农业灌溉与地下水超采若干问题

2019.21中国水利农业灌溉与地下水超采若干问题

钟华平

渊南京水利科学研究院袁210029袁南京冤

摘要院农业灌溉用水是地下水用水大户袁是导致地下水超采的重要因素之一遥探讨了农业灌溉超采地下水尧农艺节水尧喷灌节水和压采能力等若干问题袁针对这些问题袁提出了开展全社会节水尧农业实施规模经营尧发挥政府主导作用和控制水资源无效损耗等几点建议措施袁以期有利于地下水超采综合治理遥关键词院农业灌溉曰地下水超采曰节水曰压采曰综合治理Issuesrelatedtoirrigatedagricultureandgroundwaterover-exploitation//ZhongHuaping

Abstract院Irrigationforcultivatedfarmlandhasbeenthemajorconsumerofgroundwater,andalsooneofthekeyelementsthatresultinover-exploitation.Therefore,discussionsareconcentratedover-exploitationofgroundwater,Mitigationmeasuresareproposed,suchasinitiationofwater-savingsociety,expansionofoperationalscale,maximizinggroundwaterundereffectivecontrol.integratedmanagement

theleadingroleofgovernments,andcontrolofineffectivewaterloss.Allofwhichaimstobringtheover-exploitationofKeywords:irrigatedagriculture;groundwaterover-exploitation;waterconservation;reductionofgroundwatermining;中图分类号院S274+P641.8根据2018年叶中国水资源公报曳统计数据袁目前全国地下水开采量的90%集中在北方地区袁地下水供水量大于地表水供水量的地区袁按省份来说袁有北京尧河北和河南三省渊直辖市冤袁集中分布在华北平原曰以水资源一级区来说袁有海河区和辽河区遥从开采数量上来看袁地下水开采量超过100亿m3的省份袁有黑龙江尧河北尧河南和新疆遥从地下水开采量和开采比例两方面统计袁河北和河南名列前茅袁其中河北省地下水供水量占总供水量的58.2%遥

农业是用水大户袁目前全国农业用水量占总用水量的61.4%袁北方地区达到73.5%遥北方地区有相当一部分农业灌溉用水是靠开采地下水遥但由于计量手段比较落后袁农业开采地收稿日期院2019-08-16

作者简介院钟华平袁教授级高级工程师遥

基金项目院国家重点研发计划项目课题渊2016YFC0402800冤遥

agronomicwatersaving,applicationofsprinklerforwaterconservationandhowtoreducegroundwaterutilization.

文献标识码院B文章编号院1000-1123渊2019冤21-0021-03

下水灌溉袁我国北方地区许多农业灌溉用水部分或全部依赖地下水曰原先有灌溉功能的为农业灌溉提供水源的水库袁因需要优先保证城市生活用水和工业用水而减少或取消灌溉用水袁农业灌溉用水只有依靠地下水曰降水量的变化也影响农业灌溉袁干旱季节和干旱年份袁地下水开采量增大遥

于农业用水虽然开采量大袁但灌下水的数量难以确切统计袁给地下水管理造成很大麻烦遥

一尧若干问题

1.农业灌溉超采地下水问题由于农业灌溉用水量大袁以往普遍认为袁我国地下水超采的主要原因是农业大量开采地下水造成的袁尤其是华北地区的地下水超采遥因此袁许多地下水超采治理措施主要是针对农业用水制定的遥事实上袁地下水超采的原因十分复杂遥

淤20世纪六七十年代袁流域上游溉面积分布广袁开采井分散袁又是间位可以得到恢复或部分恢复袁具体视歇性用水袁因此一般情况下地下水水地下水开采和地下水补给情况确定遥而城市生活用水和工业用水是持续性不间断用水袁开采又主要集中在小范围的点上袁地下水降落漏斗一直存在袁地下水水位基本难以得到恢复遥

盂目前袁我国农业用水量没有增大规模修建水库袁截断了上游来水袁使河流下游流量减小甚至断流袁导致下游平原区地下水补给减少曰同时袁由于河流水量减少袁原本依靠地表水就可以灌溉的农田开始打井抽取地21水

水资源管理

CHINAWATERRESOURCES2019.21加袁多数地区农业用水还在持续下降袁农业开采地下水的数量也在逐渐减少袁而工业用水和城市生活用水因城市扩容尧工业发展袁部分地区还在持续增加地下水开采量湖和榆遥

