浅析农业节水灌溉

更新时间:2015-09-09 22:09:25 来源: 作者: 浏览672次 文字大小:

浅析农业节水灌溉

摘  要:水资源危机被公认为未来10年人类共同而临的最严重挑战之一。农业是用水大户,农业灌溉又占用了农业总用水量中的绝大部分,世界各国均非常重视发展节水灌溉。

关键字:节水灌溉、现状、技术、管理

1 我国水资源现状

我国水资源十分短缺,不仅人均占有量少,而且时空分布不均匀,水资源区域分布与生产力布局极不匹配。目前,全国每年缺水400亿m,农业缺水300亿m,而每年农业生产中浪费水量高达1000亿m。2030年,我国灌溉水利用率要达到0.6~0.7,水分生产率提高到1.5~1.8kg/m。实现灌区节水600~800亿m,才能保证我国的粮食安全,实现农业的可持续发展。

1. 1水资源平均占有水平低

我国水资源人均占有量约2300m,仅占世界人均的1/4,每公顷占有景为28000 m,是世界平均的3/4,属贫水国家之一。

1. 2水土资源分布不合理

我国降水量分布由东南沿海向西北内陆递减,降水量和径流量在地区上的分布极不均匀,并且与人口、耕地分布不相适应。长江及其以南地区水资源占全国的81 %,而耕地和人口分别占全国的36%和55%;淮河及其以北地区,水资源占全国的19%,耕地和人口分别占全国的64%和45%。其中,黄、淮、海、辽四河流域内耕地占全国的42%,人口占全国的36%,而水资源只占全国9%,因而形成了南方水多耕地少,人均水量大,水资源有余;北方水少耕地多,人均水量少,水资源紧缺的局面。

1.3水资源污染严重

随着工农业生产和城镇建设的发展,水质恶化局面越来越严重。水体污染主要有三方面。一是工业排污。工业排污是水体的主要污染源,进入20世纪90年代,全国每年排放废污水355亿m。其中80%未经处理直接排入水域,水污染遍及多数江河湖库。大部分乡镇企业没有环保措施,污染向中小河流及水网沟渠扩散。二是人口的增长加大了生活污水的排放量。三是非点源污染对水体的影响,一种情况是农村大量使用高残留农药化肥对土壤植被造成影响;另一种情况是大气中的有毒物质被降雨带至地面也在一定程度上污染了水源。

1.4农业灌溉用水量大且浪费严重

我国农业灌溉年用水量约4000亿m。灌溉水利用系数只有0. 3~0.4,井灌区的灌溉水利用系数也只有0.6左右,灌溉用水浪费严重。如果把灌溉水利用系数提高10%,每年即可节约400多亿m,因此在全国水利工程年供水能力有限的情况下,灌溉节水对国民经济的发展具有重大的现实意义。节水灌溉管理技术是在科学的计划和配套的政策、法律体系保障下通过现代化的节水灌溉工程管理措施按照社会主义市场经济条件下的以效益为主的用水管理制度运行达到以最少的水量消耗获取尽可能多的农作物产量、最高的经济效益和生态环境效益的综合管理技术主要包括节水水组织管理、节水工程管理和节水经营管理等内容。

2 农业节水灌溉现状

2.1 农业节水灌溉必要性

随着人口的增长、城镇化和经济社会的快速发展,我国用水矛盾日益尖锐,缺水问题更加突出。而农业作为我国的用水大户,用水量约占水资源总量的65%,农业用水浪费十分严重,主要表现在:灌溉水利用系数低,平均仅为45%左右;自然降水利用率低,仅达到56%;农业用水的效率不高,其中农田灌溉水的利用效率仅有1.0 kg/m左右;初步改造的节水灌溉工程面积仅占全国灌溉面积的30 %,因此,发展节水农业势在必行。

