ET管理在海河流域的实践

田  园

（水利部世行节水灌溉项目办专家组  北京工业大学）

由全球环境基金（GEF）和中国政府共同组织的GEF海河流域水资源与水环境综合管理项目（执行期为2004-2009年），现已进入全面实施阶段。该项目推行以ET管理为手段，解决流域内水资源过度开发，给环境造成的恶劣影响等问题。对于项目提出的ET管理方法和遥感监测ET技术，国内专家尚存在一定的争论，主要理由总括为：“ET是不能直接测量的；很多ET是测不准的；很多ET是不可控的；基于操作层面，ET管理在海河流域是不可行的。”

看到这样的争论，感到很高兴。因为很长时期以来在我国水资源管理和农田水利建设领域很少见到有关理论和建设方略的争鸣；这样的争论冲破了万马齐喑的沉闷局面，使人振奋。对于ET管理在海河流域的实施，兹提出个人见解，望与大家共同讨论。

一、ET管理在海河流域的实践

世界银行提出ET管理，始自我国接受世行贷款发展节水灌溉项目（执行期为2001-2005年）。在该项目中，世行要求以资源性节水（“真实”节水）为手段，实现项目区农业增产增收和水资源可持续利用的目标。“真实节水”的含义为减少项目区水资源蒸发蒸腾消耗量。蒸发蒸腾耗水量的通用代号为ET（ET为英文Evaporation and transpiration的缩写）。所以，“真实节水”与ET管理二者只是提法不同，内容是一样的。

世界银行贷款的节水灌溉项目，参加的有河北、北京、青岛和沈阳四省市，共26个项目县（市、区）；建成节水灌溉面积160万亩；采用的是工程、农业和管理各种节水措施的联合运用，收到了良好效果。项目的发展是在探索中进行的，因为此前尚无成功的经验和完整的理论可以遵循。为检验各种生产措施节水增产的效果，在项目区内外共设置100多处监测点，监测各种农作物采用不同的灌溉方式和节水措施，所形成的ET和产量，评价其能否达到目标要求。依据监测评价成果，不断改进项目建设和生产管理。到项目竣工（2005年），基本实现了预定目标。世行检查验收团给予项目的评价意见为“非常满意”（世行贷款项目最高等级评价）。

世行贷款节水灌溉项目在技术上的主要成就有两方面。一是各种农作物生产普遍达到了节水增产的要求；二是开发利用地下水灌溉的项目区，基本实现了地下水资源可持续利用的目标。

农作物增产节水情况可以小麦为例。项目实施以前，小麦生长季节一般灌水3-5次，水分蒸发量450-550mm，产量每亩300kg左右；项目区采取综合节水措施，小麦全生长期灌水1-3次，水分蒸发量降低到350-400mm，产量每亩提高50-100kg。

各省市项目区还根据市场需要，调整农业种植结构，压缩耗水多、产品价格低的作物种植面积，扩大耗水少、产品价格高的作物种植面积。例如，适当减少了小麦和玉米的复种面积，增加棉花、果树以及设施农业（大棚）栽培的蔬菜、花卉等经济作物的种植面积。这些措施对增加农民经济收入和减少项目区农业用水，也都有重要作用。

项目区实现地下水资源可持续利用是最大的技术难点。为此，设置了两项监测评价指标。其一是要求项目区包括耕地和非耕地的综合腾发耗水量ET综≤当地多年平均降水量Pm；其二是干旱年井灌项目区的实测地下水位下降幅度△hc小于地下水位理论下降幅度△ha。当采取综合节水措施，控制项目区综合腾发耗水量ET综，达到与多年平均降水量相等水平时，逢干旱年，由于降水量不足，须多开发地下水灌溉，补充农田耗水。设项目区地下含水层给水度为μ，则干旱年地下水位理论下降幅度△ha=（Pm-P旱）/μ。P旱为干旱年降水量。井灌项目区地下水资源达到可持续利用目标须同时满足二项条件，即：

ET综≤Pm，和△hc<△ha=（Pm-P旱）/μ。

世行贷款节水灌溉项目执行5年期间，青岛市的年平均降水量与多年平均降水量持平，2005年的井灌区地下水位平均埋深与项目开始时基本相等；沈阳市5年平均降水量小于多年平均降水量，但井灌区地下水位均有不同程度上升。所以二市地下水资源均可满足农业生产持续利用的需求。

北京市与河北省项目区都是严重缺水区，以往地下水观测资料统计，井灌区地下水位年平均下降幅度，北京市约0.5m，河北省则超过0.7m。项目执行5年期间，北京市项目区年平均降水量467mm，较多年平均降水量585mm少118mm；河北省年平均降水量494.1mm，较多年平均平均降水量564mm少70mm。5年执行期间井灌区地下水位累计下降幅度，北京市项目区为0.92m，河北省项目区为0.90m；年平均地下水位下降幅度北京市为0.184m，河北省为0.18m；而地下水位年平均理论下降幅度，北京市为1.13m，河北省为1.22m。

