王博文

（遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽110003）

農業(yè)水文學中的節(jié)水灌溉技術探析

王博文

（遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽110003）

農業(yè)水文學，主要研究作物需水量、農業(yè)水資源、節(jié)水管理系統(tǒng)化、農田灌溉節(jié)水保墑技術和節(jié)水灌概技術等問題。本文主要簡單介紹了節(jié)水灌溉技術，結合國內外農業(yè)節(jié)水灌溉技術的發(fā)展現(xiàn)狀，總結了我國農田節(jié)水灌溉技術取得的成果，展望了我國節(jié)水灌溉新技術的發(fā)展趨勢，并指出了在發(fā)展中面臨的問題和應采取的對策。

農業(yè)水文學；節(jié)水灌溉

通過對農業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中各項農業(yè)措施、農業(yè)工程方面各種水文現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及其內在聯(lián)系的研究，產生了農業(yè)水文學。該學科同農藝學、農業(yè)氣象、生態(tài)學、植物學、農業(yè)工程學、土坡學等有著極廣泛的聯(lián)系，主要探索地面水、大氣水、地下水、土壤水的聯(lián)合運用，更有效地協(xié)調水、土、植、氣關系，主要包括作物需水量、農業(yè)水資源、節(jié)水管理系統(tǒng)化、農田灌溉節(jié)水保墑技術和節(jié)水灌概技術等問題。下面主要簡單介紹節(jié)水灌溉技術。

1 定義及主要內容

目前國內節(jié)水灌溉技術主要是為充分利用各種灌溉資源，通過提高水的使用率及使用效率，達到農作物高產高效的目的，而采取的技術措施。是由水資源、農業(yè)、管理、工程等環(huán)節(jié)的節(jié)水技術措施組成的一個綜合技術體系[1]。通過這一技術體系的運作，可以增大灌溉水資源使用的整體利用率，進而達到提高農作物產量的目的，實現(xiàn)農業(yè)的持續(xù)發(fā)展。主要包括節(jié)水工程技術措施（包括滴灌技術、噴灌技術、微灌技術、低壓管道輸水技術、渠道防滲技術水稻淺濕灌溉技術、坐水種技術、膜上灌技術等）、灌溉水資源的合理開發(fā)利用技術（包括地上水及地下水的合理利用技術、多水源綜合利用、灌溉回歸水利用技術、機井測試改造技術、劣質水利用技術等）、節(jié)水農業(yè)技術、節(jié)水管理技術等[1～2]。

2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

盡管美國和羅馬尼亞耕地的有效灌溉面積不多，但微灌和噴灌面積卻分別占到耕地有效灌溉面積的80%和54.4%以上[6]。20世紀80年代以來，全球微灌面積年平均增速高達33%，微灌總面積已達到377萬hm2。傳統(tǒng)農業(yè)大國印度微灌面積增加了近4倍，美國微灌面積達105萬hm2，占世界微灌總面積的比例高達27.9%，而中國微灌面積僅占全球灌溉面積的0.5%左右[3]。

世界各發(fā)達國家均重視低壓管道輸水技術的推廣，如在美國的輸水管道化在大型灌區(qū)實現(xiàn)了近50%，而日本的地下滴溉技術可以利用污水進行灌溉[3]。

2.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀

我國總耕地面積為1.3億hm2，從40年前開始發(fā)展噴灌技術，其中有效灌溉面積5 587萬hm2，占耕地面積的43%，到1998年已經發(fā)展微灌面積18.2萬hm2，微灌面積僅占節(jié)水工程總面積的1.19%[3-4]。我國微灌技術雖有發(fā)展，但仍存在許多問題，與美國、日本等國家相比還有很大差距。中國的科研人員為了改變這種狀況進行了大量的研究，通過多年的努力，各種相關設備生產已具備一定規(guī)模，我國發(fā)展節(jié)水灌溉面積的潛力巨大。

3 取得的成果及發(fā)展趨勢

3.1 取得的成果

3.1.1 節(jié)水灌溉方法

農田水利中的節(jié)水灌溉方法，又稱為農田田間配水方法，用來解決如何將灌溉水源高效分布到作物的根系中去的問題。依據灌溉水進入根系的分配途徑進行劃分，節(jié)水灌溉主要方法有：滴灌、噴灌、灌溉渠道防滲、低壓管道輸水、步行式灌溉。

3.1.2輸水過程的節(jié)水方法

我國農村傳統(tǒng)的輸水方式都是挖土成渠，將水輸送到灌溉地頭，沒有防滲的渠道，使很多水沒有被作物利用而浪費。我國灌溉渠道的利用率通常只有0.3～0.5的系數(shù)[9，10]。采用行之有效的措施進行節(jié)水，將給我國節(jié)水灌溉帶來立竿見影的效果[10]。

