圍繞我國平原河網典型地區(qū)農業(yè)節(jié)水灌溉和節(jié)水減排，以太湖流域江蘇省昆山市和浙江省平湖市為研究案例，在總結分析當前農業(yè)節(jié)水減排主要存在的問題的基礎上，重點介紹了典型地區(qū)水稻節(jié)水灌溉措施、取水計量監(jiān)控體系和節(jié)水減排等相關情況，分析了平原河網典型地區(qū)水稻節(jié)水灌溉方式及其減排效果，提出了推進農業(yè)高效節(jié)水灌溉和節(jié)水減排管理措施和推廣建議，為提高我國平原河網典型地區(qū)農業(yè)節(jié)水灌溉和節(jié)水減排管理水平提供了參考借鑒。

化肥、農藥是我國平原河網地區(qū)農業(yè)面源污染源之一。在降雨或灌溉過程中，過量及不合理施用的化肥、農藥借助農田地表徑流、農田排水或地下滲漏等途徑進入水體，造成水體污染。“節(jié)水減排”的核心是通過節(jié)水灌溉工程建設、排水溝和塘堰生態(tài)改造，配套采取非工程措施和農藝措施，實現(xiàn)科學灌溉、水肥高效利用，減少入湖(河)、庫的面源污染負荷，改善生態(tài)環(huán)境，提高農業(yè)綜合生產能力。

太湖流域是平原河網典型地區(qū)，農業(yè)用水量占比都很大，已經占流域用水總量的38%;其中，農田灌溉用水量占農業(yè)用水量的83%，占流域用水總量的25%。因為灌溉方式粗放，水肥利用率不高，農村、農業(yè)面源入河污染物比重不斷加大，是入河污染物大戶，是實行最嚴格水資源管理制度的短板。近年來，太湖流域面源污染問題引起了各級政府的高度重視和社會各界的廣泛關注。

本文以江蘇省昆山市和浙江省平湖市農業(yè)節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉為例，結合水稻節(jié)水灌溉措施、取水計量監(jiān)控體系和節(jié)水減排減污等相關情況，分析平原河網典型地區(qū)太湖流域水稻節(jié)水灌溉方式及其減排效果，提出推進節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉，加強農業(yè)用水管理相應的管理措施和推廣建議。

1 太湖流域農業(yè)節(jié)水減排現(xiàn)狀

1.1 太湖流域農業(yè)用水及農業(yè)污染排放情況

太湖流域農業(yè)用水量中有83%為灌溉用水，種植業(yè)灌溉用水量占總灌溉用水的95%以上，水田灌溉用水量占總灌溉用水的4/5，是第一用水和耗水大戶，農業(yè)用水定額400~500 m3/畝，水稻灌溉用水量甚至高達1 000 m3/畝，基本以常規(guī)漫灌為主。同時，因農業(yè)用水主要為就近取水，在7月、8月灌溉用水高峰時期，如遇空梅或枯水年份，大量農業(yè)灌溉用水將導致流域河湖水位過低，與河道內生態(tài)用水產生矛盾。

表1 2001年~2010年太湖流域農業(yè)用水情況

圖1 主要農作物種植結構

太湖近幾年水體污染的主要來源是面源污染，根據(jù)國家發(fā)改委印發(fā)的《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案(2013年修編)》數(shù)據(jù)，2010年面源對太湖的污染貢獻中，化學需氧量、氨氮、總磷、總氮分別占到總量的53%、46%、68%和45%。農業(yè)是太湖流域的用水和耗水大戶，也是入河污染物排放的大戶，在面源污染的各種來源中，種植業(yè)對污染的貢獻約占總量的22.6%。

1.2 太湖流域農業(yè)節(jié)水減排情況

太湖流域高效節(jié)水灌溉是在農田水利建設的基礎上逐步發(fā)展起來的。進入90年代后，在中央提出的“把節(jié)水灌溉作為一項革命性措施來抓”政策的號召下，通過國家節(jié)水增產重點縣、大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水項目改造、農業(yè)綜合開發(fā)中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目、中央財政小型農田水利重點縣等實施，節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉建設得到快速發(fā)展。目前，節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉工程類型以低壓管道灌溉為主，占太湖流域高效節(jié)灌面積比例達77.7%，而作為現(xiàn)代農業(yè)重要基礎設施的噴、微灌工程面積僅占高效節(jié)水灌溉面積比例13.1%和9.1%;主要耗水作物為水稻，灌溉方式主要是低壓管道灌溉;部分地區(qū)也種植蔬菜、瓜果、花卉等用水量較大的經濟作物，但種植面積較小;其它作物，如麥類、油菜、苗木等，一般年份灌溉水量較小。

