節水灌溉技術的現狀及發展趨勢分析

馬鴻梅

【摘要】當前我國水資源匱乏，已經成為制約農業發展的一個不可忽視的因素，在農業生產用水量不會增加的情況下，節水灌溉勢在必行。本文詳細介紹了我國當前使用的節水灌溉技術，包括噴灌、滴灌、渠道防滲、低壓管道輸水以及非工程節水技。通過現代化技術的介紹，指明灌溉技術的發展趨勢和前景。

【關鍵詞】節水灌溉；發展趨勢；新技術

1、引言

據統計，我國水資源量約為2.8萬億m3，人均占有水資源量，約為世界人均占有量的1/4，單位耕地面積的占有水資源量約為21600m3/hm，僅為世界平均水平的2/3。由此可見，我國的水資源相當緊張，并且已經成為制約我國經濟社會進一步高速發展的制約因素之一。為了緩解和解決水資源的不足，我國采取開源用和節流并重的戰略。全國用水近80%的是農業用水，其中灌溉用水占農業用水的90%以上。我國的農業灌溉方式基本都是土渠灌溉，且缺乏必要的修繕和維護，這種方法的水資源利用率極低。據統計，全國平均灌溉水利用率僅為45%，水資源浪費十分嚴重。因此，發展節水灌溉是提高水資源利用率，滿足社會經濟發展的必經之路。

2、節水灌溉技術發展現狀

國內的節水灌溉技術在農業方面應用的研究已經比較成熟，形成了低壓管道灌溉、渠道防滲、噴灌、微灌等節水灌溉技術，并已在生產中得到廣泛推廣。

2.1 低壓管道灌溉技術

低壓管道輸水灌溉是指采用低壓力（壓力一般小于0.2MPa）技術，利用管道將水送至農田中進行地面灌溉。由于采用低壓力進行輸送，其開口出水量較大，因此不宜堵塞。其特點是輸水效率高、動力消耗低（節能）、節省渠道占地、省工、成本低等，在北方井灌區普遍采用該技術進行灌溉。

2.2 渠道防滲灌溉技術

渠道滲水和渠道粗糙阻水是灌溉節水、節能的面對的一項課題。渠道防滲技術是采用防滲水技術（在渠道底層加防滲水層等措施）加強渠道的過水率，同時降低渠道糙率系數小，目前該技術已成為是我國應用最廣泛的節水灌溉工程技術。該技術具有防滲效果好，提高渠道的通水能力；糙率系數小，增加了流水速度；減小渠道斷面和建筑物尺寸，節省運行費用，一次性投資少等優點。相比于傳統的"土渠"輸水，運用渠道防滲灌溉技術的輸水工程，可以將原有的滲漏損失降低80%左右。

2.3噴灌技術

噴灌技術，顧名思義是將灌溉水通過壓力裝置和噴灌頭將水噴灑在空中在落在種植作物和農田里，因該方法具有同步沖洗植被莖葉的作用，在城市綠化灌溉中最為常見。噴灌與地面灌水相比，具有節水、省工、省地，適用范圍廣等特點。在進行大面積種植作物的灌溉中，噴灌可以節約40%左右的水。其缺點是受風的影響大、蒸發損失大、動力損耗大、一次性投資高、土壤底層濕潤不足等。

2.4微灌技術

微灌技術是目前為止節水效果最好，灌溉質量最好的灌溉技術。該技術根據不同的種植作物通過計算作物生長周期及所需的水和養分，利用輸水系統控制一定的輸水壓力，在輸水管道延伸出末級毛管，在毛管末端配置孔口或灌水器，將有壓水流變成細小的水流，直接送到作物根區附近，均勻、適時、適量地在作物根層所在區域土壤進行灌溉的方法。顯而易見，該方法工程造價高，系統維護難度大且極易發成管道，特別是末端毛管的堵塞等問題，才外該方法可能會限制根系的發展。因此該技術不適宜于大范圍種植作物灌溉。

3、非工程節水技術

上一節介紹的均為工程節水技術，節水技術還包括農藝及生物節水技術和水管理節水技術，為非工程措施。

農藝節水技術：主要包括耕作保墑技術、地膜和秸稈覆蓋技術、化學調控技術、作物栽培技術、作物套種與間播技術、土地免耕、水肥耦合等。

田間灌水技術：就是采用膜上灌、膜下灌、間歇灌、波涌灌和交替隔溝灌（分根交替灌）等，采用節水型灌溉制度、非充分灌溉制度、降低土壤計劃濕潤層的最大含水率等，減少土壤滲漏，控制土壤的濕潤區域和深度，降低蒸發與蒸騰耗水。

