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赴澳大利亚效益农业中的农田水利技术与管理培训考察报告(浙江省)
    编辑:中国灌溉排水发展中心 归档时间:2006/7/4    

为配合浙江省节水灌溉技术的提高,进一步提高我省水利管理人员的业务水平,由我省水利系统15名专业技术和水利管理人员组成的“节水灌溉技术赴澳大利亚培训团”,于2004年11月25日至12月16日在澳大利亚东部进行了为期21天的培训考察和业务交流活动。培训团在澳大利亚期间,与澳大利亚新南威尔士州(NSW)初级产业部(Department of Primary Industries)、新南威尔士州立大学、西悉尼大学农业学院、(澳大利亚)联邦科学与工业研究组织(Abbreviation Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)、堪培拉大学的Agrecon研究所进行了业务交流,听取了这些部门有关负责人和专业技术人员对澳大利亚的农业、畜牧业、水资源状况、水资源调查评价、监测、规划、供水管理、灌溉节水技术、废水处理与应用等方面经验和做法的介绍,考察了位于墨尔本的Netafim公司,并参观了Netafim公司的生产节水灌溉设备的生产车间,另外我们还参观了澳大利亚的农场和墨尔本的水源工程——Cardinia reservoir等。

一、澳大利亚水资源状况

澳大利亚水资源总量为3430亿m3,目前已开发利用的地表水和地下水资源量为175亿m3。水资源状况的基本特点:一是总量少,人均占有量多。按联合国可持续发展委员会对世界153个国家和地区的统计,澳大利亚以人均水资源量1.7万m3位居前50名,是水资源相对丰裕的国家,相当于浙江省的7倍。但以760万km2的国土面积计,只有4万m3/km2,浙江省有91万m3/km2,澳大利亚只有浙江省的4.4%,其水资源量相对并不多。

二是地区分布不均。澳大利亚国土面积的2/3地区属于干旱或半干旱地带,降水主要集中在东部山脉、台地和谷地相接的狭长地带,占国土面积的1/3的中部和西部沙漠地区年平均降水量不足250mm。境内的6条河流多为季节性河流,也分布于降水集中地带。澳中部的大自流盆地富含地下水,有世界上最大的地下水源地。尽管澳大利亚水资源地区分布不均匀,但却与国民经济布局相匹配,所以水资源供需矛盾并不紧张。

三是降水年内、年际分配不均。澳大利亚降水主要集中在冬春之间,5月至12月间降水占全年总量的2/3,这段时间是洪水多发期,也是蓄水期。澳大利亚降水量年际之间变化也很大,有连续丰水年和枯水年的记录,枯水表现尤为强烈。这种不均匀的降水时空分布,决定了澳大利亚必须通过建设水利工程和充分利用水资源来保障经济社会发展对水资源的需求。

总之,相对丰富的水资源与较少的人口使澳大利亚水问题并不突出,但是,随着人口的增加和经济社会的发展,局部地区对水资源的过度开发利用造成潜在影响渐渐显现出来,新的水量分配问题、主要河流的水质问题、灌溉区域的次生盐碱化问题以及地下水的不合理开采问题愈来愈引起人们的关注。加强水资源管理已成为澳大利亚联邦和各州政府的紧迫任务。

二、澳大利亚水资源管理情况

澳大利亚水资源属于州政府所有,管理权限主要在地方,传统的水权是附着在土地上一并属于私有的。19世纪末发生在人口主要聚居区域的干旱和引水冲突促成了澳大利亚历史上第一个分水协议的签署。在1901年成立的联邦政府的协调下,墨累河(River Murray)流域的维多利亚州(Victoria)、南澳州(South Australia)、新南威尔士州(New South Wales)达成了分享水资源的协议,河水连同取水的权利从州到城镇到灌区到农户,被一层层分配。1917年开始运转到墨累流域委员会(RMC)保证了分水协议的执行,水资源支撑了流域内经济社会60年的大发展,使这一地区成为澳大利亚经济最发达的地区之一,其农业产值占全澳大利亚农业总产值的41%。但是,水资源的粗放利用(包括过度开发、粗放灌溉和污水随意排放)引发的环境问题在20世纪60年代爆发,灌溉引起的盐碱化和内涝问题非常严重。90年代初,由于用水增长导致河道水量减少,墨累河滋生的大量蓝藻,造成震动全国的水质危机。这一切,促使政府对水资源的承载能力进行重新评估,并启动了以控制水的需求为主的水改革。1987年签订墨累—达令(Darling River)分水协议,取代了原协议,参加分水的州增加到5个(昆士兰州(Queensland)和堪培拉(Canberra)领地),并于90年代提出“帽子(CAP)”概念,分水量封顶,控制不断增长的用水需求,保证河道的环境流量;联邦政府提出水改革计划,实施国家水质管理战略,采取措施保护地下水,并促使各州进行了改革;各州把水权从土地中剥离出来,明确水权,开放水市场,允许永久和临时性的水权交易,用水户可以将富余的、不用的分水量出售赢利,也可将取水权永久卖掉;各州改革供水业管理体制,组建政府控股的供水公司,实行现代企业管理制度,赋予企业和经营者更大的自主权;建立完善的水价体系,将污水处理、水资源许可等费用计入水价,推行两部制水价,对用水量超过基本定额的用水户进行处罚;建立各种供用水户的协会,鼓励社会公众参与水资源管理。

