应充分利用经处理后的城市和乡村工业的生活污水和地下微咸水。我国1997年城市和农村工业的生活用水量为1646亿立方米,污水排放量为580亿立方米,预计2010年工业和生活用水量将达到2451亿立方米,污水排放量将达到885亿立方米,2030—2050年工业和生活用水量将达到3300—3800亿立方米,污水的排放量将达到2500—2800亿立方米。如在2010年和2030—2050年污水集中处理率分别达到40%和71%,则处理后的污水量将分别为354亿立方米和1889亿立方米;如处理后污水的利用率为50—70%,则可以用于进行农田灌溉的水量分别为170—250亿立方米和940—1320亿立方米。虽然污水处理的费用较高,但较跨流域调水还是便宜的。
全国可开采利用的矿化率为2-3g/L的地下微咸水资源为130亿立方米。其中华北平原2-3g/L微咸水可采资源为23亿立方米,但1996年微咸水的利用量仅有6.6亿立方米,尚有很大潜力。此外,华北平原尚有高达2万平方公里的矿化率为3-5g/L的地下咸水面积。根据国内外的试验研究,作物可以吸收水分和养分的土壤溶液浓度极限值为15-20g/L,小麦返青时不超过10g/L,拔节后为20g/L。根据国内试验资料,一般灌溉水的浓度应不超过5-6g/L。河北水科所在河北南皮乌马营试区进行了多年咸水灌溉和咸淡水经灌、混灌的试验研究,利用4-6g/L的咸水和2-4g/L的微咸水灌溉小麦、玉米两茬作物,十年平均亩产量分别达到464公斤和557公斤。河北省临西县灌溉试验站利用浅层咸水(6.2-7g/L)与深层淡水(0.6g/L)混浇,也取得了成功,全生育期利用矿化度为3-5g/L的微咸水灌溉小麦,产量达到377kg/亩,在小麦拔节后利用矿化度为7g/L的咸水进行灌溉产量也达到370kg/亩。(武汉水利电力大学教授张蔚臻)
目前在农田灌溉中,地面灌溉占了98%以上,改进地面灌溉技术,减少深层渗漏和无效的棵间蒸发,能够大量节约用水。
为此首先要平整土地,实行小畦灌溉。平整土地是提高灌水效率的基本功,是一切高效农业的基础。不论雨养农业还是灌溉农业,无论井灌区还是渠灌区,都应大力推行。根据田间实验,畦田面积为0.2亩时,亩灌水定额为50方以上;畦田面积为0.05亩时,亩灌水定额为25—29方,已接近喷灌水定额,且灌水历时缩短,受水均匀。
节水灌溉制度是低投入高产出的灌溉制度,不论水源充足与否,都应获得全灌区最大纯收益。在水源充足时,单位面积和全灌区经济效益和社会效益要达到最大;在水源不足时,允许作物遭受一定程度的水分亏缺,从而扩大实灌面积。
其他像麦棉间作盖膜灌溉、农田覆盖秸秆、小麦蓄水灌溉等方法,都可以提高田间用水效率。(河北省水科所原所长方生)
1980年前后,进行过一次广泛的水资源评价,将近20年过去了,有必要进行第二次规范性水资源评价。评价工作应以县为单位,逐县进行。评价结果应进行评审,合格后拟定当地水资源利用方案,以法律形式,由专业部门执行。同时开展科学的监测和稳定的科学试验工作,以指导生产用水管理,一定时期内对利用方案进行调整、完善。
(北京市水科所高级工程师薛松)
节水的目的在于利用,应当重视旱地农业蓄水保墒。我国旱地农业对降水的利用率不足20%;提高天降水的利用率,变无效雨为有效雨,是旱地农业生产的首要问题。在晋陕旱塬地区取得成功的“集雨入库,精准播种”旱地精准农业模式,带来了农业科技一大突破,其主要特点是最大限度地把有限的降雨蓄纳到土壤中贮存起来,形成良好的“土壤水库”,可以秋雨春用、夏雨秋用。下一步该考虑如何完善提高旱地精准农业的技术设备。(中国农机研究院教授张波屏)
对地下水利用的重要性高于地表水,节水的前提是利用好地下水,实现灌区内的小循环。根据我国北方平原与盆地的自然条件,在年降水量400—800毫米的区域,开采浅层地下水,既可及时防旱,又可预降汛前潜水水位,为汛期防涝提供蓄雨条件;也可防止土壤次生盐碱化。方法是实行“以井为基础的地下水与地表水联合运用”;在地下水不足时,再补充适量河水或水库水,以有效扩大灌溉面积。(华北水电学院北京研究生部教授田园)
土壤水就是储存运移于地表向下延伸至潜水面以上的土壤中的水分(包括固态水、气态水和液态水)。它分布不集中,也不能直接提取,因此许多人认为不具有资源价值。实际上,土壤水是世界上数量最多的和使用最方便的淡水资源。土壤水的主要补给、储存空间,与作物及其根系的主要分布空间基本同一,而且土壤水主要补给期往往又是作物的生长发育期,土壤水还具有一定的储存调节能力,可将非播种期或其他时段多余的水分积存起来供作物生长旺季利用。根据大量观测资料试验表明我国黄淮海平原的大部分地区冬小麦全生育需水量50%—70%、夏玉米全生育期需水量的80%以上都是由天然土壤水有效注量和土壤水库的前期调蓄水量提供的。
水库有边蓄水边供水的功能,“土壤水库”也具有一边蓄水、一边供水的功能。在降水或灌溉时,土壤水库处于蓄水状态,当土壤水蓄积到一定的程度时,开始向深层泄漏,形成地下水,这就是土壤水库的排出。一年有多少次降水、灌溉过程,土壤水库就有多少次这种调蓄过程。同理,蒸腾蒸发过程就是土壤水库腾空准备再蓄水的过程。实险表明,黄淮海地区冬小麦、夏玉米、棉花和大豆全生长期内的土壤水可供水量的蓄变量可以达到-280—+347毫米。
加强土壤水的保护措施有机械措施、覆盖措施、化学措施,提高土壤水利用效率的主要措施有生物措施、化学措施、栽培措施、肥料措施、灌溉措施和综合管理措施等。人们可以利用土壤水库增蓄雨水,抗旱保丰收。
(中国水科院水资源研究所研究员沈振荣)