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康绍忠：我国单位耕地面积的水资源量仅为世界平均水平的二分之一。特别是我国水土资源空间分布不匹配，耕地占全国64%的广大北方地区，水资源仅占19%。海河、黄河、西北内陆诸河、西辽河等流域的耕地资源相对丰富，而缺水形势却相当严峻。 我国先后建成多种类型的蓄、引、提水灌溉工程，有效灌溉面积从新中国成立时的2.4亿亩扩大到11.18亿亩，位居世界第一。灌溉对我国粮食增产的直接贡献率约为36.27%。然而，我国的农业发展与区域水资源承载力不相适应，在一些水资源短缺地区，农业的过度开发和用水效率低，进一步加重了区域水资源短缺，进而引发了生态环境问题。如华北平原，由于灌溉发展和农业熟制变化，成为世界上面积最大的地下水漏斗区；西北内陆干旱区的塔里木河、石羊河等流域，农业开发规模超过了水资源承载力，导致流域下游土地沙化、沙进人退、绿洲萎缩；东北西辽河流域，大规模抽取地下水发展浅埋滴灌，引起地下水水位大幅下降、草地退化和土地沙化；东北三江平原，大面积改种水稻导致地下水水位下降和湿地萎缩。 为了保障国家食物安全和农产品有效供给，要坚决守住18亿亩耕地红线，逐步把15.46亿亩永久基本农田全部建成高标准农田，同时还要开垦一些后备耕地资源，这需要更多的农业用水。因此，从某种意义上讲，“水缺”比“地少”更为严重，水资源短缺已成为食物安全和农业可持续发展的刚性约束，形势日益严峻。 问：如何破解我国水资源短缺与农业灌溉用水增加之间的矛盾？ 康绍忠：破解水资源短缺和灌溉用水增加之间的矛盾，迫切需要降低灌溉用水量。然而，盲目减少灌溉用水量将导致农业产能下降。因此，应从两个方面着手： 藏粮于水，夯实国家食物安全的农业用水保障。 一要确立和牢牢守住保障国家食物安全的农业用水安全红线。根据测算，增产千亿斤粮食产能的农业用水安全红线定为：农业净耗水2422亿立方米，农业用水3875亿立方米，单位粮食产量的净耗水0.362立方米每千克，灌溉水利用系数0.625较为合适。 二要加快建设国家农业水网，提高食物安全供水保证率。农业水网是国家水网的毛细血管和重要组成部分，而灌区灌溉渠（管）网则是农业水网的主要载体。应把农业水网纳入国家水网建设规划，研究制定国家水网框架下系统畅通的农业水网格局。 三要充分挖掘“南水北调”工程给粮食生产供水的潜力，需要在深度节水前提下，适度增加跨流域调水，开发利用西北内陆干旱区咸水资源，增强国家食物安全用水保障能力。 藏水于技，大力发展高水效农业。 大规模提高农业用水效率，是破解农业用水短缺与食物安全和其他农产品持续稳产、高产矛盾的关键。 高水效农业是依托生物技术、信息技术和智能装备，实现单株、农田和区域不同尺度水和作物表型信息的智能感知、用水智能决策与智能控制，实现精准用水和水效益最大化的新型农业用水体系。 据中国工程院重大咨询项目预测，在当前技术水平下，在充分挖掘现有高效用水潜力的前提下，全国潜在节水量约为350亿立方米。在未来降水量不低于多年平均水平及充分挖掘降水利用潜力的前提下，若将上述节水量用于合理扩大灌溉面积进行粮食生产，全国粮食产能增加潜力约6800万吨。 问：大中型灌区是国家粮食安全的压舱石。目前，我国大中型灌区应对水旱灾害的能力如何？ 康绍忠：我国占全国耕地面积约54%的灌溉面积生产了占全国总量约75%的粮食和90%以上的经济作物。现有大中型灌区工程存在标准低、配套差、管理不畅等问题，灌溉除涝保证率低。有的工程运行时间已超过使用寿命，坏损率高，特别是末级渠道毁坏严重，灌溉最后一公里不通畅，效益降低。灌区工程需要不断进行更新改造和维护管理，虽然近年通过中央财政各种渠道用于灌区更新改造的资金投入逐年增加，但由于历史欠账多、大型灌区续建配套与节水改造等地方财政建设资金到位率低，资金投入不足仍然是影响灌区发展的“短板”。特别是农村“两工”（劳动积累工和义务工）取消后，新的投入保障机制没有形成，资金缺口一时难以弥补。 