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夏天一到,南方的稻田里满是忙碌的身影,农民伯伯握着水管浇水时,心里总会犯嘀咕:“这水浇多了怕浪费,浇少了又怕水稻长不好,到底浇多少才合适?”不仅是农民,负责修建灌溉工程的工程师也在琢磨:“设计时按多少水量来规划水渠和水泵,才能既满足庄稼需求,又不造成资源浪费?”
其实,这些疑问的答案,都藏在四个和“水”相关的“准则”里——作物需水量、农田灌溉定额、节水灌溉专用的灌溉用水定额,还有规划设计时工程师假定的灌溉定额。这四个“用水准则”和我们的粮食安全、水资源节约息息相关。今天,我们就用大白话把它们讲透,看看它们各自是什么、有啥不一样,又有着怎样千丝万缕的联系。
咱们人活着要喝水,作物生长也离不开水。作物从发芽到成熟,整个生命周期里,通过根系吸收、叶片蒸腾,一共需要消耗多少水,这就是“作物需水量”。
这里要注意,作物的“饮水量”不只是我们浇的灌溉水,还包括天上掉的雨水、土壤里原本储存的水。就像我们每天喝的水,既有白开水,还有汤、水果里的水分,加起来才是一天的总饮水量。
比如广西的双季稻,从插秧到收割,整个生育期需要的总水量大概在300-600立方米/亩,这就是水稻的需水量。不同作物的需水量差别很大,水稻是典型的“水生作物”,需水量大;玉米、小麦相对耐旱,需水量就少一些,大概在200-300立方米/亩。而且同一个作物在不同地方、不同年份,需水量也会变——干旱年份雨水少,作物需要的水分更多要靠灌溉补充;多雨年份雨水够了,灌溉的需求就小了。
作物需水量是个客观数据,它只回答“作物到底需要多少水”,不涉及任何人为的干预和规划,是所有灌溉相关标准的基础。
知道了作物的总需水量,接下来就要算:作物生长期我们需要人工浇多少水?这就是“农田灌溉定额”要解决的问题。
简单说,农田灌溉定额就是在某个特定的地方、特定的气候年份(比如正常年、干旱年),某种作物从备耕到成熟,单位面积(比如一亩地)需要灌溉补充的水量。这个“特定的地方”也有明确规定,根据水利部《灌溉用水定额编制导则》(2021年征求意见稿),主要是大中型灌区的斗口(水渠分支的出口)、小型灌区的渠首(水渠的起点)、井灌区的井口(水井的出口)——相当于从这些“关口”放出去的灌溉水量大小,节水灌溉要符合这个定额标准。
举个例子,广西某地区的双季稻,在正常水文年(雨水不多不少),从斗口放出去的灌溉水量是300立方米/亩,这就是当地双季稻的农田灌溉定额。这个定额是综合考虑了当地的自然条件(降雨量、土壤保水性)、作物需水量、灌溉工程情况(水渠漏水情况)等因素算出来的,是农民实际浇水时的参考标准——按这个量浇,既能满足作物生长,又不会太浪费,又能够达到节水灌溉的强制指标。
随着水资源越来越紧张,“节水”成了农业灌溉的关键词。在农田灌溉定额的基础上,就有了专门为节水设计的“节水灌溉的灌溉用水定额”。
根据国家要求,灌溉用水定额要分“先进值”和“通用值”两级。其中,先进值就是我们说的节水灌溉定额——它是采用高效节水灌溉方式(比如喷灌、滴灌,而不是传统的漫灌)时,应该遵循的灌溉水量标准。这个标准比通用值更严格,用水量更少,但同样能满足作物需水量。
喷灌比漫灌节水超30%。比如传统漫灌时,水稻的灌溉定额通用值是800立方米/亩,采用喷灌这种高效方式后,节水定额(先进值)可能只有560立方米/亩,节水效果非常明显。
为什么能省这么多?核心在于灌溉方式的差异。漫灌是把水直接浇在地里,很多水会蒸发、渗漏掉,没被作物吸收;喷灌是像下雨一样把水均匀喷洒在作物上,滴灌是直接把水送到作物根系附近,水分利用率大幅提高,所以需要的灌溉水量就少了。
节水灌溉定额(水利部的灌溉用水定额)的目的很明确:在不影响作物产量的前提下,最大限度地节约水资源。现在很多地方都在推广高效节水灌溉,就是要让农民按这个“省水版”标准浇水,既省钱(少抽水、少放水,电费、水费省了),又保护水资源。
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除了农民浇水用的定额,负责修建灌溉工程的工程师,在设计时也需要一个“灌溉定额”——这就是“规划设计假定的灌溉定额”。
