高效节水灌溉措施及效益评价

王春素

(博乐农五师全新勘测设计有限公司，新疆 博乐 833400)

我国地下水资源仅占世界的31%，是地球自然循环的产物，直接参与着地球的物质循环、能量循环，同时地下水还是生态循环的重要部分，直接关系到当地生物种类和数目[1]。全国 80%的水资源分布在长江以南地区，但该地区的耕地面积仅占全国的 1/3左右，每年北方地区农业灌溉用水缺口达300亿m3。农业灌溉用水占全国总量的60%以上，但由于传统灌溉技术落后，设备老化，其平均利用率仅为45%左右，因此农业灌溉技术是节水工作主抓的重点[2～3]。近些年来，随着我国农业机械化的不断提高，全国范围内出现了很多农业高效节水灌溉技术。本文通过大量的研究分析，采用宏观调查与微观统计相结合的方法，对高效节水灌溉措施进行了探讨，并对其效益进行评价，为北方地区作物生长创造了良好的环境。

1 灌溉中存在的主要问题

改革开放以来，农田亩产量逐年增加，农业需水量急剧增加。但同时我国有将近一半地区的地下水受到不同程度的污染，地下水水质状况令人担心。全国范围内出现了地下水水量衰竭和恶化的状况，华北地区多条河流断流，地下水位逐年加深。目前，农业灌溉技术主要存在以下问题[4]。

（1）水资源匮乏且分布不均匀，供需矛盾激化，一定程度上制约了农业发展。

（2）灌溉设施抗旱能力不强，抗旱灾的能力较低。

（3）由于缺乏养护资金，现有灌溉设施老化，难以发挥其设计时的作用，多数灌渠配套设施部完善。

（4）80%以上的地区采取传统漫灌，节水灌溉区域小，灌溉技术落后，效率低。

（5）管理基层机构薄弱，有的地方甚至没有专人管理，管理人员技术落后。

（6）由于家庭承包制的限制，土地十分零碎种植作物不一，难以组织正常统一的灌溉。

2 高效节水灌溉措施及效益对比

高效节水灌溉是根据当地供水条件和作物的需求规律，充分高效的利用灌溉用水，达到作物的技术经济性、社会效益、生态效益的最优值，其指导思想主要有以下几点[3～4]。

（1）充分利用当地的天然降水、河流、供水等资源。

（2）尽可能的提高灌溉效率和水资源利用率。

（3）不要单纯追求产量，要使农业综合效益最高。

（4）不仅重视当前综合效益，还要兼顾生态、环境、社会影响，保证农业的可持续发展。

从高效节水灌溉的指导思想出发，研究开发节水灌溉的措施（见图1）。

农业灌溉节水的措施分为供水环节的节水和耗水环节的节水，并从水资源的开发与利用、减少输配损失、减少灌水损失、提高管理水平、减少田间水分无效消耗及提高利用率6个方向，全面的讨论了灌溉节水的各种途径。

图1 农业节水的各种途径

据研究，干旱情况并不一定总是降低农作物的产量，一定的缺水反而是对增产有利的[5]。农作物的生理过程中伴随着气孔张开和蒸腾作用，在中度缺水的条件下，气孔开度减小，蒸腾作用效果变差，但光合作用并未显著降低。农作物在不同生长阶段对水分的要求也是不同的，尤其是在开花期和果实形成期最为敏感，而其他时期缺水并未对产量造成很大影响，表1给出了华北地区几种主要作物干旱实验结果。

灌溉用水的去向一般包括：水源到土地的输水损失、土壤储水损失、植物根系吸收3部分，其中最主要的水消耗发生在疏水过程中，因此高效的输水技术对灌溉节水起着关键作用。目前，主要节水关键工程技术有：渠道防渗、低压管道输水、喷灌、微灌4种，表2是对4种节水灌溉的优缺点、适用条件进行的对比。

由于不同灌溉形式对应的材料、设备不同，因此造价也有很大差异。以本省各类高效灌溉技术为例，渠道防渗工程造价为 600～1200元/亩；半固定式喷灌造价为320～480元/亩；保护式滴灌的造价为1350～2050元/亩；绞盘式喷灌的造价为730～960元/亩；微喷灌的造价为1000～1200元/亩。

表1 华北地区几种主要作物干旱实验结果

表2 主要节水灌溉技术对比

3 结 论

通过大量的研究分析，采用宏观调查与微观统计相结合的方法，对高效节水灌溉措施进行了探讨，并对渠道防渗、低压管道输水、喷灌、微灌 4种高效节水灌溉技术进行了对比，得出了其优点、缺点、适用范围，为北方地区农业灌溉技术的展开奠定了理论基础。结合北方地区的灌溉工程实例及管理经验，得出了高效节水灌溉的发展方向。

（1）发展节水灌溉的重点地区应该是华北地区和西北地区，以及工业发达的城市郊区和水资源匮乏的地区。

（2）要对现有大、中型灌区进行渠道系统优化，对灌区发展低压管道输水技术和半固定式喷灌。

（3）对于小麦、玉米等作物种植区域应该以低压管道输水技术为主，对于经济作物种植带可发展喷灌技术，对于蔬果、园林、花卉等应该发展微灌技术。

（4）在高效节水灌溉技术实施的同时，应重视雨水资源、覆盖技术、物理化学保水技术的应用。

[1]杜贞栋,谷维龙,王华忠,等.农业非工程节水技术[M].中国水利水电出版社,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]罗健.节水灌溉项目经济评价方法研究[D].扬州:扬州大学,2010.

[4]袁先江.安徼省节水灌溉技术及其发展模式研究[D].南京:河海大学,2007.

[5]周瑞瑶,赵桂芳.鹤岗市高效节水灌溉发展分析[J].黑龙江水利科技,2011,39(5):183.