1 、前言

我國(guó)是缺水國(guó)家，水資源緊缺是制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵性因素，節(jié)水將是我國(guó)不得不面對(duì)的長(zhǎng)期的主題。它不僅關(guān)系到國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全，而且關(guān)乎到國(guó)家安全。農(nóng)業(yè)是我國(guó)的用水大戶，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的70％，占據(jù)較大份額。其中，灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水的92％。而我國(guó)的農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，大水漫灌和串灌現(xiàn)象普遍，西部地區(qū)更為驚人，每畝耕地灌水量達(dá)1600多m3，跑水、漏水、滲水現(xiàn)象嚴(yán)重。目前，我國(guó)農(nóng)用水有效利用率只有30～40％，個(gè)別省份僅為20％，單方水糧食生產(chǎn)率1.0kg左右。據(jù)初步分析，全國(guó)平均渠系利用系數(shù)為0.4～0.6。[1]因此節(jié)水灌溉便得到人們的高度關(guān)注，通過(guò)發(fā)展節(jié)水灌溉，在減少灌溉用水量的前提下滿足灌溉需要，同時(shí)把節(jié)約出來(lái)的水量用于城市生活、工業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)用水，以水資源的可持續(xù)利用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。由此可見(jiàn)，發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉對(duì)實(shí)現(xiàn)水資源高效利用，緩解我國(guó)水資源供需矛盾意義重大。

2、 節(jié)水灌溉發(fā)展

節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為了有效地利用降水和灌溉水，獲取農(nóng)業(yè)的最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境而采取的多種措施的總稱。節(jié)水灌溉不僅包括灌溉過(guò)程中的節(jié)水措施,還包括與灌溉密切相關(guān)、提高農(nóng)業(yè)用水效率的其他措施，如雨水蓄集、土壤保墑、井渠結(jié)合、渠系水優(yōu)化調(diào)配、農(nóng)業(yè)節(jié)水措施、用水管理措施等。節(jié)水灌溉工程具有很廣泛的內(nèi)涵，包括防滲渠道工程、噴灌工程、微灌工程、低壓管道輸水灌溉工程等。與大水漫灌相比，采用噴灌可節(jié)水40％～50％，微灌可節(jié)水60％～70％，低壓管道輸水灌溉可節(jié)水20％～30％。面對(duì)我國(guó)水資源緊缺的局面，早在20世紀(jì)50，60年代就開(kāi)展了節(jié)水灌溉技術(shù)研究，70年代渠道防滲、平整土地、小畦灌溉等節(jié)水措施已大面積推廣應(yīng)用。80年代重點(diǎn)推廣了低壓管道輸水灌溉，并在較大范圍內(nèi)進(jìn)行了噴滴灌和微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的試點(diǎn)和示范。[2]自20 世紀(jì)90年代以來(lái)在節(jié)水灌溉技術(shù)研究，節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，節(jié)水灌溉工程的示范推廣，節(jié)水灌溉技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)做了大量工作。水利部門和農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)部門都把推廣節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)重要工作，投入了大量的資金，陸續(xù)興建了許多節(jié)水灌溉示范工程，這些工程對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣發(fā)揮了重要作用。據(jù)2005年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)工程節(jié)水灌溉面積達(dá)到2 13318 萬(wàn)hm2，覆蓋率為灌溉面積的3415％。在節(jié)水灌溉面積中，噴灌和微灌面積33618萬(wàn)hm2 ,低壓管灌面積49912萬(wàn)hm2，使我國(guó)節(jié)水灌溉的發(fā)展邁上了一個(gè)新臺(tái)階，提高到了一個(gè)新水平。同時(shí)，也形成了具有中國(guó)特色的節(jié)水灌溉理論。節(jié)水灌溉不論發(fā)展規(guī)模、速度還是技術(shù)水平都是前所未有的。以下介紹幾種節(jié)水灌溉技術(shù)：

2.1 噴灌技術(shù)