工程师设计灌区、修建水渠、安装水泵时,得知道未来这个灌区的作物大概需要多少灌溉水,才能确定水渠的宽度、水泵的功率、水库的容量。但工程设计是在农田还没开始灌溉之前做的,实际的灌溉情况还没发生,所以这个定额,过去是工程师根据当地的自然条件、作物种植计划、节水目标,假定的一个灌溉水量标准。有了水利部的灌溉用水定额后,设计师应当用这个定额进行设计计算。
比如工程师要在广西某县设计一个新的灌区,计划主要种水稻和玉米。他们会先查当地的作物需水量数据,参考已有的农田灌溉定额,再考虑未来可能推广的节水灌溉方式,假定一个灌溉定额——比如水稻的设计定额是300立方米/亩,玉米是200立方米/亩。然后根据这个假定的定额,计算整个灌区的总灌溉用水量,再设计水渠的流量、水库的蓄水量等。
这个假定的定额和实际灌溉时用的农田灌溉定额、节水定额不一样:它是“预估性”的,是为了工程设计服务的;而灌区运行后的、实际的定额是“执行性”的,是农民浇水时要遵守的。但两者也有紧密联系——工程师在假定定额时,会参考当地已有的规范标准、水利部的灌溉用水定额,确保设计出来的工程能满足节水和实际灌溉需求。
四个“用水准则”虽然都和作物浇水有关,但它们的定位、用途、特点完全不同,我们可以从四个核心维度把它们区分清楚。
四个标准的核心区别,首先在于制定的初衷不同,解决的是不同层面的问题:
打个通俗的比方:作物需水量是你一天的总饮水量(比如2000毫升);农田灌溉定额是你每天该喝的白开水量(比如1500毫升,剩下的从食物里补);节水灌溉定额是“高效喝水法”(比如用吸管喝,不浪费,只需要1200毫升白开水就能满足);规划设计假定的灌溉定额是设计师给你家修水管时,预估你每天会用多少水,从而确定水管的粗细。
不同的目的,决定了它们的数据来源有着本质区别:
四个标准的应用场景完全不同,各司其职,不会混淆:
面对不同的自然条件和实际情况,四个标准的灵活度也截然不同:
虽然四个标准有很大区别,但它们不是孤立存在的,而是环环相扣、相互依存的,共同构成了农业灌溉的“科学体系”。
不管是农田灌溉定额、节水灌溉定额,还是规划设计假定的灌溉定额,都离不开作物需水量这个基础。
道理很简单:灌溉的本质是补充作物生长所需的水分,所以任何灌溉定额都不能超过作物的总需水量。如果定额定得比作物需水量还高,不仅浪费水,还可能导致作物烂根;如果定得太低,又满足不了需求,会造成减产。
比如广西制定水稻的灌溉定额时,第一步就是明确水稻的需水量,再减去当地的降雨量、土壤储水量,才能算出需要灌溉补充的水量。如果不知道水稻的需水量,定额就没法科学制定,只能凭经验瞎猜,这显然不符合现代农业的要求。
所以说,作物需水量是“源”,其他三个定额是“流”,所有定额的制定都必须以作物需水量为依据,脱离了这个核心,定额就失去了科学基础。
农田灌溉定额是连接作物需水量和实际灌溉的“桥梁”,它既考虑了作物需求,又兼顾了实际条件,是最贴近生产实际的标准,也是其他应用类定额的“基准线”。
没有农田灌溉定额这个“基准线”,节水定额就成了“空中楼阁”,设计定额也会失去实际依据。
节水灌溉定额不是凭空出现的,它是农田灌溉定额的“升级版”,核心是通过改变灌溉方式,在不降低产量的前提下,减少灌溉水量。
广西在修订定额时,明确分先进值、通用值制定定额,就是为了引导农民从传统漫灌向喷灌、滴灌等高效节水方式转变。农民按先进值浇水,不仅能节水,还能减少浇水的劳动力成本(比如喷灌不需要人工拉水管)、电费(用水量少,抽水耗电少),长期来看更划算。
而规划设计假定的定额,也会提前考虑节水定额的要求。比如工程师设计新灌区时,会直接按节水定额来假定,这样设计出来的工程天生就具备节水能力,不需要后续改造。这就形成了一个良性循环:设计定额参考节水定额→工程支持节水灌溉→农民使用节水定额浇水→实现节水目标。
可以说,节水定额是农田灌溉定额的“发展方向”,推动着农业灌溉从“粗放”走向“精准”。
规划设计假定的灌溉定额虽然是“预估”的,但它不是凭空想象,而是为了让工程能更好地匹配未来的实际灌溉需求,是农田灌溉定额的“前瞻保障”。
比如工程师设计一个灌区时,假定的灌溉定额是300立方米/亩,等工程建成后,当地实际执行的农田灌溉定额可能是350立方米/亩(正常年)或450立方米/亩(干旱年)。这时候,工程的设计容量是按300立方米/亩算的,会不会不够用?