生物節水技術：主要是指依據區域水資源和光熱資源條件，選育作物節水抗旱良種，選擇推廣適合于灌區水土資源和光熱資源條件、生產力發展狀況的作物類別與品種，優化種植結構等。

管理節水技術：通過加強與改善灌區配水與灌溉用水管理、優化水資源配置，建設灌溉用水的監測與信息處理決策系統，應用水權理論，改革水價核定辦法，完善水價形成機制，推廣計量供水、按方收費，縮小計量單元，吸收用水戶參與管理，改革支渠以下田間工程的管理辦法等措施，從技術上、政策上、經濟上促進節水灌溉的發展。

4、節水灌溉新技術

我國的農業灌溉技術由最初的土渠灌溉到后期的管道灌溉、渠道防滲技術、噴灌以及最節水的微灌技術的應用，灌溉及方式的變化和節水技術的應用得到了普遍的發展。但是，隨著人口壓力以及環境的進一步惡化，水資源匱乏仍然是限制我國經濟社會發展的制約條件，如何進一步實現節水灌溉技術的發展，提高水資源的利用率，是我們今后面對的一項課題。從實際來看，我國節水灌溉技術正朝著更加科學化、智能化的方向發展。具體而言，集中表現在以下幾個方面：

4.1現代精細地面灌溉技術

土地平整度以及地勢條件是制約現在灌溉技術的一項先決條件。所以，結合我國現有耕種土地面積廣、需水量大的特點，應借用其他領域相關技術，改進當前地面灌溉的現狀，優化種植土地的平整度。激光控制平地技術是目前世界上最為先進的土地平整技術，而基于該技術進一步改進的水平畦田灌水技術，對種植土地平整更具有廣泛的適用性，而且灌溉效果良好。該技術的應用不僅有助于田間灌溉水的有效控制，而且進一步推進了灌溉的精細化發展。

4.2利用空氣中的水分進行灌溉

通過一定的技術手段，將空氣中的水分凝結并用于灌溉是節水灌溉發展的重要突破。德國、智力等國家在該技術領域均進行相關的研究，并取得了一定的成效。所以，在節水灌溉技術的未來發展方向中，通過凝結空氣中水分進行灌溉也將是我國在節水方面的一個發展方向。但該技術受氣候的形象較大，在空氣干燥的西北地區由于空氣濕度本身較低，應用將受到很大限制。

4.3"3S技術"的應用

電子、信息技術已廣泛應用于社會的各行各業。基于RS、GIS、GPS技術的農業信息技術在國外的農業發展中也已經具有實際性的應用。我國在這方面的應用起步較晚，但在當前電子信息技術發展的大背景之下，也勢必會有很大的發展空間。目前，我國在"3S"技術的實現了可能存在一些困難，但隨著我國高新技術的不斷發展，相信"3S"技術將會有效地應用于我國的節水灌溉領域，實現我國灌溉管理的精確化與科學化。

5、我國節水灌溉發展趨勢

近年來，隨著我國經濟社會的高速發展，生活、工業、農業用水需求也不斷增加，在當前資源緊張的局面下，我國的節水灌溉技術得到了迅速的發展，盡管我國對部分新技術的應用還存在一定的局限性，但整體的發展趨勢還是對以上技術的逐步應用。具體表現為：一是種植業灌溉工程配套建設逐漸發展，不斷提高配套建設程度，逐步淘汰落后的灌溉方式；二是種植業灌溉將逐步采用信息化管理，電子信息技術將逐步應用于灌溉技術，從而實現灌溉用水管理信息化和自動化；三是將工程領域技術和農灌技術結合，發展灌溉節水的綜合技術。

6、結束語

綜上所述，干旱缺水是我國的基本國情，傳統灌溉用水模式仍具有極大的節水潛力，只有把節水灌溉當做一項重大的革命性措施來抓，大力推廣成熟技術，努力推動新技術的發展，才能在不增加灌溉用水的前提下，克服水危機帶來的巨大困難。大力推進節水灌溉技術的發展，以節水灌溉事業發展促進經濟社會的可持續發展，不僅是一項技術工作、經濟工作，更是一項政治任務。

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