平原河网典型地区农业节水减排管理措施分析

围绕我国平原河网典型地区农业节水灌溉和节水减排，以太湖流域江苏省昆山市和浙江省平湖市为研究案例，在总结分析当前农业节水减排主要存在的问题的基础上，重点介绍了典型地区水稻节水灌溉措施、取水计量监控体系和节水减排等相关情况，分析了平原河网典型地区水稻节水灌溉方式及其减排效果，提出了推进农业高效节水灌溉和节水减排管理措施和推广建议，为提高我国平原河网典型地区农业节水灌溉和节水减排管理水平提供了参考借鉴。

化肥、农药是我国平原河网地区农业面源污染源之一。在降雨或灌溉过程中，过量及不合理施用的化肥、农药借助农田地表径流、农田排水或地下渗漏等途径进入水体，造成水体污染。“节水减排”的核心是通过节水灌溉工程建设、排水沟和塘堰生态改造，配套采取非工程措施和农艺措施，实现科学灌溉、水肥高效利用，减少入湖(河)、库的面源污染负荷，改善生态环境，提高农业综合生产能力。

太湖流域是平原河网典型地区，农业用水量占比都很大，已经占流域用水总量的38%;其中，农田灌溉用水量占农业用水量的83%，占流域用水总量的25%。因为灌溉方式粗放，水肥利用率不高，农村、农业面源入河污染物比重不断加大，是入河污染物大户，是实行最严格水资源管理制度的短板。近年来，太湖流域面源污染问题引起了各级政府的高度重视和社会各界的广泛关注。

本文以江苏省昆山市和浙江省平湖市农业节水减排高效节水灌溉为例，结合水稻节水灌溉措施、取水计量监控体系和节水减排减污等相关情况，分析平原河网典型地区太湖流域水稻节水灌溉方式及其减排效果，提出推进节水减排高效节水灌溉，加强农业用水管理相应的管理措施和推广建议。

1 太湖流域农业节水减排现状

1.1 太湖流域农业用水及农业污染排放情况

太湖流域农业用水量中有83%为灌溉用水，种植业灌溉用水量占总灌溉用水的95%以上，水田灌溉用水量占总灌溉用水的4/5，是第一用水和耗水大户，农业用水定额400~500  m3/亩，水稻灌溉用水量甚至高达1 000  m3/亩，基本以常规漫灌为主。同时，因农业用水主要为就近取水，在7月、8月灌溉用水高峰时期，如遇空梅或枯水年份，大量农业灌溉用水将导致流域河湖水位过低，与河道内生态用水产生矛盾。

表1 2001年~2010年太湖流域农业用水情况

图1 主要农作物种植结构

太湖近几年水体污染的主要来源是面源污染，根据国家发改委印发的《太湖流域水环境综合治理总体方案(2013年修编)》数据，2010年面源对太湖的污染贡献中，化学需氧量、氨氮、总磷、总氮分别占到总量的53%、46%、68%和45%。农业是太湖流域的用水和耗水大户，也是入河污染物排放的大户，在面源污染的各种来源中，种植业对污染的贡献约占总量的22.6%。

1.2 太湖流域农业节水减排情况

太湖流域高效节水灌溉是在农田水利建设的基础上逐步发展起来的。进入90年代后，在中央提出的“把节水灌溉作为一项革命性措施来抓”政策的号召下，通过国家节水增产重点县、大型灌区续建配套与节水项目改造、农业综合开发中型灌区节水配套改造项目、中央财政小型农田水利重点县等实施，节水减排高效节水灌溉建设得到快速发展。目前，节水减排高效节水灌溉工程类型以低压管道灌溉为主，占太湖流域高效节灌面积比例达77.7%，而作为现代农业重要基础设施的喷、微灌工程面积仅占高效节水灌溉面积比例13.1%和9.1%;主要耗水作物为水稻，灌溉方式主要是低压管道灌溉;部分地区也种植蔬菜、瓜果、花卉等用水量较大的经济作物，但种植面积较小;其它作物，如麦类、油菜、苗木等，一般年份灌溉水量较小。

表2 2014年太湖流域不同地区高效节水灌溉工程面积

2 典型调查昆山、平湖农业节水减排现状

实施节水减排高效节水灌溉是减少面源污染，加强用水管理的主要措施之一，江苏省昆山市开展了控制灌溉试验、浙江省平湖市开展了薄露灌溉试验，在水稻节水灌溉、节水减污方面取得了一些经验。昆山、平湖人口密集、经济发达，都属于太湖水系，地势平坦、河网密布，四季分明、降水充沛，是典型的江南水乡、鱼米之乡，自然、地理、经济、农业基础等具有较为明显的太湖流域平原河网地区特征;在农业节水减排方面积极探索，积累了一些经验和好的做法。

