我国设施农业节水灌溉发展及其存在问题.doc

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1、我国设施农业节水灌溉发展及其存在问题1 、前言我国是缺水国家，水资源紧缺是制约社会经济发展的关键性因素，节水将是我国不得不面对的长期的主题。它不仅关系到国家粮食安全、生态安全，而且关乎到国家安全。农业是我国的用水大户，农业用水量占总用水量的70，占据较大份额。其中，灌溉用水占农业用水的92。而我国的农业用水浪费十分严重，大水漫灌和串灌现象普遍，西部地区更为惊人，每亩耕地灌水量达1600多m3，跑水、漏水、渗水现象严重。目前，我国农用水有效利用率只有3040，个别省份仅为20，单方水粮食生产率1.0kg左右。据初步分析，全国平均渠系利用系数为0.40.6。1因此节水灌溉便得到人们的高度关注，通过

2、发展节水灌溉，在减少灌溉用水量的前提下满足灌溉需要，同时把节约出来的水量用于城市生活、工业生产和生态用水，以水资源的可持续利用促进经济社会的可持续发展。由此可见，发展农业节水灌溉对实现水资源高效利用，缓解我国水资源供需矛盾意义重大。2、 节水灌溉发展节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水，获取农业的最佳经济效益、社会效益、生态环境而采取的多种措施的总称。节水灌溉不仅包括灌溉过程中的节水措施,还包括与灌溉密切相关、提高农业用水效率的其他措施，如雨水蓄集、土壤保墒、井渠结合、渠系水优化调配、农业节水措施、用水管理措施等。节水灌溉工程具有很广泛的内涵，包括防渗渠道工程、

3、喷灌工程、微灌工程、低压管道输水灌溉工程等。与大水漫灌相比，采用喷灌可节水4050，微灌可节水6070，低压管道输水灌溉可节水2030。面对我国水资源紧缺的局面，早在20世纪50，60年代就开展了节水灌溉技术研究，70年代渠道防渗、平整土地、小畦灌溉等节水措施已大面积推广应用。80年代重点推广了低压管道输水灌溉，并在较大范围内进行了喷滴灌和微喷灌等节水灌溉技术的试点和示范。2自20 世纪90年代以来在节水灌溉技术研究，节水灌溉设备生产和开发，节水灌溉工程的示范推广，节水灌溉技术服务体系建设做了大量工作。水利部门和农业开发部门都把推广节水灌溉作为一项重要工作，投入了大量的资金，陆续兴建了许多节水

4、灌溉示范工程，这些工程对节水灌溉技术的推广发挥了重要作用。据2005年统计，全国工程节水灌溉面积达到2 13318 万hm2，覆盖率为灌溉面积的3415。在节水灌溉面积中，喷灌和微灌面积33618万hm2 ,低压管灌面积49912万hm2，使我国节水灌溉的发展迈上了一个新台阶，提高到了一个新水平。同时，也形成了具有中国特色的节水灌溉理论。节水灌溉不论发展规模、速度还是技术水平都是前所未有的。以下介绍几种节水灌溉技术：2.1 喷灌技术自20世纪60年代以来, 喷灌技术一直被作为机械化大面积解决灌溉问题的最主要技术, 形成了多种各类型喷灌机, 随着这些喷灌机在生产中推广, 从技术上、经济上、适应性

5、上等多方面的考核,世界上趋于将软管卷盘式自动喷灌机、平移式自动喷灌机及人工移动式喷灌机等, 作为受欢迎的3大类机型进行大面积的推广。喷灌技术近年来又在喷洒农药、降低能耗、施水方式上有很大的突破,如美国林赛公司在平移式喷灌机上由高空摇臂式喷头喷洒改为下吊低压折射式喷头，工作压力从56kPa 降至12kPa; 又将喷洒方式改为拖管在地面上灌水入垄，使工作压力降至0.51kPa。蒸发、飘移、被风吹走等水量损失大大减少，水的利用率可提高到0.9 以上。我国从20 世纪70 年代开始发展喷灌技术,“七五”期间，引进了奥地利鲍尔公司的摇臂式喷头、薄壁铝管、薄壁热浸镀锌钢管生产线，并进行了大量的相关研究。技

6、术引进和科技攻关对提高设备质量，促进喷灌发展起到了重要的作用。经20多年的努力, 到90年代全国已形成喷灌面积约80万hm2, 取得比较显着的节水、增产效益。喷灌方式多以轻小移动机组为主，约占50% 60，固定和半固定式分别占10和20左右，大型喷灌机控制面积较小，基本为进口机, 主要集中在大规模农场和垦区。当前我国喷灌设备生产已具备了一定的规模，但在产品种类、材质、性能、可靠性等方面与发达国家还有相当大的差距。2.2 微灌技术微灌技术是20世纪80年代发展起来，最具典型的应首推以色列的技术，除大田作物很少应用外，他们几乎将微灌技术应用到有作物的各处，包括园林、阳台、花园，甚至于室内装饰植物。

7、以色列水的利用率已达到90，水的生产率达到2.72 kg/m3。他们还采用了一些现代化的控制管理手段, 真正做到了给植物灌水而不是给土壤灌水。微灌设备近年有很大突破, 80年代仅灌水器有100余种, 现逐步淘汰, 形式变少, 品种系列化。滴灌多采用滴灌带。微喷头多采用旋转与折射机结合的形式，使出水孔口相对变大不易堵塞；射程相对增加使喷灌强度变小，均匀度提高；水滴直径绝大多数为细小水滴而不是雾状使能耗大大减少。我国从70年代开始发展微灌技术，到目前已经发展面积2.3万hm2，其中滴灌面积约占一半。主要经过了引进、消化和试制、设备和理论上深化研究和改进及研制、制定技术标准和规范3个发展阶段。通过多