自20世紀(jì)60年代以來(lái), 噴灌技術(shù)一直被作為機(jī)械化大面積解決灌溉問(wèn)題的最主要技術(shù), 形成了多種各類型噴灌機(jī), 隨著這些噴灌機(jī)在生產(chǎn)中推廣, 從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、適應(yīng)性上等多方面的考核,世界上趨于將軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)、平移式自動(dòng)噴灌機(jī)及人工移動(dòng)式噴灌機(jī)等, 作為受歡迎的3大類機(jī)型進(jìn)行大面積的推廣。噴灌技術(shù)近年來(lái)又在噴灑農(nóng)藥、降低能耗、施水方式上有很大的突破,如美國(guó)林賽公司在平移式噴灌機(jī)上由高空搖臂式噴頭噴灑改為下吊低壓折射式噴頭，工作壓力從5～6kPa 降至1～2kPa; 又將噴灑方式改為拖管在地面上灌水入壟，使工作壓力降至0.5～1kPa。蒸發(fā)、飄移、被風(fēng)吹走等水量損失大大減少，水的利用率可提高到0.9 以上。我國(guó)從20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始發(fā)展噴灌技術(shù),“七五”期間，引進(jìn)了奧地利鮑爾公司的搖臂式噴頭、薄壁鋁管、薄壁熱浸鍍鋅鋼管生產(chǎn)線，并進(jìn)行了大量的相關(guān)研究。技術(shù)引進(jìn)和科技攻關(guān)對(duì)提高設(shè)備質(zhì)量，促進(jìn)噴灌發(fā)展起到了重要的作用。經(jīng)20多年的努力, 到90年代全國(guó)已形成噴灌面積約80萬(wàn)hm2, 取得比較顯著的節(jié)水、增產(chǎn)效益。噴灌方式多以輕小移動(dòng)機(jī)組為主，約占50%％～ 60％，固定和半固定式分別占10％和20％左右，大型噴灌機(jī)控制面積較小，基本為進(jìn)口機(jī), 主要集中在大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)和墾區(qū)。當(dāng)前我國(guó)噴灌設(shè)備生產(chǎn)已具備了一定的規(guī)模，但在產(chǎn)品種類、材質(zhì)、性能、可靠性等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)大的差距。

2.2 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)，最具典型的應(yīng)首推以色列的技術(shù)，除大田作物很少應(yīng)用外，他們幾乎將微灌技術(shù)應(yīng)用到有作物的各處，包括園林、陽(yáng)臺(tái)、花園，甚至于室內(nèi)裝飾植物。以色列水的利用率已達(dá)到90％，水的生產(chǎn)率達(dá)到2.72 kg/m3。他們還采用了一些現(xiàn)代化的控制管理手段, 真正做到了給植物灌水而不是給土壤灌水。微灌設(shè)備近年有很大突破, 80年代僅灌水器有100余種, 現(xiàn)逐步淘汰, 形式變少, 品種系列化。滴灌多采用滴灌帶。微噴頭多采用旋轉(zhuǎn)與折射機(jī)結(jié)合的形式，使出水孔口相對(duì)變大不易堵塞；射程相對(duì)增加使噴灌強(qiáng)度變小，均勻度提高；水滴直徑絕大多數(shù)為細(xì)小水滴而不是霧狀使能耗大大減少。我國(guó)從70年代開(kāi)始發(fā)展微灌技術(shù)，到目前已經(jīng)發(fā)展面積2.3萬(wàn)hm2，其中滴灌面積約占一半。主要經(jīng)過(guò)了引進(jìn)、消化和試制、設(shè)備和理論上深化研究和改進(jìn)及研制、制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范3個(gè)發(fā)展階段。通過(guò)多方努力和攻關(guān)，改進(jìn)和研制出了一批新的微灌設(shè)備如量滴灌設(shè)備、脈沖滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、孔口滴頭、補(bǔ)償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭、滲水頭、調(diào)壓器和施肥器等，建立了一批微灌技術(shù)示范基地，主要應(yīng)用于果樹(shù)、瓜果、保護(hù)地蔬菜和高價(jià)值經(jīng)濟(jì)作物上。我國(guó)微灌技術(shù)雖有較大的發(fā)展，但仍存在一定的問(wèn)題，而且與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大距離，主要包括以下幾點(diǎn)：①微灌設(shè)備種類少，性能差，生產(chǎn)工藝水平還比較落后，材質(zhì)不耐老化；②微灌系統(tǒng)抗防堵塞研究不夠深入，過(guò)濾設(shè)備等水凈化裝置種類少，造成了微灌系統(tǒng)的報(bào)廢；③我國(guó)目前的微灌主要集中在果菜等經(jīng)濟(jì)作物，大田作物微灌技術(shù)及適應(yīng)設(shè)備亟待研究解決。

