3.2 分區(qū)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式

灌溉用水從水源經(jīng)過田間到被作物吸收形成產(chǎn)量，整個過程包括輸水、配水、灌水、土壤蒸發(fā)、植物蒸騰等諸多環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)都存在著水量的消耗。農(nóng)業(yè)節(jié)水主要針對三個過程：

（1）減少從水源到田間入口過程中的輸水損耗，包括滲漏和蒸發(fā)。一般采用渠道防滲或管道輸水等工程節(jié)水措施。

（2）減少田間用水損耗，包括深層滲漏和田面蒸發(fā)。可采用噴灌、微灌、滴灌等工程節(jié)水措施，小畦灌、短溝灌、閘管灌等灌水技術(shù)，以及改變耕作方式、地面覆蓋等農(nóng)藝節(jié)水措施。

（3）減少作物蒸騰，包括形成作物產(chǎn)量的有效蒸騰和不形成產(chǎn)量的奢侈蒸騰。可選用耐旱作物品種、推行節(jié)水灌溉制度、種子包衣、旱地龍等抑制蒸騰劑等管理節(jié)水措施。

可見，在農(nóng)業(yè)節(jié)水過程中，需將工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水和管理節(jié)水措施綜合配套，以達到節(jié)水增產(chǎn)的效果。

東線、中線一期工程受水區(qū)屬于資源性缺水區(qū)，通過跨流域調(diào)水增加受水區(qū)水資源量，緩解供需矛盾，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水要立足于資源性節(jié)水——減少用水過程中不能回歸水資源系統(tǒng)的水量，即減少蒸騰蒸發(fā)消耗于大氣中的水量，以實現(xiàn)區(qū)域水資源量與耗水量的平衡；而那些在用水過程中可回歸到地表水、土壤水和地下水水體的水量不屬于資源性節(jié)水量。

3.2.1 節(jié)水先進縣（區(qū)）經(jīng)驗

為了研究并提出分區(qū)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式，首先調(diào)查并選擇出農(nóng)業(yè)節(jié)水先進縣：京津廊平原區(qū)——北京大興區(qū)、河北山前平原區(qū)——河北省欒城縣和館陶縣、黑龍港運東平原區(qū)——河北省吳橋縣和景縣、豫北魯北平原區(qū)——山東省桓臺縣等6個典型縣（區(qū)），總結(jié)和歸納節(jié)水先進經(jīng)驗，進一步調(diào)查其采用的農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水措施，分析工程、農(nóng)藝、管理等單項節(jié)水措施的投資、措施組合、節(jié)水效果及其對提高灌溉水利用系數(shù)和水分生產(chǎn)率的作用，以提高水分生產(chǎn)效率和效益為主線，歸納節(jié)水模式。

6個典型縣的經(jīng)驗表明，影響資源性節(jié)水效果的主要因素有兩個方面，一是現(xiàn)狀條件下的渠系狀況及采取工程措施后所能減少的渠系無效蒸騰蒸發(fā)量，二是現(xiàn)狀條件下的田間耗水狀況及采取措施后所能減少的無效蒸騰蒸發(fā)量（包括棵間蒸發(fā)和作物蒸騰），需要工程措施、農(nóng)藝措施和管理措施綜合配套，但三類節(jié)水措施對資源性節(jié)水的貢獻是不同的。

1.工程節(jié)水措施

工程節(jié)水措施是節(jié)水灌溉的基本措施，包括輸水過程中的渠道防滲和管道輸水工程措施，田間灌水過程中的噴灌、微灌、滴灌、閘管灌、小畦灌等，對于減少灌溉輸水損失、提高灌溉水利用率和灌溉保證率、縮短灌水周期、提高灌水質(zhì)量和供水及時性具有非常重要的作用，是農(nóng)業(yè)節(jié)水之基礎(chǔ)。通常將節(jié)水前后，在渠首或井口減少的灌溉取水量稱為灌溉取水節(jié)水量，其中僅減少的渠道內(nèi)水面無效蒸發(fā)量、渠道內(nèi)外土面無效蒸發(fā)量、渠道兩側(cè)影響帶無效蒸發(fā)量，以及采用田間工程措施降低土壤含水量而減少的棵間土壤蒸發(fā)量屬于資源性節(jié)水量。