表2 2014年太湖流域不同地區(qū)高效節(jié)水灌溉工程面積

2 典型調查昆山、平湖農業(yè)節(jié)水減排現(xiàn)狀

實施節(jié)水減排高效節(jié)水灌溉是減少面源污染，加強用水管理的主要措施之一，江蘇省昆山市開展了控制灌溉試驗、浙江省平湖市開展了薄露灌溉試驗，在水稻節(jié)水灌溉、節(jié)水減污方面取得了一些經驗。昆山、平湖人口密集、經濟發(fā)達，都屬于太湖水系，地勢平坦、河網密布，四季分明、降水充沛，是典型的江南水鄉(xiāng)、魚米之鄉(xiāng)，自然、地理、經濟、農業(yè)基礎等具有較為明顯的太湖流域平原河網地區(qū)特征;在農業(yè)節(jié)水減排方面積極探索，積累了一些經驗和好的做法。

2.1 昆山市

2.1.1

農業(yè)建設情況近年來，昆山緊緊圍繞“耕地保護、農業(yè)增效、農民增收”這一主線，以改善農業(yè)基礎設施、提高農業(yè)綜合效益和推進生態(tài)文明建設為根本，運用“政府主導、資源統(tǒng)籌、農民參與、市場化運作”機制，依托中央財政高標準農田水利重點縣項目，不斷加大投入推進農業(yè)建設，高標準農田比例超68%，農業(yè)綜合機械化率超90%，農業(yè)科技貢獻率達65%。在灌區(qū)改造建設中，全面推廣應用“灌溉-排水-濕地”協(xié)同運行的節(jié)水控污灌排技術模式，主要包括“襯砌渠道-稻田-生態(tài)溝-河道濕地”、“低壓管道-稻田-生態(tài)溝-經濟濕地”、“稻田-生態(tài)溝-濕地-泵站”三種模式，以及路渠結合的低壓管道輸水工程，因地制宜建設稻田尾水凈化濕地，積極推廣水稻控制灌溉和控制排水技術。

2.1.2

主要灌溉模式及節(jié)水減排效果昆山市在蔬菜、瓜果等高效農業(yè)區(qū)大量應用了噴灌、滴灌等微灌模式。水稻灌區(qū)主要采用防滲渠道和低壓管道兩種輸水方式，研究表明，渠道防滲可使渠系水利用率提高20%~40%,減少渠道滲漏損失50%~90%。

水稻灌溉主要分為常規(guī)淹灌和控制灌溉二種模式。目前，江蘇省尚未制訂和發(fā)布農業(yè)用水定額標準。根據(jù)《基于總量控制的平原河網區(qū)農業(yè)節(jié)水技術研究》(水利部公益性科研專項，200901039)等項目研究，在千燈排灌試驗基地試驗田開展水稻在生育期內總灌水量對比實驗，控制灌溉的節(jié)水率達68.9%。而且，控制灌溉大大減小了全生育期水稻灌溉次數(shù)，由常規(guī)灌溉的23次減少為控制灌溉的9次。在錦溪鎮(zhèn)紅光站大田試驗區(qū)，2010年~2011年連續(xù)二年試驗結果都表明，在大田尺度上控制灌溉同樣較常規(guī)灌溉有較大節(jié)水優(yōu)勢，充分說明控制灌溉可以在大面積水稻種植中進行推廣。

在積極推廣應用節(jié)水控污灌排工程和技術的同時，農業(yè)部門也采取了多項有力措施推進農田面源污染減排。一是認真做好測土配方施肥的田間試驗、示范和推廣工作，積極開展農企對接合作，擴大配方肥料推廣應用量，大幅度降低了化肥用量，取得了降本增效和污染減排的良好成效。二是大力開展有機肥的推廣工作。通過采取基地重點推廣與農民自愿購買相結合的方法，有效落實了有機肥施用單位、面積與數(shù)量。三是加強病蟲監(jiān)測，科學合理用藥。建立健全了農作物病蟲害預防監(jiān)控體系，推行農業(yè)物理防治技術，推廣低毒、低殘留的化學農藥和生物農藥。

實施鄉(xiāng)村和農田氮磷生態(tài)攔截工程。為有效攔截農田地表徑流中氮磷等營養(yǎng)物質排入河道，減輕水體富營養(yǎng)化，對環(huán)淀山湖、陽澄湖周邊的8個區(qū)鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村、農田、果園等現(xiàn)有排水溝渠塘及河道支浜等進行生態(tài)工程化改造，實現(xiàn)對溝壁、水體和溝底中逸出養(yǎng)分的立體式吸收和攔截。