其实不会,因为工程师在假定定额时,会留有余地,充分考虑不同水文年型的变化和灌溉方式的升级。而且工程建成后,实际的灌溉定额会根据工程的运行情况、水资源情况进行调整。比如工程采用了先进的节水设施,灌溉水利用系数提高了,实际需要的灌溉水量可能会比假定的定额还低,正好匹配工程设计。
设计定额就像“铺路石”,它提前为农田灌溉定额的落地创造了条件,确保灌溉工程能跟上实际灌溉的需求,避免出现“工程建好了,却不适应灌溉需求”的情况。
灌溉定额不是拍脑袋定的,而是经过一套严谨、科学的流程制定出来的。广西壮族自治区水利科学研究院修订农业灌溉用水定额的过程,就是一个很好的例子,能让我们直观看到定额制定的科学性。
广西之前使用的是2019年版的农业灌溉用水定额,随着国家政策的变化和实际情况的调整,旧定额逐渐暴露出一些问题:
同时,国家也提出了新要求:水利部相继印发了水稻等14项灌溉用水定额,要求定额按先进值、通用值分级制定,还明确了灌溉用水定额的定义和规定位置。为了跟上国家要求,提高定额的合理性和实用性,广西决定修订2019年版的定额。
广西修订定额的过程非常严谨,分了四步,每一步都有明确的科学依据:
修订定额的第一步,是收集足够多、足够准的数据,这是定额科学的基础。广西收集的数据主要包括四类:
广西在这一步投入了大量人力物力,不仅调查了基准年单位面积净灌溉水量数据,还分析了作物长系列灌溉用水规律,为后续修订打下了坚实的基础。
收集完数据后,不是直接改定额,而是先做“符合性复核”——判断现行定额和实际情况符不符合,避免盲目调整。
复核的标准非常明确:如果某个地区、某个水文年型下,实际调查的单位面积净灌溉水量,比现行定额小的样本数,占总样本数的50%到85%之间,说明现行定额和实际情况比较符合,不需要调整;如果低于50%(说明实际用水量比定额小很多,定额定高了)或高于85%(说明实际用水量比定额大很多,定额定低了),就需要核实后列入修订范围。
广西通过复核发现,现行定额中水稻、玉米、糖料蔗等10种作物的定额和实际数据差异很大,而且部分分区的水稻、糖料蔗、柑橘定额比水利部发布的定额还宽(也就是用水量更高),这些就需要重点修订;而另外75%的作物定额在合理范围内,不需要大改。
这一步的好处是,能保持原有合理定额的稳定性,避免大面积调整带来的混乱,让修订的方向更明确。
广西的地形、气候差异很大,桂南多雨、桂西干旱,不同地区的自然条件、用水条件、工程条件都不一样,定额不能“一刀切”。为了让定额更贴合各地实际,广西采用了“比例系数法”:
比如全自治区双季稻的平均定额是800立方米/亩,某地区的比例系数是0.9,那么该地区的双季稻定额就是800×0.9=720立方米/亩;另一个地区比例系数是1.1,定额就是800×1.1=880立方米/亩。这样既保证了全自治区定额的统一性,又兼顾了各地的差异性,让定额更“接地气”。
最后一步,就是制定具体的定额,并建立配套的换算方法,确保定额能真正用起来:
通过这四步,广西修订后的定额在覆盖性、合理性、实用性、先进性上都有了大幅提升,既满足了国家要求,又能直接指导农民实际灌溉,还能为工程设计提供参考,真正实现了“科学定额、实用定额”。
可能有人会问:“我又不是农民,也不是工程师,搞懂这些‘用水准则’有啥意义?”其实,这四个“用水准则”和我们每个人都息息相关,对农民、工程师、国家来说,都有着重要的价值。
以前农民浇水,全凭经验,要么“大水漫灌”,看着地里水满了才放心,结果浪费了水,还可能导致作物烂根;要么“不敢多浇”,怕浪费水,结果作物缺水减产。有了明确的灌溉定额,农民浇水就有了“准星”:
比如广西的糖料蔗种植户,以前漫灌一亩地要浇500立方米水,电费要50多元;现在按节水定额用滴灌,只需要200立方米水,电费只需要30多元,一年下来,一亩地能省20多元,种100亩地就能省2000多元。而且滴灌能让水分均匀供应,糖料蔗的产量还能提高5%-10%,实实在在增加了农民的收入。
对农民来说,定额不是“限制”,而是“福利”,让灌溉更科学、更省钱、更省心。
工程师设计灌溉工程,最怕的就是“拍脑袋”——设计的水渠太窄,浇水时水流不够用;设计的水泵功率太大,造成投资浪费;设计的水库容量太小,干旱年份不够用。有了规划设计假定的灌溉定额和实际的农田灌溉定额,工程师设计时就有了明确的依据:
比如广西某一个小型灌区,参考当地的设计定额和节水定额,确定灌区的总灌溉用水量是100万立方米/年,然后设计了对应的水渠和水库,工程建成后,正好能满足当地60种作物的灌溉需求,而且能支持喷灌、滴灌,节水效果明显。如果没有定额作为依据,这个工程可能会设计得过大或过小,要么浪费投资,要么满足不了需求。
我国是水资源短缺的国家,人均水资源量只有世界平均水平的四分之一,而农业用水占总用水量的60%以上,农业节水是全国节水的关键。灌溉定额的制定和推广,对国家来说意义重大:
随着农业现代化的推进和水资源短缺问题的加剧,灌溉定额的作用会越来越重要,未来的农业节水,也会围绕定额形成更完善的体系。
随着农业技术的发展,作物的种植结构会越来越多样化,新增的作物种类会越来越多。未来,灌溉定额会覆盖更多作物,不仅包括粮食作物、经济作物,还会包括蔬菜、水果、花卉等特色作物,让每个种植户都能找到自己种植作物的定额标准。
同时,定额会考虑更多场景,比如不同种植模式(设施农业、露天种植)、不同灌溉技术(喷灌、滴灌、微灌)的定额,让定额更精细、更实用。比如广西这次补充了20种作物的定额,未来可能还会继续补充,甚至会为大棚蔬菜、盆栽花卉等制定专门的定额。
未来,灌溉定额会和物联网、大数据、人工智能等科技深度结合,变得更智能、更精准:
比如农民种了一亩柑橘,打开手机APP,就能看到当地柑橘的节水定额是300立方米/亩,APP还会根据近期的降雨量和土壤含水量,建议今天浇多少水,农民点击“自动灌溉”,设备就会按建议的水量浇水,既省水又省心。这种“定额+科技”的模式,会成为未来农业节水的主流。
未来,灌溉定额会成为农业节水的核心抓手,通过定额管理,推动农业从“粗放灌溉”向“精准节水灌溉”转变,实现农业绿色发展:
喷灌比漫灌节水超30%,如果全国的农田都推广喷灌、滴灌等高效节水灌溉方式,按节水定额浇水,每年能节约的水资源将是一个巨大的数字,不仅能缓解水资源紧张,还能减少农业面源污染(比如浇水过多导致的化肥流失),推动农业绿色发展。
灌溉定额看似是一个简单的数字,实则关系到每一棵作物的生长、每一位农民的收入、每一滴水的利用。作物需水量是它的基础,农田灌溉定额是它的实用形态,节水灌溉定额(灌溉用水定额)是它的优化方向,规划设计假定的灌溉定额是它的前瞻保障——这四个“用水准则”相互配合,共同构成了农业节水的“科学体系”。
今天,我们搞懂了这四个“用水准则”,不仅能理解农民浇水的“准星”、工程师设计的“依据”,更能明白农业节水的重要性。未来,希望更多人关注农业节水,支持科学灌溉,让每一滴水都用在刀刃上,既保障粮食丰收,又守护我们珍贵的水资源。
如果你是种植户,不妨查一查当地的灌溉定额(灌溉用水定额),试试按先进值浇水,感受节水带来的好处;如果你是农业从业者,不妨推广科学的灌溉定额,让更多人用上高效节水灌溉技术;如果你只是一个普通读者,不妨分享这篇文章,让更多人了解农业节水的奥秘。
农业节水,从懂定额开始;守护水资源,从你我做起。
作物需水量是所有定额的科学基础,农田灌溉定额是实际应用的基准,节水灌溉定额是农田定额的节水优化版,规划设计假定的灌溉定额是农田定额的前瞻延伸,四者环环相扣,共同支撑农业科学灌溉与节水目标。
