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甘肃省高效节水灌溉发展现状、需求分析及效益评价

文档作者：张恒铭文档来源：甘肃省庆阳水文水资源勘测局		点击数：	更新时间： 2024年06月07日
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上一篇：甘肃省疏勒河灌区节水潜力研究

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第52卷第9期甘肃水利水电技术V01．52．No．9
2016年9月GANS3J WATERRESOURCES AND HYDROPOWER TECHNOLOGY Sep．．201 6
·设计与研究·
甘肃省高效节水灌溉发展现状、需求分析及效益评价
张恒铭
(甘肃省庆阳水文水资源勘测局，甘肃庆阳745000)
摘要：甘肃省水资源紧缺，农业灌溉耗水量大，发展高效节水灌溉尤为迫切。对甘肃省高效节水灌溉工程现状进行了分
析总结，并对发展需求在粮食单产、需求和种植面积等方面进行了分析预测，最后对节水效益、增产效益、节地效益、省
工效益等方面对工程进行了分析评价，结果表明工程效益显著，对缓解甘肃省水资源紧缺的状况，加快农田节水技术
推广步伐，缓解各种用水矛盾。提高人类生存环境质量，保障国民经济和社会发展等方面具有重要的意义。
关键词：高效节水；灌溉；现状；需求分析；效益评价；甘肃省
中图分类号：$274 文献标志码：B 文章编号：2095—0144(2016)09—0042-05
高效节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节
水和高效用水的灌水方法、措施和制度等的总称。
受到水资源总量的约束，早在20世纪中叶开始，西
方发达国家开始探索将先进的工业化技术应用于节
水农业研究。60多年来，各国结合自身条件，通过农
业生产实际不断探索实践，以高效节水灌溉为代表
的农业得到了蓬勃的发展。目前，以色列、美国等高
效节水农业已取得举世瞩目的成效。我国在20世
纪50年代就有部分地区开始进行喷灌的研究和试
点，到20世纪70年代喷灌技术受到普遍的重视，到
了20世纪80年代喷灌己经具备了自己的一整套设
备和技术，为其大面积推广创造了条件。当日寸全国喷
灌面积达到1 300万亩左右。甘肃省从20世纪90年
代开始引进示范喷灌、滴灌和低压管道输水灌溉等
先进高效节水灌溉技术；2000年后该技术得到了大
力推广和普遍应用，进入了空前高速发展阶段。
长期以来，在一系列灌溉发展的措施支持和带
动下，甘肃省坚持不懈地兴修水利，先后建成多种类
型的蓄水、引水、提水灌溉工程，有效支撑和促进了
灌溉农业发展，保障了全省粮食安全。截至目前，甘
肃省高效节水灌溉形成了以石羊河、黑河流域重点
治理为基础，以河西走廊国家级高效节水灌溉示范
区项目为引领，依托小农水重点县项目、规模化节水
增效示范县项目、高效节水灌溉专项工程、牧区高效
节水灌溉示范项目等快速发展的格局【11。
1 甘肃省发展高效节水灌溉工程现状
1。1灌溉用水现状分析。
1．1．1水资源现状
甘肃省境内气候干旱，降水稀少且分布不均，是
典型的干旱半干旱地区，在全国以干旱、少雨、水资
源短缺、自然灾害多而著称。2013年全省水资源总
量303．20亿In3(其中地表水资源295．47亿m3，纯地
下水资源量7．73亿m3)，比多年平均值289．44亿m，
偏大4．8％，比上年增长0．8％。按流域分：内陆河流域
62．4l亿m3(其中地表水资源57。63亿IT／3，纯地下水
资源4．77亿m3)，占20．58％，黄河流域124．51亿nl，
(其中地表水资源121．56亿m，，纯地下水资源2．96
