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    強化農業(yè)用水支撐 保障**糧食安 全——訪(fǎng)中國工程院院士康紹忠

    發(fā)布時(shí)間: 2023-03-01    作者:admin
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    問(wèn):當前中國,“水缺”和“地少”哪個(gè)更為緊迫?
    康紹忠:我國單位耕地面積的水資源量?jì)H為世界平均水平的二分之一。特別是我國水土資源空間分布不匹配,耕地占全國百分之六十四的廣大北方地區,水資源僅占百分之十九。海河、黃河、西北內陸諸河、西遼河等流域的耕地資源相對豐富,而缺水形勢卻相當嚴峻。
    我國先后建成多種類(lèi)型的蓄、引、提水灌溉工程,有效灌溉面積從新中國成立時(shí)的2.4億畝擴大到11.18億畝,位居世界第 一。灌溉對我國糧食增產(chǎn)的直接貢獻率約為百分之三十六點(diǎn)二七。然而,我國的農業(yè)發(fā)展與區域水資源承載力不相適應,在一些水資源短缺地區,農業(yè)的過(guò)度開(kāi)發(fā)和用水效率低,進(jìn)一步加重了區域水資源短缺,進(jìn)而引發(fā)了生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。如華北平原,由于灌溉發(fā)展和農業(yè)熟制變化,成為世界上面積第 一大的地下水漏斗區;西北內陸干旱區的塔里木河、石羊河等流域,農業(yè)開(kāi)發(fā)規模超過(guò)了水資源承載力,導致流域下游土地沙化、沙進(jìn)人退、綠洲萎縮;東北西遼河流域,大規模抽取地下水發(fā)展淺埋滴灌,引起地下水水位大幅下降、草地退化和土地沙化;東北三江平原,大面積改種水稻導致地下水水位下降和濕地萎縮。
    為了保障國家食物安 全和農產(chǎn)品有效供給,要堅決守住18億畝耕地紅線(xiàn),逐步把15.46億畝永 久基本農田全部建成高標準農田,同時(shí)還要開(kāi)墾一些后備耕地資源,這需要更多的農業(yè)用水。因此,從某種意義上講,“水缺”比“地少”更為嚴重,水資源短缺已成為食物安 全和農業(yè)可持續發(fā)展的剛性約束,形勢日益嚴峻。
    問(wèn):如何破解我國水資源短缺與農業(yè)灌溉用水增加之間的矛盾?
    康紹忠:破解水資源短缺和灌溉用水增加之間的矛盾,迫切需要降低灌溉用水量。然而,盲目減少灌溉用水量將導致農業(yè)產(chǎn)能下降。因此,應從兩個(gè)方面著(zhù)手:
    藏糧于水,夯實(shí)國家食物安 全的農業(yè)用水保障。一要確立和牢牢守住保障國家食物安 全的農業(yè)用水安 全紅線(xiàn)。根據測算,增產(chǎn)千億斤糧食產(chǎn)能的農業(yè)用水安 全紅線(xiàn)定為:農業(yè)凈耗水2422億立方米,農業(yè)用水3875億立方米,單位糧食產(chǎn)量的凈耗水0.362立方米每千克,灌溉水利用系數0.625較為合適。二要加快建設國家農業(yè)水網(wǎng),提高食物安 全供水保證率。農業(yè)水網(wǎng)是國家水網(wǎng)的毛細血管和重要組成部分,而灌區灌溉渠(管)網(wǎng)則是農業(yè)水網(wǎng)的主要載體。應把農業(yè)水網(wǎng)納入國家水網(wǎng)建設規劃,研究制定國家水網(wǎng)框架下系統暢通的農業(yè)水網(wǎng)格局。三要充分挖掘“南水北調”工程給糧食生產(chǎn)供水的潛力,需要在深度節水前提下,適度增加跨流域調水,開(kāi)發(fā)利用西北內陸干旱區咸水資源,增強國家食物安 全用水保障能力。