通过上述的种种措施,澳大利亚水资源状况在可持续利用方面呈现出新的态势。墨累—达令流域各州,不再索求更多的分水,而是寻求对州内用水需求实施控制,节约用水,充分利用废水资源;水权交易促进了用水结构的调整,使水向高附加值用户转移,实现了水资源的最佳分配;水质管理趋向于更严格地限制排放和更高标准的处理污水,并实行水域的纳污总量控制;拥有更多自主权的农业灌溉和城镇供水企业在追求利润的同时,纷纷提高服务水平,保证优质供水;公众积极参与水资源管理,全社会节水意识有较大提高。

三、澳大利亚的节水灌溉技术

澳大利亚许多灌溉工程的建设年代较早,加上地广人稀,过去主要采用传统的地面沟、畦灌或大水漫灌。近年来,由于灌溉水源紧张及长期大水漫灌造成地下水位上升、土壤盐渍化,他们结合自己的特点,下大力气推广节水灌溉,取得明显成效。目前,喷滴灌已占全国灌溉面积的20%,且所占比重逐年上升。特别需要指出的是,他们用激光机械平整土地,加快了田间灌水速度、减少了渗漏蒸发损失,田间节水效果与喷灌相近。此外,还有其它一些方法,如管灌技术:采用地下管道输水,给水栓上接上闸管,在闸管上有许多个出流孔口,每个孔口上都装有一个小闸门,出流孔口直接对准灌水垄沟,各孔可以同时放水,代替了毛渠,免去了人工扒口灌水的繁重体力劳动,既省地,又省水;渗灌:这是一种将滴灌带埋入作物根部,让水从孔口缓慢地渗向四周土壤进行灌溉的方法,它比滴灌能更有效地减少蒸发损失,其水、肥有效利用率几乎接近100%。喷灌、滴灌不但减少了灌溉用水,还减轻了盐碱地盐分对作物的危害,从改善生态环境角度看,这一优点特别受到当地人的重视。

政府从多方面扶持节水灌溉的发展。澳大利亚灌溉工程斗渠以上的部分由政府投资兴建,并成立专门机构管理。农场内部设施由农场主自己负责。各个农场的边界接水口多装有自动量水计,按预先分配的水量用水。新南威尔士(NSW)州政府为了降低灌溉用水量,每年拿出150~250万澳元资助农民建立示范农场,开展培训等工作。农民兴建节水灌溉工程可向政府专门机构申请比普通商业贷款利率低7个百分点的优惠贷款。

(一) 喷灌

澳大利亚的农牧场随处可见喷灌设施,喷灌是农牧场草地的主要灌溉模式,我们所参观的几个农牧场基本都是这种灌溉方式,采用的基本上是移动式喷灌机。

(二) 滴灌

滴灌是当今世界上一种先进的节水灌溉技术,节水效率高。滴灌开始于二十世纪40年代。主要用于大城市的郊区和小城镇的蔬菜地及部分果园,目前中国生产设施农业滴灌设备有滴头间距为30、50、100cm的滴灌管、薄壁式孔口滴灌带、补偿式滴头等;普遍使用的滴灌产品主要有三大类:管上式滴头、管间式滴头、滴灌带管。近年来,滴灌带管推广使用量增大。管上式滴头主要用于果树或盆栽作物。管间式滴头因安装麻烦使用量不多。

在澳大利亚滴灌的使用场合与国内差不多。如巴西的橡胶园、印度的蔬菜地、美国的烟叶及墨西哥的西瓜等。

粮食作物采用滴灌的不多见。但经济价值稍高的经济作物更多地选用滴灌。

滴灌系统的主要设备有:

1、供压装置:水泵是滴灌系统供压的主要设备,通常采用井用潜水泵、离心泵,管道压力不够时往往增设管道泵二次加压。为保证滴灌水源压力稳定,一般采用滴灌专用压力罐或变频调压器。为节省能源,也可根据当地地势条件建立蓄水池或水塔,利用水位差供水实现自压滴灌。

2、控制装置:较大面积的滴灌系统,一般都采用分区轮灌。采用手动控制时,每一轮灌区均应安装阀门。若采用自动控制,每一轮灌区均应安装一个或几个电磁阀。电磁阀由灌溉控制器控制。根据灌溉制度在控制器上编程,并能根据实际灌溉要求随时修改,满足不同作物种类和不同长生期的需水要求。

