時間：2021-09-28來源：
2019年9月18日，習近平總書記在黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展座談會講話中提出，推進水資源節(jié)約集約利用，要堅持以水定地、以水定產，大力推進農業(yè)節(jié)水。2020年6月10日，習近平總書記在寧夏考察時再次提出農業(yè)要節(jié)水化，要調整種植結構，積極發(fā)展節(jié)水型農業(yè)。大中型灌區(qū)是我國農業(yè)生產的主力軍和保障國家糧食安全的重要基礎，為中國人把飯碗牢牢端在自己手里作出了重要貢獻。同時，大中型灌區(qū)也是主要的用水和耗水部門，約占全國農業(yè)灌溉用水總量的65%。
針對灌區(qū)現(xiàn)代化改造和黃河流域生態(tài)保護與高質量發(fā)展的關系，以及如何通過加快灌區(qū)現(xiàn)代化改造與節(jié)水技術應用，促進黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展的問題，近日本刊專訪了中國工程院院士、中國農業(yè)大學教授康紹忠。
康紹忠：黃河是中華民族的母親河，承擔著全國12%的人口、15%的耕地和沿河50多座大中城市的供水任務。同時還擔負著引黃濟青、引黃入冀補淀、甘肅景泰民調等向流域外調水的任務。但是，黃河流域水資源緊缺，且時空分布嚴重不均，2019年降水量496.9mm，水資源總量797.5億m3，多年人均和耕地畝均水資源占有量分別為905m3和381m3，僅為全國平均水平的39%和20%。黃河流域地表水開發(fā)利用率和消耗率已達86%和71%，遠遠超過國際公認的40%的水資源開發(fā)生態(tài)警戒線。
特別是近年來人類活動和氣候變化對黃河徑流產生了重大影響，如上中游的梯田、淤地壩、退耕還林還草等措施使得黃河徑流量顯著減少。據(jù)有關研究表明，黃土高原大規(guī)模的植被恢復，相應的植被耗水增加31億m3/a。制定黃河流域“八七”分水方案時的基準徑流量為580億m3，而在1956—2000年期間的平均徑流量下降到535億m3，1956—2016年期間的平均徑流量僅490億m3。
黃河可分配利用的水資源量越來越少，而流域內工農業(yè)發(fā)展和環(huán)境變化對水量分配提出了新的要求，水資源保障形勢嚴峻。據(jù)水利部黃河水利委員會估計，2050年黃河流域在充分挖掘節(jié)水潛力的情況下，正常年份的水資源缺口仍將在130億m3左右。進一步節(jié)水是黃河流域治理和保護的重要方向，對于推進流域生態(tài)文明建設和高質量發(fā)展具有重要意義。
黨中央、國務院歷來高度重視灌區(qū)建設與發(fā)展，近年中央一號文件和《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》明確要求把實施大中型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造作為一項重要任務；“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要也提出“推進大中型灌區(qū)節(jié)水改造和精細化管理”。黃河流域水資源緊缺，水土資源不適配，“水缺”比“地少”更為嚴重。干旱缺水已成為黃河流域農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的剛性約束，挑戰(zhàn)日益嚴峻，灌區(qū)節(jié)水與現(xiàn)代化改造對促進黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展意義重大。
