陜西省節水灌溉措施與趨勢初探

周 秦，屈軍宏

（陜西省水利水電工程咨詢中心，陜西 西安 710004）

0 前言

陜西省位于中國內陸西北地區，省內大部分區域屬于半干旱地區，降雨量不足且時空分配不均勻，水資源短缺嚴重，農業灌溉對農業的發展至關重要。做為北方傳統農業大省，2018 年陜西省農業灌溉用水量約為47.21 億m3，占總用水量的50.37%，農業為第一用水大戶[1]。農業灌溉是保證農產品產量和質量的關鍵因素，面對經濟高速發展下第二、第三產業對水資源的需求量越來越大，而省內水資源匱乏的情況，抓住機遇發展高效節水灌溉，有效推動農業的可持續發展，具有非常重要的研究應用意義。

1 節水灌溉發展現狀

自1998 年國家提倡節水灌溉以來，陜西節水灌溉歷經計劃用水和小畦灌溉、開展園田化并配套田間工程、試驗和推廣噴灌、滴灌和滲灌新灌水技術及施行管道輸水和U 型渠道輸水等具有時代特征的不同階段，通過灌區節水改造、農業綜合開發、農田整理和高標準農田建設，提高了節水灌溉農田面積。目前，陜西節水灌溉農田面積約為68%，而高效節水灌溉農田約占30%左右[2]。陜西現有耕地面積約為398 萬hm2，其中大部分農田為傳統的地面灌溉方式下進行生產，灌水效率低下。以高效節水而聞名的以色列、法國和德國等國家灌溉水利用系數達到0.7～0.8，而陜西省灌溉水利用系數僅為0.545[3]，因此陜西農田灌溉用水節水潛力巨大，有較大的上升空間。

2 農田節水措施

2.1 灌區渠道防滲技術

大型灌區多以渠道進行輸配水，渠道按材料類型可分為混凝土渠道、砌石渠道及土渠等。由于渠道建設水平、配套設施、養護資金等諸多因素，渠道存在著滲漏現象，嚴重者滲漏量達50%以上。為防止水資源被浪費并提高渠系水利用系數，因此需要對渠道進行防滲處理。圖1 為U 型渠道防滲圖，優化渠道斷面并利用防滲材料在渠床表面進行襯砌為常見的防滲手段。采用的防滲材料有混凝土防滲、瀝青防滲及土工復合膜防滲等。

圖1 U 型渠道防滲示意圖

2.2 低壓管道輸水技術

低壓管道輸水是利用混凝土管、塑料管和金屬管等代替渠道是灌溉水從取水口輸送到田間的輸配水設施。圖1 為某灌區的低壓管道布置圖，低壓管道可依據地形特點，按照管道短而直、水頭損失小和方便管理運行的設計要求進行設計管道布置。在低壓管道輸水過程中可以有效的減少了水量損失，使得渠系水利用系數達到0.9 以上。

圖2 某灌區低壓管道輸水管網布置圖

2.3 高效的田間灌水技術

隨著科技的進步，田間灌水技術不斷發展和完善。除傳統的地面灌外，常見節水灌溉灌水技術有噴灌、滴灌、微噴灌、滲灌及涌泉根灌等。

2.3.1 噴灌灌水技術

噴灌是利用水泵或自然落差形成有壓水，并將有壓水送到田間，再利用專門的灌水器將水噴到空中，形成小水滴并像雨滴一樣均勻地落下來的灌水技術。噴灌適用于各種土壤，常用于蔬菜、果樹等經濟作物。與地面灌相比，噴灌可減少灌溉用水30%～50%，因此起到節約水資源的作用。另外，噴灌還具有灌水均勻度高、對地形適應能力強、節省勞動力及調節農田小氣候等優點。

