摘要:為了最大力度地發(fā)揮滇中受水區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，擬對滇中受水區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力進行估算分析。以2017年為現(xiàn)狀基準年，2030年為規(guī)劃水平年，基于滇中地區(qū)氣象站、實地調(diào)研等數(shù)據(jù)資料，擬定5個節(jié)水發(fā)展情景，利用水利部推薦的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算方法計算各情景下的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，并進行區(qū)域糧食安全與節(jié)水投資效益分析。結(jié)果表明:滇中受水區(qū)在規(guī)劃水平年2030年灌溉水利用系數(shù)平均水平達到0．69，節(jié)水灌溉率達80%，高效節(jié)水灌溉率達30%;在現(xiàn)狀年基礎(chǔ)上，根據(jù)各受水小區(qū)實際種植結(jié)構(gòu)，將水稻種植面積在－10%～3%的范圍內(nèi)調(diào)整時，在保障區(qū)域糧食安全的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)18782萬m3的農(nóng)業(yè)節(jié)水目標(biāo)。

　　關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力;節(jié)水發(fā)展情景;種植結(jié)構(gòu);灌溉水利用系數(shù);滇中受水區(qū)

　　1研究背景

　　大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水是目前方向性、倡議性的大事。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算在當(dāng)下社會發(fā)展中具有極重要的理論與實踐意義［1－2］。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力主要是指農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力，主要體現(xiàn)在農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)的提高和灌溉用水定額的下降兩方面［3－5］。現(xiàn)時期節(jié)水潛力分析是以各部門、各種作物通過綜合節(jié)水措施所達到的節(jié)水條件下的定額、水利用系數(shù)、節(jié)水器具普及率等為參照標(biāo)準，分析現(xiàn)狀用水水平與節(jié)水條件下的上述指標(biāo)的差值，并根據(jù)現(xiàn)狀的實物指標(biāo)(如灌溉面積等)計算最大的可能節(jié)水量［6－8］。

　　2研究區(qū)概況

　　本文研究區(qū)為滇中引水工程受水區(qū)，涉及大理、麗江、楚雄、玉溪、昆明和紅河6個受水片區(qū)，共包含34個受水小區(qū)，涉及6個州(市)的36個縣(區(qū)、市)，國土面積3．69萬km2，約占全省國土面積的9%(圖1)。現(xiàn)狀耕地面積64．25萬hm2，占全省總耕地面積的10%，人均耕地面積0．1hm2，低于全省平均水平。滇中受水區(qū)是云南省耕地最為連片、種植水平高的糧食主產(chǎn)區(qū)，主要種植水稻、玉米、豆類和薯類，在云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有舉足輕重的地位和作用。2017年底，滇中受水區(qū)所涉及的6個受水片區(qū)共發(fā)展節(jié)水灌溉面積約285．56萬hm2，其中高效節(jié)水灌溉面積約6．96萬hm2。平均灌溉水利用系數(shù)為0．59，高于全國平均水平0．542，低于國內(nèi)先進水平0．735。平均節(jié)水灌溉率達到48．01%，略高于全國平均水平36．6%，低于國內(nèi)先進水平76%。受水區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)較國內(nèi)先進水平還有一定距離，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力還有發(fā)展空間。

　　3數(shù)據(jù)與研究方法

　　3．1數(shù)據(jù)來源

　　從氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)站收集了22個相應(yīng)區(qū)域縣級典型氣象站點2012—2017年逐日氣象數(shù)據(jù)，包括最高(低)氣溫、空氣相對濕度、日照時間、降雨量和風(fēng)速等，用以了解研究區(qū)年徑流量特征;從云南省1949—2017年統(tǒng)計年鑒［16］、云南省水資源公報、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年報等收集了滇中受水區(qū)各州(市)水資源、農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、糧食產(chǎn)量等數(shù)據(jù);參考了《云南省土地利用總體規(guī)劃》《云南省水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造方案編制技術(shù)指南》《中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造方案編制技術(shù)指南》以及《云南省“十三五”高效節(jié)水灌溉實施方案》、《云南省用水定額(2019版)》等項目成果資料。

　　3．2計算方法

　　滇中受水區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力的計算采用水利部推薦的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算方法(式(1))［15－16］。該公式綜合考慮了農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、大中型灌區(qū)改造、節(jié)水灌溉面積擴大、渠系水利用系數(shù)提高、灌溉制度改進等措施，涵蓋了工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、管理節(jié)水3個方面。Wn=A0(Q0/u0－Qt/ut)。(1)式中:Wn為農(nóng)田灌溉節(jié)水潛力;A0為現(xiàn)狀灌溉面積(hm2);Q0為現(xiàn)狀作物加權(quán)凈灌溉需水定額(m3/hm2);Qt為考慮作物布局調(diào)整后的遠期水平年作物加權(quán)凈灌溉需水定額(m3/hm2);u0為現(xiàn)狀水平年灌溉水利用系數(shù);ut為遠期水平年灌溉水利用系數(shù)。