2.1 昆山市

2.1.1

农业建设情况近年来，昆山紧紧围绕“耕地保护、农业增效、农民增收”这一主线，以改善农业基础设施、提高农业综合效益和推进生态文明建设为根本，运用“政府主导、资源统筹、农民参与、市场化运作”机制，依托中央财政高标准农田水利重点县项目，不断加大投入推进农业建设，高标准农田比例超68%，农业综合机械化率超90%，农业科技贡献率达65%。在灌区改造建设中，全面推广应用“灌溉-排水-湿地”协同运行的节水控污灌排技术模式，主要包括“衬砌渠道-稻田-生态沟-河道湿地”、“低压管道-稻田-生态沟-经济湿地”、“稻田-生态沟-湿地-泵站”三种模式，以及路渠结合的低压管道输水工程，因地制宜建设稻田尾水净化湿地，积极推广水稻控制灌溉和控制排水技术。

2.1.2

主要灌溉模式及节水减排效果昆山市在蔬菜、瓜果等高效农业区大量应用了喷灌、滴灌等微灌模式。水稻灌区主要采用防渗渠道和低压管道两种输水方式，研究表明，渠道防渗可使渠系水利用率提高20%~40%,减少渠道渗漏损失50%~90%。

水稻灌溉主要分为常规淹灌和控制灌溉二种模式。目前，江苏省尚未制订和发布农业用水定额标准。根据《基于总量控制的平原河网区农业节水技术研究》(水利部公益性科研专项，200901039)等项目研究，在千灯排灌试验基地试验田开展水稻在生育期内总灌水量对比实验，控制灌溉的节水率达68.9%。而且，控制灌溉大大减小了全生育期水稻灌溉次数，由常规灌溉的23次减少为控制灌溉的9次。在锦溪镇红光站大田试验区，2010年~2011年连续二年试验结果都表明，在大田尺度上控制灌溉同样较常规灌溉有较大节水优势，充分说明控制灌溉可以在大面积水稻种植中进行推广。

在积极推广应用节水控污灌排工程和技术的同时，农业部门也采取了多项有力措施推进农田面源污染减排。一是认真做好测土配方施肥的田间试验、示范和推广工作，积极开展农企对接合作，扩大配方肥料推广应用量，大幅度降低了化肥用量，取得了降本增效和污染减排的良好成效。二是大力开展有机肥的推广工作。通过采取基地重点推广与农民自愿购买相结合的方法，有效落实了有机肥施用单位、面积与数量。三是加强病虫监测，科学合理用药。建立健全了农作物病虫害预防监控体系，推行农业物理防治技术，推广低毒、低残留的化学农药和生物农药。

实施乡村和农田氮磷生态拦截工程。为有效拦截农田地表径流中氮磷等营养物质排入河道，减轻水体富营养化，对环淀山湖、阳澄湖周边的8个区镇的乡村、农田、果园等现有排水沟渠塘及河道支浜等进行生态工程化改造，实现对沟壁、水体和沟底中逸出养分的立体式吸收和拦截。

2.2 平湖市

2.2.1

农业建设情况平湖是全国农村土地承包经营权流转规范化管理和服务试点地区、全国农业标准化综合示范县。1999年，全市基本实现了农田灌溉管道地下化，成为全国第一个实现灌溉地下管道化的县。地下管道灌溉能大大提高农田灌溉效率，有效降低灌溉成本，有利于农时季节计划用水、合理用水、科学用水，同时基本消除了灌溉渠道的坍、漏、溢、堵等难题。还可以节水、节地、省工、省时、方便管理、促进生产。灌溉水的利用率由60%提高到90%以上，每年可节电200多万千瓦时，年节省渠道清理维修用工12万工，累计节约耕地6  000多亩，渠尾田块从打开机泵到见水，平均时间由90 min缩短到15  min，大大提高了生产效率。在提升农田排涝能力方面，至2008年全市农田排水沟基本实现了硬化。

2.2.2

主要灌溉模式及节水减排效果一是推广喷微灌技术。2008年专门下发了《平湖市加快喷微灌技术推广应用实施意见》，明确提出要大力推广喷微灌技术。印发《平湖市喷微灌技术应用指南》一书，积极开展宣传培训工作。目前喷微灌技术应用面积近2万亩。

二是开展灌溉节水新技术研究。针对水稻是平湖市种植面积最大的粮食作物之一，稻田灌溉用水量大，耗肥多，稻田农业面源污染排放导致水环境问题十分突出的情况，2014年开展了“南方水稻灌区节水防污技术示范推广应用”项目研究。该项技术是“节水灌溉、水肥耦合、生态排水”三道防线技术，采用节水灌溉和水肥耦合综合调控相结合，大幅度减少稻田地面排水及渗漏量，从而减少氮磷等面源污染的排放负荷，综合利用上述技术可以达到节水、增产、提高水肥利用效率、削减氮磷等农业面源污染物排放的效果。平湖承担水稻节水灌溉与田间水肥综合调控技术的推广任务，与传统淹灌及施肥制度相比采用本技术可显著减少稻田面源污染的排放量，TN、TP、COD的平均减排率分别为：30.7%、9.6%、27.4%。