5年期间项目区的生产措施是不断改进的，到2005年项目实施的最后一年，四省市项目区的ET综均达到小于多年平均降水量Pm的要求。

基于上述监测分析数据，可认为四省市世行节水灌溉项目区遭遇连续干旱年，不仅地下水位下降速度大大趋缓，而且基本实现了可持续利用的目标。

以上事实说明，ET管理在海河流域的实施是能够操作、推广并实施的。

二、对当前关于ET管理争论的看法

人类的生产活动是从实践开始，遵循“实践——认识——再实践——再认识”的规律，不断发展进步的。以水利建设事业为例，古代兴建的防洪治河、航运开渠，以及引水灌溉等许多工程，当时并无测量水流的准确方法，甚至连“流量”的概念都尚未确立。但当时的能工巧匠与人民大众一起，共同建造了各大江河的千里堤防，南北大运河，以及都江堰和郑国渠等著名水利工程，为后人所景仰。再如，上世纪30年代国内兴建的几处现代化灌溉工程，当时还没有设置灌溉试验站，为之提供农作物需水量和灌溉制度等数据，但工程也都建成了，而且至今也还在继续使用着。有这些事实存在，我们认为，随着技术和理论的发展，ET能不能直接测量、测不测得准和ET可控不可控等等的问题，都会得到有效解决。我们应该相信科学技术水平的发展，要有坚定的信心。

三、从方法论角度看ET管理的可行性

目前，很多专家认为“ET是不能直接测量的”，这点不是事实。在上世纪80年代以前，我国各省市曾建立过300多处灌溉试验站，量测各种农作物的需水量（ET），研究成果汇编成《中国主要作物需水量与灌溉》一书并已出版。对于一个界线明确的流域或区域，采用水文学方法，量测其各种进出水量，依据量测数据和水量平衡原理，分析计算腾发耗水量ET综，也非难事。

一个流域或一个地区的综合腾发量ET综中，包含耕地腾发量和非耕地腾发量。非耕地腾发量中又包含建筑用地、林地、草地、休闲地、河流湿地等多种腾发量分量。用人工方法，分别量测非耕地腾发量的各种分量，确有困难，而且其中有些分量也不可控制。但从流域或区域水资源管理需要讲，只要测出ET综和耕地腾发量ET耕（各种作物ET之和），则从ET综中扣除ET耕，则可得出非耕地腾发量ET非，没有必要分别量测各种ET非的分量。如在非耕地中包含某些耗水量大，也须控制的项目，如重要城镇的生活和工业耗水，以及沼泽湿地的耗水等，这些项耗水量也可用水量平衡法测出。研究自然环境中的ET，需要综合与分解方法联合运用，从而使复杂问题简单化。

在很多情况下，量测某些物质的量需用间接方法。间接测得的数值只要有理有据，并且经过验证，达到精度要求，则这些数值可用于实践，不可把间接测得的数值一概认为不可用。当前在GEF海河流域水资源与水环境综合管理项目中，正研究开发利用卫星遥感监测ET技术，对待此项研究成果的应用价值，应当通过验证，根据其达到的精度，给予评价。当今宇宙间许多物理量无法直接量测，采用间接方法使其量测成为可能。例如，地球与其他天体之间的距离无法直接量测，而采用其他科学方法间接量测，不但可得知其间距离，而且还可把人或器械发射到其它星球。

至于评价ET量测准不准和可用不可用，应根据量测成果的应用对象而定。露天栽培的农作物，其产量和耗水量（ET）受许多因素影响，变化范围较大。不少事实证明，某些作物的产量和ET的关系，并不像专门搞灌溉试验得出的水分生产函数曲线那样规律有序。实际生产中，只要品种选择和栽培措施得当，即使是在比较干旱的条件下，少浇水也可与多浇水获得相近的产量，甚至超过之。这就是农业生产潜力所在。正是由于农业生产对水分的需求有较大变化。所以，在农业生产当中量测ET，允许有较大误差。农业生产不同于机械制造，ET量测要求精度过高，既不可能，也不必要。

在农业生产和流域水资源管理领域里，以ET管理为手段，控制水资源开发与配置，阶段的实践成果与预期目标有差距不足为奇。这种差距可用调整生产措施逐步缩小。不可指望预设的目标一蹴而就。

四、结论

基于以上道理，在方法论上，本人提出如下看法：对流域水资源管理和农业节水灌溉项目管理，因为都包含着多种ET，解决这类复杂问题，应当采用一切可用的量测方法，监测可量测的ET和管理可控制的ET，抓住主要矛盾，使复杂问题简单化。

流域水资源管理和农业用水管理，技术问题相对较容易解决，而最大难题则在于改革现行管理体制和运行机制，我们对此应倾注更大精力，有所创新和突破。