上海我国地区太湖袁地下流域的水超苏采锡均不常尧杭嘉是农业开采地下水造成的袁而是以前工业用水和城市生活用水过量开采地下水引起的遥数据表明袁地下水超采严重的河北省56%袁其农业灌溉超采占地下尧水超其他采超中采袁占有44%部分袁非其农中业农村用浅水层的超采量计为农业灌溉超采袁未区分出乡镇企业开采地下水出现的超采量遥

因此袁在我国北方缺水地区袁农业灌溉开采地下水量大有其必然的客观因素袁地下水超采不仅是农业开采引起的袁更重要的袁形成地下水降落漏斗中心的主要原因是城市生活和工业大量开采地下水超采综合以治来水2014年理袁袁取得河北了省遥

较实大成施地下效袁但七大漏斗中心水位并无明显上升袁

有的甚至还在继续下降遥其主要原因就是城市和农村袁生活尧工业和农业几方面没有同时采取措施综合治理地下水超采遥地下水超采问题集中在开采的重点地区尧地下水降落漏斗中心区袁如在地下水超采区的边缘地带实施地下水压采措施袁对地下水超采治理效果不大遥

2.农艺节水问题

目前袁河北一些地区实行野一季休耕尧一季雨养冶或野一季休耕尧一季种植冶袁对农田实施休耕袁这种耕作制度袁由于土地少种一季袁对于采用地下水灌溉的农田袁显然可以有效减少地下水开采量遥但是否符合农民的实际情况袁农民会不会减产减收袁如有损失如何弥补袁这种农艺节水措施能否持久袁有待时间进一步检验遥

据部分研究资料表明袁就目前的政府补贴政策来看袁补贴标准偏低遥如院谢花林等研究认为袁河北省衡水水22

地区农户冬小麦净收益为518.83元/

亩渊1亩=1/15hm2的补贴标准为500袁元下/亩同袁冤袁补贴而河5北年省袁

且第4年耀第5年补贴标准减半袁补偿低于种植冬小麦收入遥胡振通等基于衡水3个县渊市冤的实地调研袁相比于93元/亩持续补助的估算补偿标准袁2015要2017年的实际补偿为节水冬小麦品种物化补贴75元/亩袁第二年无持续补贴袁认为这种冬小麦春灌节水政策的节水效果不好袁农民基本还会按原有的灌溉习惯进行灌溉袁并不会按照政策要求少灌溉1次遥同时袁种植杨树等生态树种袁经济收益不如种植粮食袁财政停止补贴后袁难以维持项目可持续发展遥

由此可见袁如果农民的收入问题没有解决好袁将来地下水压采问题可能会有反弹遥只有保证农民收益不减少袁最好还有所增收袁这样的休耕制度才能可持续袁这是问题关键所在遥

种植结构调整后出现的节水新问题遥如院河北省有的地方局部区域通过补贴压减了高耗水小麦面积袁但其他区域存在扩大种植高耗水的大棚蔬菜等现象袁在区域上没有做到实质上的结构节水遥有的退耕还林土地袁由于经济林种植依然需要灌溉袁没有实现发展旱作农业的节水目的遥另外袁河北省近十多年小麦播种面积一直呈下降趋势袁2001年以后袁玉米播种面积超过小麦播种面积袁农业用水量在逐渐减少遥近二三十年以来袁华北平原一直采用抗旱冬小麦品种袁在现有的灌溉条件下已经很节水袁那么新的冬小麦春灌节水政策袁可能只是更换了另一种抗旱冬小麦品种袁而没有产生额外的节水效果遥

3.喷灌节水问题

目前袁在我国实施的节水灌溉技术主要有低压管灌尧喷灌尧微灌和滴灌等袁其中袁喷灌是采用最多的农业灌溉节水措施袁在我国应用也比较广泛遥

不过袁长期以来袁人们对于喷灌多有微词遥喷灌除投资费用大尧增加能源消耗和技术要求高以外袁更主要的还是喷灌是否是真正意义上的节水灌溉钥喷灌受风速和气候的影响大袁当风速大于5.5m/s即四级风以上时袁会吹散水滴袁降低喷灌均匀性袁飘移损失也会增大曰当风速增至9m/s时袁蒸发飘移损失达30%遥其次袁在气候十分干燥时袁蒸发损失增大袁也会降低效果遥实测数据表明袁在相对湿度为30%耀62%尧风速为0.24耀6.39m/s的情况下袁喷洒水损失为7%耀28%遥因此袁在我国干旱和半干旱地区袁严格来说并不太适合进行喷灌遥另外袁在以小农经济耕作的农田区块中袁也不适合采用喷灌节水技术灌溉大田作物遥