亿m，)，占41．07％，长江流域116．28亿m3(其中地表
水资源1 16．28亿nrl，，长江流域没有划定平原区，因
此地下水资源量没有进行评价)，占38．35％。
1．1．2灌溉用水量变化
受到自然资源和社会经济的限制，甘肃省现状
农业用水效率仍然比较低，灌溉水源的浪费颇为严
重，尤其是传统的大水漫灌，导致大量的灌溉水源无
效损失。资料统计表明，2013年甘肃省总灌溉用水
量为98．02亿m3农田灌溉用水90．58亿m3，占全省
总供水量的74．25％，占总灌溉用水量的92．4％；林、
果、草和其他用水7．44亿m3，占总灌溉用水量的
7．6‰从图l可以看出，甘肃省近10年来的灌溉用
水量没有发生显著性的变化，多年平均值约为97．73
收稿日期：2016一08—18
作者简介：张恒铭(1988-)。男，甘肃宁县人，助理工程师，主要从事水文水资源勘测等方面的研究，E—maihzhanghengining@163．corn。
万方数据
第9期张恒铭：甘肃省高效节水灌溉发展现状、需求分析及效益评价第52卷
亿m3。2010年内陆河降水量大于多年平均值，地表
径流量相应增加，灌溉引水量随之增大，这可能是导
致该年灌溉用水量较高主要原因。
99．O
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2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
年份，年
图1‘甘肃省多年灌溉用水量变化
1．1．3灌溉用水定额变化
甘肃省农田亩均灌溉用水量整体呈逐年下降趋
势，从2004年的482．0 m3／亩下降到2013年的
443．0 m7亩，下降了8．1％，但现状农田灌溉亩均用
水量较全国高138 m3／亩，2013年全省灌溉水利用
系数为O．53，与国内一些先进省份还有较大差距[21
(图2)。分析其原因主要有：一是种植结构调整，促
使高耗水作物种植面积减少，低耗水作物种植面积
增加，相应降低了灌溉用水定额；二是随着节水灌溉
技术的推广应用，灌溉水利用系数逐渐提高，灌溉定
额整体有所降低；三是随着对灌区管理和设备投入
的增加，灌区运行管理、农艺措施、田间水土管理、传
统灌溉习惯等都得到了极大改善，一定程度上减少
了灌溉用水量，提高了灌溉水利用效率。
{Ⅲ
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2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 201 1 2012 2013
年份／年
图2甘肃省多年农田灌溉定额变化
1．2高效节水灌溉基础设施现状
1．2．1灌溉输配水工程
高效节水灌溉工程是指在现有水源、骨干工程
等灌溉设施基础上，采取管道输水灌溉、喷灌、滴灌
等高效节水技术手段实施的田间节水灌溉工程。截
至2013年底，甘肃省目前总共建成渠道1 451 775
条，其中包括干支渠482 272条，占总渠道33．2％，长
度31 731．58 km，已衬砌20 555．34 km，衬砌率
64．78％；斗农渠969 503条，占总渠道66．8％，长度
125 657．87 m，已衬砌38 819．55 km，衬砌率30．89％。
建成各类建筑物l 451 775座，其中干支渠建筑物
482 272座，斗农渠建筑物969 503座。从以上数据
可以看到，干支渠的衬砌率相对较高，而斗农渠的衬
砌率远低于渠系防渗的要求，进而影响到田间输配
水的控制和调配，导致水源供水量与田间用水量出
现矛盾，无法满足高效节水灌溉水量的需求。
1．2．2水源工程
水源工程主要包括水库、引水枢纽及泵站等，取
水方式以蓄水、引水、提水为主。截至2013年底，甘
肃省共建成各类水利工程l 560 1 86项，现状年总供