2.3 渠道防滲工程技術(shù)

世界各國(guó)如美國(guó)、日本、印度、前蘇聯(lián)、巴基斯坦、伊朗、加拿大等, 由于渠道滲漏損失的水量很大，均非常重視并積極開(kāi)展渠道防滲工程研究和建設(shè)工作。這些國(guó)家渠道防滲工程建設(shè)發(fā)展快、技術(shù)水平高、節(jié)水效果顯著。如美國(guó)把渠道防滲作為水利工程挖潛措施之一，早在1964年就開(kāi)始研究，到1990年共建防滲渠道9656km。目前他們形成統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，施工機(jī)械化程度高，工程質(zhì)量好渠道輸水是目前我國(guó)農(nóng)田灌溉的主要方式。在渠道防滲材料方面，對(duì)提高灰土的早期強(qiáng)度及減少縮裂縫，提高水泥土的抗凍及抗裂性，提高砌石的防滲效果和混凝土材料防滲等方面都進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。尤其是80 年代以來(lái)成功地采用和推廣了薄膜、高強(qiáng)無(wú)機(jī)材料等新型防滲材料和新的復(fù)合材料防滲結(jié)構(gòu)形式，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；在防滲渠道斷面形式方面，70年代中期，對(duì)小型渠道研究并推廣了U 型斷面剛性材料防滲渠道，對(duì)大、中型渠道研究提出了弧形坡腳梯斷面渠道；在防滲渠道的凍害機(jī)理及防凍措施方面，目前對(duì)影響凍害的因素，例如土質(zhì)、水分、氣溫、渠道走向及斷面形狀、地下水位等，已研究和掌握了影響凍害的規(guī)律，已經(jīng)從定性的認(rèn)識(shí)發(fā)展到定量的研究成果；在施工技術(shù)方面，目前已開(kāi)始改變?nèi)斯な┕さ木置?，逐漸向半機(jī)械化和機(jī)械化方向邁進(jìn)。

2.4 管道輸水灌溉技術(shù)

