節(jié)水灌溉技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

馬鴻梅

【摘要】當(dāng)前我國水資源匱乏，已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)不可忽視的因素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量不會(huì)增加的情況下，節(jié)水灌溉勢(shì)在必行。本文詳細(xì)介紹了我國當(dāng)前使用的節(jié)水灌溉技術(shù)，包括噴灌、滴灌、渠道防滲、低壓管道輸水以及非工程節(jié)水技。通過現(xiàn)代化技術(shù)的介紹，指明灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和前景。

【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉；發(fā)展趨勢(shì)；新技術(shù)

1、引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國水資源量約為2.8萬億m3，人均占有水資源量，約為世界人均占有量的1/4，單位耕地面積的占有水資源量約為21600m3/hm，僅為世界平均水平的2/3。由此可見，我國的水資源相當(dāng)緊張，并且已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步高速發(fā)展的制約因素之一。為了緩解和解決水資源的不足，我國采取開源用和節(jié)流并重的戰(zhàn)略。全國用水近80%的是農(nóng)業(yè)用水，其中灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水的90%以上。我國的農(nóng)業(yè)灌溉方式基本都是土渠灌溉，且缺乏必要的修繕和維護(hù)，這種方法的水資源利用率極低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國平均灌溉水利用率僅為45%，水資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。因此，發(fā)展節(jié)水灌溉是提高水資源利用率，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路。

2、節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)的節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用的研究已經(jīng)比較成熟，形成了低壓管道灌溉、渠道防滲、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，并已在生產(chǎn)中得到廣泛推廣。

2.1 低壓管道灌溉技術(shù)

低壓管道輸水灌溉是指采用低壓力（壓力一般小于0.2MPa）技術(shù)，利用管道將水送至農(nóng)田中進(jìn)行地面灌溉。由于采用低壓力進(jìn)行輸送，其開口出水量較大，因此不宜堵塞。其特點(diǎn)是輸水效率高、動(dòng)力消耗低（節(jié)能）、節(jié)省渠道占地、省工、成本低等，在北方井灌區(qū)普遍采用該技術(shù)進(jìn)行灌溉。

2.2 渠道防滲灌溉技術(shù)

渠道滲水和渠道粗糙阻水是灌溉節(jié)水、節(jié)能的面對(duì)的一項(xiàng)課題。渠道防滲技術(shù)是采用防滲水技術(shù)（在渠道底層加防滲水層等措施）加強(qiáng)渠道的過水率，同時(shí)降低渠道糙率系數(shù)小，目前該技術(shù)已成為是我國應(yīng)用最廣泛的節(jié)水灌溉工程技術(shù)。該技術(shù)具有防滲效果好，提高渠道的通水能力；糙率系數(shù)小，增加了流水速度；減小渠道斷面和建筑物尺寸，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，一次性投資少等優(yōu)點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的"土渠"輸水，運(yùn)用渠道防滲灌溉技術(shù)的輸水工程，可以將原有的滲漏損失降低80%左右。

2.3噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)，顧名思義是將灌溉水通過壓力裝置和噴灌頭將水噴灑在空中在落在種植作物和農(nóng)田里，因該方法具有同步?jīng)_洗植被莖葉的作用，在城市綠化灌溉中最為常見。噴灌與地面灌水相比，具有節(jié)水、省工、省地，適用范圍廣等特點(diǎn)。在進(jìn)行大面積種植作物的灌溉中，噴灌可以節(jié)約40%左右的水。其缺點(diǎn)是受風(fēng)的影響大、蒸發(fā)損失大、動(dòng)力損耗大、一次性投資高、土壤底層濕潤(rùn)不足等。

2.4微灌技術(shù)

微灌技術(shù)是目前為止節(jié)水效果最好，灌溉質(zhì)量最好的灌溉技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)不同的種植作物通過計(jì)算作物生長(zhǎng)周期及所需的水和養(yǎng)分，利用輸水系統(tǒng)控制一定的輸水壓力，在輸水管道延伸出末級(jí)毛管，在毛管末端配置孔口或灌水器，將有壓水流變成細(xì)小的水流，直接送到作物根區(qū)附近，均勻、適時(shí)、適量地在作物根層所在區(qū)域土壤進(jìn)行灌溉的方法。顯而易見，該方法工程造價(jià)高，系統(tǒng)維護(hù)難度大且極易發(fā)成管道，特別是末端毛管的堵塞等問題，才外該方法可能會(huì)限制根系的發(fā)展。因此該技術(shù)不適宜于大范圍種植作物灌溉。

3、非工程節(jié)水技術(shù)

上一節(jié)介紹的均為工程節(jié)水技術(shù)，節(jié)水技術(shù)還包括農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和水管理節(jié)水技術(shù)，為非工程措施。

農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)：主要包括耕作保墑技術(shù)、地膜和秸稈覆蓋技術(shù)、化學(xué)調(diào)控技術(shù)、作物栽培技術(shù)、作物套種與間播技術(shù)、土地免耕、水肥耦合等。

田間灌水技術(shù)：就是采用膜上灌、膜下灌、間歇灌、波涌灌和交替隔溝灌（分根交替灌）等，采用節(jié)水型灌溉制度、非充分灌溉制度、降低土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層的最大含水率等，減少土壤滲漏，控制土壤的濕潤(rùn)區(qū)域和深度，降低蒸發(fā)與蒸騰耗水。