平湖市农业灌溉的主要模式是传统淹灌和薄露灌溉为主，其中薄露灌溉是应用灌溉水的“灌、浅、湿、干”来调节农田和作物的土、肥、水、气，达到节水高产机理的技术，主要技术特点是“薄水灌溉，经常落干露田”。自1993年开始试点应用，二十年来取得了节水、增产、省电、降本、减少农药、化肥及水土流失等显著的经济、社会效益和生态效益。根据示范对比田统计测算，薄露灌溉比常规灌溉平均每亩增产32公斤，节电3.2度，节水128  m3。

3 太湖流域农业用水及排放污染主要问题

3.1 灌溉水量大效率低且工程配套滞后

目前，流域耕地灌溉设计保证率平均为75%，江苏省灌溉水有效利用系数为0.539 ~ 0.690;浙江省灌溉水有效利用系数为0.53  1~0.602;上海市灌溉水有效利用系数为0.721。总体高于全国平均水平，但与发达国家相比有一定的差距。同时，随着太湖流域城镇化、工业化的快速推进，基本农田大量减少，农田灌溉设施遭到破坏，同时流域内许多灌溉设施由于使用年限较长，已经出现了陈旧老化的现象，灌溉工程的配套设施的改造更新滞后，已经不能适应节水减排技术推广的要求，从而影响到灌溉水的有效利用效果。

3.2 农业灌溉用水管理薄弱且缺乏计量

流域内河网密布，农田水利建设由于历史欠账较多，目前农村水利工程设施还不够完善，各类小型农田水利工程设施不配套、老化失修，农田灌溉“最后一公里”问题仍然严重，再加上工程设施管理养护不到位，效益不能充分显现;太湖流域基本以100~700亩的小微型灌区为主，均拥有独立的提水泵站和灌排系统，灌溉水利用水泵就近从河道抽取，退水就近入河，用水量大多采用定额法估算，基本上没有安装计量设施，取退水管理粗放。

3.3 经济调节作用不明显且杠杆缺失

太湖流域是典型的平原河网地区，普遍存在一种不缺水、但缺好水的观念。同时，国家对农业扶持力度大，基本上流域各地农业水费已经实行了政府转移支付，等同于免收农业水费;提水电费主要由镇政府和村集体两级承担，少数地区部分由农户自负，农业节水缺乏激励机制和经济手段，经济调节作用几乎没有。

3.4 小农户经营模式将长期存在

小农户经营模式是农民种植的主体模式，相对于土地流转规模化生产，流域内户低效率的种植模式仍占有较大比重，土地集约化程度不高，现有的以园区大规模水利设施难以形成高效体系，农业节水复制推广比较困难。

3.5 农业面源污染形势严峻

高投入、高产量是太湖流域农业生产的主要特点，调查显示，太湖流域种植水稻现状每季施氮肥38~40 kg/亩、磷肥5.3~6.6  kg/亩，化肥平均利用率仅为30%~35%;每季施药由原来的1~2次加密到现状的5~6次，由于不科学施肥、施药、用水，农田退水将大量化肥、农药带入河湖，导致高强度的氮磷排放。

4 思考与建议

4.1 太湖流域农业节水减排潜力很大

在南方地区，节水就是减排减污。十九大报告中提出要推进资源全面节约和循环利用，实施国家节水行动，加强农业面源污染防治;水利部把推进现代灌溉发展作为当前水利工作的重要内容之一，提出实施“南方节水减排”，要“大面积推广高效节水灌溉技术和水稻控制灌溉技术，实现少灌水、高利用、低排放”;水利部、发改委印发的《“十三五”水资源消耗总量和强度双控行动方案》对各省2020年包括农田灌溉水有效利用系数等提出了明确的用水强度控制目标指标。太湖域经济社会发达，工业化、城市化率高，农业用水普遍存在管理粗放、用水效率低、面源污染排放严重等问题，是水资源管理和水污染防治的难点和薄弱环节。总的来看，工业节水减排有空间，农业节水减排潜力更大。

