高效節水灌溉措施及效益評價

王春素

(博樂農五師全新勘測設計有限公司，新疆 博樂 833400)

我國地下水資源僅占世界的31%，是地球自然循環的產物，直接參與著地球的物質循環、能量循環，同時地下水還是生態循環的重要部分，直接關系到當地生物種類和數目[1]。全國 80%的水資源分布在長江以南地區，但該地區的耕地面積僅占全國的 1/3左右，每年北方地區農業灌溉用水缺口達300億m3。農業灌溉用水占全國總量的60%以上，但由于傳統灌溉技術落后，設備老化，其平均利用率僅為45%左右，因此農業灌溉技術是節水工作主抓的重點[2～3]。近些年來，隨著我國農業機械化的不斷提高，全國范圍內出現了很多農業高效節水灌溉技術。本文通過大量的研究分析，采用宏觀調查與微觀統計相結合的方法，對高效節水灌溉措施進行了探討，并對其效益進行評價，為北方地區作物生長創造了良好的環境。

1 灌溉中存在的主要問題

改革開放以來，農田畝產量逐年增加，農業需水量急劇增加。但同時我國有將近一半地區的地下水受到不同程度的污染，地下水水質狀況令人擔心。全國范圍內出現了地下水水量衰竭和惡化的狀況，華北地區多條河流斷流，地下水位逐年加深。目前，農業灌溉技術主要存在以下問題[4]。

（1）水資源匱乏且分布不均勻，供需矛盾激化，一定程度上制約了農業發展。

（2）灌溉設施抗旱能力不強，抗旱災的能力較低。

（3）由于缺乏養護資金，現有灌溉設施老化，難以發揮其設計時的作用，多數灌渠配套設施部完善。

（4）80%以上的地區采取傳統漫灌，節水灌溉區域小，灌溉技術落后，效率低。

（5）管理基層機構薄弱，有的地方甚至沒有專人管理，管理人員技術落后。

（6）由于家庭承包制的限制，土地十分零碎種植作物不一，難以組織正常統一的灌溉。

2 高效節水灌溉措施及效益對比

高效節水灌溉是根據當地供水條件和作物的需求規律，充分高效的利用灌溉用水，達到作物的技術經濟性、社會效益、生態效益的最優值，其指導思想主要有以下幾點[3～4]。

（1）充分利用當地的天然降水、河流、供水等資源。

（2）盡可能的提高灌溉效率和水資源利用率。

（3）不要單純追求產量，要使農業綜合效益最高。

（4）不僅重視當前綜合效益，還要兼顧生態、環境、社會影響，保證農業的可持續發展。

從高效節水灌溉的指導思想出發，研究開發節水灌溉的措施（見圖1）。

農業灌溉節水的措施分為供水環節的節水和耗水環節的節水，并從水資源的開發與利用、減少輸配損失、減少灌水損失、提高管理水平、減少田間水分無效消耗及提高利用率6個方向，全面的討論了灌溉節水的各種途徑。

圖1 農業節水的各種途徑

據研究，干旱情況并不一定總是降低農作物的產量，一定的缺水反而是對增產有利的[5]。農作物的生理過程中伴隨著氣孔張開和蒸騰作用，在中度缺水的條件下，氣孔開度減小，蒸騰作用效果變差，但光合作用并未顯著降低。農作物在不同生長階段對水分的要求也是不同的，尤其是在開花期和果實形成期最為敏感，而其他時期缺水并未對產量造成很大影響，表1給出了華北地區幾種主要作物干旱實驗結果。

灌溉用水的去向一般包括：水源到土地的輸水損失、土壤儲水損失、植物根系吸收3部分，其中最主要的水消耗發生在疏水過程中，因此高效的輸水技術對灌溉節水起著關鍵作用。目前，主要節水關鍵工程技術有：渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌、微灌4種，表2是對4種節水灌溉的優缺點、適用條件進行的對比。

由于不同灌溉形式對應的材料、設備不同，因此造價也有很大差異。以本省各類高效灌溉技術為例，渠道防滲工程造價為 600～1200元/畝；半固定式噴灌造價為320～480元/畝；保護式滴灌的造價為1350～2050元/畝；絞盤式噴灌的造價為730～960元/畝；微噴灌的造價為1000～1200元/畝。

表1 華北地區幾種主要作物干旱實驗結果

表2 主要節水灌溉技術對比

3 結 論

通過大量的研究分析，采用宏觀調查與微觀統計相結合的方法，對高效節水灌溉措施進行了探討，并對渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌、微灌 4種高效節水灌溉技術進行了對比，得出了其優點、缺點、適用范圍，為北方地區農業灌溉技術的展開奠定了理論基礎。結合北方地區的灌溉工程實例及管理經驗，得出了高效節水灌溉的發展方向。

（1）發展節水灌溉的重點地區應該是華北地區和西北地區，以及工業發達的城市郊區和水資源匱乏的地區。

（2）要對現有大、中型灌區進行渠道系統優化，對灌區發展低壓管道輸水技術和半固定式噴灌。

（3）對于小麥、玉米等作物種植區域應該以低壓管道輸水技術為主，對于經濟作物種植帶可發展噴灌技術，對于蔬果、園林、花卉等應該發展微灌技術。

（4）在高效節水灌溉技術實施的同時，應重視雨水資源、覆蓋技術、物理化學保水技術的應用。

[1]杜貞棟,谷維龍,王華忠,等.農業非工程節水技術[M].中國水利水電出版社,2004.

[2]Allan Andersson,EvaJohansson,PetterOscarson.Nitrogen redistribution from the roots inpost-anthesis plants of spring wheat[J]Plant and Soil,2005,269,:1-2.

[3]羅健.節水灌溉項目經濟評價方法研究[D].揚州:揚州大學,2010.

[4]袁先江.安徼省節水灌溉技術及其發展模式研究[D].南京:河海大學,2007.

[5]周瑞瑤,趙桂芳.鶴崗市高效節水灌溉發展分析[J].黑龍江水利科技,2011,39(5):183.