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灌溉技术创新解决水土资源危机
    编辑:中国灌溉排水发展中心 归档时间:2006/7/5    

我国人均水资源占有量2200立方米,仅为世界人均水平的1/4;人均耕地面积1.4亩,仅为世界人均水平的1/3。温家宝总理说“水土资源短缺是中华民族的心腹之患”。

我国是世界上土地荒漠化最严重的国家之一。干旱缺水和不合理的开发加剧了土地荒漠化的进程,全国每年因土地荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。日益严重的土地沙化是形成沙尘天气的重要原因,今年4月17日沙尘暴袭击北京,北京每平方米降尘20克,给北京全境送来沙尘30多万吨。灰蒙蒙的天空逐渐变成了土红色,劈头盖脸刮来的大风中混杂着浓重的土腥味,有人甚至用张艺谋正在拍摄中的电影《满城尽带黄金甲》来调侃这漫天的黄沙。

在过去几十年里,国家为防沙治沙投入了大量的人力物力,相继实施了“三北”防护林工程和京津风沙源治理工程,对遏制土地荒漠化发挥了积极作用。但由于在树种选择上存在着重乔木轻灌草的偏向,在年降雨量小于400毫米的地区,治理效果受到了一定的影响。

国家科技部中国技术市场管理促进中心生态环境建设与节水灌溉首席专家邱为铎高级工程师在接受记者采访时指出,在土地荒漠化防治中,“水”是一个关键因素,而灌溉技术创新是高效利用水资源促进土地资源合理开发利用的必由之路。

我国现有耕地18亿亩,灌溉面积仅为耕地面积的一半左右,因为干旱缺水等原因,60%的耕地属中低产田。我国沙化和荒漠化土地占国土面积的45.58%,土地荒漠化沙化既是造成当地农牧民贫困的主要原因,也是沙尘暴的发源地,对西北华北的工农业生产和人民生活造成直接的影响。在我国,因灌溉技术落后浪费的水资源高达国民总用水量的50%以上,当前地面灌溉既是我国粮食安全的基本保证,同时也是造成水资源匮乏、加重土地荒漠化的罪魁祸首。缺水已经形成一种“木桶效应”,以水定发展规模、定工业布局的规划思路屡见报端,说明缺水已经成为制约国民经济发展的主要瓶颈。

邱为铎说,“以色列2/3的国土是沙漠和荒山,人均水资源只有270立方米,仅为我国人均水平的12%。但他们为了克服缺水瓶颈,上世纪60年代发明了世界上最省水的滴灌技术,并修建145公里的输水管道从北方引水进沙漠。滴灌使农业用水大幅度减少,灌溉水的有效利用率达到80%以上,每立方米水的生产能力达到2公斤以上,而我国只有0.87公斤。以色列人用滴灌在沙漠戈壁上建成了举世闻名的农业奇迹。

邱为铎指出:我国现有有效灌溉面积8.1亿亩,98%仍然采用古老的漫灌技术。斗渠以上的输水渠道损失的水量占灌溉总用水量的60%,加上田间渠道的输水损失和田间深层渗透损失浪费的水资源,高达灌溉用水量的70%,说明灌溉既是水资源的浪费大户,也是节水潜力最大的一个领域。

邱为铎认为,我国辽阔的荒漠化、沙化地区日照充足、热量丰富,太阳辐射、昼夜温差大,这些都是发展特色农业和高效农业不可缺少的宝贵的光热资源。这一地区虽然干旱少雨,但有雪山星罗棋布,还有黄河蜿蜒流过。雪山和黄河不停地向荒漠化沙化地区补充地下水和地表水。这些水资源若用于地面灌溉实属杯水车薪,但若用于最省水的滴灌则绰绰有余。

