灌区水权流转制度建设与管理模式研究:以宁夏中部干旱带扬黄灌区与补灌区为例
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3.1 理论可转让水量

通过分析节水的主要途径及形式,测算扬黄灌区的节水潜力,并根据投资、工程实施难度等,从理论上测算可用于水权转让的水量。

3.1.1 节水的主要途径及形式分析

扬黄灌区节水可以采取的主要途径包括调整种植结构、渠系防渗衬砌改造、推广田间节水灌溉技术与实施灌溉定额管理、提高管理水平、推行水价改革等。只有综合使用多种节水措施,尽量减少水分利用过程中的无效损耗,使现有的水资源能够得到充分的利用,提高单位水量的有效产出效率,才能促进节水目标的实现。

1.调整种植结构

调整灌区作物种植结构,压减高耗水作物种植,扩大低耗水高效益作物种植,可降低灌区结构需水量。

四大扬黄灌区由于地处干旱带,受气候的限制,种植结构以玉米、小麦等粮食作物为主。从根本上突破干旱的制约,发展节水抗旱避灾农业,是实现灌区农业和农村经济的跨越式发展的必然要求。四大扬黄灌区调整种植结构应以减少粮食种植面积、扩大经济作物种植面积为方向,走特色高效农业产业化发展的路子,培育特色农业产业,形成规模效益,延长产业链,以优质经济作物原料基地的建设推动灌区农产品加工企业的发展壮大。具体而言,结合灌区的特色,应压缩粮食作物(玉米、小麦)面积,发展设施农业、葡萄产业、油葵种植、牧草、马铃薯、红枣等。

2.渠系防渗衬砌改造

通过渠系防渗衬砌改造,可减少灌溉水输送过程中的无效渗漏与蒸发等水量损耗,提高灌区输水效率,从而提高渠系水利用系数,降低农作物毛需水量。

四大扬黄灌区均采用衬砌渠道输水方式,灌区建设中注重渠道防渗衬砌技术的应用,干、支、斗、农渠大部分采用了混凝土预制板衬砌、加铺防渗土工膜等节水工程措施。但是,由于扬黄工程已运行10~30年,且由于经费等原因,工程维修养护不到位,工程老化失修现象严重,部分渠道及渠系建筑物已出现破损现象。根据《2010年宁夏现状农田灌溉用水有效利用系数测算分析成果报告》,各扬黄灌区渠系水利用系数低于设计渠系水利用系数0.1~0.15,因此,进行渠系防渗衬砌改造是扬黄灌区节水挖潜的主要途径之一。

3.推广田间节水灌溉技术与实施灌溉定额管理

在保证区域作物稳产、高产的前提下通过改变灌溉方式,推广应用高效的田间节水灌溉技术,可极大地降低灌溉过程中的无效消耗,减少田间灌溉水量。

四大扬黄灌区原设计灌溉方式均为地面灌溉。根据节水灌溉技术的研究,喷灌可较大田地面灌溉节水30%,滴灌可较大田地面灌溉节水50%,因此,推广田间节水灌溉技术与实施灌溉定额管理是扬黄灌区节水挖潜的主要途径之一。根据灌区节水灌溉技术试验研究,在当前经济发展水平下,灌区小麦适宜的节水灌溉技术为小畦灌溉,玉米、向日葵适宜的节水灌溉技术为沟灌或小畦灌溉,葡萄、果树适宜的灌溉技术为滴灌或沟灌,设施农业适宜的灌溉技术为滴灌或沟灌,其他作物可因地制宜地采用喷灌、滴灌、沟灌、小畦灌溉。在各类作物节水灌溉前提下,可采用宁夏水利科学研究院研究取得、宁夏水利厅批准执行的扬黄灌区主要作物节水灌溉定额标准,见表3-1。