水量121．66亿m30其中：蓄水工程337座(大型水库
6座、中型水库33座，小型水库298座)，总库容
18．6亿m3，占全省总供水量的15．3％，供水量18．6
亿m3；引水工程766处，总引水流量达440．37 m3／s，
供水量45．7亿m3；占全省总供水量的37．5％，提水
工程107 128处，其中：机电井60 426眼(配套机电
井43 328眼)，机电泵站3 554处，装机容量92 9041
kW，提水流量505．74 m3／s，供水52．4亿m，占总供水
量的42．9‰可以看到甘肃省水源工程建设无论在
数量上和还是规模上都实现了较大增长，为进一步
实施大面积高效节水灌溉提供了有力的水源保障。
然而，高效节水灌溉对水源工程、田间输配水工程和
灌溉设施的要求更高，仅仅依靠现有水利水源基础
设施尚不能满足高效节水灌溉需求。因此，仍需要进
一步发展和改进水源及渠系建设，加强基础设施的
运行和保障能力。
1．3高效节水灌溉管理现状
1．3。l管理机制与体制
依据相关政策，高效节水灌溉工程均由县区水
利建设管理站担任项目法人，负责工程建设管理，并
·43·
万方数据
2016年第9期甘肃水利水电技术第52卷
且要求项目区水管单位全过程参与高效节水灌溉工
程建设管理，同时用水者协会或受益群众代表也参
与田间工程建设管理。此外，为了加强对高效节水
灌溉项目区管理，还普遍上成立了以受益乡镇为主
导的高效节水管理领导小组，具体负责高效节水灌
溉工程管理工作的组织领导、协调、检查和监督工
作。并且在各级高效节水管理领导小组的统一领导
下，按照“谁管理、谁受益”的原则划分管理权限。除
此之外，各个灌区和用水管理单位还在积极探索和
实践更为切合实际的管理办法。
l'3．2管理制度与模式
确定和运行合理的管理制度和模式，对灌区建
设和发展起到至关重要在的作用。然而许多灌区由
于缺乏有效的管理和维护，致使各级渠道都出现了
不同程度破坏，部分工程设施无法正常发挥作用。
加之受当地条件限制，工程投资和建设标准高低不
一，致使全省渠道完好率处于较低的水平。目前统
计资料显示，高效节水灌溉设施完好率水平也各不
相同，总的来说管灌完好率较高，均在80％左右，而
喷灌、微灌则较低，有些灌区甚至出现设施全部破坏
情况，几乎丧失了灌溉能力。但就目前的管理现状
来看，主要还是依靠村社和农户管理，没有较为统一
的管理主体，对于喷灌和微灌而言，日常维修费用较
高，农民管理的主动性和积极性都比较低，便出现了
管理主体“缺位”的问题。
近年来，随着省上和地方各级政府通过积极争
取资金和加大地方财政投入，对水利工程的维护和
建设起到了很大的支撑作用，但这种建设主要集中
在灌区和主干渠道的改造维修上，而在田间工程上
资金相对匮乏，常常是“有人用，没人管”。目前各县
区的节水设施的维护经费来源还是主要依靠农民自
筹，一部分来于水费。再者喷灌和微灌的管护和维护
费用较高，农户不愿意自筹建设，一般选择放弃使
用，最终直接影响到群众建设水利工程的积极性，导
致高效节水灌溉无法稳定向前推进。
2高效节水灌溉发展需求分析
2．1 粮食单产预测分析
从2000—2015年灌溉粮食作物资料统计分析，
一方面，灌溉面积粮食作物单产每年增加约1％，耕
地面积粮食作物单产每年增加约0．5％；另一方面，
随着甘肃省水利事业不断发展、灌溉水平不断提高、
农艺措施不断改进，未来甘肃省粮食生产必将继续
保持稳定增长的势头。因此，规划水平年灌溉粮食作
物和耕地粮食作物每年单产仍考虑I％和0．5％的增
产。2013年全省灌溉面积粮食单产和耕地面积粮食
单产分别达到549．77 kg和214．61 kg；2015年全省
灌溉面积粮食单产和耕地面积粮食单产分别达到
560．82 kg和216．76 kg；预计至2020年，甘肃省灌溉
面积粮食单产和耕地面积粮食单产分别达到589．43
