大型灌区现代化发展战略.pptx
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大型灌区现代化发展战略.pptx
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大型灌区现代化发展思路中国灌溉排水发展中心韩振中,一、大型灌区现状与现代化建设必要性,三、大型灌区现代化发展思路,报告提纲,五、大型灌区现代化发展对策,四、大型灌区现代化评价指标,二、国外灌区发展状况,六、讨论,一、大型灌区现状与现代化建设必要性,1、大型灌区发展现状,至2011年,设计灌溉面积30万亩及以上灌区456处,现状灌溉面积2.78亿亩,占总有效灌溉的30.2%,灌溉用水量占大陆灌溉用水总量的33%以上。
大型灌区是重要的农业基础设施、粮棉油生产基地,也是农民增收的重要保障。
不同规模灌区灌溉面积比例,不同规模灌区数量比例,工程设施。
全国大型灌区共有0.2m/s以上灌溉渠道38.38万条,渠道总长度51.95万km,其中,衬砌长度14.72万km,占28.3%;1m/s及以上的渠道2.37万条,总长度14.77万km,衬砌长度6.09万km(其中2000年以后渠道衬砌长度3.74万km),占41.2%,渠系建筑物42.08万座。
灌排工程设施能够满足农业生产基本要求。
一、大型灌区现状与现代化建设必要性,一、大型灌区现状与现代化建设必要性,用水管理。
执行计划用水、合同供水,实行水量、水价、水费三公开。
大型灌区量水设施8.60万处,其中斗口量水设施4.30万处,斗口量水率为28.8%,斗口以下按面积分摊水费,不能实现精细化用水管理。
农业灌溉现行水价0.0010.5元/m3,执行水价不足供水成本的一半,水费实收率85.8%。
灌区运行管理与工程管护经费缺口达到四分之一以上。
每万亩有效灌溉面积管理人员为4.0人。
大型灌区共有用水户协会1.21万处,管理灌溉面积0.89亿亩,占31.83%。
灌区服务。
大部分大型灌区灌溉管理与服务基本上采用传统方式,仅三分之一的大型灌区开展了不同程度信息化建设,配套完善了相应的通信设施,信息采集监测基本实现了数字化、远程化,但总体上信息化程度不高。
灌溉效率与效益。
2010年大型灌区的骨干渠系水利用系数0.55,灌溉水利用系数0.45,2012年为0.467,远低于大型灌区节水灌溉规范标准的要求。
单方水生产率不高。
一、大型灌区现状与现代化建设必要性,一、大型灌区现状与现代化建设必要性,生态环境。
通过灌区节水改造,大型灌区的生态环境与生活环境明显改善,总体上生态系统良好。
但大型灌区受益区人类生产活动强度大,生态环境受人为影响较大,仍存在因灌溉退水产生面源污染、土壤盐渍化、地下水超采、自然植被与土壤退化等生态问题。
总体上,工程设施标准低,管理信息化水平低,灌溉效率与效益不高,灌区服务较薄弱。
与现代农业发展、节水型社会、生态文明建设的要求不相适应,与国家现代化建设的步伐不相协调。
大型灌区发展面临诸多挑战:
一是极端性天气引发气候事件增多,粮食生产面临旱涝灾害发生的机会增加,时间增长,灾情加重。
二是从长远看,人增、地减、水少的矛盾仍十分突出。
大型灌区有效灌溉面积占耕地的14.4%,生产的粮食占全国粮食总产的26%,大型灌区承担粮食生产任务加重。
三是大型灌区输水渠线长、用户多、配水难度大,管理手段落后,大型灌区服务能力弱,管理效率低,与“优化配置、高效用水”和现代农业发展的要求有较大差距。
四是大型灌区是人工生态系统,对于区域生态环境起着重要的支撑作用,但人类活动强度大,不当灌溉等人类活动对生态系统可能造成负面作用。
2、现代化建设的必要性,一、大型灌区现状与现代化建设必要性,应对上述挑战和经济社会转型加快的步伐,推进灌区现代化建设,科学谋划大型灌区未来的建设与发展,实现传统灌溉方式向高效节水灌溉方式的跨越,促进农业生产方式的变革,对于提高农业综合生产能力、促进农民增收、改善生态环境,推进水利行业现代化建设,具有重要的现实意义。
一、大型灌区现状与现代化建设必要性,二、国外灌区发展状况,1、灌区基础设施完备,满足现代农业生产需要。