4.提高管理水平

通过加强灌溉管理,提高灌区的管理水平,也能够显著减少输水、灌溉用水过程的损耗,使有限的水资源得到充分利用。

表3-1 扬黄灌区主要作物灌溉定额标准

由于扬黄灌区扬水泵站多、扬程高、渠系复杂,各级泵站、渠道的匹配、干渠直开口的调度十分复杂。提升管理水平,加强调度管理,可有效杜绝泵站间的弃水,保证灌区各级泵站灌溉区域均衡受益,提高水资源的利用效率。提升管理水平的关键是加强水调度人员的培训,提高业务能力。水调度人员严格按照核定的灌区灌溉面积、配水定额进行水量调度,可杜绝超定额用水。

5.推行水价改革

水价是通过市场配置水资源的有效手段,具有经济杠杆的作用。按照促进节约用水、降低农民水费支出、保障灌排工程良性运行的原则,推进农业水价综合改革,农业灌排工程运行管理费用由财政适当补助,探索实行农民定额内用水享受优惠水价、超定额用水累进加价的办法,可促进农民用水户节约使用水资源。

现状灌区普遍实行了超定额用水累进加价制度,对计划用水实行平价水,对超额用水实行加价水,有效地阻止了超额用水,迫使用水户必须加强田间灌水管理,修建畦田,应用节水灌溉技术,减少田间灌水损失。但是必须看到,四大扬黄灌区现行水价低于成本,还要进一步完善水价形成机制和管理办法,在充分兼顾农业用水户承受能力的基础上,建立科学合理的农业节水水价形成机制,提高农业的节水意识,促进农业灌溉方式的转变。

3.1.2 节水潜力测算分析

灌区节水的途径主要通过灌区种植结构调整、灌区渠系及其建筑物改造、田间推广高效节水灌溉技术或适宜的地面灌溉技术,减少灌区输水、用水过程的无效消耗,提高水资源的利用效率,挖掘灌区节水潜力。

1.灌区渠系及其建筑物改造

渠道衬砌及建筑物改造可节约输水过程中的无效水量损失。目前,四大扬黄灌区干渠、支渠、斗渠、农渠及田间都可通过渠系及其建筑物改造节水。根据调研,2010年,四大扬黄灌区干渠、支渠、斗渠、农渠、田间及灌溉水利用系数见表3-2所示。根据灌区建设改造规划,至2015年各类水利用系数的规划值见表3-2。

表3-2 四大扬黄灌区渠系及其建筑物改造目标

现状值以2010年为水平年,规划值以2015年为水平年。

2.种植结构调整

目前,宁夏扬黄灌区种植结构以粮食作物为主,经济作物为辅。调整种植结构,减少粮食作物种植面积,增加经济作物,特别是特色作物种植,将提高农民收入。依据各类规划,经综合分析,结合四大扬黄灌区发展的可能方向,制定四大扬黄灌区2015年种植结构调整目标,见表3-3。

3.灌溉方式及灌溉定额

根据《宁夏“十二五”高效节水规划》,在田间应用高效节水灌溉技术,其中小麦、油葵、向日葵、牧草、甘草、苏丹草、黄花全部推广应用小畦灌溉,玉米、马铃薯全部推广应用沟灌,枸杞、葡萄、西瓜、蔬菜、豆类、设施农业、温棚、经济林果全部推广滴灌,药材采用喷灌,庭院经济采用滴灌或喷灌,其他作物因地制宜地采用畦灌、滴灌或喷灌,灌溉定额采用宁夏水利厅推荐的灌溉定额标准。四大扬黄灌区2015年各种作物的规划灌溉方式及灌溉定额见表3-4。

表3-3 四大扬黄灌区种植结构调整目标

续表

表3-4 四大扬黄灌区各类作物规划灌溉方式及灌溉定额 单位:m3/亩

4.不同节水措施方案下节水潜力测算方法及结果

节水潜力的测算不是几种节水措施潜力的简单累积,推广应用不同的节水措施,节水潜力的测算结果也不同。通过对种植结构调整、灌区支斗农渠系节水改造、灌区不同作物推广应用适宜的节水灌溉技术3种措施不同组合状况下的节水潜力测算,共得出7种组合的测算结果。不同组合节水潜力不同,四大扬黄灌区节水潜力测算结果见表3-5。