    藏水于技,大力發(fā)展高水效農業(yè)。大規模提高農業(yè)用水效率,是破解農業(yè)用水短缺與食物安 全和其他農產(chǎn)品持續穩產(chǎn)、高產(chǎn)矛盾的關(guān)鍵。高水效農業(yè)是依托生物技術(shù)、信息技術(shù)和智能裝備,實(shí)現單株、農田和區域不同尺度水和作物表型信息的智能感知、用水智能決策與智能控制,實(shí)現精 準用水和水效益擴大化的新型農業(yè)用水體系。據中國工程院重大咨詢(xún)項目預測,在當前技術(shù)水平下,在充分挖掘現有高 效用水潛力的前提下,全國潛在節水量約為350億立方米。在未來(lái)降水量不低于多年平均水平及充分挖掘降水利用潛力的前提下,若將上述節水量用于合理擴大灌溉面積進(jìn)行糧食生產(chǎn),全國糧食產(chǎn)能增加潛力約6800萬(wàn)噸。
    問(wèn):大中型灌區是國家糧食安 全的壓艙石。目前,我國大中型灌區應對水旱災害的能力如何?
    康紹忠:我國占全國耕地面積約百分之五十四的灌溉面積生產(chǎn)了占全國總量約百分之七十五的糧食和百分之九十以上的經(jīng)濟作物?,F有大中型灌區工程存在標準低、配套差、管理不暢等問(wèn)題,灌溉除澇保證率低。有的工程運行時(shí)間已超過(guò)使用壽命,壞損率高,特別是末級渠道毀壞嚴重,灌溉后面一公里不通暢,效益降低。灌區工程需要不斷進(jìn)行更新改造和維護管理,雖然近年通過(guò)中 央財政各種渠道用于灌區更新改造的資金投入逐年增加,但由于歷史欠賬多、大型灌區續建配套與節水改造等地方財政建設資金到位率低,資金投入不足仍然是影響灌區發(fā)展的“短板”。特別是農村“兩工”(勞動(dòng)積累工和義務(wù)工)取消后,新的投入保障機制沒(méi)有形成,資金缺口一時(shí)難以彌補。
    據有關(guān)調查,全國約百分之四十的大型灌區、百分之五十~百分之六十的中小型灌區工程設施不配套,大型灌排泵站設備完好率不足百分之六十,全國百分之十以上低洼易澇地區排澇標準不足3年一遇,抗御自然災害的能力嚴重不足。2022年南方大范圍的持續干旱,小型灌溉工程荒廢、水渠老化、泵站損壞、機井失修等問(wèn)題也凸顯出來(lái)。
    “十四五”期間,全國456處大型灌區,列入國家改造規劃的僅124處,不到全部大型灌區的三分之一,而且資金投入強度遠遠不能滿(mǎn)足灌區改造的實(shí)際需求。面對灌區存在的上述問(wèn)題,迫切需要加大資金投入,加快推進(jìn)以節水高 效、生態(tài)健康為目標的灌區現代化改造,通過(guò)完善灌排工程設施和提高科學(xué)管理水平,實(shí)現灌區高質(zhì)量發(fā)展,補齊保障國家糧食安 全和農業(yè)農村穩定發(fā)展的短板。
    問(wèn):農業(yè)現代化和水利現代化都離不開(kāi)灌區現代化?!笆奈濉逼陂g,灌區現代化改造應以哪些科技創(chuàng )新為重 點(diǎn)?