美国、澳大利亚大型灌区灌排工程体系完善,工程配套,供水、输水保障程度高,田间采用激光平地、节水灌溉、尾水回收利用等技术,灌水均匀度与灌水效率高。
道路、田块规模适应农业现代化生产、机械化作业。
2、灌区管理现代化。
灌区管理机构一般设有灌溉控制室,对节制闸、分水闸水位、流量等进行遥测遥控,自动控制闸门启闭及配水计量,大大降低了用水管理成本,灌区万亩专管人员不足1人(澳大利亚为0.31人/万亩)。
实时监测土壤水分,根据作物需水和水源情况和配置灌溉用水,满足作物生长需要。
二、国外灌区发展状况,二、国外灌区发展状况,3、灌区服务质量高。
国外灌区农户的耕地面积较大,澳大利亚灌区在农户灌溉分水口处设有量水设施,计量收费。
灌区依据用水指标和农户需要对农户进行及时供水,农户根据灌溉供水量调整种植结构,以水定产。
灌区建有自己的网页,通过互联网向用水户发布各种管理信息及工作动态,进行用水管理及灌区水权交易,为用户提供优质服务。
4、灌溉效益与效率高。
灌区强调综合效益,包括提高农田灌溉水的利用率,水资源多目标综合利用,如引洪回补地下水,满足社会各方面对供水的需求,为了保护环境和可持续发展而节约用水、减少对耕地的冲蚀,对污水进行处理和再利用等。
5、灌区生态良好。
灌区生态健康作为灌区工程建设与运行管理的重要目标,灌溉退水和排水进入自然水体前或回收再灌溉时,如需要均根据环境要求进行净化处理,达到相关水质标准,对于经农田灌水淋洗后的排水因其含盐和含有肥料等污染物,均需经过排盐和处理后方可排出,以避免对生态系统造成负面影响。
灌区生态环境良好,人与自然和谐。
二、国外灌区发展状况,用现代化理念指导灌区建设,用现代科技引领灌区发展,用先进技术、先进工艺、先进设备打造灌区工程,用现代管理制度、先进管理手段强化灌区管理,为农业现代化发展、共享改革成果、生态文明建设服务,防灾抗灾有力,灌排设施完备,管理与服务先进,灌溉用水高效,生态环境健康,三、大型灌区现代化发展思路,1、现代化发展内涵,1、现代化发展内涵,现代化理念,人与自然和谐、人与人和谐,从强调管理到重视管理与服务转变,从工程满足灌排需要到兼顾生态健康转变,从传统管理到现代管理转变,沟渠式人工湿地处理系统效果,三、大型灌区现代化发展思路,在灌区现代化建设中,坚持“四个优先、四个统筹”的原则:
优先改造老化工程,统筹安排新建工程;优先改善、恢复已有灌溉面积,统筹扩大新增灌溉面积;优先采取成熟的新技术、新工艺、新产品,统筹应用传统技术与方法;优先满足民生迫切需求,统筹改善生态环境。
2、现代化发展原则,三、大型灌区现代化发展思路,经过15-20年左右的时间,到2030年前后能够基本实现大型灌区现代化。
借鉴发达国家和中国发达地区水利现代化建设的标准与要求,从安全保障、灌溉排水、管理与服务、效率与效益、生态环境五个方面考虑,大型灌区现代化应包括以下建设内容并达到相应标准:
安全保障。
(1)村镇除涝标准达到排水设计重现期10a以上,重要城镇达到20a以上。
(2)农田防洪工程达到设计规范要求。
灌区农田防洪工程达到20年一遇,重要或面积超过300万亩达到10050年一遇;(3)灌区建立自然灾害(洪、旱、风、雹等)预警体系,具备完善的防灾减灾调度决策与应急响应系统,满足农业生产防灾减灾要求。
3、现代化建设内容与标准,三、大型灌区现代化发展思路,灌溉排水。
(1)灌区有效控制灌溉面积全部达到旱涝保收面积标准;灌区节水灌溉工程面积达到有效灌溉面积的90%以上;
(2)水源工程满足灌区设计供水要求,工程状况良好,调度手段先进,水质符合灌溉水质标准;(3)渠(管)道输配水工程完备,配套率达到98%以上;在严重缺水地区和渗漏严重的渠段,合理进行渠道防渗,提高输水效率的同时不影响灌区傍渠生态和植被;在丰水地区和地下水埋深较浅的渠段,采取生态友好型技术进行渠道整治护坡。
降低渠道工程对自然环境的不利影响,与当地环境相和谐。
灌区渠系水利用系数不低于0.55。
三、大型灌区现代化发展思路,(4)排水工程健全,农田排涝标准达到10年一遇以上,能有效调节和控制农田水分状况,避免作物遭受涝渍灾害,防止土壤盐碱化。
