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美國的節水農業及其啟示

  2015-12-31

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  1 美國水資源現狀及水資源管理利用方面的經驗

  1.1 美國水資源狀況

  美國地處北美洲中部,總面積937萬平方公里,遼闊的地域上平原、山脈、丘陵、沙漠、湖泊、沼澤等各種地貌類型均有分布,境內地勢東、西兩側高、中間低、東西以南北走向的落基山脈為界,是太平洋水系和大西洋水系的分水嶺,兩邊自然和氣候條件相差較大。河流大部分為南北走向,主要水系有:墨西哥灣水系,由密西西比河及格蘭德河等河流構成,流域面積占美國本土面積的三分之二;太平洋水系,包括科羅拉多河、哥倫比亞河,薩克拉門托河等;大西洋水系包括波托馬克河以及哈得遜河等;白令海水系,由阿拉斯加州的育空河及其它諸河構成;北冰洋水系,包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。

  按自然降水量分布劃分,降水是東部多、西部少,全國平均降水量760mm,以西經95度為界,東部區域年降水量800——1000mm,是濕潤和半濕潤地區,而西部17個州年降水量在500mm以下,為干旱和半干旱地區,西部內陸區只有250mm,科羅拉多河下游地區甚至不足90mm,為全國最干旱、水資源最緊缺地區。

  從自然降水和河流分布總體評價,美國是全球水資源較為豐富的國家之一,水資源的特點,總量多,人均占有量豐富。水資源總量為2.97億立方米,人均水資源1.2萬立方米,從區域分布看,東部多,西部少。

  1.2 美國在水資源管理利用方面的經驗

  水資源利用和保護并重,特別注重水資源的保護。美國在水資源利用和保護方面,一是在近一個世紀的時間內,以防御洪水和合理配置水資源為目標,實施了一大批水資源開發利用工程,如加州的北水南調工程,中西部的水利基礎設施建設等,這些水資源開發利用工程對全國范圍內合理科學配置水資源及有效利用水資源奠定了基礎;二是聯邦政府和各州頒布了許多水資源利用、保護方面的法律法規。如1972年頒布的《禁水法》禁止排防被污染的水源,1987年頒布了水質標準法規定了各類使用水和排放水的水質標準,這些從法律上保證了水的科學利用和有效保護;三是在水資源利用上,特別注重維持水資源平衡,把維持水平衡作為各級水務管理部門的主要職責,水務局不單純負責供水,還要統籌調工業、農業、城市居民、生態用水,同時還要負責污水凈化處理和回收再利用;四是用水上特別尊重初始用水權,其目的主要是保護農業和工業,原初始水權屬于農業、工業的,城市用水須向農業購買,并向農民投資節水設施,節約的水供城市用水;五是從多方面注重水資源的保護,工業排污嚴格執行標準,不存在超標排放,農業投入品如肥料的施用量、種類也有規定,不允許超量后污染地下水質,美國全國共建有2萬多座污水處理廠,有健全的污水收集處理系統和先進的污水處理技術,保證了水生態系統的保護和有效平衡。

  各行各業注重節水。美國水資源總量豐富,人均占有量更是世界前列,但美國并未忽視節約用水,在水資源利用受到生態和環境強力制約的今天,美國水資源管理的重點已轉向節約用水、提高水的利用率和防治水污染上。美國節水體現在各個行業,包括工業、農業、商業和民用節水,民用節水包括推廣使用節水淋浴噴頭、節水龍頭、節水馬桶等,工業和商業主要是循環水的再利用;農業節水主要是推廣綜合農業節水技術。

  發揮市場在水資源配置中的基礎作用。美國是一個高度市場化國家,水價的形成、水資源的配置、供求均通過市場機制調控,各地水務管理部門其來水、蓄水、輸水、提取地下水、污水處理再利用,地下水回灌等都是有償的,來水要購買,蓄水、輸水、提水、污水處理要計入成本,水資源按水質和成本記價,水價包括水債券、資源稅、污水處理費、檢測費等,每年修訂一次,同時注重水價對節約用水發揮杠桿調節作用,水價提高和增長保證了節約用水。

  1.3 美國在發展節水農業方面的經驗

  美國是世界上重要的農業國家之一,農業發達,在國民經濟中占有重要地位,糧食、畜產品居世界前列,在農業節水灌溉方面更有許多先進的經驗,主要是:

  建立了完備的農業節水灌溉設施。全國尤其是干旱缺水的中西部地區10個州,建有完備的節水灌溉體系,占全國灌溉體系的70%,農業灌溉體系最好的是加尼福利亞州、得克薩斯州和馬里蘭州,到目前,西部10個州已建成水庫348座,泵站267座,渠道21.6萬公里,輸水干管2300公里,水電站58座。

