论我国水资源危机与节水农业(1)程力学毕业论(5)

（二）、节水农业

目前我国灌溉水的利用率只有40%，即有一半以上在输水、配水和田间灌水过程中被白白浪费，而发达国家的灌溉水利用率可达80%-90%；我国单方水生产粮食不足1kg，而以色列已达2.32kg，一些发达国家大体都在2kg。如采取灌溉技术，将全国已建成灌区灌溉水的利用率提高10%-20%，则每年可节约水量约350-700亿 m³，等于正在规划的南水北调工程年引水量的2.45-4.81倍，相当于有1.2-2.5个黄河可利用。无庸置疑，这可大大缓解我国水资源危机局面。因此，贾大林^[23]指出全国节水的重点是农业节水，而吴景社，李英能更是指出发展节水农业是今后解决水危机的根本性对策^[10]。

    1 节水农业的内涵

关于节水农业系统及其内涵，国内有不同的提法^[24、26]。即一是狭义上认为节水农业就是节水灌溉不包括旱地农业，即节水型灌溉农业，其旨在追求总体省水的高产。这种观念较片面，有些学者并不认同，但李佩成^[26]却认为将“节水型灌溉农业”定义为“节水农业”或直呼“节灌农业”是重要的，因为灌溉农业当前存在着最大的水资源浪费，具有节水的巨大潜力。二是广义上认为节水农业是提高用水有效性的农业，其解决的中心问题是提高自然降水和灌溉水的利用效率和效益，包括节水灌溉和旱地农业（或雨养农业），节水灌溉仅是节水农业的一部分。其定义旨在区域性的整体节水。此提法得到一些学者的认可。三是认为节水农业是介于灌溉和旱地农业之间的农业类型，即灌区水源丰富，水有所保证，无所谓节约，而旱农主要靠降水。此提法持同者寥寥无几，有待商议。

但是，最近有学者如贾大林等^[15、24]在第二种观点的基础上，进一步给节水农业一个更扩展的定义，即节水农业指一项农、水技术紧密结合，水、土、作物资源综合开发的系统工程，包括农学范畴的节水（作物生理、农田调控）、灌溉范畴的节水（灌溉工程、灌溉技术）和农业管理节水（政策、法规和体制）。简言之，节水农业是以农业节水、高产高效为中心，以提高农业用水效益为目的，确保水资源良性循环、农业持续发展为条件的农业。

    2 节水农业技术体系

节水农业技术体系是指充分利用灌溉水资源和自然降水资源，提高水的利用率和利用效率，达到农作物高产高效而采取的技术措施，由水资源、工程、农业、管理等节水技术措施组成的一个综合技术体系。以此提高水资源的整体利用率，促进农业的持续发展。

2.1水资源（降水和灌水）的合理开发利用技术。包括：地上水和地下水的合理利用技术（进行综合评价，提出发挥最大效益的优化方案）、降水资源尤其汛期暴雨的径流利用技术（我国河川年径流量2/3以上是洪水径流，主要集中在汛期）、机井改造技术（旨在提高机井的出水效率和装置效率，降低能耗）、灌溉回归水利用技术（采用井渠结合，地面水和地下水联合运用，提高渠灌区水的重复利用率，可使灌溉水的实际利用系数达0 .7以上）、劣质水利用技术（即工业、生活废污水净化处理，咸淡水混合或轮灌的方式）等。

2.2节水灌溉（工程）技术

此项技术是节水农业技术体系中的核心内容。包括以下技术类型：

2.2.1 渠道防渗技术

渠道是我国农田灌溉的主要输水方式。传统的土渠输水渗漏损失，约占引水量的50%-60%，一些土质较差的渠道渗漏损失达70%以上，是灌溉水损失的重要方面。据计，全国渠系每年渗漏损失水量约为1700多亿m³，水量损失非常严重。因此，大力发展渠道防渗技术，减少渠道输水损失是节水农业中的重要技术措施。

目前国际上渠道防渗技术的发展重点有：一是为了解决混凝土衬砌延伸性差、易开裂等缺点，试验用玻璃纤维、钢纤维等加筋混凝土替代常规混凝土衬砌。二是随着化学工业的发展和机械化施工技术的日益进步，膜料衬砌在渠系衬砌中的比重逐步增加，将有可能成为未来渠系衬砌材料发展的主方向，在各种膜料中，聚乙烯膜和聚氯乙烯膜占主导地位。三是土料衬砌在经济发达的地区和国家仍有很好的发展前景。

2.2.2 低压管道输水灌溉技术

由于低压管道输水灌溉技术的一次性投资较低，要求设备简单，管理方便，农民易于管理，因而很适合我国农村当前的经济状况和土地经营管理模式。近年来已在北方地区发展330多万hm²，在这些地区的井灌区农业持续发展中发挥了重要作用。并且将来仍是北方地区发展节水灌溉的重要途径。

2.2.3 喷灌技术

喷灌同传统的地面灌水方法相比，具有适应性强、省事省工、有利于实现灌溉机械化、自动化等优点。由于可人为控制灌水量，不产生地表径流和深层渗漏，可节水30%-50%，且能扩大播种面积10%-20%。但也有局限性，如受风的影响大，在风大时不易喷洒均匀，耗能多，以及一次性投资较高等。

2.2.4 微灌技术

微灌包括滴灌、微喷灌和涌泉灌。具有以下优点：一是省水节能，其全部由管道输水，灌水时只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水流量小，一般比地面灌省水60%-70%，比喷灌省水15%-20%，而且微灌是在低压条件下运行，能耗低；二是灌水均匀，水肥同步，有利于作物生长。一般灌水均匀度可达80%-90%；三是适应性强，操作方便，由于采用压力管道输水，可适用于山丘、坡地、平原等各种地形条件，且无须平整土地和开沟打畦，可实现自动控制水量，大大减少灌水的劳动强度和劳动量。但其缺陷在于系统建设的一次性投资太大，灌水器易堵塞等。

2.2.5 改进地面灌技术

目前地面灌仍然是世界上，特别是发展中国家普遍采用的灌水方法，约占全世界总灌溉面积的90%以上，我国则由98%以上的灌溉面积采用的是地面灌水。由于传统的地面灌溉方法灌水定额大，灌水均匀度差，田间水利用率低，因而许多国家对其进行改造，即包括改进灌水沟畦规格（如小畦灌等），采用波涌灌、隔沟灌、膜上灌、绳索灌等较先进的地面灌溉技术，以及利用更加先进的激光平地技术开展水平畦灌等。

我国从70年代开始进行改进地面灌水技术的研究与应用工作。但目前对改进地面灌水技术的节水机理尚不完全清楚，对各种改进地面灌水技术的要素之间的优化组合方式、适用条件、灌水均匀度对作物产量的影响、改进地面灌灌水的质量评估体系和方法等问题还没有明确的结论；与波涌灌等灌水技术相适应的田间灌水控制设备和设施尚不完善，急需开发适合我国国情的波涌灌灌水设备和系统设计技术；激光平地技术开展水平畦灌在我国尚属空白，一些关键性技术问题也未得到很好解决。这些都严重制约了改进地面灌水技术在我国大面积的推广。

2.2.6 雨水汇集利用技术

在干旱缺水的丘陵山区，选择有一定产流能力的坡面、路面、屋顶等作为雨水汇集区，将雨水引入位置较低的水窖或水窑内储存，可供农村人畜饮水和作物灌溉用水。一眼60m³的水窖，可为小麦灌2-3次关键水，加上农业技术配套措施，产量比不灌溉的增产2-3倍。

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