根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料初步分析，在華北地區(qū)多年平均年降水量500～600mm、年水面蒸發(fā)量1000～1400mm的條件下，對于大型渠灌區(qū)，土渠輸水的渠系蒸發(fā)損失（包括渠道及其兩側(cè)影響帶）約占輸水過程總損失量的10%～15%（以下簡稱渠系蒸發(fā)損失系數(shù)），約占冬小麥播種面積上總蒸騰蒸發(fā)量的6%～10%；渠系防滲后，渠系蒸發(fā)損失系數(shù)降至3%～4%，約占節(jié)水前冬小麥播種面積上總蒸騰蒸發(fā)量的2%～3%；而對于井灌區(qū)，由土渠改為管道輸水能夠減少的蒸發(fā)量一般只占節(jié)水前農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)總量的3%左右。玉米等秋季作物全生育期降水量較多，灌水量小，渠系節(jié)水所能減少的蒸發(fā)量占節(jié)水前農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)量的比例遠小于冬小麥。對華北地區(qū)全年綜合平均而言，現(xiàn)狀仍為土渠輸水的大型渠灌區(qū)，渠系節(jié)水改造所能夠減少的蒸發(fā)量估計只占農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)總量的3%～5%，由土渠輸水的井灌區(qū)改為管道輸水所能夠減少的蒸發(fā)量僅占農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)總量的2%～4%（沈振榮等，2000年），隨著各地區(qū)氣候、渠系狀況、灌溉狀況的變化，工程措施減少的無效蒸騰蒸發(fā)量占農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)量的比例發(fā)生變化，降水量越小、現(xiàn)狀灌溉水量越大、渠系水利用系數(shù)越低的地區(qū)，所占比例越大，反之則越小。從總體上看，工程節(jié)水措施對于減少灌溉輸水損失、提高灌水質(zhì)量和供水及時性具有非常重要的作用，但對于減少無效蒸騰蒸發(fā)量來說，則是田間節(jié)水措施起主要作用。

2.農(nóng)藝節(jié)水措施

農(nóng)藝節(jié)水措施是蓄水保墑、提高農(nóng)田水分生產(chǎn)效率的基本措施，包括耕作保墑、覆蓋保墑、平衡施肥、抗旱節(jié)水品種選擇、化學調(diào)控等，其主要作用是提高作物根系層土壤蓄水、保水能力，減少農(nóng)田蒸騰蒸發(fā)損耗，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。通過蓄水保墑，一方面可有效降低無效蒸騰蒸發(fā)量，另一方面由于產(chǎn)量的提高將增加有效蒸騰量，提高農(nóng)田水分生產(chǎn)效率。

根據(jù)1980—1997年華北地區(qū)大量實驗和6個典型縣（區(qū)）調(diào)查資料分析，田間農(nóng)業(yè)措施能夠減少的無效蒸騰蒸發(fā)量具有較大的變幅，說明通過合理實施耕作、栽培、施肥、良種化和化學調(diào)控等技術(shù)，可以達到顯著降低單位產(chǎn)量凈耗水量的作用。在不同試驗條件下，華北地區(qū)冬小麥全生育期蒸騰蒸發(fā)量（凈耗水量）與平均單位面積產(chǎn)量關(guān)系（圖3.2）、水分生產(chǎn)效率（平均單位蒸騰蒸發(fā)量的產(chǎn)量）與平均單位面積產(chǎn)量關(guān)系（圖3.3）變幅很大，在單位面積產(chǎn)量大體相當時，蒸騰蒸發(fā)量可相差1.5倍左右，水分生產(chǎn)效

率可相差2.5倍。若按小于250kg/畝、大于400kg/畝作為劃分低產(chǎn)和高產(chǎn)的標準，則在粗放耕作條件下，冬小麥產(chǎn)量200～250kg/畝時，蒸騰蒸發(fā)量為400～500mm，水分生產(chǎn)效率為0.9～1.4kg/m³；在高效節(jié)水條件下，冬小麥產(chǎn)量400～460kg/畝時，蒸騰蒸發(fā)量為300～350mm，水分生產(chǎn)效率為1.5～2.4kg/m³。

對于夏玉米，若按小于350kg/畝、大于500kg/畝作為劃分低產(chǎn)和高產(chǎn)的標準，則在同等平均單位面積產(chǎn)量下的凈耗水量（蒸騰蒸發(fā)量）、水分生產(chǎn)效率均相差1倍以上（圖3.4和圖3.5）；對于棉花，若按皮棉產(chǎn)量小于60kg/畝、大于100kg/畝作為劃分低產(chǎn)、高產(chǎn)的標準，則在同等單位產(chǎn)量下的凈耗水量、水分生產(chǎn)效率均相差1倍左右（圖3.6和圖3.7）。可見，農(nóng)業(yè)措施對減少無效蒸騰蒸發(fā)量具有較大的空間，由于田間面積遠大于渠系占地面積，農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水潛力主要在田間。