发展节水灌溉,对生态环境建设和保护有十分重要的意义。我国生态环境建设是一项长期艰巨的任务,用节约农业用水量支持生态环境建设用水,从源头节水,严格控制上游用水,不仅可以缓解下游用水紧张矛盾,而且遏制下游生态环境恶化趋势,为逐步恢复和保护生态提供支持,同时减少灌溉用水量,有利于遏制地下水进一步超采和减少地质灾害等。

2.2节水农业持续发展的制约因素

2.2.1认识问题

一是对节水农业认识上存有误区,认为节水农业就是节水灌溉农业,节水技术是灌区的专利这种狭义的节水农业观不利于水资源的整体、高效、持续利用,不利于农业全而摆脱水危机。二是社会公众的水危机和节水意识淡薄,特别是水源条件好的灌区农户采用节水技术的积极性不高。三是用水户对水是商品认识不足,对调整水价不理解。

2.2.2技术问题

技术结构不尽合理,现有的节水技术多适用于高产值的园艺作物,而适用于农田粮食作物而推广的节水技术严重短缺。

2.2.3机制问题

首先是市场机制在水资源配置中不到位,尚未发挥应有的作用搞节水农业工程政府一厢情愿的多,农户自觉行动的少。二是投入有限,受地方和农户的投资能力的限制以及农户的价值取向的影响,节水农业的发展步履艰难。三是管理体制不适应现行水管机构节水功能缺损,不适应市场经济和节水农业发展的需要,灌溉管理系统缺乏效率。

3 农业节水灌溉技术

3. 1渠道防渗技术

渠道防渗的方法很多,根据所使用的防渗材料可分为土料压实防渗、三合土料护面防渗、石料衬砌防渗、混凝土衬砌防渗、塑料薄膜防渗和沥青护面防渗等。占我国总用水量80%的农灌主要输水手段是渠道,而传统的土渠输水渗漏损失约为引水总量的50%~60% ,仅此项全国年约损失水量1700亿方,目前我国渠道防渗长度仅占所需的1/3~1/4。所以,大力发展渠道防渗技术是节水灌溉的重要途径。

3. 2低压管道输水灌溉技术

低压管道输水灌溉技术简称“管灌”,是利用低压管道代替渠道输水的一种灌水方法。“管灌”由于具有  一次性投资少、设备简单、省水、省工、省地、省时,增产效益显著等优点,颇受农民群众欢迎,在我国北方井灌区已发展到390万hm。实践证明管灌是我国北方地区发展节水灌溉的重要途径之一。

3.3喷灌技术

我国从20世纪70年代开始发展喷灌技术,取得了显著的节水、增产效益。这项技术较适合在山丘地区、干旱缺水地区和经济作物灌区发展。

3. 4微灌技术

根据灌水器的类型,可分为滴灌、微喷灌和涌泉灌3种。我国从1974年开始采用微灌技术,该技术适用于山丘地区和水资源非常贫乏地区,由于可将灌溉、施肥、打农药同时进行,因而特别适用于经济作物的灌溉。

4 农业节水灌溉管理

节水灌溉管理技术是在科学的训划和配套的政策、法律体系保障下通过现代化的节水灌溉工程管理措施按照社会主义市场经济条件下的以效益为主的用水管理制度运行达到以最少的水量消耗获取尽可能多的农作物产量、最高的经济效益和生态环境效益的综合管理技术。主要包括节水组织管理、节水工程管理和节水经营管理等内容。