kg和222．23 kg(表1)。
表1甘肃省2020年灌溉面积和耕地面积粮食单产预测W亩
2．2粮食需求分析
影响粮食需求因素较多，其中最为重要的因素
为人口总量、人口分布和人口增长速度。若人口总
量、人口增长速度和人口分布出现变化，则对粮食需
求量和粮食生产布局产生较大的影响131。规划水平
年人口预测结果采用《甘肃省水中长期供求规划》结
果，2020年全省人V1分别达到2 703．71万人。
粮食需求预测主要包括人口食用粮食、家畜等
喂养饲料粮食、作物种植留种、工业非食品加工用
粮、粮食损耗(收获、加工、运输等)等5部分。根据国
万方数据
第9期张恒铭：甘肃省高效节水灌溉发展现状、需求分析及效益评价第52卷
务院发布的《中国食物与营养发展纲要》，我国至
2020年人均粮食需求量为每人每年420 kg，根据全
国2013、2015水平年人均粮食需求量，预测的甘肃
省2020年粮食需求量见表2所列。从表2可知，现
状2013年甘肃省粮食需求量1 075．48万t，2015年
粮食需求量为1 098．28万t；2020年按照国家规定
的420 kg『人的标准计算，全省粮食需求量将达
到1 135．56万t。
由表3可知，2015年全省粮食需求量将达到
1 217．31万t。高出现状粮食78．41万t，缺少粮食
78．41万t：预计2020年全省粮食需求量将达到
1 280．94万t，高出现状粮食产量142．04万t，缺少
粮食78．41万t。由此可见，未来粮食仍处于缺粮状
态，发展灌溉面积是增加粮食产量的必要途径。实
施高效节水灌溉，能够提高水的利用率和灌溉保证
率，促进了粮经作物稳产、高产，是保障和稳定有效
灌溉面积的主要途径，未来全省粮食生产压力较大，
发展灌溉农业、保障粮食安全迫在眉睫。
表2甘肃省2020年粮食需求预测结果
表3甘肃省不同水平年辕食需求量平衡表万t
2．3粮食种植面积预测分析
作物种植面积、复种指数、粮食种植面积与经济
作物种植面积比例、作物灌溉面积及其收获产量、雨
养农业面积及其收获产量等因素均对我国粮食生产
总量产生重要影响13】。综合考虑甘肃省土地资源、水
资源等实际状况，新开发耕地保障粮食安全的投入
较大、困难较大，因此，为确保规划水平年粮食需求，
只考虑发展灌溉面积和增加高效节水灌溉面积等途
径来解决粮食安全问题。
甘肃为粮食平衡区，即甘肃省粮食要实现产销
平衡。因此，综合考虑全省灌溉面积年发展情况和投
入力度等因素，分高、中、低方案计算需求。高方案以
实现粮食产销平衡为目标；中方案和低方案综合考
虑规划水平年水土资源状况、资金投人等因素，2020
年中方案粮食自给率目标为98％，低方案粮食自给
率目标为96％。
2．3．1灌溉面积需求
通过资料分析，种植粮食作物的灌溉面积占有
效灌溉面积的69．00％，因此规划水平年2020年种
植粮食作物的灌溉面积仍采用69。00％。在粮食生产
总量稳定的前提下，根据当地旱作农业灌溉面积产
量制定是否发展农业灌溉规模。
2．3．2高效节水灌溉面积需求
节水灌溉提高了灌水效率，改善了灌水均匀度，
增产效果显著，其中管灌、喷灌、滴灌可分别增产约
10％、15％、20％12】。因此在一定灌溉规模的前提下，通
过发展节水灌溉可明显提高产量。规划按节水增产
10％计算粮食增产量，不同水平年不同措施保障粮
食安全需求量见表4所列。
万方数据
2016年第9期甘肃水利水电技术第52卷
表4甘肃省2020年不同措施保障粮食安全需求量
粮食粮食发展灌溉发展高效节水
水平年缺少量方案自给率面积灌溉面积措施
}页t ‰ ／页商f页亩
2015年78．4l 高方案100 202．63 184．21
中方案98．00 198．58 180．52
低方案96．00 194．52 176．84
2020年142．04高方案100 349．25 3 14．32
