農田管道輸水灌溉工程創新探索
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摘要:江西省結合自身條件，探索適合該省的高效節水灌溉工程技術模式和管護模式。分析江西農田管道輸水灌溉存在的問題和原因，創新提出山塘水庫自流管灌工程建設模式、提水管灌模式、“管灌+智慧灌溉”一體化模式三種技術模式技術特點及適宜條件，以及水管單位管護模式、政府購買服務管護模式、種植專業合作社管護模式的適用條件，為江西農田管道輸水灌溉工程的高效、穩定運行奠定堅實的基礎。
關鍵詞:農田管道輸水灌溉;探索;技術模式;管護模式
1概述
農田管道輸水灌溉是利用水庫、山塘天然水頭(或通過機泵)和管道系統直接將低壓水引入田間進行灌溉的方法。江西省作為農業大省，灌溉用水量大，發展農田管道輸水灌溉具有十分重要的意義。2003年全省農田管道輸水灌溉不到1.0萬畝，自2006年后，隨著國家高效節水灌溉投入的不斷加大，江西省積極爭取國家政策和資金扶持，大力開展節水灌溉工程建設，因地制宜地加大低壓輸水管道等先進的節水灌溉新技術推廣力度，江西省節水灌溉工程建設的步伐也明顯加快，2010年，全省農田管道輸水灌溉面積達到4.20萬畝。截止2015年年底，全省高效節水灌溉面積達到122.37萬畝，占全省有效灌溉面積為3027.60萬畝的3.46%，其中，低壓管道灌溉面積40.80萬畝。2016年，水利部組織編制了“十三五”全國新增1億畝高效節水灌溉面積規劃，“十三五”期間下達江西省高效節水灌溉目標任務為100萬畝。江西省從改變設施、改變灌水方式、改變節水思路為出發點，結合已完成整治的山塘及已完成加固的中小型水庫灌區，以此類水源的灌區作為推行高效節水灌溉工程的突破點，啟動高效節水灌溉示范縣工作，大力發展農田管道輸水灌溉工程，重點解決水源地輸水至田間地頭的沿程滲漏損失和輸水效率問題，探索形成適應江西省的農田管道輸水灌溉模式。2016年，和2017年，全省發展高效節水灌溉面積達到40.41萬畝，其中低壓管道輸水灌溉面積達到22.67萬畝，占比56.10%。
2傳統農田水利灌溉技術存在的問題
一是習慣性思維設計。灌溉大多采取明渠斷面設計;江西省灌區的骨干渠道大多為傍山渠道或填方渠道，渠道沿線水量滲漏嚴重，易淤積堵塞產生阻水，尤其是水土流失嚴重的地區，造成輸水效率低下，運行維護難度增加。二是對泵站提水通過渠道輸水的灌區，由于灌溉水利用系數低下，毛灌水定額較大，灌區運行要消耗大量電能，造成工程耗水耗能、長期運行費用高昂。三是長距離輸水渠道末端常年見不到水，水沿程損失高達50%～60%，常常導致錢花了但沒起到應有的效益。四是渠道不能隨意走線，占用農地面積大，對田塊的高程、平整度要求高，給項目實施帶來很大的障礙，當事農民阻撓施工的現象經常發生，成為項目實施的難點問題。
江西結合不同作物的需水規律及灌溉需求，不同灌溉方式對地形條件、土壤地質的技術要求、智能化灌溉技術等特點，探索形成了適宜江西高效節水灌溉發展的農田管道輸水灌溉技術模式，以及工程管理方便、權責明確、管護主體和使用主體接受程度高的管道輸水灌溉工程管護模式［1］。3.1農田管道輸水灌溉技術模式。(1)山塘水庫自流管灌模式山塘水庫自流管灌模式是指利用山塘水庫壩下涵管，充分利用壩前水頭勢能，在涵管進口處連接輸水管道，并依據水源位置、控制范圍及種植作物等確定管網的布置形式和適宜的管材管徑的技術模式，合理布置相關閥和給水栓。這種技術模式適宜于糧食作物種植區和各種農業種植區。具有代表性的縣(市、區)有瑞昌市高豐鎮大壤灌區高效節水灌溉項目，南康區龍回鎮梅源水庫灌區高效節水灌溉項目［2］。如圖1所示。(2)提水管灌模式提水灌溉模式主要利用河流、渠道水源，修建提水泵站，將低處水提至高出，以達到作物灌溉的要求。依據水源位置、控制范圍、地形條件及種植作物等確定管網的布置形式和適宜的管材管徑及灌水器，合理布置相關閥門和給水栓。這種模式適合于各類作物種植區，尤其是在蔬菜大棚、花卉苗木種植基地、設施農業區應用的比較廣泛。