4.1节水组织管理

节水灌溉组织管理是节水灌溉事业战略性的决策管理具有计划、组织、指挥、协调、控制等职能。体现在政策法规体系建设、节水战略及规划和投入机制建设等方面。

计划就是探索在社会主义市场经济体制下的适合中国国情的节水灌溉模式并制定实施方案。组织就是建立节水灌溉工作的物质和社会双重结构。指挥就是使从事节水灌溉工作的所有人员都能发挥出积极的作用。协调就是节水灌溉工作要连接、联合、调和所有与节水灌溉有关的活动和力量。控制就是注意并保持节水灌溉工作是否按以制定的规章和下达的指令进行。关于节水灌溉工作国家应制定和完善有利于节水工作顺利进行的政策和法规体系。明确节水灌溉工程的所有权、经有权和管理权。 节水灌溉与农业的发展息息相关是国民经济可持续发展的重要组成部分所以必须正确把握可持续发展战略和短期内开发利益的辩证关系。在社会主义市场经济的新形势下节水灌溉要从粗放型经营管理向集约型经营管理转变节水战略也应从社会效益型向市场效益型转变。

传统的节水灌溉工程的投入机制是单一国家负担是以物质资金的方式投入。新的投入方式应该是国家、集体和个人共同负担是以科技和物质资金共同投入的复合投入方式。

4.2节水工程管理

节水工程管理技术根据作物需水规律控制、调配水源以最人限度地满足作物对水分的需求实现区域效益最佳的农田水分调控管理技术主要包括:节水灌溉灌水制度、土壤墒情检测预报技术、节水灌溉配水技术、节水灌溉量水技术、节水灌溉自动控制技术。

4.2.1节水灌溉制度。

节水灌溉灌水制度是把有限的灌溉水量在作物生育期内进行最优分配以提高灌溉水向作物吸收根层的贮水转化以及光合产物向经济产量转化的效率。可以采用非充分灌溉、抗旱灌溉和低定额灌溉等,限制对农作物的水分供应,巧灌关键水,增加有效降雨的利用,加人土壤调蓄能力同时又对作物进行抗旱锻炼降低田间腾发量提高作物对农田水的利用效率。

4.2.2土壤墒情监测预报技术。

用先进的科学技术手段,如卫星遥感技术等来监测土壤墒情,通过数据统训分析处理后配合人气预报,对适宜灌水时间灌水量进行预报,可以做到适时适量灌溉,有效地控制土壤含水量,达到节水又增产。

4.2.3 节水灌溉配水技术。

根据灌区各级输配水渠道的技术参数和灌溉农田及作物分布情况,按照水源可供水量和作物某生育阶段需水量分水生产函数,以输配水过程中水量损失较小,而增产值较大为目标,应用系统工程程手段,编制灌区水量优化调度方案合理调配灌溉水量,做到增产又节水。

4.2.4节水灌溉量水技术。

采用先进的量水设备对灌区用水量进行量测是搞好灌区经营管理,提高经济效益,实行按量收费、促进节约用水的重要手段。常用的量水设备有量水堰和水表等。随着电子技术、计算机技术的发展,自动式量水装置已开始应用,可人幅度提高灌区的量水效率和量水精度。

4.2.5节水灌溉自动控制技术。

采用电子技术对水源的水位、流量、含沙量和水泵运行工况等技术参数进行采集,输入计算机,利用预先编制好的计算软件对数据进行处理,按照最优方案用有线或无线传输方式,控制各个闸门的开启或调节水泵和控制阀的运行数量,实现自动化检测控制,可节省人量的劳动力实现最优化用水管理这是实施节水灌溉的基础技术工作高标准的节水灌溉工程应在数据采集、数据计算处理的基础上实现自动检测控制。

4.3节水经营管理

节水经营管理技术就是建立农田高效用水的运行管理体系,主要是建立适应社会主义市场经济条件下的农田用水管理机制和价格体系。

节水经营管理机制是节水工程正常运行的必要条件。节水的最终目的是通过节水提高效益,包括经济效益、社会效益和生态效益。要达到节水的目的在有先进的节水技术的同时还需要有与该技术相配套的各种经营管理机制。节水经营管理机制应该与农村的生产关系相适应要因地制宜地选择节水型式和运行机制。特别是科技程度较高的工程必须有相应的管理机制相配套才能保证节水工程建成以后运行管理的良性循环保持长久的自我维护和发展。

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