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牧区水利是指为牧区国民经济建设和人民生活服务的整个水利产业[1]。牧区水利是农牧民生存与发展的重要保障, 是牧区经济社会可持续发展的重要基础条件, 也是草原生态保护的重要支撑。发展牧区水利, 改善和保护草原生态, 是我国生态安全和可持续发展的重要举措。牧区水利是牧区重要的基础设施和基础产业, 在水资源匮乏, 生态环境脆弱与经济发展相对滞后的我国牧区, 发展牧区水利具有十分重要的基础和保障作用[2]。
牧区草原不仅是牧区人民赖以生存和发展的基础资源, 而且是我国重要的天然绿色生态屏障。由于其特殊的地理位置和环境条件, 特别是西北干旱、半干旱牧区, 普遍存在着水资源短缺、生态环境脆弱、水利基础设施薄弱, 经济发展迟缓等一系列关系到我国实现小康社会目标和可持续发展的重大问题, 解决这些问题是牧区水利的主要任务。牧区水利作为牧区社会经济发展的基础, 为牧民生活用水、现代畜牧业发展、牧区工业化建设、资源开发利用、草原生态建设与保护等方面提供用水保障, 具有举足轻重的基础地位和不可替代的重要作用。
1.牧区水利是农牧民生存与发展的重要保障
水资源短缺是西北牧区自然资源赋予的基本情势, 水是牧区生存与发展的最为重要的制约条件, 没有水牧民就不能生活, 没有水饲草料基地就得不到灌溉,没有水畜牧业就不能持续发展, 因此, 解决牧区水资源短缺问题, 是牧区水利的首要任务。
发展牧区水利, 解决牧区生活安全饮水问题, 有效地改善牧民的生活条件, 保障牧民身体健康, 为牧民的生存创造了很好的基础条件, 使牧民能够安居乐业, 是牧区农牧民生存的基本保障。发展牧区水利, 建设高效节水灌溉饲草料基地, 发展草地畜牧业, 提高畜牧业防灾抗灾能力, 促进草原畜牧业从靠天养畜向舍饲化、集约化方向发展, 为草地资源的可持续利用和草原畜生态保护与建设提供基础条件, 是牧区农牧民生活改善的重要支撑。
2.牧区水利是牧区社会经济可持续发展的重要基础条件
随着牧区社会经济的发展, 牧区水利的内容、任务和目标发生了根本性的变化, 在牧区人畜供水和节水饲草料基地建设的基础上, 为牧区居民生活、现代畜牧业发展、牧区工业化建设、资源开发利用、草原生态建设与保护以及新牧区建设等方面提供全面水保障, 成为牧区社会经济可持续发展的重要基础条件。
3.牧区水利是草原生态保护的重要支撑
草原在防风固沙、涵养水源、保持水土以及维护生物多样性等方面, 具有十分重要的基础作用。我国天然草原大多位于黄河、长江、雅鲁藏布江、辽河和黑龙江等各大水系的源头和上中游地区, 有着极其重要的水源涵养功能, 对减少地表水土流失和江河泥沙淤积等具有不可替代的作用。但长期以来, 由于气候变化等自然因素和人类活动的影响, 破坏草原植被的现象十分严重, 导致草原不断退化, 生态环境持续恶化。因此, 发展牧区水利, 加强草原保护和建设, 有利于防止水土流失, 遏制生态环境恶化趋势, 更有利于维护国家的生态安全。
1.生态脆弱，水资源开发约束性强
牧区大多以草原景观为主， 其中高寒草原约占38％ ， 草甸草原占22％ ，荒漠草原占35％ 。牧区草原生态系统生物种类较少， 群落结构相对单一， 受外界干扰后生态平衡易遭到破坏， 甚至出现不可逆的系统演替。我国大部分牧区降水量低于400 mm， 蒸发量在1 000～2 000 mm， 水是维持草原生态平衡的关键控制要素， 不合理的水资源开发利用， 可引起草场退化、土地沙化等严重后果。目前， 由于干旱缺水， 大部分草地已经或正在退化沙化， 水源涵养功能不同程度丧失， 导致沙尘暴频发， 河流断流、湖泊干涸、湿地萎缩等诸多危及生态安全的现象显现，有的地方已丧失了人类基本生存条件 。牧区水资源开发利用和水利建设， 应充分考虑对生态环境的影响， 树立生态优先理念， 合理开发， 既有利于促进牧民增产增收， 又能够维持草原生态平衡。
