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“目前,我国已完成今年高效节水灌溉面积任务的85.6%,但随着节水灌溉面积迅速扩大,干旱区域的高效节水良性运行却难以为继。”中国工程院院士邓铭江近日直言。
农业灌溉是我国用水“第一大户”,也是我国水资源浪费“第一大户”,尤其是干旱地区偏重田间节水灌溉技术,忽视输配水系统节水改造问题,造成多数高效节水能耗巨大。
大部分高效节水能耗大
“我国农业用水比例偏高,全国农业用水占比为62%,同为干旱区的以色列保持在56%左右,尤其是我国新疆地区农业用水占比高达94%。”邓铭江在近日由中国工程院土木、水利与建筑学部主办的“水资源高效利用与土木工程新技术暨流域水循环调控工程安全与防灾减灾国际研讨会”上表示,而与此同时,我国良性高效节水运行并不乐观。以全国高效节水面积最大的省区新疆为例,滴灌面积占98%,但南疆高效节水比例仅占33%,而已建成的高效节水面积目前保留的仅有50%左右,造成大量浪费。
邓铭江算了一笔账,“我国绝大部分高效节水灌溉采用加压滴灌,能耗巨大,按5000万亩滴灌面积推算,年耗电约50亿度,如果按火电计算相当于消耗煤炭180万吨,排放二氧化碳约510万吨。”
此外,灌溉水源主要是来自山区河流或水库,这些高位水源理论上不需要加压即可自流或者自压灌溉,放弃地市落差而重新加压搞节水灌溉,浪费了巨大能源。
针对高效节水灌溉工程建设中存在的问题,前不久,水利部对15个省区进行了高效节水灌溉工程建设督导检查,其中黑龙江、江苏、河南、青海4省及新疆生产建设兵团问题较为突出。“检查中发现一些不容忽视的问题,如部分项目竣工完成率低,项目管理不规范,部分省区进度滞后、资金支付慢,农业水价综合改革推进较慢等。”水利部副部长田学斌在部长专题办公会上提出。
据悉,下一步水利部将全面排查高效节水灌溉项目建设与管理中存在的问题和薄弱环节,进一步完善高效节水灌溉项目管理信息系统,为实现精准管理提供数据支持。
高效节水遇多方掣肘
在邓铭江看来,造成能源浪费的原因之一是管理运行体制缺位。目前高效节水每亩投资700元(政府补助400元,农民自筹300元)。贫困地区财政和农民自筹能力有限,导致高效节水工程建设和运维先天不足。加之基层专业设计力量严重不足,部分工程技术模式和设备选型不够合理以及设计方案先天不足,达不到设计标准和规范要求,影响了工程质量和效益。
“灌区输配水系统错综复杂效率低也是原因之一。”邓铭江表示,渠道防渗率低,且配套设施简陋,渗漏损失严重,水质含沙量加大,导致高效节水灌溉系统供水保证率低,使灌溉系统的整体效果和效益欠佳。
此外,由于历史原因,农网缺乏总体规划,虽然经过农网改造,但农村电网等级低,供电能力弱,遇到灌溉高峰期时,因停电造成机电井和高效节水灌溉工程不能正常运行的情况时有发生。
“同时,管理、维护人员数量少,很多电力排灌设施得不到维护,年久失修,故障较多。”一位不愿具名的知情人士表示:“农灌电网分布分散,点多,面广,设备的管理和维护难度较大。农灌电网难以满足农业排灌发展的同时,也给节能降耗带来负面的影响。”
排灌调度不经济没有对排灌用电进行经济调度,造成了不必要的电能浪费。
源头治理建系统现代灌溉体系
而要解决上述问题,邓铭江认为,需要构建农作物生活环境要素耦合系统和精细调控理论、构建绿洲农业生态系统和综合调控理论、构建农田高效节能灌排系统和优化设计理论、构建“六位一体”高效节能灌排保障系统。
有业内人士建议,“快速有效解决停电的方法是,灌溉用电时尽量选择在负荷低谷时期,避开用电高峰期,这样既提高设备效率,还可改善电网的运行经济性,更可降低用电费用。”
“大批山区水库建成,并逐步替代平原水库,将打破现有灌溉系统格局。”邓铭江说,例如,新疆具有发展自压灌溉的天然优势,构建“山区水库-管道输配水-自压滴灌系统”,可大幅降低灌溉能耗和工程运行成本,提高水资源利用效率。
在中国工程院院士王浩看来,当前治水模式更多的是空间上的“末端治理”,如水污染治理主要集中在位于社会水循环末端的排水环节,且重点采用的是“以能量攻击能量”的形式。“未能从用耗水过程这一真正源头进行减排,亦未在用耗水工艺过程中进行层层拦截。”
邓明江建议,构建河道内与河道外引水“三七调控”、经济与生态耗水“五五分账”的临界阈值调控模式。现代高效节能灌溉系统的优化设计和高效节水条件下的水盐调控,是当前急需解决的两大科学问题。