据有关调查，全国约40%的大型灌区、50%～60%的中小型灌区工程设施不配套，大型灌排泵站设备完好率不足60%，全国10%以上低洼易涝地区排涝标准不足3年一遇，抗御自然灾害的能力严重不足。2022年南方大范围的持续干旱，小型灌溉工程荒废、水渠老化、泵站损坏、机井失修等问题也凸显出来。 “十四五”期间，全国456处大型灌区，列入国家改造规划的仅124处，不到全部大型灌区的三分之一，而且资金投入强度远远不能满足灌区改造的实际需求。面对灌区存在的上述问题，迫切需要加大资金投入，加快推进以节水高效、生态健康为目标的灌区现代化改造，通过完善灌排工程设施和提高科学管理水平，实现灌区高质量发展，补齐保障国家粮食安全和农业农村稳定发展的短板。 问：农业现代化和水利现代化都离不开灌区现代化。“十四五”期间，灌区现代化改造应以哪些科技创新为重点？ 康绍忠：灌区现代化首先要做好工程设施现代化和管理队伍知识的现代化，大力提升创新驱动灌区发展的能力，打造“节水、生态、智慧、高效”的现代化、高质量发展灌区样板。该领域除了研究灌区现代化的标准和管理制度创新外，还应以作物生命需水过程与多要素协同调控、现代农业绿色高效用水技术与装备、农业水网系统智慧管控、区域水土资源适配与高水效农业模式等内容为主，突破相关基础理论与关键核心技术。 以大中型灌区为重点，聚焦作物生命需水生理机制与高通量表型诊断技术，搭建基于遥感、高光谱、大数据与人工智能的多尺度作物水分信息高通量表型诊断技术与机器人平台，突破融合遥感、高光谱、大数据与人工智能的作物水分高通量表型技术瓶颈；开发面向未来不同气候情景和种植模式的作物高水效靶向立体调控技术和新产品。 聚焦现代农业绿色高效节水灌溉新装备、新材料等，开展重大关键核心技术与产品研发。目前，我国智能灌溉系统的关键控制部件以及灌区输配水模拟仿真软件均被外国垄断；渠道全程量—测—控技术中水流信息视频解译方法、全渠道控制系统等仍有不少技术瓶颈，难以有效解决灌区水量量测和监控实践中灌溉渠道结构多样、漂浮物较多、多泥沙淤泥阻水等问题。 聚焦农业水网智慧建造与管控。需要进一步系统研究农业水网复杂水动力学行为与精准模拟模型系统；创新面向多水源、多用户、多目标的农业水网输配水运行优化模型与复杂动态配水群决策理论；建立基于灌区大数据与机器学习的灌溉动态调配智慧决策体系，以及农业水网系统实时感知—智能认知—智慧决策综合平台。 聚焦灌区水土资源适配与高水效农业布局，探索水资源刚性约束下的灌区水土资源适配理论和水—土—气—生系统耦合机制与结构解析方法，探索基于水资源禀赋和气候变化特征的区域高水效农业布局优化理论和方法体系，促进不同区域高水效农业的发展。 问：聚焦实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动，水利可以提供哪些支撑？ 康绍忠：新增千亿斤粮食产能农业用水量需增加到3875亿立方米，这无疑对水利建设，特别是农业水利建设提出了新的挑战。水利对实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动具有重大的支撑作用，主要体现在以下方面： 推进国家水网、重大引调水和骨干水源工程建设，以提升水资源配置和调蓄能力，改变我国水土资源不适配的空间格局，缓解我国黄淮海平原、汾渭平原、宁蒙河套、河西走廊、辽西蒙东等地的“水粮矛盾”，还有助于合理开发一部分后备耕地资源，建设一批新灌区；推进大中型灌区工程续建配套和以高效节水为中心的现代化改造，提高灌区水利用系数和作物水分利用效率与效益，进一步提高粮食综合生产能力；推进小水窖、小水池、小塘坝、小泵站、小水渠“五小水利”工程建设，以及小水源供水能力恢复工程建设，有助于打通粮食生产基地的“毛细血管”，提升抗旱减灾保丰收能力；推广农业高效节水和田间节水技术等综合措施，有助于高水效农业发展，科学精准调配水资源，做到适时适量灌溉，提升科学化、精细化调度水平。
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