2.地广人稀，水利建设投资强度大
牧区面积占国土面积的40％ 以上， 人口约占全国的3％ ， 人口密度每平方公里不到9人。人口居住零散， 工程投料、投劳增加， 交通不便，运输成本高， 总体上水利工程修建难度大， 投资高， 效益低。此外， 牧区水利设施建设需要更多地考虑对生态环境的保护， 也会增加相应的工程投入。
3.涉及边界河流，需要妥善处理
牧区国界线长达11 000 多km， 分别与俄罗斯、蒙古、印度、不丹、锡金等10多个国家接壤。部分牧区的水资源开发、利用、保护和水利设施建设相对敏感， 工程建设各个环节需要审慎处理。
4.水利基础十分薄弱，欠账较多
牧区水利设施数量少， 区域之间平衡， 现有水利工程大多分布于半农半牧区， 水库、泵站、机电井等有相当大比例为农业灌溉服务， 且已有工程老化失修严重， 带病运行， 工程利用效率低。许多纯牧区主要是中小型水利工程， 很难纳入中央基建项目投资范围， 缺乏建设项目资金来源渠道， 水利基础设施十分薄弱。牧区大多河流缺乏长期的水文、气象等监测资料， 基础数据缺乏， 增加了前期工作难度， 甚至会出现由于前期工作中的数据准确性不够而导致工程建成后难以发挥作用等现象。
1.牧区水利发展
建国50 多年来, 牧区水利发展经历了3个阶段, 第1 阶段主要是围绕开辟缺水草场或无水草场, 解决牧区牲畜饮水而开展的牧区水利建设; 第2 阶段在“草畜双承包体制下”, 重点发展以水为中心的家庭灌溉草库伦, 增强畜牧业的防灾抗灾能力; 第3 阶段主要以牧区水资源的高效利用和有效保护为重点, 为保护草原生态修复, 构建国家生态屏障提供全面支撑。
第1阶段, 从20 世纪50~ 80年代, 牧区水利主要针对牧区缺水草场或无水草场牲畜饮水困难的迫切问题, 开展了牧区水资源调查, 了解牧区水资源开发利用情况, 提出牧区供水的主要对策和方向, 重点建设基本供水井, 解决牧区无水草场的牲畜饮水问题; 为开辟缺水草场或无水草场, 建成一批小型蓄、引、提水工程, 改善了局部地区牧民生活生产条件。
第2阶段, 从20 世纪80~90年代后期, 在“草畜双承包”体制下, 牧区草场过度利用, 出现程度不同的退化沙化, 草地资源越来越匮乏, 牧区草畜矛盾越来越突出, 抵御冬春灾害的能力也越来越脆弱, 特别是90年代后期, 牧区草地和畜牧业发展呈现恶性循环的态势。牧区水利发展也随着发生了根本性变化。牧区水利在解决草场供水的同时, 也必须解决牧区的草问题。这阶段牧区水利发展, 根据牧区范围广、牧民居住分散和可集中开发利用水资源少的特点, 从牧业最小经营单元“承包分片的一家一户牧民”入手, 建设具有小型化、多样化特点的以水为中心的家庭灌溉草库伦, 既解决了牧区牲畜饮水困难, 也解决了冬春季饲草供应问题, 提高了牧民防灾抗灾能力, 成为该时期牧区水利发展的显著特点。
第3阶段, 进入21世纪以来, 随着国家经济的持续快速发展, 牧区畜牧业也得到了空前的发展, 加大了对牧区草原的开发利用, 牧区水、草、畜的矛盾更加突出。为此, 《国务院关于加强草原保护与建设的若干意见》提出要“加强以围栏和牧区水利为重点的草原基础设施建设”, 使牧区水利进入了一个全新的发展时期。这阶段初期, 主要围绕“合理开发和利用水资源, 加强饲料基地、人工草地、改良草地建设,增加牧草供给能力”的建设内容, 推广和应用先进的节水灌溉技术, 发展规模化的节水灌溉饲草料基地,着力解决牧区的水问题和草问题。并通过多年来的试点探索, 总结出一些行之有效的发展模式, 支持了牧区现代畜牧业的发展, 为草原畜牧业的发展发挥了巨大作用。