3.管理節(jié)水措施

管理節(jié)水措施是控制農(nóng)田輸配水狀況和田間土壤含水量、取得資源性節(jié)水量的核心措施，包括種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、科學灌溉（如作物的灌水次數(shù)、灌水定額和灌水時間）、土壤墑情監(jiān)測、合理調(diào)配灌溉水源、嚴格執(zhí)行核定水價、用水計量收費、建立有效的用水管理機制等，其中大力推廣高效節(jié)水灌溉制度與墑情測報是核心措施。科學灌溉制度是針對農(nóng)作物的生理特點，通過調(diào)節(jié)土壤水分，對作物的生長發(fā)育實施促、控結(jié)合，影響作物的生長速率、蒸騰速率、光合速率以及棵間蒸發(fā)，減少無效蒸騰蒸發(fā)量，提高農(nóng)田水分生產(chǎn)效率，獲得高產(chǎn)。實施科學灌溉需根據(jù)墑情、降雨情況及作物需水特征，搞好灌溉預報，保證對作物適時、適量灌溉，達到節(jié)水與增產(chǎn)的雙重目的。根據(jù)中國科學院禹城綜合試驗站的測試，作物蒸騰量中只有1%左右消耗于光合作用，光合速率最高值出現(xiàn)在土壤濕度15%～17%之間，相當于田間持水量的65%～70%，土壤含水量高于或低于此界線時，光合速率明顯降低，而蒸騰卻隨著土壤含水量的增高上升，形成奢侈蒸騰并增加棵間無效蒸發(fā)量。灌溉制度的設計以不影響作物正常光合速率為原則，通過控制土壤水分下限指標，較大幅度降低農(nóng)田無效蒸騰蒸發(fā)量而又不影響作物正常光合產(chǎn)量。吳橋、館陶、桓臺等縣均采取了控制灌溉措施。冬小麥（圖3.2）、夏玉米（圖3.4）和棉花（圖3.6）在相同產(chǎn)量條件下，各自的蒸騰蒸發(fā)量可相差1～2倍，除了與作物栽培、品種等有關(guān)外，主要受作物各生育階段供水狀況的影響，因此，田間節(jié)水效果是農(nóng)業(yè)措施和科學灌溉制度共同作用的結(jié)果。

推廣行之有效的灌溉制度需要建立用水者協(xié)會，對灌溉用水進行統(tǒng)一管理；需要建立相應的灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系；需要加強地下水位、開采量、墑情、作物產(chǎn)量等的監(jiān)測、預報與管理以及建立科學灌溉獎懲制度。

4.節(jié)水措施集

工程措施是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水的基礎(chǔ)，主要與分區(qū)水源類型、灌溉方式、種植結(jié)構(gòu)以及氣候水文特征密切相關(guān)，具有地區(qū)特征，可謂特性措施。農(nóng)藝和管理措施是控制田間蒸騰蒸發(fā)量、實現(xiàn)資源性節(jié)水量的重點措施，各區(qū)均需采用，可謂共性措施，如農(nóng)藝措施中的平整土地，耕作保墑，覆蓋保墑，高產(chǎn)、抗旱節(jié)水品種選擇，科學施肥以及化學調(diào)控等技術(shù)；管理措施中的優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、高效用水的灌溉制度、灌溉預報、配套量水設施、機井灌溉設備統(tǒng)管統(tǒng)灌、加強對農(nóng)民的培訓、鼓勵用水戶參與農(nóng)業(yè)灌溉管理等（圖3.8）。

分區(qū)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式由工程節(jié)水特性措施與農(nóng)藝、管理節(jié)水共性措施組成，三大措施都有節(jié)水作用，需針對區(qū)域具體情況組合并在不同程度上給予強化，因生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的差異，節(jié)水效果各地區(qū)有所不同。

綜合6個典型縣（區(qū)）的節(jié)水實踐經(jīng)驗，參考《全國農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)標準與投資估算指標手冊》（中國農(nóng)業(yè)出版社，2002），本書采用的各項節(jié)水措施及投資、成本見表3.2。其中，由于灌區(qū)規(guī)模、襯砌形式、原材料價格等不同，畝均渠道襯砌工程成本差異較大；管道輸水成本亦因移動式、固定式或半固定式有明顯差異，需根據(jù)具體情況作相應調(diào)整。

3.2.2 構(gòu)建資源性節(jié)水模式遵循的原則

工程措施、農(nóng)藝措施、管理措施相輔相成，農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水需要三項措施配套。6個典型縣（區(qū)）的節(jié)水實踐表明，良種化和深耕深松技術(shù)要與科學灌溉相結(jié)合，否則節(jié)水效果不好；控制灌溉需配套平衡施肥，否則增產(chǎn)效果不佳；而缺少渠道防滲、管道輸水等工程措施相配套，很難做到適時適量灌溉。各項措施相互依賴產(chǎn)生綜合節(jié)水效果，純粹的單項措施的節(jié)水效果不好且難以準確定量。因此，農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水必須與當?shù)刈匀弧⒔?jīng)濟、社會條件和發(fā)展階段相適應，進行節(jié)水措施集成，提出分區(qū)采用的模式。