管道輸水灌溉技術(shù)在國(guó)外發(fā)展較早。美國(guó)到1984年管理輸水灌溉面積已發(fā)展到643.2萬(wàn)hm 2，占全美國(guó)地面灌溉面積的46.9％。美國(guó)的管網(wǎng)系統(tǒng)地下部分采用素混凝土管閥門系統(tǒng)，地面部分采用柔性聚乙烯軟管或鋁管閘管系統(tǒng)，并采用快速接頭與固定的管道的出水口連接, 流動(dòng)使用。前蘇聯(lián)用地下管道代替明渠的發(fā)展速度已超過(guò)防滲渠道，到1984 年，地埋管道系統(tǒng)已占總灌溉渠系統(tǒng)的63%，管道總長(zhǎng)21.8 萬(wàn)km，地埋管材主要有鋼筋混凝土管、石棉水泥、塑料管及涂塑薄壁鋼管。以色列有20 萬(wàn)hm 2 灌溉土地，90％以上實(shí)現(xiàn)了管道輸水。我國(guó)低壓管道輸水灌溉技術(shù)自50年代開(kāi)始試點(diǎn)應(yīng)用，但因技術(shù)設(shè)備不配套，以及當(dāng)時(shí)農(nóng)村技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件較差而未能大面積推廣。進(jìn)入80年代以來(lái)，為了節(jié)約用水，這項(xiàng)節(jié)水技術(shù)引起各級(jí)政府部門和群眾的高度重視，迅速在北方平原井灌區(qū)發(fā)展起來(lái)，從系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、管材管件、配套設(shè)備、施工安裝、運(yùn)行管理待主面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了成套的成果，并研制出適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的雙壁紋PVC 管、薄壁PVC 管、水泥沙管、現(xiàn)澆混凝土管等低壓管材和配套管件，開(kāi)發(fā)出數(shù)十種管道灌溉用出水口的給水栓及安全保護(hù)裝置，制定了平原區(qū)低壓管道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及管材施工工藝。這些成果的取得大大推動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)在北方井灌區(qū)的發(fā)展。

2.5 節(jié)水的地面灌水技術(shù)

地面灌溉是我國(guó)灌溉的主體，98％的灌溉面積采用地面灌水。我國(guó)從70年代開(kāi)始進(jìn)行節(jié)水的地面灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用工作，20年來(lái)取得了顯著的成績(jī)，平整土地，推廣小畦灌溉或溝灌是最早采用的改進(jìn)技術(shù)，具有一定的節(jié)水效果，已普遍為農(nóng)民所接受。我國(guó)科技工作者也對(duì)膜上灌和涌流灌的節(jié)水機(jī)理進(jìn)行了一定的探索，在地面灌溉理論研究方面也取得了進(jìn)展，尤其是畦田規(guī)格、單寬流量灌溉定額等節(jié)水因素優(yōu)化，制定灌溉技術(shù)方案從而節(jié)約水量。由于改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)簡(jiǎn)便實(shí)用、易于推廣，對(duì)節(jié)水和緩解水資源緊缺狀況起了很大作用。雖然我國(guó)在地面節(jié)水灌溉方面取得了一定成就，但仍存在一些問(wèn)題和需要深化研究的方面，包括地面灌水技術(shù)的節(jié)水機(jī)理、各種節(jié)水地面灌溉技術(shù)的適應(yīng)條件、灌溉均勻度對(duì)作物的影響以及各種改進(jìn)地面灌溉技術(shù)的優(yōu)化組合方式。另外，波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用尚屬空白，需要研究解決和推廣。[3]

3 、節(jié)水灌溉發(fā)展中存在的問(wèn)題

3.1 田間節(jié)水工程投入嚴(yán)重不足

中央財(cái)政投入和地方財(cái)政配套側(cè)重于大型與重點(diǎn)中型灌區(qū)骨干工程的續(xù)建配套和更新改造，斗渠以下的田間渠系及配套設(shè)施(簡(jiǎn)稱“田間工程”)被認(rèn)為是農(nóng)民自己的事情，因而國(guó)家投入不足?，F(xiàn)階段我國(guó)的農(nóng)村中，絕大多數(shù)農(nóng)民只是基本解決了溫飽問(wèn)題，一家一戶的土地承包制、大量的青壯年涌進(jìn)城市務(wù)工，導(dǎo)致留在農(nóng)村的農(nóng)民基本無(wú)力投資投勞田間工程建設(shè)，致使很多田間工程老化失修，先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備得不到推廣應(yīng)用，嚴(yán)重制約了節(jié)水灌溉的發(fā)展。

