锁链沟、八字沟、细流沟、沟垄灌水、沟畦灌等;地膜覆盖灌水技术, 如膜上灌等。此外, 田间管理方面, 可通过平整土地, 秸秆覆盖, 地膜覆盖, 少耕免耕技术, 灌溉水全面规划、合理调蓄、综合利用、定量调配, 因地因水 (状况) 制定适宜的水价及电费政策, 对浪费实行罚款等措施, 以实现农业水资源的可持续利用。此外, 还可利用各种化学制剂调控土壤表面及作物叶面蒸发, 以达到节水的目的, 如土面增温保湿剂、抗旱剂、保水剂、种子包衣剂等;利用植物基因工程手段培养高效节水品种, 如农大146等小麦品种。随着信息技术的发展, 通过遥感 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 、全球定位系统 (GPS) 及计算机网络获取、处理、传送各类农业节水信息, 实现高效节水的现代化技术已日趋成熟, 今后将被广泛推广应用。
参考文献
[1]王乐财.农业水资源高效利用的探讨[J].中国新技术新产品, 2009 (24) :220.
[2]雷波, 刘钰, 许迪, 等.农业水资源利用效用评价研究进展[J].水科学进展, 2009, 20 (5) :732-738.
[3]葛爱丽, 许书刚, 程红, 等.发展高效用水农业的探讨[J].地下水, 2009, 31 (4) :115-116.
农业安全用水的现状与策略 篇6
农业用水指的是为农业生产提供所需要的水资源, 用于农村牲畜以及灌溉等。例如:为种植业提供灌溉所需要的水资源;为渔业提供鱼类所需要的水资源;为林业提供林木所需要的水资源;为畜牧业提供牲畜所需要的水资源;为副业提供制作和生产产品所需要的水资源等。农业用水受气候、作物、灌溉技术、用水水平、土壤、耕作方法的影响, 地域差异非常明显。
2 农业用水的现状
农业灌溉用水还是以附近河流或者湖泊水为主。但是, 今时不同往日, 随着改革开放, 工业发展越来越快, 工业中的废水、废弃物明显增多, 工厂的废水流入井水的可能性比较大, 而且地面垃圾, 比如说像废旧电池及废垃圾袋越来越多。这些废旧物品中汞、铅、氯化物等, 都是一些会对水质造成严重污染的有害物质, 直接威胁到水质安全, 越来越多不明的有害物质, 给河流水以及湖泊水的水质造成严重的污染和破坏, 扰乱了人们的健康生活和稳定的生活秩序, 所以, 农村亟待开发一种安全用水的模式。
3 渔业用水受到威胁
目前, 随着工业及化工业的发展, 经济水平也在不断的提高, 但实际上却对农业造成了很多不良的影响, 工业中污水没有经过处理就排放, 致使地下水遭受严重的污染, 渔业经济受到严重的破坏。一些人在洗衣服时, 常常将水龙头大开, 大量的水资源无故流失和蒸发, 洗衣粉中的硫磷等, 都是对水质造成严重污染的有害物质, 这些有害物质流入地下或者江河中, 严重威胁到池塘中鱼类的生命。
4 受农业灌溉设备的限制
据社会调查报告、走访以及有关资料得知, 为了农业经济的发展和进步, 在很多农村以及地方已经建立专门以灌溉农田为主的水库, 灌溉工程以及灌溉区都不断进行扩张。但是, 这些灌溉工程以及灌溉区的建设还是沿用传统的建设方法, 在建设技术方面并没有实质性的进展, 设计的标准很低、施工的技术也相对比较落后, 工程建设也没有相应的配套设备, 再加上新农改以及各种政策的转变, 使得灌溉工程出现了越来越多的问题。
5 农业安全用水的策略
5.1 让居民本身意识到污染水源的危害性
为居民讲述生活污水将会给农业造成的影响, 如渔业、畜牧业、种植业等, 要让农民将牲畜的粪便、生活中的垃圾、含氟等有毒化学粒子的废水等, 进行科学、合理的排放和处理。要将农作物的分解以及吸收等物化作用考虑到, 要避免农民生活中排放的污水、废水以及生活垃圾等直接在荷塘、井下以及河流排放, 对水资源造成污染。
5.2 将给农业造成水污染的工业进行取缔