農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式是指為提高農(nóng)業(yè)水資源（包括天然降雨和灌溉水）利用率及利用效益、減少取用水量和蒸騰蒸發(fā)量、提高作物產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，因地制宜并適宜大面積推廣而采取的工程、農(nóng)藝、管理綜合節(jié)水措施在時空上的優(yōu)化組合形式。進行農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式組合遵循以下原則：

（1）因地制宜原則。根據(jù)區(qū)域的水土、氣候、農(nóng)業(yè)資源、社會經(jīng)濟發(fā)展水平，量力而行地選擇技術(shù)措施并進行措施組合，堅持合理發(fā)展與適度超前相結(jié)合，實行工程措施、農(nóng)藝措施、管理措施有機結(jié)合和綜合配套。

（2）效率和效益原則。提高各單項措施的效率及其組合效率，并在技術(shù)和經(jīng)濟上可行，保證節(jié)水模式的組合最佳。

（3）系統(tǒng)性原則。將工程、農(nóng)藝、管理措施相配套，視為一個有機的整體，使系統(tǒng)產(chǎn)出效果最好。

（4）可持續(xù)性原則。堅持農(nóng)業(yè)節(jié)水必須服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟，并有利于環(huán)境保護。措施的選擇和組合要遵循經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益三者統(tǒng)一，有利于區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)對各分區(qū)農(nóng)業(yè)種植基本情況和各分區(qū)典型縣（區(qū)）農(nóng)業(yè)節(jié)水模式分析，參照國內(nèi)、外普遍采用的節(jié)水措施，結(jié)合各分區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和節(jié)水現(xiàn)狀，提出分區(qū)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式，并進行設定節(jié)水目標下的投入與效果分析。

3.2.3 京津廊平原區(qū)

京津廊平原區(qū)涉及北京市、天津市和河北省的廊坊市，經(jīng)濟相對發(fā)達，人均收入高，節(jié)水技術(shù)先進，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和機械化程度較高。灌溉水源以地下水為主、地表水為輔，屬于井渠結(jié)合灌區(qū)，北京市和廊坊市以地下水灌溉為主，天津市以地表水為主。該區(qū)應利用經(jīng)濟優(yōu)勢，參照大興區(qū)農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水模式，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展設施農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟附加值高的經(jīng)濟作物。井灌區(qū)干、支渠襯砌率相對高，適于采用硬質(zhì)PVC固定式管道。天津市渠灌區(qū)應繼續(xù)完善干、支渠襯砌，采用U形截面，并逐步向斗、農(nóng)渠擴展。對于蔬菜、花卉等經(jīng)濟作物，推廣大棚溫室，配合噴灌、滴灌技術(shù)。結(jié)合農(nóng)田配套節(jié)水灌溉工程建設，推廣農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)，重點發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)，因地制宜進行高新節(jié)水技術(shù)措施組合。

（1）對于蔬菜和經(jīng)濟作物（花卉）：

溫室（或大棚）+微噴灌、滴灌（有條件的實施滲灌）+綜合管理措施

（2）對于渠灌區(qū)大田作物：

渠道襯砌+小畦灌溉+秸稈覆蓋（或生物覆蓋）+優(yōu)良品種+綜合管理措施

（3）對于井灌區(qū)大田作物：

低壓管道+地面閘管+小畦灌溉+秸稈覆蓋（或生物覆蓋）+優(yōu)良品種+綜合管理措施

京津廊平原區(qū)資源性節(jié)水模式及節(jié)水量分析計算基于以下現(xiàn)狀條件：

主要作物播種面積與耕地面積的比例依次為冬小麥r_小麥=0.6，夏玉米r_玉米=0.6，蔬菜r_蔬菜=0.084，其他作物r_其他=0.374；現(xiàn)狀冬小麥ET_f，小麥=495mm，夏玉米ET_f，玉米=350mm，蔬菜ET_f，蔬菜=1000mm，其他作物ET_f，其他=560mm；渠系水利用系數(shù)η_渠=0.8，田間水利用系數(shù)η_田=0.8，灌溉取水量lr_渠首=345mm（230m³/畝），渠系蒸發(fā)損失系數(shù)（渠系蒸發(fā)損失量與渠系輸水損失量的比）e_渠=0.15，田間蒸發(fā)損失系數(shù)（田間蒸發(fā)損失量與田間損失量的比）e_田=0.15。

采取綜合節(jié)水措施后的節(jié)水增產(chǎn)目標是：

（1）冬小麥畝產(chǎn)達到400～460kg，ET′_f，小麥控制在379mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（340mm）差值的75%計。

（2）夏玉米畝產(chǎn)達到600～660kg，ET′_f，玉米控制在305mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（290mm）差值的75%計。