表3-5 四大扬黄灌区不同节水措施下节水潜力测算成果 单位:万m3

续表

5.推荐节水措施方案下的节水潜力分析

灌区渠道防渗衬砌是节水的最直接和最可靠的措施。但是,在扬黄灌区,由于干渠、支渠、斗渠道已全部衬砌,部分农渠也已衬砌,渠系水利用系数较引黄灌区高,但仍达不到设计指标的主要原因是管理落后和部分工程破损而致。由于扬黄灌区开展渠道防渗衬砌改造挖掘节水潜力有限,相对节水成本较高,宁夏水利发展规划制定扬黄灌区未来的发展方向是逐步实现管道输水,不再安排大型的灌区渠道衬砌节水改造项目。因此,不再将渠道防渗衬砌作为推荐的节水措施。

而对于种植结构调整,有些区域调整后有节水潜力可挖掘,但有些区域因发展高效经济作物,还可能增加用水量,而且种植结构受市场导向作用强烈,波动较大。因此,灌区的种植结构调整必须同其他节水措施联合应用,才可能实现真正意义上的节水、高效。

因此,四大扬黄灌区节水的重点是在田间推广高效节水灌溉技术和适宜的地面节水灌溉技术,如推广喷灌、滴灌、小畦灌溉、沟灌、激光平地技术等。推荐的节水组合措施是适当调整种植结构,同时在田间推广高效节水灌溉技术和适宜的地面节水灌溉技术。推荐各扬黄灌区2015年现实的节水方案和潜力分析成果见表3-6。

表3-6 现状渠道+种植结构调整+田间高效节水灌溉组合方案节水潜力

3.1.3 可转让水量测算分析

并不是所有挖潜节约的水量都可用于转让,如红寺堡灌区已经出现超指标用水现象,其采取节水措施后挖潜的水量首先应偿还超用水指标,这部分节约水量是不可以转让的,因此,必须针对四大扬黄灌区的节水潜力进一步分析可转让量。

1.红寺堡灌区可转让水量测算

红寺堡灌区2010年现状直开口用水量21029.65万m3。根据对红寺堡灌区现有规划成果以及批复项目相关用水情况分析,结合第2章各行业需水预测结果,到2015年总用水量为22936.54万m3,见表3-7。

表3-7 红寺堡灌区2015年需水预测汇总表

红寺堡灌区属超水权指标取水的灌区。其节水潜力是在2010年现状基础上的节水潜力,按照水权转让的基本原则,其节水潜力应首先用于偿还超用水权指标,剩余的节水潜力按一定次序满足灌区新增项目用水。现状红寺堡灌区超用水权指标757.65万m3,节水潜力为3384万m3,在偿还超用水指标后,剩余节水潜力2626万m3。由于灌区新增项目较多,如生态项目、鲁家窑慈善工业园区项目、生态移民项目等,剩余2626万m3节水潜力无法满足所有项目的需水。

根据水资源管理的以供定需原则并结合各项目的供水优先次序,对红寺堡灌区进行水资源配置,其可转让水量2626万m3,其中农业向工业转让水量565万m3,农业向农业转让水量1983万m3,水权转让均属灌区内部转让,见表3-8。部分新增项目无水资源供给。

表3-8 红寺堡灌区水权转换关系及转上水量

2.盐环定灌区可转让水量测算

盐环定灌区2010年干渠直开口引水量6577万m3,较水权分配的干渠直开口取水指标7060万m3少483万m3;直开口农业用水量为5770万m3,较分配的直开口水权水量7060万m3少1290万m3,农业没有利用的水权指标被刘家沟工业用水与盐池生态用水占用。