2.牧区水利研究方向与主要内容
水是牧区生存与发展的重要基础和保障条件, 牧区存在的突出问题, 归纳起来, 主要有“水问题、草问题、生态问题和能源问题”。其中牧区“草”既是牧区生产的重要物质基础, 同时又是草地生态系统中最重要的构成部分, 在草地生态系统中, 水、草、生态是一个相互作用、相互影响、相互统一的整体。因此, 如何处理好牧区的水问题、草问题、生态问题, 是牧区水利迫切需要解决的重大问题。牧区水利研究是解决这些问题的有效手段和途径。为此, 在1979年国务院批准成立了水利部牧区水利科学研究所。
建所以来, 坚持“立足牧区, 面向全国, 面向经济建设”的宗旨, 现已成为我国草原畜牧业地区的综合性水利科技中心。牧区水利科学研究所的专业研究领域包括: 水资源评价与开发, 水环境评价与水质改良, 草原灌溉与排水, 牧场供水与牧区水利装备技术, 清洁能源( 太阳能、风能等) 开发与利用, 水土保持与荒漠化治理, 水利经济与灾害评价, 牧区水利技术政策与宏观战略等学科领域。经过近30 年的发展,初步建立了牧区水利学科研究体系, 共完成国家省部级等重点科研项目350 多项。多项成果获得国家级与省部级科技进步奖, 成果都已应用于生产实践, 取得了显著的社会效益和经济效益, 也为牧区生态建设做出了很大贡献。
目前, 牧区水利研究要贯彻落实科学发展观, 按照经济又好又快发展的要求, 围绕新农村新牧区建设的任务, 从建设节水型社会的目标出发, 以牧区水利建设重点为中心, 主要从水资源、草地灌溉、新能源开发利用、水土保持与生态修复等研究方向出发, 为发挥“建设小绿洲、保护大生态”的作用, 缓解畜牧业对草原的压力, 增强草原生态的自我修复能力, 维持草地生态系统的功能和作用, 保障国家的生态安全等方面提供全面的技术支撑和服务。
草地自然生态系统是牧区社会赖以生存与发展的物质基础,是我国非常重要的生态系统之一, 对国家的生态安全具有举足轻重的地位和作用。目前, 我国的自然生态环境正潜伏着不容忽视的危机。其中草地生态系统由于干旱缺水, 大部分草地已经或正在退化沙化,水土流失严重、水源涵养功能不同程度丧失, 已严重影响国家的生态安全。加上牧区经济的不断发展,加剧了对牧区草地资源的开发利用, 使牧区草地生态系统承受了巨大压力, 导致沙尘暴频发, 河流断流、湖泊干涸、湿地萎缩等诸多生态安全危机现象显现。
因此, 应从国家生态安全出发, 围绕国家“ 十一五”西部大开发战略的客观需求, 在科学发展观的指导下, 及时地向生态水利转变, 调整发展方向和主要任务, 把维护国家生态安全恢复草原生态作为新时期牧区水利的战略目标, 是牧区水利未来重要的研究内容与发展方向。主要以草地生态系统为研究主体, 重点以防止草地沙化退化, 改善草原生态环境、保持草地水土, 涵养水源、维护生物多样性等为目的,探求气候变化对水循环的影响, 把握牧区水资源的形成过程、转化规律和演变特点; 通过优化配置牧区水资源, 加强水资源的合理开发和有效保护; 进一步提高水资源的利用效率; 按照“以水定草, 以草定畜,水草畜平衡”的原则, 科学确定水资源能够承受的草地牧业规模, 大力发展草业节水灌溉, 提高草地综合生产力, 维护草地生态平衡, 并建立有效的生态补偿机制, 合理地满足生态用水的要求, 为草地生态修复提供“源”动力。