    康紹忠:灌區現代化首先要做好工程設施現代化和管理隊伍知識的現代化,大力提升創(chuàng )新驅動(dòng)灌區發(fā)展的能力,打造“節水、生態(tài)、智慧、高 效”的現代化、高質(zhì)量發(fā)展灌區樣板。該領(lǐng)域除了研究灌區現代化的標準和管理制度創(chuàng )新外,還應以作物生命需水過(guò)程與多要素協(xié)同調控、現代農業(yè)綠色高 效用水技術(shù)與裝備、農業(yè)水網(wǎng)系統智慧管控、區域水土資源適配與高水效農業(yè)模式等內容為主,突破相關(guān)基礎理論與關(guān)鍵核心技術(shù)。
    以大中型灌區為重 點(diǎn),聚焦作物生命需水生理機制與高通量表型診斷技術(shù),搭建基于遙感、高光譜、大數據與人工智能的多尺度作物水分信息高通量表型診斷技術(shù)與機器人平臺,突破融合遙感、高光譜、大數據與人工智能的作物水分高通量表型技術(shù)瓶頸;開(kāi)發(fā)面向未來(lái)不同氣候情景和種植模式的作物高水效靶向立體調控技術(shù)和新產(chǎn)品。
    聚焦現代農業(yè)綠色高 效節水灌溉新裝備、新材料等,開(kāi)展重大關(guān)鍵核心技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)。目前,我國智能灌溉系統的關(guān)鍵控制部件以及灌區輸配水模擬仿真軟件均被外國壟斷;渠道全程量—測—控技術(shù)中水流信息視頻解譯方法、全渠道控制系統等仍有不少技術(shù)瓶頸,難以有效解決灌區水量量測和監控實(shí)踐中灌溉渠道結構多樣、漂浮物較多、多泥沙淤泥阻水等問(wèn)題。
    聚焦農業(yè)水網(wǎng)智慧建造與管控。需要進(jìn)一步系統研究農業(yè)水網(wǎng)復雜水動(dòng)力學(xué)行為與精 準模擬模型系統;創(chuàng )新面向多水源、多用戶(hù)、多目標的農業(yè)水網(wǎng)輸配水運行優(yōu)化模型與復雜動(dòng)態(tài)配水群決策理論;建立基于灌區大數據與機器學(xué)習的灌溉動(dòng)態(tài)調配智慧決策體系,以及農業(yè)水網(wǎng)系統實(shí)時(shí)感知—智能認知—智慧決策綜合平臺。
    聚焦灌區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灌區水土資源適配理論和水—土—氣—生系統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區域高水效農業(yè)布局優(yōu)化理論和方法體系,促進(jìn)不同區域高水效農業(yè)的發(fā)展。
    問(wèn):聚焦實(shí)施新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng),水利可以提供哪些支撐?
    康紹忠:新增千億斤糧食產(chǎn)能農業(yè)用水量需增加到3875億立方米,這無(wú)疑對水利建設,特別是農業(yè)水利建設提出了新的挑戰。水利對實(shí)施新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動(dòng)具有重大的支撐作用,主要體現在以下方面:
    推進(jìn)國家水網(wǎng)、重大引調水和骨干水源工程建設,以提升水資源配置和調蓄能力,改變我國水土資源不適配的空間格局,緩解我國黃淮海平原、汾渭平原、寧蒙河套、河西走廊、遼西蒙東等地的“水糧矛盾”,還有助于合理開(kāi)發(fā)一部分后備耕地資源,建設一批新灌區;推進(jìn)大中型灌區工程續建配套和以高 效節水為中 心的現代化改造,提高灌區水利用系數和作物水分利用效率與效益,進(jìn)一步提高糧食綜合生產(chǎn)能力;推進(jìn)小水窖、小水池、小塘壩、小泵站、小水渠“五小水利”工程建設,以及小水源供水能力恢復工程建設,有助于打通糧食生產(chǎn)基地的“毛細血管”,提升抗旱減災保豐收能力;推廣農業(yè)高 效節水和田間節水技術(shù)等綜合措施,有助于高水效農業(yè)發(fā)展,科學(xué)精 準調配水資源,做到適時(shí)適量灌溉,提升科學(xué)化、精細化調度水平。
    來(lái)源:中國水利報 2023年1月12日

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