3.2 政府層面對(duì)節(jié)水灌溉公益性地位的認(rèn)識(shí)不到位

在水資源短缺日趨嚴(yán)重的形勢(shì)下，國(guó)家發(fā)展節(jié)水灌溉的目的，一方面是要科學(xué)合理地配置水資源，壓縮灌溉用水量，將節(jié)約出來(lái)的灌溉水轉(zhuǎn)移為生活、工業(yè)和生態(tài)用水,以實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；另一方面還必須做到提高糧食綜合生產(chǎn)能力，保障國(guó)家糧食安全。國(guó)家希望農(nóng)民積極采用先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)實(shí)施灌溉，既多產(chǎn)糧，產(chǎn)好糧，又少用水。而作為比較窮、比較苦的農(nóng)民來(lái)說(shuō)，他們重視的是自己的直接經(jīng)濟(jì)效益，即土地的產(chǎn)出怎么能滿足他們的口糧，,又能多得點(diǎn)現(xiàn)金收入，節(jié)水不節(jié)水與他們的直接關(guān)系不大。不言而喻，發(fā)展節(jié)水灌溉是國(guó)家利益所致，農(nóng)民是在為國(guó)家節(jié)水，節(jié)水灌溉的公益性顯而易見(jiàn)。但是國(guó)家對(duì)農(nóng)民采用節(jié)水灌溉的補(bǔ)助政策缺失，嚴(yán)重影響了農(nóng)民參與節(jié)水灌溉的積極性。

3.3 先進(jìn)適用的節(jié)水灌溉技術(shù)推廣應(yīng)用面積不大

先進(jìn)適用的節(jié)水灌溉技術(shù)如渠道防滲選擇好的斷面形式、噴灌技術(shù)在大田作物及山丘區(qū)經(jīng)濟(jì)作物中的應(yīng)用、微灌技術(shù)在果樹(shù)灌溉中的應(yīng)用等，至今推廣應(yīng)用的面積不大。很多情況下是今年新建一批工程，但同時(shí)要報(bào)廢一批已建工程。究其原因，一是農(nóng)民接受新技術(shù)的能力較低；二是工程設(shè)計(jì)人員未能真正掌握先進(jìn)節(jié)水技術(shù)的內(nèi)涵,設(shè)計(jì)成果本身不合理；三是有些節(jié)水設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量不合格,未能達(dá)到性能要求；四是運(yùn)行管理不能照章執(zhí)行；五是技術(shù)服務(wù)體系不健全。結(jié)果是不僅先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不了，而且相對(duì)傳統(tǒng)的灌水方式又增大了投入，造成上新工程沒(méi)有積極性，已建工程又提早報(bào)廢,事倍功半，農(nóng)民不歡迎。[5]

3.4 技術(shù)規(guī)范及規(guī)程不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用

技術(shù)規(guī)范及規(guī)程從某種意義上說(shuō)，即是技術(shù)立法，國(guó)家及行業(yè)先后出臺(tái)了一系列與節(jié)水灌溉相關(guān)的技術(shù)規(guī)范及規(guī)程，但是在實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工和管理運(yùn)行中不按照規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的要求實(shí)施的情況比比皆是,致使很多技術(shù)規(guī)范及規(guī)程成了"紙上談兵"的擺設(shè),并不能真正發(fā)揮其應(yīng)有的技術(shù)約束力作用。[6]

4 、結(jié)論

本文分析了我國(guó)實(shí)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的必要性，在此基礎(chǔ)上論述了目前我國(guó)農(nóng)業(yè)主要采取的節(jié)水灌溉技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展中存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述?？芍诠?jié)水灌溉上我們還存在很多的問(wèn)題，需要我們積極努力的克服。在應(yīng)用上述節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)措施時(shí)，應(yīng)因地制宜選用，繼續(xù)完善農(nóng)業(yè)田間工程配套技術(shù)建設(shè)，在農(nóng)業(yè)管理中采用信息化管理，并將農(nóng)業(yè)節(jié)水與工程節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)先進(jìn)的灌溉管理體制來(lái)實(shí)現(xiàn)管理節(jié)水，推動(dòng)農(nóng)業(yè)節(jié)水的高效快速發(fā)展。

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