中方案98．00 342．26 308．03
低方案96．00 335．28 301．75
由表4可知，2020年，人口增长对粮食需求远
远超出了现状粮食产量，缺少粮食142．04万吨，如
果单纯通过发展灌溉面积解决全省粮食安全问题，
高低方案需发展灌溉面积分别为349．25万亩、
335．28万亩；如果单纯通过发展高效节水灌溉面积
解决全省粮食安全问题，高低方案需发展高效节水
灌溉面积分别为314．32万亩、301．75万亩。因此，解
决未来粮食稳定的问题，需要从不同区域的土地资
源、水资源状况和经济发展状况等方面，综合考虑同
时发展灌溉面积和发展高效节水灌溉面积。
3高效节水灌溉效益
甘肃省发展实施高效节水灌溉建设后，保灌面积
会大幅增长，将会有更多人口受益，粮食产量和农民
收入的进一步增加，产生良好的社会效益。高效节水
灌溉技术实施后：①灌区灌溉水利用率显著提高，从
而节约大量水资源。经计算，规划的高效节水灌溉工
程实施后，到2020年，全省年总节水量11．04亿m3。
如果按节水量的3∞供给工业、生活用水，70％用于生
态保护与植被建设，年可产生效益分别9．19亿元和
233亿元；②将极大的改变各县、区生产条件，提高农
业综合生产能力，有效缓减各项目区水土资源供需矛
盾。高效节水灌溉增产效益显著的主要原因为灌区灌
溉条件得到改善，灌溉面积与灌溉水量得到保证。到
2020年，项目完成后年粮食作物增产效益9．12亿元、
经济作物年增产效益20．37亿元，增加年经济效益总
值29．48亿元。水利效益分摊系数依照0．50计算，到
2015年，合计年水利增产总效益8．40亿元，到2020
年，合计年水利增产总效益14．74亿元；③可节省耕地
面积1％左右僻。目前430．98万亩高效节水灌溉工程的
实施增加了可利用灌溉面积4．3l万亩，按照亩均效益
410元计算，可产生o．18亿元节地效益；④高效节水
灌溉工程平均每亩可省工日3个，据此计算，现状高
效节水灌溉工程可省工1 292．94万工日，按40元，工
日计算，可实现省工效益5．17亿元；目前全省高效节
水灌溉亩均节水178 m3／亩，430．98万亩高效节水灌
溉面积总节水7．66亿m3，按照70％用于生态保护与
植被建设，参考有关资料，均按恢复生态面积计算，可
产生效益2．28亿元的间接效益。此外还能带来粮食产
量的大幅提高，实现稳产，高产，产生显著的直接和间
接经济效益。
由此可见，对于甘肃省这样一个水资源十分紧
缺的省份，高效节水灌溉工程的实施在改善为农业
生产状况，确保粮食生产安全，保障生态安全等方面
发挥了十分重要的作用。但同时我们看到与全省总
灌溉面积相比，高效节水灌溉面积仅占19．48％，因
此，未来我省高效节水灌溉面积还有巨大的发展空
间，必须不断的推动节水灌溉的发展，大力推广和普
及高新节水灌溉技术，为彻底缓解甘肃省水资源紧
缺，保障经济社会与生态环境协调稳定与可持续发
展提供强有力支撑。
4结语
随着未来农业需水与水资源的供应矛盾逐年加
大，水资源短缺将进一步制约农业灌溉发展需求，实
施农业高效节水灌溉是缓解水资源供需矛盾的根本
途径；发展高效节水灌溉可以明显改善农业基础设
施条件，扩大农业结构调整空间，加快农业科技创新
步伐，发挥甘肃省巨大的粮食增产潜力，促进农业增
产增效、农民增收，稳定有效灌溉面积，保障粮食自
给的。未来只有大力推进高效节水灌溉，才能有利于
缓解用水矛盾，改善生态环境，为逐步恢复和保护生
态提供支持。也只有结合甘肃的具体J隋况，科学制定
高效节水灌溉发展规划，以提高农业生产条件为基
础，以推进水利现代化为目标，以大力发展低压管道
灌溉、喷灌和微灌为主要措施，真正实现高效节水灌
溉农业的可持续发展。
参考文献：
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