（3）蔬菜畝產(chǎn)不降低，ET′_f，蔬菜控制在800mm。

（4）其他作物不變。

（5）渠系水利用系數(shù)η′_渠提高到0.9，田間水利用系數(shù)η′_田提高到0.9。

（6）渠系蒸發(fā)損失系數(shù)e′_渠降低到0.05，田間蒸發(fā)損失系數(shù)e′_田降低到0.05。

（7）灌溉取水量lr′_渠首控制在273mm（182m³/畝）。

實現(xiàn)上述設定目標需配套實施工程、農(nóng)藝、管理綜合節(jié)水措施，初步估算大田作物渠灌區(qū)畝均成本145.0元，井灌區(qū)畝均成本160.5元，蔬菜和經(jīng)濟作物畝均成本177.3元，其中工程措施占38%～44%，農(nóng)藝措施占36%～40%，管理措施占18%～21%（表3.3）。在上述節(jié)水目標實現(xiàn)條件下，若保持灌區(qū)現(xiàn)狀種植結(jié)構(gòu)不變，平原井灌區(qū)可取得資源性節(jié)水量122.5mm，其中資源性灌溉節(jié)水量（指減少的灌溉水量中的蒸騰蒸發(fā)量）16.0mm，占資源性節(jié)水量的13.1%（表3.4）；冬小麥、夏玉米水分生產(chǎn)效率將分別達到1.58～1.82kg/m³和2.95～3.25kg/m³。

節(jié)水投資與成本（表3.3）、資源性節(jié)水量和資源性灌溉節(jié)水量（表3.4）以及灌溉取水節(jié)水量計算方法如下（后同）。

（1）資源性節(jié)水投資：

（2）資源性節(jié)水成本：

（3）農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水量SQ_WR：

其中：

（4）資源性灌溉節(jié)水量SQ_WR，Ir（指減少的灌溉水量中的蒸騰蒸發(fā)量）：

（5）灌溉取水節(jié)水量SQ_Ir：

3.2.4 河北山前平原區(qū)

河北山前平原區(qū)位于太行山山前東麓京廣線兩側(cè)的平原，涉及河北省的邯鄲市、邢臺市、石家莊市、保定市及衡水市、滄州市的西部。地形地貌平坦，土地肥沃，主要作物為冬小麥、夏玉米、蔬菜、花生及雜糧，是華北平原的主要產(chǎn)糧區(qū)。以井渠結(jié)合灌溉為主，目前90%以上灌溉用水源于地下，地下水處于超采狀態(tài)，地表水源主要是山區(qū)大型水庫。該區(qū)耕地灌溉率和復種指數(shù)高，現(xiàn)狀節(jié)水水平較高，是河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件最好的地區(qū)，但水資源供需矛盾突出。該區(qū)應以全面實行地下水監(jiān)測與開采管理、逐步實行限額開采制度、提高田間節(jié)水技術(shù)為重點；參照欒城縣、館陶縣節(jié)水模式，在工程節(jié)水的基礎(chǔ)上，改善地面灌水技術(shù)，實行科學灌溉制度；引入旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水保墑技術(shù)，包括配方施肥、種子胞衣、合理倒茬、選用耐旱品種、蓄水保水等耕作技術(shù)，以達到大量降低田間水分消耗的目的。

（1）對于井灌區(qū)大田作物：

低壓管道+地面閘管+秸稈覆蓋+優(yōu)良抗旱品種+綜合管理措施（機井、灌溉設備統(tǒng)管統(tǒng)灌）

（2）對于渠灌區(qū)大田作物：

渠道襯砌+小畦灌溉+秸稈覆蓋+優(yōu)良抗旱品種+綜合管理措施

（3）對于蔬菜和經(jīng)濟作物（花卉）：

溫室（或大棚）+微噴灌+綜合管理措施

河北山前平原區(qū)資源性節(jié)水模式及節(jié)水量分析基于以下設置條件：

主要作物播種面積與耕地面積的比例依次為冬小麥r_小麥=0.56，夏玉米r_玉米=0.56，棉花r_棉花=0.03，蔬菜r_蔬菜=0.06，其他作物r_其他=0.30。在資源性節(jié)水增產(chǎn)目標與京津廊平原區(qū)相同條件下，為實現(xiàn)設定目標，需采取的工程措施和農(nóng)藝措施同京津廊平原區(qū)，在管理措施中需增加地下水開采管理、灌溉設施統(tǒng)管統(tǒng)灌成本。若按1位科技人員負責1000畝灌溉面積，月薪3500元計，則畝均成本8.4元。三大措施綜合配套的大田作物渠灌區(qū)畝均成本145.0元，井灌區(qū)168.9元，蔬菜和經(jīng)濟作物185.8元（表3.5）。

