淺談節(jié)水灌溉

王慧敏　唐珂

摘要：我國是世界上的缺水國家之一，現(xiàn)今水資源的短缺已成為我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的“瓶頸”。同時(shí)，我國在農(nóng)業(yè)中用水量較大，浪費(fèi)也是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此，合理進(jìn)行節(jié)水灌溉對(duì)我們來說是刻不容緩的，節(jié)水灌溉是灌溉水資源合理利用最基本和最主要的措施。同時(shí)，我們也要對(duì)灌溉水資源進(jìn)行優(yōu)化管理，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；措施；管理

我國水資源總量2.8萬億立方米，居世界第6位。但人均占有量卻很少約為2300立方米，僅為世界人均占有量平均值的1/4，居世界第109位，是世界上13個(gè)貧水國之一。我國是農(nóng)業(yè)大國，耕地平均攤水量只有世界平均數(shù)的3/4[1]。然而，與水資源短缺不相稱的是，農(nóng)業(yè)用水中存在極其嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，灌溉水的利用系數(shù)很低，僅為42%左右。進(jìn)入21世紀(jì)以來，水資源短缺已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的瓶頸，特別是對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。水資源供需矛盾也引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)問題。如過量灌溉導(dǎo)致土壤大面積次生鹽堿化；在水資源不足造成綠洲的逐漸萎縮甚至消失、沙漠化面積逐年擴(kuò)大；在地表水資源緊缺地區(qū)無規(guī)劃、無節(jié)制開采地下水導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，引起地面沉降、海水入侵等一系列環(huán)境問題。因此，節(jié)水灌溉的合理利用是合理解決我國水資源短缺的重要環(huán)節(jié)，包括通過節(jié)水灌溉提高灌溉水資源的利用效率和對(duì)灌溉水資源進(jìn)行合理的優(yōu)化管理和調(diào)度。

節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓?yīng)條件，為了有效利用江水和灌溉，獲取農(nóng)業(yè)最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境而采取的多種措施的總稱[2]。節(jié)水灌溉首先要通過實(shí)際的測量資料分析出需要向農(nóng)作物灌溉的水量。其中包括了解作物水分生理、生態(tài)關(guān)系和蒸發(fā)蒸騰，通過研究SPAC系統(tǒng)中水分對(duì)作物生理活動(dòng)和蒸發(fā)蒸騰量的影響，獲得作物的需水規(guī)律、蒸發(fā)蒸騰損失，預(yù)測出作物在將來一段時(shí)間中的蒸騰蒸發(fā)量和需水量。然后，進(jìn)一步研究作物產(chǎn)量與水分的關(guān)系，運(yùn)用灌溉經(jīng)濟(jì)學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)理論得出作物水分生產(chǎn)函數(shù)，為農(nóng)業(yè)管理提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。作物水分生產(chǎn)函數(shù)是基于多種影響產(chǎn)量的因素（如，光、熱、空氣、水分、養(yǎng)分、鹽分等）通過多種試驗(yàn)建立的，為節(jié)水灌溉和經(jīng)濟(jì)用水提供重要依據(jù)。對(duì)節(jié)水灌溉量進(jìn)行最優(yōu)分配是節(jié)水灌溉的重要內(nèi)容，其目的不僅要提高農(nóng)田灌溉用水效率和水分生產(chǎn)率，還包括提高農(nóng)田對(duì)自然降水的利用率。第一步研究區(qū)域內(nèi)的水資源，包括地表水與地下水，其中對(duì)于大多數(shù)農(nóng)田來說主要是有地表水提供水量的。地表水資源主要研究降雨情況，通過水文資料獲取滿足可靠性、一致性、代表性的降雨資料，運(yùn)用成因分析法或水文統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行降雨的預(yù)測，提高農(nóng)田對(duì)自然降水的利用率，為實(shí)時(shí)調(diào)度提供依據(jù)，對(duì)于指導(dǎo)灌區(qū)制定合理的灌水計(jì)劃優(yōu)質(zhì)關(guān)重要的作用。而對(duì)于有些特殊的灌區(qū)，也要對(duì)地下水進(jìn)行檢測并對(duì)地下水進(jìn)行預(yù)報(bào)。第二步運(yùn)用精確的中長期降水預(yù)報(bào)，結(jié)合前期農(nóng)作物的需水規(guī)律和最優(yōu)需水量，綜合考慮將來的需水量及過程，在節(jié)水灌溉下對(duì)灌溉水資源進(jìn)行優(yōu)化配置。內(nèi)容包括農(nóng)作物的最優(yōu)灌溉制度、農(nóng)作物的最優(yōu)種植比例、農(nóng)作物間的灌溉水量最優(yōu)分配、灌溉渠系最優(yōu)水量分配及地區(qū)間灌溉水量最優(yōu)分配等[3]。