康紹忠：灌區(qū)是我國最重要的公益性基礎設施，是國家糧食安全與農產品有效供給的命脈，也是山水林田湖草沙系統(tǒng)治理和鄉(xiāng)村振興的重要支撐。黃河流域的灌區(qū)分布較廣，目前一些灌區(qū)基礎設施老化失修，特別是灌溉“最后一公里”問題突出；灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平不高，可持續(xù)發(fā)展的水平還較低。存在的問題和難點主要有以下幾方面：
除此之外，科技創(chuàng)新支撐灌區(qū)高質量發(fā)展的能力不足，農民人均耕地少、農業(yè)組織化程度低、技術落后，也在一定程度上制約著黃河流域灌區(qū)現(xiàn)代化的推進和高質量發(fā)展。
黃河流域灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造及節(jié)水技術大規(guī)模推廣應用應做好五方面工作
康紹忠：建議做好五方面的工作。
一是把以水定需和黃河流域內確保糧食安全與農產品有效供給的水資源保障紅線有機結合起來，發(fā)展高水效農業(yè)。實施全流域藍綠水統(tǒng)一配置，由用水管理轉變?yōu)楹乃芾恚茖W確定不同省（自治區(qū)）、市、縣和不同灌區(qū)的剛性耗水指標，實現(xiàn)流域耗水總量和區(qū)域耗水強度雙控制，通過耗水強度（ET）或者水生產力與水效益控制倒逼灌區(qū)節(jié)水技術應用，調整農作物種植結構，發(fā)展高水效農業(yè)。灌區(qū)現(xiàn)代化改造應順應自然規(guī)律，根據(jù)水資源稟賦，科學確定灌區(qū)面積規(guī)模，做到適水發(fā)展和量水生產，實現(xiàn)水土資源空間適配，促進水資源可持續(xù)利用。黃河流域大中型灌區(qū)現(xiàn)代化改造要分類施策：中游寧蒙河套灌區(qū)，節(jié)水改造要適度，需要充分考慮大規(guī)模節(jié)水對寧夏沙湖、內蒙古烏梁素海等濕地生態(tài)環(huán)境的影響，特別是對濕地補水和區(qū)域土壤水鹽平衡的影響；下游引黃灌區(qū)應充分關注土壤鹽堿化和水沙平衡問題；上游高揚程提水灌區(qū)是我國大型灌區(qū)中較為特殊的一種類型，提水揚程高、水價成本高、種植業(yè)產出低、農民水費承受能力差，具有其特殊性，要深度節(jié)水、極限節(jié)水，建立深度節(jié)水和極限節(jié)水的標準體系，大規(guī)模提高灌溉用水效率；汾渭平原灌區(qū)應以實現(xiàn)多灌區(qū)聯(lián)網和水資源聯(lián)合調度為重點，提高區(qū)域整體應對特殊干旱的能力。
二是加大灌區(qū)現(xiàn)代化改造和高效節(jié)水技術推廣的投入，搞好以完善工程配套和水量監(jiān)控網絡建設為中心的灌區(qū)現(xiàn)代化改造和高標準農田建設及節(jié)水技術的推廣應用。加強現(xiàn)有大中型灌區(qū)骨干工程續(xù)建配套與節(jié)水改造、大中型灌排泵站更新改造，推進建設灌區(qū)水量監(jiān)控網絡。加強田間節(jié)水基礎設施建設，建設旱澇保收高標準農田，增強農業(yè)抗旱能力和綜合生產能力。除了內蒙古河套灌區(qū)續(xù)建配套和現(xiàn)代化改造項目外，建議把河套灌區(qū)32.27萬hm2鹽堿地改良和高標準農田建設工程列入國家專項建設規(guī)劃。河套灌區(qū)特殊的立地條件使高標準農田建設改造難度增大，需要一體化實施土地整治、灌排配套、節(jié)水灌溉、鹽堿地改良等，才能取得好的效果，但目前國家高標準農田建設標準僅為每畝1200元，不能滿足需求。建議國家加大對河套灌區(qū)高標準農田建設支持力度，并把現(xiàn)有1200元/畝的標準提高到3500元/畝，實現(xiàn)一步到位、旱澇保收、高產穩(wěn)產、長久受益。