根据需要和可能,建有沟渠人工湿地或水质净化设施,农田退水或排水对下游生态环境不产生负面影响。
因地制宜,在满足排水要求的条件下,以利水、亲水、活水、保水为目标,兼顾生态涵养和景观。
(5)田间工程布局合理,配套齐全;农田平整、田块适中;灌水技术先进,达到田间节水灌溉标准。
能适时适量为作物提供所需水分,保证农业稳产高产,优质高效。
田间工程配套率达到95%以上,田间灌溉水利用系数不低于0.90。
三、大型灌区现代化发展思路,(6)灌区管理设施健全,灌区分水配水、排水控制设施配套完善,关键分水配水、排水控制设施实现自动控制和远程控制。
斗渠及以上渠道、支管及以上管道分水口应具有灌溉计量设施,田间末级固定渠道量水设施满足管理要求。
(7)灌区路、桥等农业生产配套设施完备,满足农业机械化作业和现代农业生产的要求;田间道路与林带布置与灌排渠沟相协调,风沙地区农田防护林带布设满足国家有关标准。
(8)灌排工程设计使用年限达到30年及以上。
三、大型灌区现代化发展思路,管理与服务
(1)管理体系完善。
建立灌区现代管理制度,灌区专管机构与群管组织对灌区的工程管理、运行管理职责清晰、责任明确,实现灌区无缝覆盖。
万亩专管人员数量小于等于定岗定编核定人员数量;在专管机构指导下,用水户协会等群管组织对灌区田间工程与灌溉用水实现自主管理,管理面积达到灌区的100%。
(2)管理制度健全。
对于工程管理、用水管理制定了管理条例、管理细则或管理办法;出台灌溉用水“总量控制、定额管理”管理办法。
水价与水费计收制度合理。
三、大型灌区现代化发展思路,(3)管理能力满足现代化管理要求。
采用3S技术、互联网技术进行灌区管理,灌区工程管理与用水管理实现信息化;具有灌溉管理决策支持系统,能够根据气象变化、作物需水等情况,进行灌溉预报和供水调度;实施灌溉用水“总量控制、定额管理”;灌区专管人员中大专以上技术与管理人员占职工总数的90%以上。
灌区技术与管理人员培训制度化。
(4)灌区服务服务及时高效。
能够根据农业生产要求,适时提供灌溉排水优质服务;建有管理与信息公开网站,及时向用水户提供灌溉预报、灌溉计划、水费计收等信息,灌区管理公开透明。
(5)灌区经费满足灌区正常需求。
灌区的水费收入、行政事业费、政府财政补助、其他收入等能够满足灌区工程维护、运行管理日常需要,具有政策保障。
三、大型灌区现代化发展思路,效率与效益灌溉水有效利用系数达到或超过节水灌溉标准(0.5以上);水分生产率达到1.4kg/m3以上。
生态与环境灌区河流水质符合功能区要求,生态健康;灌区排水水质控制在合理范围,满足排放要求,排水对下游或外部环境不产生不利影响;地下水多年采补平衡,地下水位适宜,灌区无严重次生盐碱化和渍害发生。
三、大型灌区现代化发展思路,全面系统性。
评价指标的能从各个方面完整地反映灌区现代化发展的关键因素。
简捷性。
指标的含义要明确具体,避免指标之间内容相互交叉和重复,同时,在不影响指标全面系统性的原则下,尽量减少指标的数量。
数据易得。
评价指标是为项目管理、方案评价等质量管理服务的参数值,要易于通过统计年鉴、行业统计公报等获得,或易于通过调研分析、量测、统计等手段获得。
四、大型灌区现代化评价指标,1、评价指标选取原则,四、大型灌区现代化评价指标,2、评价指标,灌区现代化评价指标,分为安全保障、灌溉排水、管理与服务、效率与效益、生态环境等5类20项指标,其中定量评价指标18项,定性评价指标2项。
四、大型灌区现代化评价指标,2、评价指标,四、大型灌区现代化评价指标,2、评价指标,四、大型灌区现代化评价指标,2、评价指标,五、大型灌区现代化发展对策,1、开展灌区现代化发展关键问题研究,应根据新时期现代农业发展、生态文明建设等对大型灌区的要求,尽早开展关键问题研究:
(1)现代化灌区建设理论与工程建设标准;
(2)现代化灌区规划设计方法与技术;(3)灌区大尺度灌溉预报与灌溉决策支持系统;(4)灌区灌溉用水效率阈值与节水潜力;(5)地面节水灌溉实用技术;(6)灌区生态系统健康标准与监测评估方法;(7)灌区用水“总量控制、定额管理”模式与方法;(8)灌区现代管理制度与机制;(9)灌区现代化建设投资模式与建设管理机制;(10)基于3S的灌区信息化管理技术;(11)灌区大尺度监测评价技术与方法。
