工科论文：试论北方大型灌区节水改造的共性技术问题[1]

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摘要：全国大型灌区续建配套与节水改造规划工作已经圆满完成，但从规划审查中所接触的一些问题看，大型灌区续建配套与节水改造的技术论证和决策，仍是一个有待进一步研究和总结的问题。不同地区、不同条件、不同类型的大型灌区应该因地制宜、科学地论证和选择自己的技术方案和技术路线、本文仅就规划审查中反映出的共性技术问题，谈几点对北方大型灌区节水改造的认识，供参考。

关键词：北方大型灌区 节水改造 共性 技术

1. 前言
全国大型灌区续建配套与节水改造规划工作已经圆满完成，但从规划审查中所接触的一些问题看，大型灌区续建配套与节水改造的技术论证和决策，仍是一个有待进一步研究和总结的问题。不同地区、不同条件、不同类型的大型灌区应该因地制宜、科学地论证和选择自己的技术方案和技术路线、本文仅就规划审查中反映出的共性技术问题，谈几点对北方大型灌区节水改造的认识，供参考。
2. 北方大型灌区节水改造任务艰巨
根据水利部1999年组织的大型灌区续建配套与节水改造规划成果，规划灌溉面积30万亩以上的大型灌区共402处，现状有效灌溉面积2.37亿亩，占全国耕地面积的12.2%，规划灌溉面积2.88亿亩。其中位于北方地区的大型灌区有252处，占总数的62.7%，现状有效灌溉面积1.55亿亩,占全国现状有效灌溉面积的65.4%，规划灌溉面积1.82亿亩，占大型灌区规划灌溉面积的63.2%。由此可见，北方大型灌区在节水改造中占有非常重要的位置。
北方大型灌区和全国大型灌区同样面临工程不够配套、建设标准偏低、老化失修、管理落后等一系列问题，还面临灌溉水量不足的严峻问题。通过节水改造，不但要解决现状缺水，而且在不增加灌溉用水总量的前提下，还要在灌区控制范围内扩大灌溉面积。大型灌区节水改造建设周期长，综合性强，投入巨大，技术方案和技术路线既要立足于生产上已经得到验证的成套技术，同时应有必要的前瞻性，制定科学、合理的改造标准，积极、慎重地采用新技术、新材料、新工艺，以增加灌区改造的科技含量、提升灌区功能，保证工程质量，降低建设费用和运行成本，提高灌区经济效益。
3.北方大型大型灌区节水改造共性技术问题
北方和南方大型灌区所处气候条件有显著差异，节水改造方向和技术路线也有明显的差别，但就北方大型灌区而言，节水改造技术决策也存在一定的共性，可归纳为下述几个主要方面：
3.1以水资源承载能力确定灌区发展规模
我国农业面临的水资源严峻形势不仅表现为水资源的人均占有量和亩均占有量低，而且更突出地表现为水土资源配置失衡。黄河、淮河、海河三大流域的土地面积占全国的13.4%，耕地占39%，人口占35％，GDP占32％，而水资源仅占7.7%，是水资源最为紧张的地区。我国西部大部分灌区垦殖率仅为50％左右，即灌区控制范围有近一半的面积为各类荒地。充足的光热资源和丰富的土地资源诱发起人们以扩大灌溉面积发展农业生产的愿望，但往往忽视了水资源承载能力的限制，造成上游开荒、下游弃耕，湖泊干涸，河道断流，绿州萎缩，自然生态恶化的严重后果。因此大型灌区改造必须正确把握水资源的承载能力，确立以水资源承载能力决定灌区发展规模的技术原则。
水资源承载能力主要取决于水资源条件，一般而言，水资源丰富地区的水资源承载能力大，而水资源匮乏地区的水资源承载能力小。但是，水资源的承载能力又表现出明显的可变性，广义上讲开源、节流都是为了提高水资源的承载能力，当然这种提高是有限制的。水资源开发程度超出安全限度意味着水资源的承载风险加大；超出技术、经济合理性的节流，也必然带来运行、管理上的风险。水资源承载能力还表现为相当大的弹性，例如超采浅层地下水的短期合理性与长期危害性是并存的。正确利用水资源承载能力的弹性可以大大提高水利工程的经济合理性，超出限度则最终会影响农业生产。
在考虑水资源承载能力时，还必须考虑对生态环境的影响。水资源短缺的北方地区，在当前技术水平下，提高水资源对经济发展的承载能力，不能不影响到生态环境用水，因此生态环境脆弱地区应首先保证必要的生态环境用水，其他地区也要同时从长远上考虑生态环境的承受能力。
3.2 根据作物要求分别确定灌溉标准
大型灌区通常采用单一灌溉设计保证率，例如有关规范规定的影响因素中，作物影响是以“作物组成”的形式出现的，并未明确同一灌区的不同作物可采用不同的灌溉设计保证率。这种状况与我国农业传统上强调粮食生产有关，也与规划设计的粗放有关。大型灌区节水改造中如何正确选择灌溉设计保证率是一个有争议的问题，一方面北方水资源短缺，不可能选择过高的灌溉标准，另一方面灌区节水改造的效果又应该体现在灌溉保证率的提高上。
我国大型灌区多建于50~70年代，灌溉设计保证率是工学论文