气候变化背景下灌区水资源优化配置与可持续利用研究

引言

作为把水资源与农业生产相连接的重要纽带，灌区的水资源利用效率、配置合理性，和农业生产的稳定、区域生态的安全密切相关。对气候变化背景下灌区水资源的优化配置，以及可持续利用路径展开研究，不但能够增强灌区应对气候风险的能力，而且还能促进农业用水方式的转变，与“节水优先、空间均衡”的水资源管理战略相契合，具备重要的现实意义和应用价值。

1 当前灌区水资源配置与利用的现存问题

1.1 供需匹配失衡，利用效率低下

灌区水资源配置显现出“供给被动适应需求”方面的局限：其一，供需在时间上出现错位情况，传统的水资源配置方式依据固定的季节，以及既定的定额来分配水资源，难以按照因气候变化而致使的作物需水期提前或者延后的状况进行动态调整，如此一来，造成了在作物生长关键时期出现缺水现象，而非关键时期出现水资源浪费的问题；其二，空间分配呈现不均衡状态，部分灌区是按照行政区域而非依据作物类型、土壤的墒情等情况分配水资源，高耗水作物和低耗水作物在用水配额方面的差异不太显著，导致水资源朝着利用效率低下的区域汇聚，使得整体的水资源利用效率处于较低水平。

1.2 配置方法滞后，缺乏科学支撑

在传统灌区中，水资源的配置往往依托于经验调度，缺少动态化、精准化的模型给予支撑，具体体现为两个方面：其一，数据获取的能力较为薄弱，大部分灌区尚未构建起完善的水资源监测网络，针对降水、蒸发等关键数据，在实时采集、分析上存在不足，使得配置决策缺乏准确的数据作为支撑；其二，配置模型呈现出固化的状态，现有的模型大多是基于历史气候数据来构建的，并未将气候变化因子纳入其中，因而无法预测气候波动会对来水量、需水量造成怎样的影响，也就难以实现对水资源的动态优化调度。

2 气候变化背景下灌区水资源优化配置体系构建

2.1 建立气候适应性监测预警系统

搭建一套能够覆盖“天空—地面—地下”范围的灌区水资源监测体系：在天空层面，借助遥感技术对区域内的降水状况、土壤墒情等宏观层面的数据展开监测；在地面层面，布置自动气象站、水位站、流量站，对气温高低、降水多少等数据进行实时的收集；在地下层面，构建地下水监测井网，对地下水位的起伏、水质的改变进行动态的监测。依靠监测数据与气候预测模型，构建灌区水资源供需预警模型：其一为短期预警，把未来 7-15 天的天气预报结合起来，对来水量和作物需水量加以预测，预先调整灌溉调度计划，以此应对短期的干旱或者洪涝情况；其二是中长期预警，依据季节气候预测数据，剖析全生长季水资源供需的趋向，对年度水资源分配方案予以优化，留存应急水资源储备，增强灌区应对气候风险的自主性。

2.2 优化水资源配置模型与策略

冲破传统的经验调度模式的束缚，引入与气候变化相关的因子，构建多目标的优化配置模型，达成“让水资源利用效率达到最大程度、使作物产量维持稳定状态”等目标，将降水的波动状况等参数纳入其中，动态地对不同气候情景下的最优配水量，以及分配的时间顺序进行计算，达成“依据需求进行分配、实现精准调度”的效果，防止水资源出现浪费或者短缺的情况。破除对单一水源的依赖状况，搭建起一种“以地表水作为主要水源、以地下水作为辅助水源、以再生水进行补充”的多水源协同调配模式，提升枯水期的供水数量。

2.3 细化作物差异化配置方案

依照气候变化情形下的作物需水规律变动状况，拟定具备差异化的水资源配置方案：其一，按照作物类型来优化，对于具备耐旱特性的作物，适度削减配水量；对于喜爱湿润环境的作物，在其生长的关键时期确保供水，同时，积极推广种植耐旱品种进行替换，降低耗水量较大的作物的种植占比；其二，按照土壤墒情进行动态调节，凭借土壤墒情的监测数据，判定农田实际的缺水程度，防止“按照固定额度灌溉”所引发的盲目用水现象，达成“缺多少水、补充多少水”的精准灌溉目标。

3 灌区水资源可持续利用的保障策略

3.1 完善管理协同机制

构建“政府引领、部门协作、灌区执行”的三级管理架构：其一，清晰划分权力与责任，水利部门承担水资源总体数量调控，以及配置计划制订的任务，农业部门负责作物种植布局优化与节水技术普及推广工作，生态部门开展生态用水监督工作，防止出现管理重叠、责任缺失的状况；其二，设立联席会议机制，定时召开跨部门协调会议，全面统筹解决水资源分配过程中的供需冲突等事宜；其三，增强灌区管理单位的职能，给予灌区在水资源调配、水价调整、节水考核方面的自主决定权，提高配置决策与执行的效能。

3.2 强化技术支撑与推广

增强滴灌、渗灌等高效节水技术在灌区的推广程度，依据不同的作物种类、土壤状况，挑选与之适宜的节水模式；同时推行水肥一体化技术，把灌溉和施肥相融合，在降低水资源损耗之外，还可提高肥料的利用效率，达成“节水、节肥、增产”的共同推进。激励科研机构与灌区开展合作，针对气候变化给灌区水资源所造成的影响开展专门性的研究，对配置模型算法予以优化，增强模型应对气候波动的适应能力。

3.3 健全价格与考核激励机制

依据“补偿成本、合理收益、优质优价、公平负担”之原则，对农业水价予以调整，让水价可体现出水资源的稀缺状况、供水所需成本；施行阶梯水价制度，针对超定额使用水的情况执行加价举措，给予节水的农户相应补贴，借助价格杠杆来激发农户节约用水的积极性。把水资源利用效率等各类指标，纳入到灌区管理的考核体系中，以此取代传统以“供水量、作物产量”为主要内容的单一考核模式；对在水资源配置方面表现合理，且在节水工作上取得明显成效的灌区管理单位，给予资金方面的奖励；对存在超采地下水、挤占生态用水等不良行为的单位，则进行约谈并追究责任。

4 结论

在气候变化背景下，灌区水资源的优化配置、可持续利用，属于应对农业水资源面临的风险、保障粮食实现安全供应的关键办法。目前，灌区所面临着水资源供需存在失衡状况等问题，需要借助构建具备气候适应性的监测预警系统、优化多目标的配置模型等综合性的策略来解决。未来，仍需强化科技研究开发与跨区域的协同合作，以此增强灌区应对气候方面风险的系统性和整体性特质，为农业水资源的可持续运用，以及乡村的振兴繁荣给予稳固可靠的保障。

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