2.面向新农村新牧区建设
按照新农村新牧区建设的指导思想, 围绕发展现代农牧业、推进农牧业产业化, 加强牧区基础设施建设等主要新农村新牧区建设内容, 牧区水利作为新牧区建设的重要基础设施和支撑条件, 在牧区( 绿洲) 水资源开发利用与保护、牧区饮水安全、牧区现代灌溉草业, 牧区节水型社会建设等方面, 将以全新的资源节约、环境友好的发展理念, 提供全面的基础保障和技术支撑。
(1)水资源的合理开发、高效利用与有效保护.水资源是农村牧区社会经济发展的重要资源之一,加强水资源的开发利用保护是牧区水利研究一直关注的重点。牧区水资源是重要的战略资源, 事关国计民生, 在水资源保护, 环境建设、开发利用等方面应开展多学科的研究, 切实地为新农村新牧区建设做好水保障。
(2)牧区饮水安全技术研究.牧区地表水及地下潜水水质矿化度高, 常为苦咸水、或氟素砷素含量超标, 严重影响广大牧民的饮水安全; 同时牧区供水工程标准较低, 设施不完善, 供水保证率低, 严重影响牧民生活的正常用水; 而且由于水文地质和气候干旱等成因, 地方水因性疾病较多, 由此而带来的危害, 已严重影响人们生命健康。保障饮水安全是全面建设小康社会的重要内容之一。保障饮水安全、维护人的生命健康是当前牧区水利工作的第一任务, 保护好饮用水源, 确保饮水安全。
(3)提高水利用率, 发展现代灌溉草业.建设高效节水灌溉饲草料基地是牧区畜牧业发展的重要保障, 是新农村新牧区草业发展的一个重要途径。大力种植牧草饲料作物, 发展现代畜牧业, 将优质饲草转化成高价值的畜产品, 是提高养殖效益, 增加农牧民收入、提升农业竞争力的重要手段和有效途径。为此, 在新农村新牧区建设中, 重点围绕节水灌溉优质高产饲草料地建设, 大力开展包括工程技术节水、农艺节水、生物节水等技术的集成与应用研究, 注重提高水分生产效率, 大幅度提高饲草料生产能力, 促进现代草业的发展, 给牧民生活以保障、给牧业发展以出路。同时高效节水灌溉饲草料基地建设可有效地提高牧业的抗灾能力, 促进畜牧业向现代畜牧业方向转变。是新时期牧区水利研究的重要研究内容与方向。
(4)支撑节水型牧区社会建设。按照国家资源节约型环境友好型社会建设的要求, 通过节水型牧区社会建设, 节约水资源和提高水资源的利用效率, 保障经济社会发展, 改善生态环境, 是牧区水利一个重要的研究方向。从节水牧区社会建设的实际出发, 在树立全社会节水意识的同时, 重点开展牧区节水技术和节水设备的研究与开发, 节约水资源, 提高水的利用率; 同时加强非常规水源利用, 主要开展雨水收集利用技术研究、劣质水( 污水) 资源化技术研究等, 开源节流, 补充增加水资源, 这是牧区水利在节水型社会建设中的重要研究内容。
3.与高新技术的集成与应用
随着计算机网络技术、数据库技术、通讯技术、自动化控制技术、监测技术、GIS 和遥感技术等信息技术的飞速发展, 传统牧区水利研究与高新技术的有机集成与应用, 将引导牧区水利研究未来实现跨越式发展, 并为牧区水利研究、建设、管理与决策等方面提供全面的技术支撑, 将成为牧区水利未来发展的最大亮点。诸如在WEB 集成环境下, 在地理信息系统( GIS) 、遥感( RS) 、全球定位系统( GPS) 技术的支持下, 集成运用自动控制与监测技术, 可开展草地生态复杂系统大尺度下的过程或规律研究, 包括开展气候变化对草地水资源的影响研究, 气候变化对草地生态系统的影响过程和机制研究、草地系统退化和植被演替过程与规律研究等。