□范富東(貴州省水利水電勘測設計研究院)□祁永輝(青海省電力設計院)
我國作為一個淡水資源總數居世界前列,而淡水資源人均占有量卻居世界后排的水資源緊張的發展中國家,如何合理有效利用水資源,如何充分發揮節水灌溉在農業發展中的重要性,成為目前農業發展課題中,日漸重大的研究題目。
由于我國國土面積遼闊,水土資源分布勢必會不均勻。特殊的地理環境,決定我國降水量分布呈西北內地向東南沿海遞增。而且降水量和河流的徑流量分布不均勻,與我國人口分布、耕地面積分布嚴重不協調。如長江流域地區,水資源約占全國的80%,而該地區的耕地面積約占全國耕地面積總數的35%,可見我國降水量與水資源利用量嚴重不協調,南方地區普遍降水多,耕地面積少,人均水資源占有量過大,而北方耕地面積多,水資源不足,人均水資源占有量少。甚至出現一些地區水資源緊缺,而一些地區水量過大形成自然災害。
隨著農業、工業現代化生產和城市化建設,水資源的利用日漸重要,而由此引發的水資源污染問題也越來越多。其中,工業生產造成的廢水排污情況比較嚴重,造成水質的永久性惡化;其次是化合物對水體的污染,如農業生產中,使用大量的劇烈高殘留農藥化肥及殺蟲劑,經過降雨造成了很大程度的水體污染;另外是大氣中的化學有毒物質殘留,經過降雨造成了水體的化學污染,使水質發生惡化。
我國是一個農業大國,因此農業灌溉用水作為我國水資源利用的主體用水,其用水量極大,據統計我國每年農業灌溉用水量約4千億m3,而由于我國農業灌溉的相關技術不是十分發達,農業灌溉用水的有效利用率還不是很高,因此在農業灌溉的大量用水中,出現了很多浪費現象。由于農業灌溉用水的基數大,是我國主要水資源利用的主體,所以要想根本有效地改變我國水資源利用局面,必須以節約農業灌溉用水入手。
所謂不充分灌溉理論,就是以農作物的生長關鍵期為主要灌溉特征的一種灌溉形式,即科學合理地利用有效灌溉,在作物的一般生長期減少農業灌溉水量,在作物的生長關鍵期增加農業灌溉水量,使農業灌溉用水能夠有效地得到利用。這種理論作為以作物生長習性為主要根據的農業灌溉理論,在國內已得到廣泛的使用和推廣。
調控水量灌溉理論作為一種以農作物生長為主要依據的灌溉理論,與不充分灌溉理論有同有異。二者雖然同樣都是以農作物生長為主要依據進行灌溉的,但是后者需要對農作物的習性進行更深層的掌握,如在生長的特定時期,有目的性的對農作物進行虧水灌溉,使農作物本身產生一個缺水改變,以達到節水增產的效果,從而改變農產品的品質。不過這種調控水量灌溉方式對技術要求較高,對農作物生長了解更深入。目前國內的調控水量灌溉理論尚屬于發展階段,對相關農作物的不同生長時期水量調控技術還不成熟,因此,對調控水量灌溉理論進一步發展和探究,是新時期我國農業節水灌溉的重要內容。
噴灌技術是通過壓力設備給水以相應壓力后,讓水通過地面噴水管和噴頭噴射到低空,經霧化之后形成了如降雨一般的效果,使水流均勻散布到作物和地表上。這種灌溉技術可以使水自空中有效均勻地對地面作物進行灌溉,使作物受水均勻,此種技術多用于國內的溫室灌溉和草坪灌溉。
微灌技術是通過管道和管道末端的滴頭將水和肥料滴入農作物,有效地滴入農作物的根部,可以使農作物根部保持水量充足,以保證灌溉技術的有效性。灌溉管道多采用塑料材質,一般用于對水量和養分要求比較高的作物灌溉,是一項專業較高的技術灌溉。
滲灌技術是以原有的地下管道為灌溉網引入田里,通過水管管壁的濕度滋潤農作物的根部。這是一種高度節水的灌溉,因其的高度節水節能性被廣泛運用到農業節水灌溉中,但由于這種灌溉技術主要針對水量要求較低的草本作物,而且對相應的水流管道容易產生破壞,因此主要在特定灌溉地點和地區使用。
由于地面灌溉技術是農業灌溉技術的主要形式,因此在發展多種灌溉技術的同時,對原有地面灌溉技術的改進與革新,也是一項十分重要的內容,隨著農業灌溉科學技術的進步,對傳統地面灌溉技術的不足,如灌水不均勻,灌水時間過長,水資源利用率低,容易造成水量的嚴重浪費等等問題,都要進行突破性的改進。如采取膜上灌水技術,管道配水技術等等,都是目前國內針對地面灌溉技術的改進。另外,為了做到灌溉的最大節水,渠道防滲技術也越來越被廣泛地應用到改造地面灌溉技術中,方法之一是利用混凝土防滲,此種防滲有壽命長、效果好等優點。另一方法是使用塑料薄膜防滲,因其造價低、工程簡單、運輸輕便及不易腐蝕等優點也被廣泛應用。另外,還有利用化學物質作為土壤添加劑來增強土壤防滲的辦法,但由于化學物質容易改變土壤屬性,對以后土壤肥力有較大影響,因此只是針對性的應用。
低壓管道輸水灌溉簡稱為“管灌”。是一種利用低壓力管道代替輸水管道進行水量灌溉的方法,因其設備簡易、投資成本小,省水、省力等節水特點,被農民群眾廣泛運用到農業灌溉當中。特別是我國北方地區,由于北方的耕地面積大,而降水量又較小,運用低壓管道輸水灌溉技術,可以更加節省土地和時間,增加單位面積產量。
目前我國在城市建設工程節水技術發展的基礎上,逐漸有一套較為完善的農業節水灌溉技術,整個農業節水過程有系統化的環節,各種農業節水灌溉技術都可獨立使用,又可根據農業灌溉的實際情況有效搭配灌溉,做到最大程度的節約水資源,提高單位面積產量和農作物質量。以求不但節約了水資源,而且達到了增加效益、更不影響日后農業的可持續發展地目的。
隨著農業節水灌溉技術的不斷進步,對相關節水技術的管理和監管工作也顯得日益重要。對不同種類的農作物生長習性的研究,農田水量調控的管理,以及不充分灌溉等技術在灌溉工作中的應用,都在技術管理環節加大了力度。特別是節水灌溉相關指標的管理,不同灌溉區域的配水標準,以及各種流水管道的流量和管道材質厚度標準等方面的管理工作,都有較大程度的加強。
隨著經濟全球化的不斷發展,農業作為第一產業在社會經濟發展中占著舉足輕重的位置。在全球水資源日漸消耗的大趨勢下,一個國家合理利用自然資源的效率和程度也日漸成為評定綜合國力的標準。伴隨著中國經濟在新時期的騰飛,農業的合理化發展也不容忽視,節水增效是農業發展永久性的目標和前提。因此,積極開展農業節水灌溉,提高農業節水灌溉技術在現代化發展中,具有重要意義。
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