若保持現(xiàn)狀種植結(jié)構(gòu)不變，灌溉取水量由節(jié)水前lr_渠首=256mm（170.7m³/畝）減少到lr′_渠首=225mm（150m³/畝），通過實施三大節(jié)水措施，可取得資源性節(jié)水量114.8mm，其中資源性灌溉節(jié)水量（指減少的灌溉水量中的蒸騰蒸發(fā)量）14.1mm，占資源性節(jié)水量的12.3%（表3.6）；冬小麥、夏玉米水分生產(chǎn)效率將分別達到1.58kg/m³和2.95kg/m³。

3.2.5 黑龍港運東平原區(qū)

黑龍港運東平原區(qū)涉及河北省的滄州市、衡水市和邯鄲市的東北部，多年（1980—2000年）平均年降雨量499mm，地表水資源匱乏，地下水資源條件很差，淺層淡水含水層薄，相間分布咸水和微咸水，深層地下水超采，是受水區(qū)水資源最為緊缺的地區(qū)。該區(qū)經(jīng)濟欠發(fā)達，糧食產(chǎn)量低，灌溉水源以深層地下淡水為主，少量河川徑流，干旱缺水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要制約因素。該區(qū)以吳橋縣、館陶縣、景縣節(jié)水模式為參考，以充分利用當?shù)亟邓屯寥浪r蓄雨洪資源、積極利用處理后污水進行補充灌溉為重點，嚴格限制深層地下水超采。重點發(fā)展咸淡混澆技術(shù)，以咸水彌補淡水不足，同時注意控制土壤的鹽化和板結(jié)。必須維持的深層地下水灌溉面積，全部采用噴微灌技術(shù)，推廣耐旱耐鹽優(yōu)質(zhì)品種、平衡施肥、秸稈覆蓋和化學保墑。加大種植結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，減少小麥種植面積，增加可直接利用雨水、咸水—微咸水的飼料作物種植比例，推行投入小、一管多用的移動式軟管（小白龍）輸水措施。

（1）微咸水區(qū)大田作物：

低壓管道（咸淡混澆）+小畦灌溉（或噴微灌）+秸稈覆蓋+節(jié)水抗旱耐鹽品種+調(diào)整種植結(jié)構(gòu)+綜合農(nóng)藝管理措施（機井、灌溉設備統(tǒng)管統(tǒng)灌）

（2）淡水區(qū)大田作物：

低壓管道（或渠道襯砌）+小畦灌溉+秸稈覆蓋+節(jié)水抗旱品種+綜合農(nóng)藝管理措施（機井、灌溉設備統(tǒng)管統(tǒng)灌）

黑龍港運東平原區(qū)資源性節(jié)水增產(chǎn)目標同京津廊平原區(qū)，針對咸淡水相間分布的特點，工程措施采用咸淡水混灌低壓管道輸水，畝均投資375元（館陶縣經(jīng)驗值）；在農(nóng)藝措施中增加蒸騰抑制劑，畝均投資2.4元；在管理措施中增加雨洪利用、污水處理補灌技術(shù)，按地下水開采管理成本的80%計。初步估算三大措施綜合配套后，大田作物井灌區(qū)畝均成本188.4元，蔬菜和經(jīng)濟作物畝均成本192.6元（表3.7）。黑龍港運東平原區(qū)資源性節(jié)水量等于采取綜合節(jié)水措施后減少的深層淡水開采量與減少的可利用淺層淡水消耗量之和。

3.2.6 豫北魯北平原區(qū)

該區(qū)位于山前洪積平原和黃河沖積平原，地勢平坦，土地肥沃，灌溉水源主要為引黃水，可基本滿足灌溉需求。由于采用無壩引水，引黃水量受黃河來水時空分布不均、水渾、含沙量大等條件的限制和困擾。目前灌溉定額較高，節(jié)灌率低，用水粗放。應嚴格執(zhí)行國家分配的引黃指標，按戶、按方、按成本計收水費，實施地表水和地下水聯(lián)合運用，用足用好分配的引黃水量；以加強灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的節(jié)水改造、改進地面灌水技術(shù)為重點，提高灌溉工程配套水平和引水效率，擴大引黃補源面積，積極推廣井渠結(jié)合灌溉技術(shù)；采取速引速灌措施，多引清水、少引渾水，引水補源，滿足非引黃季節(jié)的灌溉水量需求。豫北魯北平原區(qū)是受水區(qū)中水土資源匹配條件相對較好的地區(qū)，應在大力推廣節(jié)灌面積的同時，適度擴大灌溉面積和優(yōu)質(zhì)小麥種植面積，積極推進灌區(qū)用水者協(xié)會建設，實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。

農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式為：

渠道防滲+小畦灌溉+秸稈覆蓋+優(yōu)良品種+井渠結(jié)合聯(lián)合調(diào)度+速引速灌措施+優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)+綜合管理措施