2.2 平湖市

2.2.1

農業(yè)建設情況平湖是全國農村土地承包經營權流轉規(guī)范化管理和服務試點地區(qū)、全國農業(yè)標準化綜合示范縣。1999年，全市基本實現(xiàn)了農田灌溉管道地下化，成為全國第一個實現(xiàn)灌溉地下管道化的縣。地下管道灌溉能大大提高農田灌溉效率，有效降低灌溉成本，有利于農時季節(jié)計劃用水、合理用水、科學用水，同時基本消除了灌溉渠道的坍、漏、溢、堵等難題。還可以節(jié)水、節(jié)地、省工、省時、方便管理、促進生產。灌溉水的利用率由60%提高到90%以上，每年可節(jié)電200多萬千瓦時，年節(jié)省渠道清理維修用工12萬工，累計節(jié)約耕地6 000多畝，渠尾田塊從打開機泵到見水，平均時間由90 min縮短到15 min，大大提高了生產效率。在提升農田排澇能力方面，至2008年全市農田排水溝基本實現(xiàn)了硬化。

2.2.2

主要灌溉模式及節(jié)水減排效果一是推廣噴微灌技術。2008年專門下發(fā)了《平湖市加快噴微灌技術推廣應用實施意見》，明確提出要大力推廣噴微灌技術。印發(fā)《平湖市噴微灌技術應用指南》一書，積極開展宣傳培訓工作。目前噴微灌技術應用面積近2萬畝。

二是開展灌溉節(jié)水新技術研究。針對水稻是平湖市種植面積最大的糧食作物之一，稻田灌溉用水量大，耗肥多，稻田農業(yè)面源污染排放導致水環(huán)境問題十分突出的情況，2014年開展了“南方水稻灌區(qū)節(jié)水防污技術示范推廣應用”項目研究。該項技術是“節(jié)水灌溉、水肥耦合、生態(tài)排水”三道防線技術，采用節(jié)水灌溉和水肥耦合綜合調控相結合，大幅度減少稻田地面排水及滲漏量，從而減少氮磷等面源污染的排放負荷，綜合利用上述技術可以達到節(jié)水、增產、提高水肥利用效率、削減氮磷等農業(yè)面源污染物排放的效果。平湖承擔水稻節(jié)水灌溉與田間水肥綜合調控技術的推廣任務，與傳統(tǒng)淹灌及施肥制度相比采用本技術可顯著減少稻田面源污染的排放量，TN、TP、COD的平均減排率分別為：30.7%、9.6%、27.4%。

平湖市農業(yè)灌溉的主要模式是傳統(tǒng)淹灌和薄露灌溉為主，其中薄露灌溉是應用灌溉水的“灌、淺、濕、干”來調節(jié)農田和作物的土、肥、水、氣，達到節(jié)水高產機理的技術，主要技術特點是“薄水灌溉，經常落干露田”。自1993年開始試點應用，二十年來取得了節(jié)水、增產、省電、降本、減少農藥、化肥及水土流失等顯著的經濟、社會效益和生態(tài)效益。根據(jù)示范對比田統(tǒng)計測算，薄露灌溉比常規(guī)灌溉平均每畝增產32公斤，節(jié)電3.2度，節(jié)水128 m3。

3 太湖流域農業(yè)用水及排放污染主要問題

3.1 灌溉水量大效率低且工程配套滯后

目前，流域耕地灌溉設計保證率平均為75%，江蘇省灌溉水有效利用系數(shù)為0.539 ~ 0.690;浙江省灌溉水有效利用系數(shù)為0.53 1~0.602;上海市灌溉水有效利用系數(shù)為0.721。總體高于全國平均水平，但與發(fā)達國家相比有一定的差距。同時，隨著太湖流域城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速推進，基本農田大量減少，農田灌溉設施遭到破壞，同時流域內許多灌溉設施由于使用年限較長，已經出現(xiàn)了陳舊老化的現(xiàn)象，灌溉工程的配套設施的改造更新滯后，已經不能適應節(jié)水減排技術推廣的要求，從而影響到灌溉水的有效利用效果。

3.2 農業(yè)灌溉用水管理薄弱且缺乏計量

流域內河網密布，農田水利建設由于歷史欠賬較多，目前農村水利工程設施還不夠完善，各類小型農田水利工程設施不配套、老化失修，農田灌溉“最后一公里”問題仍然嚴重，再加上工程設施管理養(yǎng)護不到位，效益不能充分顯現(xiàn);太湖流域基本以100~700畝的小微型灌區(qū)為主，均擁有獨立的提水泵站和灌排系統(tǒng)，灌溉水利用水泵就近從河道抽取，退水就近入河，用水量大多采用定額法估算，基本上沒有安裝計量設施，取退水管理粗放。