節(jié)水灌溉的具體措施，包括輸水工程的節(jié)水和田間節(jié)水。在輸水工程中，對(duì)渠道進(jìn)行襯砌防滲，還可進(jìn)行必要的曲線和斷面結(jié)構(gòu)的調(diào)整。減小了渠床的糙率，流速加大提高了輸水能力；渠道的淤積及長草情況得到抑制，提高了渠道斷面及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；減少了滲流損失。田間節(jié)水主要有節(jié)水型地面灌溉、噴灌、微灌等。地面灌溉，如溝灌、畦灌等是我國廣泛使用的灌水方法，但傳統(tǒng)的地面灌溉定額大、滲漏多，比其他方法費(fèi)水。但經(jīng)過改進(jìn)，例如平整土地、長畦改短畦、大畦改小畦、控制人畦流量和改水成數(shù)以及利用地膜輸水等，就會(huì)有很好的節(jié)水效果。其主要原理是控制灌水均勻度、不產(chǎn)生或少產(chǎn)生滲漏。噴灌是利用專門的設(shè)備將有壓水送到灌溉地段，并噴射到空中散成細(xì)小水滴，均勻地散布在田間進(jìn)行灌溉的灌水方法。在我國水資源緊缺的情況下，推廣噴灌技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的主要措施之一。微灌是指可根據(jù)作物情況進(jìn)行全部或局部濕潤灌溉，局部灌溉只濕潤作物附近的一部分土壤[4]。它比噴灌更省水，但對(duì)水質(zhì)要求較高，同時(shí)暴漏在空氣中的毛管和灌水器易老化、易被損壞。噴灌、微灌投資大，效益高。主要適應(yīng)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和干旱缺水地區(qū)的經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、果樹等。有效的節(jié)水灌水方法和技術(shù)有許多種，每種節(jié)水灌溉措施各自都有一定的條件和技術(shù)要求。因此，選用這些措施時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際條件，因地制宜。

現(xiàn)如今，實(shí)現(xiàn)灌溉水資源的現(xiàn)代化管理，也是節(jié)水灌溉的重要內(nèi)容。水資源優(yōu)化管理就是運(yùn)用當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)理論與高新技術(shù)對(duì)水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度和統(tǒng)一管理。其中，農(nóng)業(yè)用水管理實(shí)行動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃，以歷史資料和當(dāng)前資料結(jié)合編制的計(jì)劃，不僅滿足了農(nóng)作物的需求，同時(shí)也根據(jù)具體氣候環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行了一系列的調(diào)整，使用水計(jì)劃逐步優(yōu)化、接近實(shí)際情況。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，灌溉管理向自動(dòng)化發(fā)展。將計(jì)算機(jī)引入灌區(qū)，對(duì)灌溉時(shí)間、范圍、水量等進(jìn)行一系列管理，可以高效精確的完成灌溉，提高灌溉效率、水水資源利用率及灌溉管理水平。GIS技術(shù)是空間型的信息系統(tǒng)，是一種高新技術(shù)并被廣泛應(yīng)用與多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于，節(jié)水灌溉工程而言，GIS技術(shù)引入灌區(qū)用水管理系統(tǒng)，使灌區(qū)用水需水?dāng)?shù)據(jù)和基本信息更直觀化，對(duì)信息的綜合處理分析，可宏觀全面地制定出用水計(jì)劃和發(fā)展戰(zhàn)略。

隨著我國節(jié)水灌溉的理論和技術(shù)的不斷成熟，我們需要運(yùn)用可運(yùn)用的一切科學(xué)技術(shù)來改善灌溉方法，做到適時(shí)適量灌溉，提高水資源利用效率，降低灌溉成本。同時(shí)實(shí)現(xiàn)灌溉水資源的現(xiàn)代化管理，對(duì)灌溉水資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配和調(diào)度。精確地、自動(dòng)化地節(jié)水灌溉，合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]程曉霖，方天壟，中國農(nóng)業(yè)水資源利用及管理現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè) 經(jīng)濟(jì)，2006，（4）：39～40.

[2]羅金耀編著《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》 武漢大學(xué)出版社， 2003年10月第一版.

[3]徐冬梅、常向前、王路平、陳海濤著《灌區(qū)水資源實(shí)時(shí)調(diào)度研究與應(yīng)用》黃河水利出版社，2007年12月第1版.

[4]羅金耀編著《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》武漢大學(xué)出版社，2003年10月第1版.

作者簡介

王慧敏（1991—）女，漢族，現(xiàn)為鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院水利水電工程專業(yè)本科生。

唐珂（1990—）女，漢族，現(xiàn)為鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院水利水電工程專業(yè)本科生。