2.3.2 微灌灌水技術

滴灌是將有一定壓力的水利用田間管網將水輸送到農田，通過滴頭將水滴緩慢而均勻地滴入作物根部附近的土壤的一種灌水技術。滴灌具有省水、省電、占地少、可實現水肥一體化、容易控制而實現自動化、對地形適應能力強等特點。滴灌灌水技術田間水利用系數較高，一般可到達90%以上。微噴灌是將有壓水送至農田，并利用特殊的噴頭在較大的流量下將水噴出的灌水技術。微噴灌灌水特點類似于噴灌和滴灌，屬于局部灌溉，便于實現水肥一體化和自動化。

2.4 節水灌溉制度

在面對灌溉水資源不充足的時代背景下，產生了一種新的灌溉技術—非充分灌溉。非充分灌溉是不能滿足作物所有生育期生長發育需水量的一種灌溉，而是依據作物在不同生育期對水分虧缺的反饋不同，在對作物產量影響較大、經濟效益較高的水分臨界期進行灌溉。對比充分灌溉，非充分灌溉存在一定限度的減產，不能使實現單位面積的最高產量。通過建立合理的水量和產量關系，非充分灌溉制度可用來擴大種植面積，使得有限的水資源產生更大的經濟效益。

調虧灌溉一直是學者們研究的熱點。調虧灌溉是依據作物的生理特性，在作物生長期的某些階段人為的對作物實行非充分灌溉，利用當作物發生水分虧缺后將光合作用產物分配給不同組織器官的原理，促使其生理活動后的產物更偏向人們需要的方向，從而實現作物的節水增產作用。目前對非充分灌溉和調虧灌溉開展了大量的試驗研究，非充分灌溉和調虧灌溉不僅可廣泛適用于小麥[4]、水稻、玉米[5]等普通糧食作物，而且適用于西瓜、香梨和蘋果等經濟作物。另外，目前施用有機肥、生物炭等條件下的調虧灌溉也成為研究的熱點[6]。

3 節水灌溉發展趨勢

3.1 精準灌溉

面對水資源短缺的現狀，在灌溉技術發展的進程中尋求一種可動態監測田間信息、自動控制灌溉水量的灌溉技術—精準灌溉。精準灌溉是通過信息、自動化技術對田間水、肥、氣、溫度等信息進行動態監測和控制，從而實現按需供水目標、達到節水的效果。目前，隨著科技水平的不斷提高，越來越多的科技產品逐漸在農業生產實踐中被推廣，這為精準灌溉的實現提供了有力支持。精準灌溉可以依據作物的實際需水情況，實現作物的自動精準灌溉和施肥，因此精準灌溉可提高作物的灌溉水平，而智能水肥一體化技術減少了管理成本。發展精準灌溉是未來農業的必然趨勢。

3.2 節水農業政策

節水灌溉工程與土地集約化存在著密切的關系，土地集約利用可提高自然資源的利用率，方便節水灌溉工程整體規劃、建設、管理、運營等。土地集約化是未來建設節水灌溉農田的必要條件和方向。土地在集約化工程中面對著土地流轉、土地規劃、土地開發利用和資金來源等一系列問題，因此政府在土地集約化過程中發揮著重要的作用，而資金來源是土地集約化利用面對的重大問題。目前，陜西省建設節水灌溉項目的主要資金來源有中央資金、地方配套資金和自籌資金。在我國在大力推動吸引社會資金，來建設重大公共基礎設施的時代背景下，為拓寬建設資金來源渠道，在建設水利灌溉工程特別是節水灌溉工程中，由政府牽頭和保證，引入社會資金，并給予其一定的合理收益，從而提升陜西省建設節水灌溉項目的經濟活力，可作為政府發展土地集約化節水灌溉農業的一項重要舉措。

4 結語

面對水資源匱乏的困境，發展節水灌溉是農業新的選擇，節水灌溉也將推動陜西省農業現代化進程，對促進全省農業更進一步發展起到關鍵性作用。充分利用節水灌溉新技術、新工藝，結合省內特點發展節水灌溉，為實現傳統農業發展為現代農業的目標而發揮作用。