滴灌技术的主要特点是从水源到作物全部采用管道输水,并以点滴或微细流方式供给作物根部吸收利用。滴灌适应复杂地形,无需平整土地。但由于滴灌工程造价昂贵,国外的滴灌技术仅用于产值高的经济作物。1974年,墨西哥总统埃切维利亚向我国赠送了3套以色列的滴灌器材设备,当时根据周恩来总理的指示,建立了大寨、密云水库和沙石峪三个试点,由水利水电科学研究院等单位研究消化吸收。邱为铎和他领导的课题组没有辜负周总理的重托,在当时艰苦和动乱的条件下,把以色列的滴灌技术和中国国情相结合,研发成功具有中国特色的燕山滴灌技术(现改称科发滴灌技术),早在上世纪80年代就先后四次通过了省部级技术鉴定。在设备研制方面获得17项实用新型专利,2005年又荣获一项技术发明专利。

燕山滴灌技术作为一项科研成果,虽然多次通过了技术鉴定,但是由于我国科技体制和机制上的缺陷,使这项技术先进、适合中国国情的科研成果迟迟不能在全国得到大范围的推广应用。

邱为铎介绍说,我们早在1992年就在黄土高原建成了1000亩连片的大田半固定式滴灌系统,滴灌小麦比旱地小麦增产300%。农民称赞说“滴灌好,滴灌生出金元宝”,这一试点为自流灌区节水改造提供了成功的经验,仅需将现有灌区的1/8改成滴灌,全年可节水500亿立方米,大于全国每年400亿立方米的缺水总量;河南省卫辉市道士坟村,是一个挂在山坡上的穷山村,由于干旱缺水,使这里的良种不能增产,化肥农药不能发挥效用。1991年,时任北京燕山滴灌研究所所长邱为铎亲自带领水利专家和有关科技人员来这里调查研究,把该村当做利用暴雨径流发展水窖滴灌的示范村,并无偿支援10亩地滴灌节水设备。滴灌小麦显著增产,滴灌1次亩产256.7公斤,滴灌2次亩产366.7公斤,和旱地小麦相比分别增产34%、91%,充分体现了水窖滴灌的优越性。滴灌使水窖水窑等微蓄水工程变成一种可靠的灌溉水源,创造了山区就地拦蓄地面径流,就地发展灌溉的成功经验,为发展山区经济提供了重要的科技支撑。

邱为铎还拿出一套滴灌设备的样品,向记者介绍了中国科技人员自主创新生产的滴灌设备的优越性。科发滴灌技术可谓“青出于蓝 而胜于蓝”,是在引进消化吸收的基础上的再创新,不仅大幅度提高了设备的使用效能,还使工程造价降低了90%。由于采用滴头和水阻管两次调压,在滴水质量方面达到国际先进水平。同样由于对滴头、管件,如调压器,旁通、管件等部件在结构设计方面采取多项的创新技术,一改国外滴灌造价高、易堵塞、无法维修的弊病,容节资、节水、节材、节能、改土、增效、就业于一身,开创了将最省水的滴灌技术用于大田粮食作物的先河。

为了提高黄河水的灌溉效益,他们还攻克了利用黄河水滴灌,并成功地防止滴头堵塞的技术难题,使黄河水的灌溉效益提高三倍。科发滴灌适用于除水稻以外的各种农作物,给防沙治沙提供了有力的具有关键作用的科技支持。

推广以科发滴灌为核心形成的滴灌工程投入低、灌溉技术用水量低、种植作物需水量低、产值高的“三低一高”开发模式,就能以很小的经济投入和很小的水资源投入,激活荒漠化沙化地区丰富的土地资源、光热资源和植物资源,可将广大的荒漠化沙化地区逐步建成特色农牧区、高效农牧区和永不衰败的生物能源基地,在收到巩固的生态效益的基础上,每亩年产值可达2000元以上,成为国民经济新的增长点。”邱为铎希望这项技术能真正引起政府、企业和社会各界人士的重视,在推动农业节水、防治土地荒漠化和解决“三农”问题上发挥应有的积极作用。

摘自:科学网
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