　　4研究區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力估算與分析

　　4．1情景設(shè)置

　　根據(jù)《基于LMDI的滇中受水區(qū)農(nóng)業(yè)用水量變化影響因素分析》［17］一文中對滇中受水區(qū)農(nóng)業(yè)用水量影響因素的分析，認為促進其農(nóng)業(yè)用水量有增加趨勢的正向效應(yīng)即主要因素是高耗水作物種植比例與綜合灌溉定額。因此在節(jié)水情景設(shè)置時，以2017年(平水年)為現(xiàn)狀基準年，2030年為規(guī)劃水平年，根據(jù)滇中受水區(qū)34個受水小區(qū)農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)節(jié)水現(xiàn)狀，選定灌溉水利用系數(shù)、節(jié)水灌溉率、高效節(jié)水灌溉率以及高耗水作物(水稻)種植比例為指標(biāo)，進行組合，擬定5個節(jié)水發(fā)展情景，用上述水利部推薦的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算方法(公式(1))分析計算各情景的節(jié)水潛力。具體如表1所示。

　　4．2結(jié)果分析

　　4．2．1農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力分析

　　根據(jù)提高灌溉水利用系數(shù)平均水平、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)后得到的5種節(jié)水發(fā)展情景，通過式(1)進行農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計算，得到滇中34個受水小區(qū)在各情景下的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力結(jié)果(表2)及滇中受水區(qū)總體農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力情況(圖2)。情景1時各受水小區(qū)維持基準年灌溉水利用系數(shù)平均水平及種植結(jié)構(gòu)原狀，不具有農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力;情景2時除大理市受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為394萬m3外，其余33個受水小區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力均為負值，其中元謀元馬受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力達到－2598萬m3，各受水小區(qū)所在片區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力合計值均為負;在情景3的灌溉水利用系數(shù)平均水平和種植結(jié)構(gòu)下，僅南華龍川、富民永定、昆明四城區(qū)、易門龍泉、通海秀山農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為負值，其它受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力均為正，各受水小區(qū)所在片區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力合計值均為正;在情景4的灌溉水利用系數(shù)平均水平和種植結(jié)構(gòu)下，僅富民永定和昆明四城區(qū)2個受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力為負，其它受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力均為正，其所在受水片區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力合計值均為正;情景5時，各受水小區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力及其所在受水片區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力合計值均為正。

　　4．2．2區(qū)域糧食安全分析

　　根據(jù)現(xiàn)狀人口與城鎮(zhèn)化水平，按照云南省新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求，采用人口綜合增長率法預(yù)測，參考國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃成果，確定各受水區(qū)的人口增長率和總?cè)丝谝?guī)模，如表3所示。大理、麗江6個受水小區(qū)現(xiàn)狀總?cè)丝?10．31萬人，城鎮(zhèn)人口102．13萬人，城鎮(zhèn)化率48．6%。預(yù)測滇中受水區(qū)2030年總?cè)丝跒?28．64萬人，年均增長率為7．6‰，其中城鎮(zhèn)人口122．31萬人，城鎮(zhèn)化率53．5%;預(yù)測滇中受水區(qū)2040年總?cè)丝跒?48．71萬人，年均增長率為8．0‰，其中城鎮(zhèn)人口139．71萬人，城鎮(zhèn)化率56．2%。在2030—2040年人口預(yù)測為增長的趨勢下，過度壓縮糧食作物(水稻)種植面積會造成區(qū)域糧食產(chǎn)量一定程度降低。

　　結(jié)論

　　農(nóng)業(yè)節(jié)水與灌溉水利用系數(shù)、節(jié)水灌溉面積、種植結(jié)構(gòu)、水分生產(chǎn)效率和糧食安全等密切相關(guān)。滇中受水區(qū)現(xiàn)狀節(jié)水水平總體上雖處于全國中等水平，但與國內(nèi)先進地區(qū)仍有較大差距，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)水平也較低。通過對5個節(jié)水發(fā)展情景的農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力、區(qū)域糧食安全及節(jié)水投資效益進行比對分析，最終認為，在規(guī)劃水平年2030年，滇中受水區(qū)灌溉水利用系數(shù)平均水平達到0．69，節(jié)水灌溉率和高效節(jié)水灌溉率分別達到80%和30%，種植結(jié)構(gòu)在現(xiàn)狀年水平基礎(chǔ)上，根據(jù)各受水小區(qū)實際情況，在－10%～3%的范圍內(nèi)調(diào)整水稻種植面積時，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力可達到18782萬m3。

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　　顧世祥1，朱赟2，3，李亞龍2，劉鳳麗2，熊玉江2