3、过滤装置:过滤装置主要由砂石式过滤器、离心分离式和叠片式过滤器组成。如发现滤网、密封圈损坏,必须及时修补或更换,否则将会使整个系统严重堵塞,后果不堪设想。

4、配套输水管路:主要由干管、分支管和各种连接管件,以及流量计、压力调节装置、进排气阀等组成。为减缓老化,所有管道都尽可能有埋于地下。每个灌溉周期都要冲法1~2次。

5、施肥(药)装置:一般采用压差式施肥(药)技术。每次施肥(药)前后,应用清水滴一定时间,以免肥(药)液残留在滴灌管内。滴灌施肥(药)应根据作物种类和生育期确定施肥(药)种类和施(药)肥量。

6、滴头:滴头是滴灌系统最关键的设备。澳大利亚Netafim公司生产的滴灌带结构合理、质量可靠,产品遍布世界各地。

(三) 污水灌溉技术

污水灌溉技术是节水灌溉技术之一,其优点有:为作物提供灌溉水源以减少淡水资源;为作物的增加提供养分以减少化肥的支出;为污水提供二级或三级处理以减轻污水对河流和湖泊的污染压力并降低污水处理费用。

但污水灌溉是由前提条件的,必须解决:

1、相关的病原菌等问题

满足最低要求

如线虫(Intestinal nematodes) = <1 / L算术平均值;

大肠杆菌(Fecal coliforms) = <1,000 / 100ml几何平均值;

病原菌等的危害

减少与病毒接触等于减少病原菌但尚无认可的标准。

2、相关的物理性质

合理生物需氧量以尽可能的减少臭味;

总悬浮物过多会危害灌溉系统;

酸碱度要求在6.5至8.0之间。

3、相关的化学性质

总可溶性盐类:总悬浮固体<2000mg/L,一般可以通过适当的渗滤加以控制;

有害的重金属会在表层土富集并通过食物链最后危险到人类的生命健康;

离子的浓度,过大会造成反渗透,导致作物的凋萎直至死亡。

4、负荷问题

必须通过灌溉防止流失减少渗滤、平衡水分负荷和养分负荷;

必须考虑氮、磷等的吸收/负荷,需要降低盐的含量;

5、土壤和水质的监控

选择合适的土壤以控制下渗的速度;保持土壤的氮、磷、钾平衡;确定合适的作物等。

四、思考与建议

我国是水资源短缺的国家,人均占有水量仅为世界人均占有水量的1/4。我省的人均水资源占有量不到全国的平均水平。当前,干旱缺水不仅困扰我省农业发展,而且成为制约我省经济发展的重要因素之一。农业是最大的用水户,大力推行节水灌溉,建立节水型农业是解决我省缺水问题的重要出路之一。

传统的灌溉以大水漫灌、跑冒滴漏的浪费现象十分严重,节水潜力很大。化肥的利用率也很低。据专家分析,化肥有效利用率仅为30%左右。

我国从五十年代起就围绕渠道防渗等方面开展了节水工作,进入八十年代以来,节水灌溉进一步引起重视,渠道防渗、管灌、喷滴灌等有了迅速发展。这些节水措施在缓解农业缺水,增加粮食产量等方面发挥了巨大作用。

近年来,随着经济高速发展、人口不断增加,水资源紧缺的局面将会进一步加剧。为缓解我水资源的紧张局面,必须坚持开源、节流、保护并举,走节约用水的道路。为此,建议:

1. 在制定国民经济发展规划中,要把发展节水灌溉、建立节水型农业作为加快我国农业发展的一项重要的战略性措施,给予高度重视。要在全社会大力宣传节约用水,普及节水灌溉知识,增强全民、全社会节水意识。

2. 要加大推广节水灌溉的力度。打破行业界限,以节水灌溉为龙头,将农业、水利、生物措施结合起来,推动节水灌溉健康发展。

3. 要将发展节水灌溉作为一项重要的农业基础建设来抓,增加投入。引进民间资本,探索多种渠道投资模式。

4. 加强节水灌溉新技术、新材料和新设备的研制工作。节水农业作为今后农业发展的趋势,对相关技术、设备的需求将越来越大。目前,进口设备价格昂贵,而且有些还不适合我国国情,因此要下大力气研究、开发我国自己的技术和产品。生产先进节水灌溉设备涉及水利、农业、机械、电子、化工等多个行业,要加强协作,联合攻关,加快节水灌溉技术研究和产品的引进、消化、开发、生产步伐,逐步建立起我国自己的节水灌溉产业体系。

5. 开展符合我省情况的污水灌溉及相关技术的研究,特别在农村,控制水污染已经刻不容缓,污水灌溉是一种很不错的方法,水利厅及各级水行政部门应加强这方面的宣传,争取各级政府给与大力支持。

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