三是加強體制機制建設，健全黃河流域灌區(qū)節(jié)水補償機制和水權交易市場。盡快出臺黃河流域灌區(qū)節(jié)水指導意見，拓展黃河流域現(xiàn)有灌區(qū)水權交易試點范圍，搭建灌區(qū)水權交易平臺，探索構建黃河流域不同灌區(qū)間的水權交易機制。實施黃河流域灌區(qū)引退水的在線監(jiān)測，建立流域內灌區(qū)用水監(jiān)測預警機制，開展灌區(qū)節(jié)水行動，激勵廣大民眾參與到灌區(qū)用水、管水、節(jié)水中來。
四是大力推廣與農藝農機技術配套的先進實用節(jié)水技術，特別是能讓農民受益的節(jié)水增效技術。分區(qū)域規(guī)模化推進高效節(jié)水灌溉發(fā)展，加快糧食主產區(qū)、嚴重缺水區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)高效節(jié)水灌溉工程建設，改進灌溉方式，推廣管道輸水、噴微灌等高效節(jié)水灌溉技術，建立與高效節(jié)水灌溉先進設施相適應的節(jié)灌高效種植模式。建立健全灌區(qū)土壤墑情監(jiān)測網絡，掌握作物需水規(guī)律和土壤墑情變化，實施測墑節(jié)灌。大力推廣作物調虧灌溉、非充分灌溉、根系分區(qū)交替灌溉等技術，大幅度提高灌溉水的生產效率。大力發(fā)展作物水肥一體化技術，促進節(jié)水減肥提質增效和綠色發(fā)展。在果樹、蔬菜和經濟作物中大力推廣節(jié)水調質高效灌溉技術和模式。
康紹忠：如果從更具體、更基礎的角度來看，未來應該圍繞農業(yè)需耗水對變化環(huán)境的響應規(guī)律解析、非常規(guī)水源開發(fā)和農業(yè)水網安全與節(jié)能方法創(chuàng)新、面向生態(tài)健康的高水效農業(yè)模式創(chuàng)建等關鍵科學問題和核心關鍵技術，重點突破作物生命需水過程與多要素協(xié)同調控、現(xiàn)代農業(yè)綠色高效用水技術與裝備、農業(yè)水網系統(tǒng)智慧管控、非常規(guī)水源開發(fā)與安全高效利用、區(qū)域水土資源適配與高水效農業(yè)等領域的基礎理論與關鍵核心技術，促進農業(yè)高效用水重大科學問題與關鍵技術的創(chuàng)新和突破，全面提升灌區(qū)現(xiàn)代化和節(jié)水化水平。
一是聚焦作物生命需水生理機制與高通量表型診斷技術研究。以大中型灌區(qū)為重點，研究基于電磁學與光譜學的作物形態(tài)、生理與生化表型參數(shù)無損原位監(jiān)測方法，搭建基于遙感、高光譜、大數(shù)據(jù)與人工智能的多尺度作物水分信息高通量表型診斷技術與機器人平臺，突破融合遙感、高光譜、大數(shù)據(jù)與人工智能的作物水分高通量表型技術瓶頸；研究基于不同生育期冗余-補償效應理論的作物高效用水多目標最優(yōu)調控方法，開發(fā)面向未來不同氣候情景和種植模式的作物水碳氮代謝與品質定向調控技術，開發(fā)有利于改善作物根域微生境與提高資源利用效率的綜合調控技術和靶向立體調控新產品，引領作物生命需水與節(jié)水調質理論發(fā)展，服務灌區(qū)節(jié)水高效優(yōu)質綠色發(fā)展的重大需求。
二是聚焦現(xiàn)代農業(yè)綠色高效節(jié)水灌溉新裝備、新材料、新制劑等開展重大關鍵核心技術與產品研發(fā)。擺脫我國壓力調節(jié)材料、大口徑管材、壓力補償灌水器、高含沙條件大功率高揚程水泵、比例精準施肥泵、電磁閥和低耗電動閥等設備及其快速設計方法和制造工藝等農業(yè)節(jié)水關鍵設備開發(fā)涉及的核心技術和材料主要依賴進口的狀況，整體提升我國農業(yè)綠色高效用水裝備、材料與制劑企業(yè)的自主研發(fā)水平和國際影響力。