五、大型灌区现代化发展对策,2、制定大型灌区现代化技术标准,研究确定灌区现代化建设模式、建设标准和改造策略。
制(修)订灌排工程、新技术推广应用、灌溉用水与工程运行管理、灌区管理信息化等方面的技术规范与规程,加快建立灌区现代化建设和运行管理标准体系。
3、全面系统评估大型灌区状况,制定科学合理的大型灌区评估方法,对灌区水源情况、工程状况、管理与服务水平、效益与效率、生态与环境等进全面调查和系统评估,对照灌区现代化建设标准,查找存在问题与关键薄弱环节,合理确定大型灌区节水改造和现代化发展的对策措施,提升灌区效益与效率,为提高农业综合生产能力、保障粮食安全提供基础支撑。
五、大型灌区现代化发展对策,4、开展大型灌区现代化示范,结合大型灌区续建配套与节水改造项目建设,在西北、华北、东北、中部、西南、东南等区域选择有代表性的灌区,开展大型灌区现代化建设试点。
根据灌区现代化建设标准,从规划理念、技术标准、新技术应用、信息化建设、生态友好型改造措施等方面开展示范试验,总结经验,形成建设模式,逐步推广,为大型灌区现代化发展打造先行样板。
根据国家现代化建设和农业现代化发展要求,适时编制大型灌区现代化建设规划,明确发展目标与原则,合理规划建设布局和建设任务,提出实施保障措施。
各灌区根据水土资源条件、工程设施状况、管理能力与水平,分类有针对性制定现代化建设方案。
经济发达地区、条件较好的大型灌区应率先实现现代化。
建立灌区现代化建设评价制度。
5、统筹规划,逐步推进,六、讨论,1、渠道防渗,
(1)合理防渗
(2)有条件地方以管道代替渠道,六、讨论,2、灌溉节水与资源节水,井灌区土渠地面灌溉方式,水平衡:
抽水量100m3,渠道蒸发与渗漏损失量15+35=50m3,田间腾发量7+25=32m3,田间渗漏量18m3。
地下水补给量35+18=53m3。
这样,地下水净开采量100-53=47m3。
灌溉水利用率:
(7+25)/100=32%,改造前,水平衡:
抽水量52m3,管道蒸发与渗漏损失量1+1=2m3,田间腾发量7+25=32m3,田间渗漏量18m3。
地下水补给量19m3。
这样,地下水净开采量52-19=33m3。
灌溉水利用率:
(7+25)/52=61.5%灌溉节水量:
10052=48m3资源节水量:
4733=14m3。
六、讨论,水平衡:
抽水量26m3,管道蒸发与渗漏损失量1+1=2m3,田间腾发量3+17=20m3,田间渗漏量4m3。
地下水补给量5m3。
这样,地下水净开采量26-5=21m3。
灌溉水利用率:
(3+17)/26=76.9%灌溉节水量:
10026=74m3资源节水量:
4721=26m3。
六、讨论,理论上来说,在资源性缺水地区,可以用于扩大灌溉面积或转移其他用途的是资源节水量,而不应是灌溉节水量。
灌溉水利用率与灌溉节水量、资源节水量,六、讨论,灌溉水利用系数与灌溉节水、资源节水的关系,六、讨论,38,ET蒸腾蒸发,P降水,R地表径流,G地下水补给,解决地下水超采、河流断流、湖泊湿地萎缩等生态环境问题,关键是资源节水。
提高了灌溉水利用率,不等于就可以扩大灌溉面积。
流域水平衡:
P-ETDW地表水+DG地下水,六、讨论,3、大尺度灌区监测,六、讨论,作物种植面积遥感估算CPTP,黄淮海地区作物单产遥感估算,六、讨论,3、大尺度灌区监测,六、讨论,全国耕地复种指数遥感监测,3、大尺度灌区监测,2010,2009,2008,六、讨论,3、大尺度灌区监测,海河流域1984-2009蒸散发时空变化特征,海河流域1984-20091km分辨率ET数据集,六、讨论,3、大尺度灌区监测,海河流域水分生产效率估算,2003-2009年冬小麦多年平均水分生产率(以产量表达)为1.05kg/m3(西欧1.2,FAO),小麦CWP范围集中在0.7-1.4kgm-3;如果维持现状冬小麦产量水平,当ET平均减少36.5mm时,水分生产率可以达到1.2kg/m3。
谢谢,
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