豫北魯北平原區(qū)資源性節(jié)水模式及節(jié)水量分析基于以下假設：

主要作物播種面積與耕地面積的比例依次為冬小麥r_小麥=0.67，夏玉米r_夏玉米=0.67，蔬菜r_蔬菜=0.06，其他作物r_其他=0.30；渠系水利用系數(shù)η_渠=0.6，田間水利用系數(shù)η_田=0.75，灌溉取水量lr_渠首=480mm（320m³/畝），渠系蒸發(fā)損失系數(shù)e_渠=0.10，田間蒸發(fā)損失系數(shù)e_田=0.10。現(xiàn)狀主要作物ET_f同京津廊平原區(qū)。

采取綜合節(jié)水措施后的節(jié)水增產(chǎn)目標是：

（1）冬小麥畝產(chǎn)達到400～460kg，ET′_f，小麥控制在394mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（360mm）差值的75%計。

（2）夏玉米畝產(chǎn)達到600～660kg，ET′_f，玉米控制在328mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（320mm）差值的75%計。

（3）蔬菜畝產(chǎn)不降低，ET′_f，蔬菜控制在800mm。

（4）其他作物不變。

（5）渠系水利用系數(shù)η′_渠提高到0.63，田間水利用系數(shù)η′_田提高到0.85。

（6）渠系蒸發(fā)損失系數(shù)e′_渠降低到0.05，田間蒸發(fā)損失系數(shù)e′_田降低到0.05。

（7）灌溉取水量lr′_渠首控制在375mm（250m³/畝）。

三大節(jié)水措施需在河北山前渠灌區(qū)基礎(chǔ)上，增加引黃補源、速引速灌技術(shù)管理措施。初步估算大田作物引黃灌區(qū)畝均成本151.8元，蔬菜和經(jīng)濟作物畝均成本184.2元（表3.8）。在上述節(jié)水目標實現(xiàn)條件下，若保持灌區(qū)現(xiàn)狀種植結(jié)構(gòu)不變，引黃灌區(qū)可取得資源性節(jié)水量107.2mm，其中資源性灌溉節(jié)水量17.7mm，占資源性節(jié)水量的16.5%（表3.9）；冬小麥、夏玉米水分生產(chǎn)效率將分別達到1.52kg/m³和2.75kg/m³。

3.2.7 山東半島受水區(qū)

該區(qū)多年平均年降雨量700mm，西部600～700mm，東部700～900mm，低于東線江蘇區(qū)，高于黃河以北區(qū)域。一般年份農(nóng)業(yè)不缺水，遇枯水年需要補充灌溉。由于降水量年際、年內(nèi)變化很大，豐枯交替，旱澇不均，發(fā)展灌溉是保證該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的主要途徑。該區(qū)域河流短，匯流面積小，農(nóng)業(yè)灌溉以地下水為主。一方面，需提高現(xiàn)有工程的攔蓄能力，充分利用降水、多余徑流、洪水入滲補源；另一方面，需在工程節(jié)水的基礎(chǔ)上，改善地面灌水技術(shù)，引入旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水保墑技術(shù)，降低田間水分消耗，實行科學灌溉。該區(qū)域以桓臺縣節(jié)水模式為參照，積極推廣低壓管道（小白龍）輸水措施，對冬小麥實施水分虧缺補償栽培技術(shù)，對夏玉米實施節(jié)水高產(chǎn)配套栽培技術(shù)，通過綜合措施提高糧食產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水目標。

農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水模式為：

低壓管道（小白龍）+小畦灌溉+旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水保墑技術(shù)+綜合管理措施

山東半島受水區(qū)資源性節(jié)水模式及節(jié)水量分析基于以下假設：

主要作物播種面積與耕地面積的比例依次為冬小麥r_小麥=0.75，夏玉米r_夏玉米=0.56，蔬菜r_蔬菜=0.038，其他作物r_其他=0.40；現(xiàn)狀冬小麥ET_f，小麥=475mm，夏玉米ET_f，玉米=380mm；蔬菜ET_f，蔬菜=1000mm，其他作物ET_f，其他=540mm；渠系水利用系數(shù)η_渠=0.8，田間水利用系數(shù)η_田=0.8，灌溉取水量lr_渠首=240mm（160m³/畝），渠系蒸發(fā)損失系數(shù)e_渠=0.20，田間蒸發(fā)損失系數(shù)e_田=0.20。

采取綜合節(jié)水措施后的節(jié)水增產(chǎn)目標是：

（1）冬小麥畝產(chǎn)達到400～460kg，控制在374mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（340mm）差值的75%計。