  政府扶持節水農業。農業灌溉體系包括供輸水設施均有政府逐年投建,國家對節水灌溉技術的應用推廣實行補貼,加州每年對節水技術推廣補貼達3000萬美元,同時,全州150個氣象站及時為農業生產者提供氣象服務,指導農民節水灌溉。

  依靠高科技實現對水資源的自動化調控。美國對水資源的分配、調度按不同自然灌區進行,在水資源調配管理中的一個主要手段就是依靠高科技進行自動化管理,各河流、渠道均有自動監測點,監測點隨時測定和提供各區域供水量,在灌區管理機構設有灌溉總控制室,及時進行實時調度,并和衛星聯網,在全國形成完整的水資源調度調控系統,進行自動化管理。

  推廣應用多種節水灌溉方式。在推廣應用先進的節水灌溉技術方面,美國也是走在前面的。節灌方式上,美國50%的面積采用噴灌,43%的為地面灌溉,6%為滴灌,1%為其它。噴灌有固定式噴灌和移動式噴灌,其中80%為中軸式移動噴灌,這種節水灌溉方式盡管一次投資大(每公頃3000—4000美元),但效率高(每次噴灌半徑150米)、使用勞動力少、使用年限長,是降雨較多,但需人工補充灌溉地區的有效灌溉方式;近年來滴灌面積逐年擴大,其中最有效的為膜下滴灌。

  廣泛應用土壤水分監測技術,農作物實行精量按需灌溉。美國所有農場主,都聘有農業技術人員,在農作物生長期間,每天都要對不同土層的土壤水分進行定點定時測定和記錄,包括需求量和補給量,并根據氣象資料對補給量進行計算,真正做到了按需灌溉、精量灌溉。

  注重農業灌溉用水的凈化處理和回收再利用。對灌溉后排入海中和回收再灌溉的水都經過凈化處理,對土壤含鹽高,經灌水淋洗后的排水因其含鹽和含有肥料等污染物,都在地下鋪壓有排鹽管道,經排鹽后方可排入海中或再利用。

  2對我國的啟示

  2.1強化節水宣傳教育,增強全民節水意識

  通過學習培訓,我們感受最深的是,美國作為全球水資源豐富的大國之一,又有完備的水利基礎設施,仍高度重視水資源的節約和保護,很值得我們學習和借鑒。我國是一個人口大國,盡管水資源總量為28000億立方米,與美國大致相當,但人均和畝均僅為世界水平的1/4和1/2,而且地區分布很不平衡,長江以北地區,耕地占全國的65%,而水資源卻只占全國總量的19%,甘肅省水資源更是缺乏,人均水資源量1150立方米,不到全國水平的1/2。全國正常年份缺水近400億立方米,其中農業缺水300億立方米。不僅水缺,水污染狀況日趨嚴重。我國一方面缺水嚴重,另一方面水資源浪費十分嚴重,長期以來,只重視水資源開發,興建了大量水利工程,但全民節水意識不強,就農業而言,我國農業用水占總用水量的70%,而農業灌溉用水浪費也很大,必須強化對農民的節水宣傳教育,使其增強農業節水意識,自覺節約用水。

  2.2 堅持水資源開發利用和節約保護相并重的原則

  我國干旱缺水,同時水利基礎設施也十分落后,要實現水資源的有效利用和科學配置,必須立項通過工程措施進行開發利用,同時水資源開發對治理和保護生態提供了水利基礎。在合理開發利用的同時,必須注重水資源節約和保護,在這方面,一是要進一步理順城鄉水資源管理體制,推行水務一體化管理,重點加強對水資源保護和污水處理的統一管理;二是制定促進水資源節約和保護的經濟政策,要借鑒美國經驗,充分利用水價這一杠桿促進節水,依靠市場對水資源實行配置;三是積極推行水資源凈化處理和循環利用,我們應借鑒美國經驗,研究并推廣水資源再生利用技術,通過利用雨水、污水、農業灌溉水處理回用等途徑以達到水資源循環利用,這樣既可減少大規模興建水利工程,又可解決水源不足,還可有效保護資源和環境。

  2.3大力扶持節水農業,增加國家對農業節水的投入

  我國的節水主要途徑在于農業節水。農業節水一是要加大國家對節水農業的支持力度,尤其是節水灌溉設施的投入和支持力度,因節水灌溉設施一次性投入大,農民投入不起,國家應給予扶持和引導;二是大力推行滴灌、噴灌等節水灌溉方法,從灌溉方式上減少水資源浪費;三是推廣和應用土壤水分監測技術,實行有限灌溉和精量灌溉制度,按作物需水規律,運用信息化技術,制定作物水分虧缺指標,實行科學灌溉。

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