具有代表性的有進賢縣鐘陵鄉低壓管道輸水灌溉項目區、安義縣的石鼻鎮瓜果蔬菜種植基地、樟樹市的吳城鄉藥材種植基地、寧都縣森旺臍橙基地高效節水灌溉項目區。如圖2所示。(3)“管灌+智慧灌溉”一體化模式該模式主要依靠自動控制技術、傳感器技術、通訊技術、計算機技術等方面，通過安裝相應的儀器設備，對管灌系統中的干、支管進行控制，達到智能化遠程節水灌溉控制和管理。這種模式取代了傳統的放水員管理方式，實現了用水計量、閘門啟閉與控制的自動化和智能化。它適用于設施農業種植區域和有專門管理機構的大中型灌區。全省具有代表性的是新干縣黃泥埠中型灌區。3.2管道輸水灌溉工程管護模式。(1)水管單位管護模式水管單位管護模式是指水管單位作為主體負責監督檢查管道輸水灌溉工程的管理、運行和維護，保證工程安全和發揮效益的管護模式。新干縣黃泥埠水庫采取“水管單位+協會+供水合作社”管護模式，由新干縣黃泥埠水庫管理局具體負責操作遠程控制系統，右支渠管道移交至黃泥埠灌區用水協會進行管護，將斗渠管道及其附屬設施、田間農田水利設施移交至新干縣流陂農村公共供水服務專業合作社進行管護。(2)政府購買服務管護模式政府購買服務管護模式是指通過發揮市場機制作用，把管道輸水灌溉工程所需服務事項，按照一定的方式和程序，交由具備條件的社會力量(如:專業化服務隊伍、物業化管理公司、具備相關資質的企業)和事業單位承擔，并由政府根據合同約定向其支付費用的管護模式。南豐縣2017年度高效節水灌溉項目維修養護工作由縣水利局通過政府采購，將高效節水灌溉工程的維修養護委托給南豐縣豐匯水利工程管理服務有限公司，對全縣蜜桔的高效節水灌溉項目中33.327km的低壓輸水管道、水表、水泵、開關等零部件進行了專業化維修養護，較好地解決了高效節水灌溉工程多年維養不到位的問題。(3)種植專業合作社管護模式種植專業合作社管護模式是指依靠以種植業為主的農戶組成的經濟體對其種植區域內的管道輸水灌溉設施、設備進行管護的模式。樟樹市高效節水灌溉工程建成后，財政補助建設的骨干工程明確產權為項目區鄉鎮人民政府，及時辦理移交，管護主體為項目區所在的鄉鎮人民政府。鄉鎮人民政府與各種植基地的種植企業、合作社簽訂管護協議，明確管護職責。屬合作社的由合作社管護，如吳城鄉塘下枳殼基地。
4農田管道輸水灌溉工程建后成效
(1)高效節水灌溉工程項目能加速農業產業轉型升級。瑞昌市南陽中型灌區低壓管道輸水灌溉項目實施后，項目區灌溉條件明顯改善，引來了多個承包大戶進行流轉，流轉費達到每畝300～400元，實現了農業的轉型升級，奠定促進了現代農業產業化規模化發展。(2)高效節水灌溉工程項目可以提高水資源的利用率保障率。信州區高效節水灌溉項目實施后，解決了灌水用水矛盾，改變了灌水方式，連夜守水，打架搶水，蹲守分水口的情況不復存在了，灌水更加方便，可直接在田頭開閥放水。以前放水需到水庫引水，中途看護，等田間灌到水需要1個小時以上。現在只要打開閘閥，十幾分鐘就可通水，大大節約了灌水時間，節水效果明顯。(3)高效節水灌溉工程項目能有效降低農業面源污染。高效節水灌溉工程實施后，靖安縣高效節水灌溉項目區建設有機結合田間節水、農藝節水等節水措施，改變原大水漫灌、串灌、串排的現象，形成田園化生產格局，有效降低了農業面源污染，改善了農業生態環境，改善了人居環境，使整個農業生態處于良性循環狀態，農田生態園區初步形成，具有較好的生態效益。(4)高效節水灌溉工程項目可減少工程后期管護成本。瑞昌市高效節水灌溉項目區實施后，原有渠道每年1km要2～3人進行清淤和維修，現在1～2人就可以維護好10km管道工程維修管護成本和人力成本極大減少，緩解了工程后期運行管護費用。
5結語
農田管道輸水灌溉工程創新模式探索與實施，提高了農田灌溉的保證率及水資源的利用率，大大節約農業用水總量，節約灌水時間，節省土地，減少農業面源污染排放。隨著高標準建設和現代農業產業化規模化發展，農田管道輸水灌溉工程的應用將越來越多，優越性將更加明顯，具有較好的適用性和廣泛的發展前景。
作者:鄧海龍 龔來紅 謝亨旺 靳偉榮 單位:1.江西省灌溉試驗中心站 2.江西省農業高效節水與面源污染防治重點實驗