虽然工业以及工厂会给附近的居民带来一定的经济收入, 能够改善人们的生活质量, 但是不能够将破坏生态环境作为代价。对于农业来讲, 对农业的水资源造成严重污染的工厂一定要取缔, 对农业生产构成威胁的污染源要进行整顿或者改善, 要严格按照废水、废弃物排放的要求处理。平时还要注意水资源的循环利用, 要时刻以安全用水为方向, 要有计划地保障农业安全用水。
5.3 农业天然净水模式的构建是安全用水的有效策略之一
天然净水模式的水来自天然, 没有被污染, 水质也比较优良;天然净水模式中取水的方式大多数都不用物力、人力, 几乎全部都是利用地势差和重力取水;天然净水模式不需要添加任何杂质。天然净水模式应该建在有一定的地势差的地域, 蓄水池应该建在树林比较繁茂, 地势相对比较高的地理位置;天然净水模式的位置要求地表底下常年积水较多, 没有污染源, 且生态系统相对比较平衡, 这样就能够保证水质优良和足够的水源。为了使天然净水的水质更加优质、纯净、无污染, 为了确保农业的用水安全, 则需要再建立一个蓄水池, 在蓄水池中加入用来过滤的麦板石。这时候经过重重过滤器过滤的水, 就可以直接被农业引用, 滤水器的造价比较低廉, 没有能源消耗, 制作也相对比较简单, 取材上也比较方便, 而且水体在层层过滤中已经不含有大量的大分子物质, 不容易被堵塞, 也就不需要经常维护。
6 加强农业灌溉设备的维护及创新
农业灌溉设备应该不断进行维修以及创新, 要顺应时代发展的潮流, 要用农业生产的长远发展眼光不断对农业灌溉设备以及技术进行改革和创新。政府以及地方相关部门也要加大对改进农业灌溉设备的投资力度, 要支持农业安全用水, 加大农业安全用水的研发力度。
7 结语
农业安全用水不仅能够让经济得到飞速发展, 还能够促进人们和谐的生活以及提升生活质量水平。虽然现在水污染的现象还依旧存在, 而且在很多方面还没有得到足够的重视, 但是农业安全用水在不久的将来一定会有所创新和完善, 水污染的问题也会在不久的将来得到圆满解决。
摘要：由于工厂和工业废水、废弃物的增加, 给农业带来严重的影响, 在一定程度上破坏了生态平衡, 也给正常的生物链造成一定的影响。本文主要讲述了农业用水的主要来源、农业安全用水的现状以及农业安全用水的策略。
关键词：农业,安全用水,现状,策略
参考文献
[1]邱俊钦.农业安全用水模式探究[J].学生园地, 2008, 13 (6)
浅析农业灌溉用水管理模式 篇7
一、加强农业灌溉用水管理制度的意义
随着工业和城市化的发展, 城市生活与工业用水越来越多, 而农业用水则不断下降。近年来, 农业节水灌溉技术和设施的采用, 对于加强农业灌溉用水的管理有很大作用, 但要想调动起农民节约用水的积极性, 就必须从根本上解决农业用水日益短缺, 加强农业灌溉用水管理, 这对促进我国水资源的可持续利用具有非常重要的意义:
缓解水资源紧缺的压力。水资源现在面临水环境恶化、洪涝灾害、干旱缺水等问题, 成为制约国民经济发展的瓶颈之一, 农业灌溉用水作为用水大户的, 进行科学管理能维护粮食和农业用水安全, 为城市生活、工业和生态环境等用水节约部分水资源, 缓解水资源紧缺。
有利于维护粮食安全。目前农业灌溉用水有效利用率低, 如果不节约用水, 粮食安全则很难保证。因此, 加强对农业灌溉用水管理对保证粮食安全具有十分重要的作用。
增加灌区农民收益, 有利于提高农业灌溉用水的经济效益通过加强其管理, 可以提高农民的节水意识, 使灌区农民支付的水费有所减少, 节约出一定量的水资源, 再通过各种途径转让给工业或城市, 对农业用水进行一定的补偿, 能增加灌区农民的收益, 提高农业灌溉用水的经济效益。
有利于水资源的生态平衡和可持续利用。水资源的紧缺使许多地方为了保证用水, 出现以牺牲环境为代价, 造成生态环境问题, 给当代人带来危害的同时, 更重要的是影响到子孙后代的利益。所以, 加强农业灌溉用水管理对促进社会经济和生态环境的协调发展, 促进水资源的可持续利用具有非常大的意义。
二、农业灌溉用水管理模式
农业灌溉管理模式必须有科学的理论指导。其基础是产权理论和行为科学理论。