根据对盐环定灌区现有规划成果以及批复项目相关用水情况分析,结合第2章各行业需水预测结果,到2015年盐环定扬黄工程宁夏灌区干渠直开口总需水量9095万m3,其中农业灌溉需水6560万m3,盐池生态需水240万m3,刘家沟需水2295万m3,盐环定扬黄工程的用水指标在满足灌区农业用水后,不能满足灌区工业用水需求,工业用水需从其他灌区进行水权转让获得。2015年宁夏灌区各行业具体需水预测结果见表3-9。

表3-9 盐环定灌区2015年需水预测与供需平衡分析 单位:万m3

以2010年农业用水为基础,灌区可以挖掘节水潜力915万m3。根据灌区需水预测,2015年农业、生态、工业、人饮需水总量9095万m3,灌区直开口取水指标7060万m3,能满足灌区农业用水需求。挖掘的节水潜力915万m3主要用于太阳山工业用水,属灌区内部农业向工业转让。太阳山工业项目的需水缺口需从其他灌区采用水权转让形式获得。灌区水权转换关系及转换水量见表3-10。

表3-10 盐环定灌区水权转换关系及转让水量 单位:万m3

3.固海灌区可转让水量测算

固海灌区2008—2010年干渠直开口平均引水量29622万m3,小于直开口31700万m3取水指标2078万m3。根据对固海灌区现有规划成果以及批复项目相关用水情况分析,结合第2章各行业需水预测结果,2015年灌区在直开口总需水量为24768.1万m3,小于水权分配的直开口取水指标31700万m3。灌区2015年需水量详见表3-11。

表3-11 固海灌区2015年总需水量表

根据灌区组合节水措施潜力分析,在保证扬黄老灌区未来农业灌溉用水的前提下,可以挖掘灌区节水潜力7732万m3

2010年灌区的工业、农村人畜饮水、城镇生活用水均利用当地地下水资源,没有利用黄河水,考虑未来用水量的增大、当地水资源或地下水资源的减少,提高供水质量和保证率的要求,未来这部分用水可考虑利用灌区节水潜力7732万m3满足高效补灌、工业、人畜饮水、生态等用水,总计2877.7万m3,灌区内部转让水量2125.7万m3,属农业向工业、生态、生活转让。剩余挖潜的节水潜力4854.3万m3可以向灌区内部新增农业、生活、工业项目实行水权转让。同时灌区还有剩余水权指标2078万m3。固海灌区水权转让关系与转让水量见表3-12。

表3-12 固海灌区水权转让关系及转让水量

未利用初始水权指标=初始水权总控制指标(31700万m3)-灌区需水量(24767.7万m3)-待转让的节水潜力(4854.3万m3)。

4.固海扩灌灌区可转让水量测算

固海扩灌灌区2008—2010年干渠直开口平均引水量8644万m3,较干渠直开口12200万m3取水指标少3556万m3。根据对固海扩灌灌区现有规划成果以及批复项目相关用水情况分析,结合第2章各行业需水预测结果,2015年灌区直开口总需水量为9766.58万m3,较水权分配直开口取水量12200万m3少2433.42万m3。灌区2015年总需水量预测见表3-13。

表3-13 固海扩灌灌区2015年总需水量表 单位:万m3

以2010年灌区用水为基础,测算灌区直开口节水潜力1244万m3

2010年灌区的工业、农村人畜饮水、城镇生活用水均利用当地地下水资源,没有利用黄河水,考虑未来用水量的增大、当地水资源或地下水资源的减少以及提高供水质量和保证率的要求,未来这部分用水可考虑利用灌区节水潜力1244万m3和部分剩余水权指标满足高效补灌、工业、人畜饮水、生态等用水,总计1507.3万m3,剩余水权指标2170.1万m3可以向灌区新增农业、生活、工业项目实行水权转让,如生态移民、固原盐化工项目。固海扩灌灌区水权转让关系与转让水量见表3-14。

表3-14 固海扩灌灌区水权转让关系与转让水量 单位:万m3

续表

未利用初始水权指标=初始水权总控制指标(12200万m3)-灌区需水量(9766.6万m3)-未利用初始水权指标配置水量(263.3万m3)。