3.3 經濟調節(jié)作用不明顯且杠桿缺失

太湖流域是典型的平原河網地區(qū)，普遍存在一種不缺水、但缺好水的觀念。同時，國家對農業(yè)扶持力度大，基本上流域各地農業(yè)水費已經實行了政府轉移支付，等同于免收農業(yè)水費;提水電費主要由鎮(zhèn)政府和村集體兩級承擔，少數(shù)地區(qū)部分由農戶自負，農業(yè)節(jié)水缺乏激勵機制和經濟手段，經濟調節(jié)作用幾乎沒有。

3.4 小農戶經營模式將長期存在

小農戶經營模式是農民種植的主體模式，相對于土地流轉規(guī)模化生產，流域內戶低效率的種植模式仍占有較大比重，土地集約化程度不高，現(xiàn)有的以園區(qū)大規(guī)模水利設施難以形成高效體系，農業(yè)節(jié)水復制推廣比較困難。

3.5 農業(yè)面源污染形勢嚴峻

高投入、高產量是太湖流域農業(yè)生產的主要特點，調查顯示，太湖流域種植水稻現(xiàn)狀每季施氮肥38~40 kg/畝、磷肥5.3~6.6 kg/畝，化肥平均利用率僅為30%~35%;每季施藥由原來的1~2次加密到現(xiàn)狀的5~6次，由于不科學施肥、施藥、用水，農田退水將大量化肥、農藥帶入河湖，導致高強度的氮磷排放。

4 思考與建議

4.1 太湖流域農業(yè)節(jié)水減排潛力很大

在南方地區(qū)，節(jié)水就是減排減污。十九大報告中提出要推進資源全面節(jié)約和循環(huán)利用，實施國家節(jié)水行動，加強農業(yè)面源污染防治;水利部把推進現(xiàn)代灌溉發(fā)展作為當前水利工作的重要內容之一，提出實施“南方節(jié)水減排”，要“大面積推廣高效節(jié)水灌溉技術和水稻控制灌溉技術，實現(xiàn)少灌水、高利用、低排放”;水利部、發(fā)改委印發(fā)的《“十三五”水資源消耗總量和強度雙控行動方案》對各省2020年包括農田灌溉水有效利用系數(shù)等提出了明確的用水強度控制目標指標。太湖域經濟社會發(fā)達，工業(yè)化、城市化率高，農業(yè)用水普遍存在管理粗放、用水效率低、面源污染排放嚴重等問題，是水資源管理和水污染防治的難點和薄弱環(huán)節(jié)。總的來看，工業(yè)節(jié)水減排有空間，農業(yè)節(jié)水減排潛力更大。

在中央“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時期水利工作方針指引下，農田水利建設不斷推進，將有力推進太湖流域農業(yè)節(jié)水減排工作，提高農業(yè)用水管理水平，落實最嚴格的水資源管理制度。隨著太湖流域農業(yè)現(xiàn)代化，生產規(guī)模化、集約化程度不斷提高;工業(yè)、服務業(yè)反哺農業(yè)的力度不斷加強;社會各界對資源、環(huán)境和生態(tài)的要求不斷提高，保護意識逐步增強，太湖流域農業(yè)發(fā)展政策、資金和社會環(huán)境將進一步持續(xù)向好，為農業(yè)基礎設施建設、種植結構調整、節(jié)水技術推廣、科學施肥等帶來了良好機遇，也為加強農業(yè)用水管理，推進農業(yè)節(jié)水減排提供了有利契機。

4.2 太湖流域農業(yè)節(jié)水減排工作亟須推進

糧食是立國安邦之本、民生之基。太湖流域作為水熱條件優(yōu)越、適宜種植糧食的地區(qū)，保證一定數(shù)量的耕地面積，維持穩(wěn)定的糧食生產能力，不僅是國家糧食安全的需要，也是流域工業(yè)化、城鎮(zhèn)化高度發(fā)展后維持和保障流域良好生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。對農業(yè)用水實施有效管理，強化農業(yè)節(jié)水，提高農業(yè)用水效率，減少面源污染排放，是實現(xiàn)流域水資源用水總量、用水效率及水功能區(qū)限制納污等三條“紅線”管理的重要內容。