1、在灌溉管理改革中的应用产权理论
产权包括所有、使用、处分并获取相应收益的权利, 是以所有权为基础, 具有以下三层含义:资产的所有权、法人财产权、股权和债权。
在现实的经济生活实践中, 产权所具有的各种属性, 需要一定的制度保障才能实现。在复杂的社会关系中, 经济人所追求的是效益的最大化。为了社会的健康发展, 采取必要的措施——制度, 是解决冲突, 能够生存的必然抉择。制度是一个体系, 它随着社会的发展不断地发生变化。产权制度是人类社会发展到一定历史时期的必然产物, 用来约束、鼓励、规范人们产权行为, 是协调生产关系、社会生产力相互关系的结果。它影响国民经济的发展, 也影响人们的各种经济行为, 其基本的功能主要表现在:激励功能, 使经济行为在经济活动中具有内在推动力;制约功能, 规定了产权主体不能作为的空间范围;高效率配置稀缺资源功能, 通过产权交换, 使交换双方都获得经济效益, 最终增加了社会总效益, 使稀缺资源得到有效配置。
灌区现行管理体制的最大弊端是产权不清、责任不明。“国有”这种体制使资产的具体所有者和对资产负责的主体模糊不清, 带来的问题是工程老化失修, 工程坏了找国家要钱修, 用水者只管用水。灌区体制改革的关键, 就是要既对资产所有者负责, 又有相对独立的经营管理的自主权。因为没有好的管理体制与运行机制, 水利工程就不能充分持久地发挥作用。
灌区推行用水户参与管理, 资产所有权与经营管理使用权分开。应明确界定灌区资产所有权, 明确所有权的目的与企业不同, 把灌区的具体经营管理权交给用水者, 改善现在用水户只管用水, 被动参与管理的状况。为了保证灌区有必要的运行维护经费, 用水户自己协商研究, 保证大多数用水户公平合理得到灌溉排水服务的权利。随着国家经济体制改革的深入, 水管单位体制改革势在必行。
2、行为科学理论在灌溉管理中的运用
随着科学技术的不断进步, 水利在农业增产中的作用愈来愈显著, 在灌区推行参与式管理, 重要的是要积极吸引用水户的参与, 把灌溉管理的部分或全部责任和权利从专管机构或政府部门的手中转移到用水户身上。用水户参与灌溉管理, 是一种科学的管理制度和管理方法, 实际上是行为科学理论在灌溉管理中的具体运用, 是灌溉管理体制的一场变革。
三、农户参与式灌溉管理模式
农户参与式灌溉管理基本思路是以参与式灌溉管理建设为切入点, 积极推进农业用水制度改革和管理模式创新, 发挥市场机制的调节作用, 建立和完善用水市场, 提高农业用水的组织化程度和灌溉效率, 强化农民参与灌溉管理。
参与式灌溉管理基本模式由供水单位或供水公司两部分组成。负责管理水源工程、骨干输水渠道和供水, 或者是农民用水协会, 负责支 (斗) 渠及其以下渠系工程与灌溉管理。两者各自独立, 不是行政上的隶属关系。
参与式灌溉管理是让灌区的广大用水户在政府的宏观调控扶持下, 以“主人”身份参与灌区建设与管理, 充分考虑灌区的特殊要求, 按市场经济的一般原则经营管理灌区。推进参与式灌溉管理是一种科学的灌溉管理模式, 是现代管理科学在灌区的具体运用, 有利于节约用水, 有利于增强用水户的责任感, 缓解水资源紧缺矛盾, 调动他们维护管理灌区积极性, 增加农民收入, 提高管理效率。用水户参与灌溉管理是灌区改革的关键组成部分。它意味着用水户参与灌溉管理的核心是政府管理权力的转移或移交, 部分管理权力的下放或移交。
用水户协会是参与式灌溉管理组织体系中最基本的组织机构。开展用水户参与灌溉管理改革要注意抓好“业主”到位, 组建用水户协会, 协会是互助合作、自主管理的服务组织, “业主”是法人, 具有受法律保护的合法权益, 要理顺用水户协会与外部的关系, 要实行内部民主管理, 为用水户提供公平、高效、周到的服务, 帮助农民提高对水费改革的承受能力, 提高水的利用率、经济效益、生态环境效益。
参考文献
[1]李代鑫:《中国灌溉管理与用水户参与灌溉管理》, 《中国农村水利水电》, 2002, 5。