在中央“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时期水利工作方针指引下，农田水利建设不断推进，将有力推进太湖流域农业节水减排工作，提高农业用水管理水平，落实最严格的水资源管理制度。随着太湖流域农业现代化，生产规模化、集约化程度不断提高;工业、服务业反哺农业的力度不断加强;社会各界对资源、环境和生态的要求不断提高，保护意识逐步增强，太湖流域农业发展政策、资金和社会环境将进一步持续向好，为农业基础设施建设、种植结构调整、节水技术推广、科学施肥等带来了良好机遇，也为加强农业用水管理，推进农业节水减排提供了有利契机。

4.2 太湖流域农业节水减排工作亟须推进

粮食是立国安邦之本、民生之基。太湖流域作为水热条件优越、适宜种植粮食的地区，保证一定数量的耕地面积，维持稳定的粮食生产能力，不仅是国家粮食安全的需要，也是流域工业化、城镇化高度发展后维持和保障流域良好生态系统的重要组成部分。对农业用水实施有效管理，强化农业节水，提高农业用水效率，减少面源污染排放，是实现流域水资源用水总量、用水效率及水功能区限制纳污等三条“红线”管理的重要内容。

一是继续努力降低农业用水量。在工业化继续发展、城镇化快速推进的情况下实现用水总量控制指标，农业用水必须实现明显下降。若农业用水效率停滞不前，在一般枯水年情况下，流域水资源配置难度显著加大。实践证明，实施农业节水减排不仅能减少灌溉用水量，也不影响作物产量，管理得当还可以提高粮食产量。

二是不断努力减少排污量。控制和降低氮磷污染已经成为进一步改善平原河网水质、全面实现河长制、湖长制目标的关键，实施农业节水减排不仅可以减少水资源的使用和消耗，还可以通过控制灌溉用水减少排水，减少农田氮磷营养的流出，降低入河面源污染。

三是不断努力改善水生态环境。充分运用在稻田、人工湿地以及生态沟道的协同运行作用下，水体总氮浓度沿程有显著的降低，微系统各环节的总氮总磷浓度呈现梯级递减的规律。针对太湖流域内河湖密布，利用天然或人工湿地、生态沟等系统，或水陆交错带的自然净化生态功能，截留净化农田径流中的氮磷及有机物，可以有效改善水生态环境。

因此，从农业用水量、排污量和水生态环境等角度看，太湖流域农业节水减排潜力很大，亟待有序有效推进。

4.3 当前要着力抓好的几项工作

(1)深化典型农业节水减排试验研究。在总结现有节水灌溉方式为主的基础上，开展综合性的试验，对灌溉技术、水肥耦合、配方施肥、退水生态处理等进行综合试验，提出水稻节水灌溉方式、污染减排措施等相关建议，为平原河网地区农业节水减排、为实施最严格的水资源管理制度考核工作提供科学依据。

(2)提升农田水利灌溉设施建设标准。继续加大对农田基础设施的投入力度，既要充分配套，完善农田灌排体系，推广农业节水设施，提升农田建设标准;同时注重用水计量设施安装等工作，为全面加强农业用水管理、计量工作创造条件。结合农业水价改革，将落实计量、节水减排措施作为灌区考核的重要内容。

(3)加强农业用水新技术应用管理。积极推广先进农业节水减排新技术，引导农民增强节水减排意识，水利部门应积极会同农业部门开展农业用水指导和节水管理工作，推广“控制、薄露、浅湿灌溉”等节水灌溉技术，推广土壤测方施肥，推广低毒无毒农药应用，指导做好施肥施药，提高肥药利用率，减少化肥农药使用量。落实各方责任，研究有效措施调动各方节水减排的积极性。

(4)因地制宜开展减排设施建设。昆山等地充分利用天然或人工湿地、圩内河网、生态沟等，截留、净化农田径流中的氮磷与有机物。以农业用水总量控制、水肥高效利用、生态拦截治污理念为指导对灌区实行标准化管理，并配合生态技术措施建设生态排水沟渠，在排水沟渠内种植植物、定时收割管护，减排效果明显。这方面的建设模式可复制推广，甚至作为灌区改造的标准。

(5)加强农村畜禽面源防治。大力发展池塘生态循环养殖模式积极实施池塘改造，推进池塘养殖用水生物治理、生态修复和循环利用。开展畜禽养殖场减排治理，深入开展了畜牧生态健康养殖、畜禽粪便综合利用等，降低渔畜废水和农村生活氮磷入河量。

(6)励引导开展水权交易。充分结合当前推进农业水价综合改革的要求，明确农业用水总量及定额，实现农业用水户水权确权颁证;充分发挥分类水价和超定额累计加价政策，发挥价格杠杆在农业节水中的作用，建立精准补贴和节水奖励机制，引导加快农业节水减排措施的推广，实现既节约农业用水又减少污水排放，在实现用水权节约的基础上，推进水权回购、结余流转，调动提升农户实施节水减排的积极性。

原标题：净水技术|平原河网典型地区农业节水减排管理措施分析