（2）夏玉米畝產(chǎn)達到600～660kg，控制在335mm，按減少現(xiàn)狀值與潛力值（320mm）差值的75%計。

（3）蔬菜畝產(chǎn)不降低，控制在800mm。

（4）其他作物畝產(chǎn)不降低，控制在500mm。

（5）渠系水利用系數(shù)提高到0.9，田間水利用系數(shù)提高到0.9。

（6）渠系蒸發(fā)損失系數(shù)降低到0.10，田間蒸發(fā)損失系數(shù)降低到0.10。

（7）灌溉取水量控制在195mm（130m³/畝）。

為實現(xiàn)上述設定目標，需配套實施的工程、農(nóng)藝、管理綜合節(jié)水措施同京津廊平原區(qū)，初步估算大田作物渠灌區(qū)畝均成本145.0元，井灌區(qū)160.5元，蔬菜和經(jīng)濟作物177.3元（參見表3.3）。在上述節(jié)水目標實現(xiàn)條件下，若保持灌區(qū)現(xiàn)狀種植結(jié)構(gòu)不變，井灌區(qū)可取得資源性節(jié)水量132.4mm，其中資源性灌溉節(jié)水量13.6mm，占資源性節(jié)水量的10.3%（表3.10），冬小麥、夏玉米水分生產(chǎn)效率將分別達到1.61kg/m³和2.69kg/m³。

3.2.8 黃河以南受水區(qū)

（1）黃河以南東線受水區(qū)位于淮河流域，涉及江蘇省和山東省部分地區(qū)。該區(qū)多年平均年降雨量900mm，各分區(qū)中最高。

里下河地區(qū)和永定湖地區(qū)，農(nóng)作物種植一年兩熟，主要為稻麥兩熟。一般年份，灌溉水量基本滿足生產(chǎn)需求，但特枯年份缺水。

蘇北灌溉總渠以北至下級湖及江蘇、山東省界間，西至江蘇、安徽省界，歷史上屬于洪澇災害頻發(fā)區(qū)，目前低洼區(qū)的稻田已改造成為新的糧倉。

東線黃河以南的淮河受水區(qū)的節(jié)水措施是圍繞徐州市、連云港市等中等城市及縣（鎮(zhèn)）污染治理開展集約型水資源合理利用，解決特殊枯水年的灌溉水量不足問題。農(nóng)業(yè)節(jié)水模式：

治污集約型水資源開發(fā)利用+種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化+綜合管理措施

（2）黃河以南中線受水區(qū)以淮河流域上游區(qū)為主，涉及長江流域與黃河流域少部分區(qū)域，均位于河南省境內(nèi)。多年平均年降水量800～900mm，一般年份不缺水，特枯水年缺水。主要種植小麥、棉花、大豆、水稻以及煙葉等作物，一年兩熟或兩年三熟。小麥在全國占據(jù)重要位置，是全國五大棉區(qū)之一，煙葉也比較有名。該區(qū)水資源較豐富，但分布不均。農(nóng)業(yè)灌溉存在的問題主要是溝河坡洼較多，排水能力低，易積澇成災，節(jié)水灌溉率低。農(nóng)業(yè)節(jié)水模式為：

提高現(xiàn)有排水工程能力+灌區(qū)綜合管理

3.2.9 受水區(qū)資源性節(jié)水量估算

根據(jù)上述分區(qū)資源性節(jié)水量分析結(jié)果，分別按灌溉面積和非節(jié)灌面積估算受水區(qū)資源性節(jié)水總量。在灌溉面積上，按三項措施綜合配套、規(guī)劃目標實現(xiàn)條件下，黃河以北及山東半島受水區(qū)的資源性節(jié)水總量74.5億m³，其中節(jié)約的資源性灌溉水量14.3億m³。考慮到受水區(qū)現(xiàn)狀節(jié)水水平較高，在現(xiàn)有節(jié)灌面積上的節(jié)水潛力不大，可實現(xiàn)的節(jié)水量主要來自非節(jié)灌面積上。按現(xiàn)狀非節(jié)灌面積計算，至2020年可實現(xiàn)資源性節(jié)水量28.1億m³，其中節(jié)約的資源性灌溉水量5.7億m³，占資源性節(jié)水總量的20%（表3.11），占節(jié)水后受水區(qū)灌溉取水量的3%。相應的灌溉取水節(jié)水量見表3.12。

事實上，農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水的意義不僅僅在于減少了5.7億m³的資源性灌溉用水量，更大的作用是增加了糧食產(chǎn)量和還水于生態(tài)。粗略估算，在黃河以北和山東半島14.76萬km²土地上，多年平均年降水量約900億m³（607.2mm），若產(chǎn)流系數(shù)按海河流域平原區(qū)0.22計，則每年通過地表截留、非飽和土壤帶調(diào)蓄消耗的蒸騰蒸發(fā)量約700億m³，這是維系生態(tài)環(huán)境的重要基礎(chǔ)。從表3.11可見，在估算的農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水量28.2億m³中，僅20%來自于灌溉用水，其余80%節(jié)約的是土壤蓄水量，即通過農(nóng)業(yè)資源性節(jié)水，可減少農(nóng)作物的消耗水量還水于生態(tài)22.4億m³。