生物節(jié)水技術(shù)：主要是指依據(jù)區(qū)域水資源和光熱資源條件，選育作物節(jié)水抗旱良種，選擇推廣適合于灌區(qū)水土資源和光熱資源條件、生產(chǎn)力發(fā)展?fàn)顩r的作物類別與品種，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)等。

管理節(jié)水技術(shù)：通過加強(qiáng)與改善灌區(qū)配水與灌溉用水管理、優(yōu)化水資源配置，建設(shè)灌溉用水的監(jiān)測(cè)與信息處理決策系統(tǒng)，應(yīng)用水權(quán)理論，改革水價(jià)核定辦法，完善水價(jià)形成機(jī)制，推廣計(jì)量供水、按方收費(fèi)，縮小計(jì)量單元，吸收用水戶參與管理，改革支渠以下田間工程的管理辦法等措施，從技術(shù)上、政策上、經(jīng)濟(jì)上促進(jìn)節(jié)水灌溉的發(fā)展。

4、節(jié)水灌溉新技術(shù)

我國的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)由最初的土渠灌溉到后期的管道灌溉、渠道防滲技術(shù)、噴灌以及最節(jié)水的微灌技術(shù)的應(yīng)用，灌溉及方式的變化和節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用得到了普遍的發(fā)展。但是，隨著人口壓力以及環(huán)境的進(jìn)一步惡化，水資源匱乏仍然是限制我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約條件，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，提高水資源的利用率，是我們今后面對(duì)的一項(xiàng)課題。從實(shí)際來看，我國節(jié)水灌溉技術(shù)正朝著更加科學(xué)化、智能化的方向發(fā)展。具體而言，集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1現(xiàn)代精細(xì)地面灌溉技術(shù)

土地平整度以及地勢(shì)條件是制約現(xiàn)在灌溉技術(shù)的一項(xiàng)先決條件。所以，結(jié)合我國現(xiàn)有耕種土地面積廣、需水量大的特點(diǎn)，應(yīng)借用其他領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)，改進(jìn)當(dāng)前地面灌溉的現(xiàn)狀，優(yōu)化種植土地的平整度。激光控制平地技術(shù)是目前世界上最為先進(jìn)的土地平整技術(shù)，而基于該技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)的水平畦田灌水技術(shù)，對(duì)種植土地平整更具有廣泛的適用性，而且灌溉效果良好。該技術(shù)的應(yīng)用不僅有助于田間灌溉水的有效控制，而且進(jìn)一步推進(jìn)了灌溉的精細(xì)化發(fā)展。

4.2利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉

通過一定的技術(shù)手段，將空氣中的水分凝結(jié)并用于灌溉是節(jié)水灌溉發(fā)展的重要突破。德國、智力等國家在該技術(shù)領(lǐng)域均進(jìn)行相關(guān)的研究，并取得了一定的成效。所以，在節(jié)水灌溉技術(shù)的未來發(fā)展方向中，通過凝結(jié)空氣中水分進(jìn)行灌溉也將是我國在節(jié)水方面的一個(gè)發(fā)展方向。但該技術(shù)受氣候的形象較大，在空氣干燥的西北地區(qū)由于空氣濕度本身較低，應(yīng)用將受到很大限制。

4.3"3S技術(shù)"的應(yīng)用

電子、信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各行各業(yè)?；赗S、GIS、GPS技術(shù)的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在國外的農(nóng)業(yè)發(fā)展中也已經(jīng)具有實(shí)際性的應(yīng)用。我國在這方面的應(yīng)用起步較晚，但在當(dāng)前電子信息技術(shù)發(fā)展的大背景之下，也勢(shì)必會(huì)有很大的發(fā)展空間。目前，我國在"3S"技術(shù)的實(shí)現(xiàn)了可能存在一些困難，但隨著我國高新技術(shù)的不斷發(fā)展，相信"3S"技術(shù)將會(huì)有效地應(yīng)用于我國的節(jié)水灌溉領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)我國灌溉管理的精確化與科學(xué)化。

5、我國節(jié)水灌溉發(fā)展趨勢(shì)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水需求也不斷增加，在當(dāng)前資源緊張的局面下，我國的節(jié)水灌溉技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，盡管我國對(duì)部分新技術(shù)的應(yīng)用還存在一定的局限性，但整體的發(fā)展趨勢(shì)還是對(duì)以上技術(shù)的逐步應(yīng)用。具體表現(xiàn)為：一是種植業(yè)灌溉工程配套建設(shè)逐漸發(fā)展，不斷提高配套建設(shè)程度，逐步淘汰落后的灌溉方式；二是種植業(yè)灌溉將逐步采用信息化管理，電子信息技術(shù)將逐步應(yīng)用于灌溉技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)灌溉用水管理信息化和自動(dòng)化；三是將工程領(lǐng)域技術(shù)和農(nóng)灌技術(shù)結(jié)合，發(fā)展灌溉節(jié)水的綜合技術(shù)。

6、結(jié)束語

綜上所述，干旱缺水是我國的基本國情，傳統(tǒng)灌溉用水模式仍具有極大的節(jié)水潛力，只有把節(jié)水灌溉當(dāng)做一項(xiàng)重大的革命性措施來抓，大力推廣成熟技術(shù)，努力推動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展，才能在不增加灌溉用水的前提下，克服水危機(jī)帶來的巨大困難。大力推進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，以節(jié)水灌溉事業(yè)發(fā)展促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，不僅是一項(xiàng)技術(shù)工作、經(jīng)濟(jì)工作，更是一項(xiàng)政治任務(wù)。

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