一是繼續(xù)努力降低農業(yè)用水量。在工業(yè)化繼續(xù)發(fā)展、城鎮(zhèn)化快速推進的情況下實現(xiàn)用水總量控制指標，農業(yè)用水必須實現(xiàn)明顯下降。若農業(yè)用水效率停滯不前，在一般枯水年情況下，流域水資源配置難度顯著加大。實踐證明，實施農業(yè)節(jié)水減排不僅能減少灌溉用水量，也不影響作物產量，管理得當還可以提高糧食產量。

二是不斷努力減少排污量。控制和降低氮磷污染已經成為進一步改善平原河網水質、全面實現(xiàn)河長制、湖長制目標的關鍵，實施農業(yè)節(jié)水減排不僅可以減少水資源的使用和消耗，還可以通過控制灌溉用水減少排水，減少農田氮磷營養(yǎng)的流出，降低入河面源污染。

三是不斷努力改善水生態(tài)環(huán)境。充分運用在稻田、人工濕地以及生態(tài)溝道的協(xié)同運行作用下，水體總氮濃度沿程有顯著的降低，微系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的總氮總磷濃度呈現(xiàn)梯級遞減的規(guī)律。針對太湖流域內河湖密布，利用天然或人工濕地、生態(tài)溝等系統(tǒng)，或水陸交錯帶的自然凈化生態(tài)功能，截留凈化農田徑流中的氮磷及有機物，可以有效改善水生態(tài)環(huán)境。

因此，從農業(yè)用水量、排污量和水生態(tài)環(huán)境等角度看，太湖流域農業(yè)節(jié)水減排潛力很大，亟待有序有效推進。

4.3 當前要著力抓好的幾項工作

(1)深化典型農業(yè)節(jié)水減排試驗研究。在總結現(xiàn)有節(jié)水灌溉方式為主的基礎上，開展綜合性的試驗，對灌溉技術、水肥耦合、配方施肥、退水生態(tài)處理等進行綜合試驗，提出水稻節(jié)水灌溉方式、污染減排措施等相關建議，為平原河網地區(qū)農業(yè)節(jié)水減排、為實施最嚴格的水資源管理制度考核工作提供科學依據(jù)。

(2)提升農田水利灌溉設施建設標準。繼續(xù)加大對農田基礎設施的投入力度，既要充分配套，完善農田灌排體系，推廣農業(yè)節(jié)水設施，提升農田建設標準;同時注重用水計量設施安裝等工作，為全面加強農業(yè)用水管理、計量工作創(chuàng)造條件。結合農業(yè)水價改革，將落實計量、節(jié)水減排措施作為灌區(qū)考核的重要內容。

(3)加強農業(yè)用水新技術應用管理。積極推廣先進農業(yè)節(jié)水減排新技術，引導農民增強節(jié)水減排意識，水利部門應積極會同農業(yè)部門開展農業(yè)用水指導和節(jié)水管理工作，推廣“控制、薄露、淺濕灌溉”等節(jié)水灌溉技術，推廣土壤測方施肥，推廣低毒無毒農藥應用，指導做好施肥施藥，提高肥藥利用率，減少化肥農藥使用量。落實各方責任，研究有效措施調動各方節(jié)水減排的積極性。

(4)因地制宜開展減排設施建設。昆山等地充分利用天然或人工濕地、圩內河網、生態(tài)溝等，截留、凈化農田徑流中的氮磷與有機物。以農業(yè)用水總量控制、水肥高效利用、生態(tài)攔截治污理念為指導對灌區(qū)實行標準化管理，并配合生態(tài)技術措施建設生態(tài)排水溝渠，在排水溝渠內種植植物、定時收割管護，減排效果明顯。這方面的建設模式可復制推廣，甚至作為灌區(qū)改造的標準。

(5)加強農村畜禽面源防治。大力發(fā)展池塘生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式積極實施池塘改造，推進池塘養(yǎng)殖用水生物治理、生態(tài)修復和循環(huán)利用。開展畜禽養(yǎng)殖場減排治理，深入開展了畜牧生態(tài)健康養(yǎng)殖、畜禽糞便綜合利用等，降低漁畜廢水和農村生活氮磷入河量。

(6)勵引導開展水權交易。充分結合當前推進農業(yè)水價綜合改革的要求，明確農業(yè)用水總量及定額，實現(xiàn)農業(yè)用水戶水權確權頒證;充分發(fā)揮分類水價和超定額累計加價政策，發(fā)揮價格杠桿在農業(yè)節(jié)水中的作用，建立精準補貼和節(jié)水獎勵機制，引導加快農業(yè)節(jié)水減排措施的推廣，實現(xiàn)既節(jié)約農業(yè)用水又減少污水排放，在實現(xiàn)用水權節(jié)約的基礎上，推進水權回購、結余流轉，調動提升農戶實施節(jié)水減排的積極性。