黃河水滴灌技術對解決黃河流域水資源短缺有重大作用和應用潛力，但還需要進一步標準化和模式化。我國灌區(qū)土壤水、熱、鹽原位同步監(jiān)測技術與設備也需要進一步提高精度和穩(wěn)定性；灌區(qū)輸配水全程量-測-控技術及設備中，目前國內輸配水模擬仿真軟件均為國外壟斷，渠道測流控制技術（超聲波測流技術、水流信息視頻解譯方法、全渠道控制系統(tǒng)等）仍然有不少技術瓶頸，難以有效解決灌區(qū)水量量測和監(jiān)控實踐中灌溉渠道結構多樣、漂浮物較多、多泥沙淤泥阻水等問題。這些問題的解決對全面提升灌區(qū)現(xiàn)代化和節(jié)水技術應用水平具有十分重要的意義。
三是聚焦農業(yè)水網智慧建造與管控。農業(yè)水網是國家水網的重要組成部分，而灌區(qū)灌溉渠（管）網則是農業(yè)水網的主要載體。建議在缺水區(qū)域和有條件的灌區(qū)，試點灌溉渠網改管網，實現(xiàn)灌溉供水自來水管網化。農業(yè)水網系統(tǒng)管控逐漸向信息化與智慧化方向發(fā)展，基于天—空—地一體化的水信息和作物表型同步監(jiān)測技術是農業(yè)水網智慧管控的重要基礎，大尺度農業(yè)遙感技術的快速發(fā)展以及渠道輸配水過程的自動監(jiān)測與控制技術的突破加速了智慧灌溉水網構建的進程。需要進一步系統(tǒng)研究農業(yè)水網復雜水動力學行為與精準模擬模型系統(tǒng)，農業(yè)水網智慧管控決策平臺；創(chuàng)新面向多水源、多用戶、多目標的農業(yè)水網輸配水運行優(yōu)化模型與復雜動態(tài)配水群決策理論，建立農業(yè)水信息互聯(lián)互通與灌溉動態(tài)調配決策體系，以及農業(yè)水網系統(tǒng)實時感知-智能認知-智慧決策綜合平臺。
四是聚焦非常規(guī)水源開發(fā)與安全高效利用。需要進一步研究非常規(guī)水源時空分布與利用潛力，建立考慮地下水補給和生態(tài)基流需求的分布式雨水資源化潛力模型，明確雨水資源化潛力空間分布格局；研究缺水地區(qū)農村廢污水、微咸水、海水、灌區(qū)退水等非常規(guī)水源的量質時空分布特征，探索典型區(qū)域非常規(guī)水源利用的環(huán)境效應與動態(tài)互饋機制；開發(fā)出非常規(guī)水源農業(yè)安全利用技術與灌排協(xié)同調控工程模式。
五是聚焦灌區(qū)水土資源適配與高水效農業(yè)布局。探索水資源剛性約束下的水土資源適配理論和水-土-氣-生態(tài)系統(tǒng)耦合機制與結構解析方法，探索基于水資源稟賦和氣候變化特征的高水效農業(yè)布局優(yōu)化理論和方法體系，促進不同區(qū)域高水效農業(yè)的發(fā)展。
針對黃河流域灌區(qū)現(xiàn)代化改造和節(jié)水技術應用，需要研究流域農業(yè)水資源承載力和水土資源適配性，未來氣候變化和社會經濟發(fā)展情景下保障流域糧食安全和重要農產品有效供給的農業(yè)用水安全紅線，構建農業(yè)生產產前、產中、產后全過程節(jié)水潛力評價模型，為水資源剛性約束下實現(xiàn)以水定產、以水定地、適水發(fā)展和科學調控提供依據(jù)；構建食物、能源、水、生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)模擬與優(yōu)化模型，提出黃河流域不同灌區(qū)間整體用水效率提升的農業(yè)節(jié)水化統(tǒng)籌優(yōu)化調控方案；創(chuàng)建流域上、中、下游不同類型灌區(qū)的高質量發(fā)展樣板區(qū)；以大型灌區(qū)為重點，以提高有限水資源在區(qū)域產業(yè)間配置效率和效益為目標，創(chuàng)新不同灌區(qū)間水權交易的新機制，促進黃河流域灌區(qū)現(xiàn)代化和高質量發(fā)展。
