高效節(jié)水灌溉措施及效益評價

王春素

(博樂農(nóng)五師全新勘測設(shè)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(huán)的產(chǎn)物，直接參與著地球的物質(zhì)循環(huán)、能量循環(huán)，同時地下水還是生態(tài)循環(huán)的重要部分，直接關(guān)系到當(dāng)?shù)厣锓N類和數(shù)目[1]。全國 80%的水資源分布在長江以南地區(qū)，但該地區(qū)的耕地面積僅占全國的 1/3左右，每年北方地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水缺口達300億m3。農(nóng)業(yè)灌溉用水占全國總量的60%以上，但由于傳統(tǒng)灌溉技術(shù)落后，設(shè)備老化，其平均利用率僅為45%左右，因此農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)是節(jié)水工作主抓的重點[2～3]。近些年來，隨著我國農(nóng)業(yè)機械化的不斷提高，全國范圍內(nèi)出現(xiàn)了很多農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)。本文通過大量的研究分析，采用宏觀調(diào)查與微觀統(tǒng)計相結(jié)合的方法，對高效節(jié)水灌溉措施進行了探討，并對其效益進行評價，為北方地區(qū)作物生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

1 灌溉中存在的主要問題

改革開放以來，農(nóng)田畝產(chǎn)量逐年增加，農(nóng)業(yè)需水量急劇增加。但同時我國有將近一半地區(qū)的地下水受到不同程度的污染，地下水水質(zhì)狀況令人擔(dān)心。全國范圍內(nèi)出現(xiàn)了地下水水量衰竭和惡化的狀況，華北地區(qū)多條河流斷流，地下水位逐年加深。目前，農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)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(nóng)業(yè)發(fā)展。

（2）灌溉設(shè)施抗旱能力不強，抗旱災(zāi)的能力較低。

（3）由于缺乏養(yǎng)護資金，現(xiàn)有灌溉設(shè)施老化，難以發(fā)揮其設(shè)計時的作用，多數(shù)灌渠配套設(shè)施部完善。

（4）80%以上的地區(qū)采取傳統(tǒng)漫灌，節(jié)水灌溉區(qū)域小，灌溉技術(shù)落后，效率低。

（5）管理基層機構(gòu)薄弱，有的地方甚至沒有專人管理，管理人員技術(shù)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(tǒng)一的灌溉。

2 高效節(jié)水灌溉措施及效益對比

高效節(jié)水灌溉是根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧畻l件和作物的需求規(guī)律，充分高效的利用灌溉用水，達到作物的技術(shù)經(jīng)濟性、社會效益、生態(tài)效益的最優(yōu)值，其指導(dǎo)思想主要有以下幾點[3～4]。

（1）充分利用當(dāng)?shù)氐奶烊唤邓?、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(chǎn)量，要使農(nóng)業(yè)綜合效益最高。

（4）不僅重視當(dāng)前綜合效益，還要兼顧生態(tài)、環(huán)境、社會影響，保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

從高效節(jié)水灌溉的指導(dǎo)思想出發(fā)，研究開發(fā)節(jié)水灌溉的措施（見圖1）。

農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水的措施分為供水環(huán)節(jié)的節(jié)水和耗水環(huán)節(jié)的節(jié)水，并從水資源的開發(fā)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(jié)水的各種途徑。

圖1 農(nóng)業(yè)節(jié)水的各種途徑

據(jù)研究，干旱情況并不一定總是降低農(nóng)作物的產(chǎn)量，一定的缺水反而是對增產(chǎn)有利的[5]。農(nóng)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(nóng)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(chǎn)量造成很大影響，表1給出了華北地區(qū)幾種主要作物干旱實驗結(jié)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(fā)生在疏水過程中，因此高效的輸水技術(shù)對灌溉節(jié)水起著關(guān)鍵作用。目前，主要節(jié)水關(guān)鍵工程技術(shù)有：渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌、微灌4種，表2是對4種節(jié)水灌溉的優(yōu)缺點、適用條件進行的對比。

由于不同灌溉形式對應(yīng)的材料、設(shè)備不同，因此造價也有很大差異。以本省各類高效灌溉技術(shù)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(qū)幾種主要作物干旱實驗結(jié)果

表2 主要節(jié)水灌溉技術(shù)對比

3 結(jié) 論

通過大量的研究分析，采用宏觀調(diào)查與微觀統(tǒng)計相結(jié)合的方法，對高效節(jié)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(jié)水灌溉技術(shù)進行了對比，得出了其優(yōu)點、缺點、適用范圍，為北方地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的展開奠定了理論基礎(chǔ)。結(jié)合北方地區(qū)的灌溉工程實例及管理經(jīng)驗，得出了高效節(jié)水灌溉的發(fā)展方向。

（1）發(fā)展節(jié)水灌溉的重點地區(qū)應(yīng)該是華北地區(qū)和西北地區(qū)，以及工業(yè)發(fā)達的城市郊區(qū)和水資源匱乏的地區(qū)。

（2）要對現(xiàn)有大、中型灌區(qū)進行渠道系統(tǒng)優(yōu)化，對灌區(qū)發(fā)展低壓管道輸水技術(shù)和半固定式噴灌。

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

（4）在高效節(jié)水灌溉技術(shù)實施的同時，應(yīng)重視雨水資源、覆蓋技術(shù)、物理化學(xué)保水技術(shù)的應(yīng)用。

[1]杜貞棟,谷維龍,王華忠,等.農(nóng)業(yè)非工程節(jié)水技術(shù)[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(jié)水灌溉項目經(jīng)濟評價方法研究[D].揚州:揚州大學(xué),2010.

[4]袁先江.安徼省節(jié)水灌溉技術(shù)及其發(fā)展模式研究[D].南京:河海大學(xué),2007.

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