4.压采能力问题

实际压采量是反映地下水超采治理效果的一个关键指标遥实际压采量与压采能力是两个完全不同的概念遥地下水超采治理效果评估袁重要的不是计算压采能力袁而是应统计实际压采量遥地下水压采能力的水量数据基本上是通过拟定压采前后定额之差与灌溉面积乘积计算出来的袁而不是真实的压采水量数据遥还有袁一些没有封填的报废井可能有压采能力袁但没有实际压采量遥因此袁能够形成多少压采能力袁说明不了多少实际问题遥另外袁大多数农村耕地面积呈逐年减少趋势袁其实际灌溉水量减少已统计在农业用水量减少中袁但这部分减少的水量不是因节水灌溉引起的遥井灌区因此原因减少的地下水开采量不能统计在压采量中遥

反映地下水超采治理效果的另一个关键指标就是地下水水位遥应提出管理控制水位的阈值范围袁地下水超采治理达到什么目标袁地下水水位就应该回升到某一确定的水位渊阈值冤上遥地下水水位变化最好不用地下水水位变幅表示袁因为地下水水位变幅代表地下水水位变化的相对值袁水位的参照系不确定袁在水位进行多时段比较时袁实际意义不大遥二尧主要措施

1.开展全社会节水，综合治理地下水超采

农业灌溉开采地下水水量大袁并不等于地下水超采量一定大遥农业开采地下水袁量大尧面广尧分散开采袁且地下水开采是季节性的尧间断性的袁大部分时间地下水水位可以得到一定的恢复或完全恢复遥为城镇生活和工业提供水源而持续集中开采地下水的区域是需要重点关注的地区遥地下水超采治理需要从农业用水尧工业用水和生活用水等各方面综合施策袁建设节水型社会袁全方位进行节水袁利用其他水源置换地下水源袁减少地下水开采量袁控制地下水水位遥

2.农业实施规模经营，降低农业灌溉节水成本

节水有成本袁节水需要投入遥从经济效益上来说袁农业只有规模化经营袁产生规模效应袁才能降低投入成本遥土地流转是促进规模化发展高效节水灌溉的重要手段遥土地流转后袁可以促进农业专业种植大户尧农民合作社等新型农业经营主体和现代农业园区发展壮大袁有利于发展农业规模经营袁有利于提高农业经济效率和效益遥此外袁北方地区在实施喷灌节水措施时袁应适当降低喷灌高度袁尽可能采取低喷灌溉遥

3.发挥政府的主导作用，精准补贴农业节水

地下水压采不是简单地一禁了之遥地下水超采治理范围广尧投入大尧历时长袁必须发挥政府对取用地下水的管控作用袁政府在地下水超采治理工作中起主导作用遥实施地下水压采袁国家和地方的农业补贴政策至关重要遥政府财政对种植结构调整尧节水灌溉等方面的补贴尧补贴的标准和补贴的持续性问题袁是事关农业生产的大事遥采用包括喷灌尧农艺节水等措施对地下水超采区进行治理袁在具体实施方面尧资金上都需要政府投入和扶持遥以往袁为了保障城市生活用水和工业用水要求袁牺牲了农业用水袁现在政府应建立补偿机制袁扶持农业尧反哺农业袁给农业节水提供长期补贴和实施精准补贴遥只有维护广大农民群众利益袁考虑群众的利益不受损袁才能保障地下水超采治理工作的顺利推进袁地下水超采治理效果才能持续下去遥

4.控制水资源无效损耗，利用河道自然回补地下水

我国北方地区尤其是干旱的西北内陆区袁水库蒸发损失很大袁可以达到10%以上袁有些平原水库的蒸发损失甚至达到20%耀30%遥从水资源节约与保护尧流域效益最大化的水资源配置角度看袁水库库容可能不是越大越好袁水库库容与蓄水面积应保持在某一阈值范围内遥为合理利用水资源和保护生态环境袁北方地区的水库需要定期和适度进行生态放水袁河流保持一定的生态流量袁这样才有利于下游地区的农业生产和生态环境保护袁有利于地下水回补和减少水资源的蒸发损失遥

三尧结语

我国北方地区袁农业灌溉是地下水用水大户袁城市生活用水和工业用水大量开采地下水袁挤占了农业用水袁并增加了地下水开采量袁造成地下水超采遥农业灌溉采取调整优化种植结构和高效灌溉等各项节水措施袁促进减少地下水开采袁是地下水超采综合治理的重要举措遥地下水超采综合治理是一项系统工程袁政府起主导作用遥由于地下水压采的长期性尧复杂性尧艰巨性和系统性袁地下水压采和超采治理成效的持续效果还有待时间进一步检验遥姻

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