1）管道輸水

管道輸水的優(yōu)點包括：可以減少滲漏和蒸發(fā)損失,提高水資源的利用率。各地低壓管道輸水灌溉可比水渠輸水節(jié)約1/3，是一項有效的節(jié)水灌溉工程措施。管道輸水灌溉比水渠輸水多消耗能力，但通過節(jié)水，可提高水的有效利用率。這將會節(jié)省一部分水資源。管道輸水灌溉是在一定壓力下進行的，一般比土渠輸水流速大、輸水快，供水及時可有效節(jié)約灌溉勞動力。管道輸水灌溉，在減少水量損失同時改善了田間灌水條件，縮短了引水灌溉周期，從而有效地滿足了作物生長的需水、可有增產增收的巨大作用。

2）采取渠道防滲措施

渠道防滲的優(yōu)點類似于管道輸水，但工程措施的種類很多，目前常采用的主要有以下幾種：土料護面防滲、磚砌防滲、砌石防滲、膜料防滲、瀝青材料防滲、復合式襯砌防滲。

3.1.3 節(jié)水灌溉制度

1）不充分灌溉

不充分灌溉是針對水資源的緊缺性與用水效率低下的普遍性而提出的一種新的灌溉技術。不充分灌溉廣義上可以理解為：灌水量不能完全滿足作物的生長發(fā)育全過程需水量的灌溉。就是將有限的水科學合理（非足額）安排在對產量影響比較大，并能產生較高經濟價值的水分臨界期供水。在非水分臨界期少供水或不供水。不充分灌溉作為一種新的灌溉制度，不追求單位面積上最高產量，允許一定限度的減產。在水資源有限地區(qū)，建立合理的水量與產量關系模式，通過增加灌溉面積而獲得大面積總量的均衡增產，力求在水分利用效率(WUE)—產量—經濟效益三方面達到有效統(tǒng)一。

2）水稻薄淺濕曬灌

水稻在采用淺濕曬灌溉時，各個生育時期的灌溉略有不同：插秧至返青期采用淺水灌溉，分蘗前期濕潤灌溉，分蘗后期曬田，拔節(jié)孕穗期及時回水灌溉，抽穗開花期保持淺水灌溉，乳熟期濕潤灌溉，黃熟期濕潤落干。在實施淺濕曬灌溉技術的過程中，除上述的用水管理外，還用注意因地制宜的掌握好返青期、分蘗后期、抽穗開花期、黃熟期的灌溉管理，明確這些時期的技術實施要點。

3.2 節(jié)水灌溉發(fā)展趨勢

我國未來農業(yè)節(jié)水工作應重視發(fā)展低壓管道輸水，并用低壓節(jié)能型噴頭取代廣泛使用的中高壓噴頭；雖然渠道經防滲處理后可減少或避免滲漏損失，但將逐步被管道化所取代[12]。近年來全球節(jié)能灌溉應用面積增速較快，加快了中國節(jié)水灌溉技術的發(fā)展。壓力補償式灌水器是滴灌和微灌的發(fā)展方向，發(fā)展的主要趨勢是提高設備的自動化和機械化水平[6,12]。

4 存在的問題與對策

我國水資源狀況主要存在的問題[13-15]：1）節(jié)水措施研究不夠，手段單一；2）節(jié)水灌溉技術創(chuàng)新力差；3）資金投入少，節(jié)水灌溉設備不完善；4）盲目引進。所以，我們必須遵照黨中央的指示，努力克服我國水資源短缺這個因素，改善農業(yè)生產條件，科學節(jié)水，高效灌溉，走出一條適合中國國情的新道路。

雖然我國灌溉設備已取得了一定成績，但和美國、日本等國家相比仍有較大差距，應根據我國情況，結合不同地區(qū)特色及作物灌概的需要，力爭到21世紀中葉達到發(fā)達國家的目前水平。我國為了解決水資源短缺的問題，加大了農業(yè)節(jié)水灌溉方面的投入。自1996年至今，我國累計投入國債資金超過15億，帶動地方投入約20億，各類節(jié)水灌溉示范工程建設超過1 000處，新增節(jié)水灌溉面積約33.3萬hm2[15]。國家相繼啟動了“農業(yè)高效用水科技產業(yè)示范工程”、“節(jié)水農業(yè)技術研究與示范”等重大科研項目，通過多年的研究，在節(jié)水農業(yè)技術上取得了一定成績。后來開展的利用世界銀行貸款發(fā)展節(jié)水灌溉項目取得很大進展，且明確提出了節(jié)水灌溉項目的三大措施和三大目標[15]。

5 結 語

節(jié)約水資源是當今世界的主題，節(jié)約用水是全社會都應該重視的問題，而農業(yè)節(jié)水是我國實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化進程的重要標志。由于農業(yè)用水量大，農業(yè)節(jié)水尤為重要，農業(yè)節(jié)水是國民經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的內在要求，也是我國水資源的嚴峻形勢的外部需要。發(fā)展農業(yè)節(jié)水，有助于實現(xiàn)我國的水資源安全，促進糧食生產安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，促進農村經濟發(fā)展和農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡，發(fā)展節(jié)水農業(yè)任重而道遠。

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2016-06-16