8、方努力和攻关，改进和研制出了一批新的微灌设备如量滴灌设备、脉冲滴灌设备、微喷灌设备、孔口滴头、补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、渗水头、调压器和施肥器等，建立了一批微灌技术示范基地，主要应用于果树、瓜果、保护地蔬菜和高价值经济作物上。我国微灌技术虽有较大的发展，但仍存在一定的问题，而且与发达国家还有很大距离，主要包括以下几点：微灌设备种类少，性能差，生产工艺水平还比较落后，材质不耐老化；微灌系统抗防堵塞研究不够深入，过滤设备等水净化装置种类少，造成了微灌系统的报废；我国目前的微灌主要集中在果菜等经济作物，大田作物微灌技术及适应设备亟待研究解决。2.3 渠道防渗工程技术世界各国如美国、日本、印度

9、、前苏联、巴基斯坦、伊朗、加拿大等, 由于渠道渗漏损失的水量很大，均非常重视并积极开展渠道防渗工程研究和建设工作。这些国家渠道防渗工程建设发展快、技术水平高、节水效果显着。如美国把渠道防渗作为水利工程挖潜措施之一，早在1964年就开始研究，到1990年共建防渗渠道9656km。目前他们形成统一的设计和施工技术标准，施工机械化程度高，工程质量好渠道输水是目前我国农田灌溉的主要方式。在渠道防渗材料方面，对提高灰土的早期强度及减少缩裂缝，提高水泥土的抗冻及抗裂性，提高砌石的防渗效果和混凝土材料防渗等方面都进行了比较系统的研究。尤其是80 年代以来成功地采用和推广了薄膜、高强无机材料等新型防渗材料和新

10、的复合材料防渗结构形式，取得了明显的经济和社会效益；在防渗渠道断面形式方面，70年代中期，对小型渠道研究并推广了U 型断面刚性材料防渗渠道，对大、中型渠道研究提出了弧形坡脚梯断面渠道；在防渗渠道的冻害机理及防冻措施方面，目前对影响冻害的因素，例如土质、水分、气温、渠道走向及断面形状、地下水位等，已研究和掌握了影响冻害的规律，已经从定性的认识发展到定量的研究成果；在施工技术方面，目前已开始改变人工施工的局面，逐渐向半机械化和机械化方向迈进。2.4 管道输水灌溉技术管道输水灌溉技术在国外发展较早。美国到1984年管理输水灌溉面积已发展到643.2万hm 2，占全美国地面灌溉面积的46.9。美国的管

11、网系统地下部分采用素混凝土管阀门系统，地面部分采用柔性聚乙烯软管或铝管闸管系统，并采用快速接头与固定的管道的出水口连接, 流动使用。前苏联用地下管道代替明渠的发展速度已超过防渗渠道，到1984 年，地埋管道系统已占总灌溉渠系统的63%，管道总长21.8 万km，地埋管材主要有钢筋混凝土管、石棉水泥、塑料管及涂塑薄壁钢管。以色列有20 万hm 2 灌溉土地，90以上实现了管道输水。我国低压管道输水灌溉技术自50年代开始试点应用，但因技术设备不配套，以及当时农村技术经济条件较差而未能大面积推广。进入80年代以来，为了节约用水，这项节水技术引起各级政府部门和群众的高度重视，迅速在北方平原井灌区发展起

12、来，从系统规划设计、管材管件、配套设备、施工安装、运行管理待主面进行了系统研究，取得了成套的成果，并研制出适应我国国情的双壁纹PVC 管、薄壁PVC 管、水泥沙管、现浇混凝土管等低压管材和配套管件，开发出数十种管道灌溉用出水口的给水栓及安全保护装置，制定了平原区低压管道系统的优化设计理论及管材施工工艺。这些成果的取得大大推动了该项技术在北方井灌区的发展。2.5 节水的地面灌水技术地面灌溉是我国灌溉的主体，98的灌溉面积采用地面灌水。我国从70年代开始进行节水的地面灌溉技术研究和应用工作，20年来取得了显着的成绩，平整土地，推广小畦灌溉或沟灌是最早采用的改进技术，具有一定的节水效果，已普遍为农民

13、所接受。我国科技工作者也对膜上灌和涌流灌的节水机理进行了一定的探索，在地面灌溉理论研究方面也取得了进展，尤其是畦田规格、单宽流量灌溉定额等节水因素优化，制定灌溉技术方案从而节约水量。由于改进的地面灌溉技术简便实用、易于推广，对节水和缓解水资源紧缺状况起了很大作用。虽然我国在地面节水灌溉方面取得了一定成就，但仍存在一些问题和需要深化研究的方面，包括地面灌水技术的节水机理、各种节水地面灌溉技术的适应条件、灌溉均匀度对作物的影响以及各种改进地面灌溉技术的优化组合方式。另外，波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先进技术应用尚属空白，需要研究解决和推广。33 、节水灌溉发展中存在的问题3.1 田间节水工程投入严

14、重不足中央财政投入和地方财政配套侧重于大型与重点中型灌区骨干工程的续建配套和更新改造，斗渠以下的田间渠系及配套设施(简称“田间工程”)被认为是农民自己的事情，因而国家投入不足。现阶段我国的农村中，绝大多数农民只是基本解决了温饱问题，一家一户的土地承包制、大量的青壮年涌进城市务工，导致留在农村的农民基本无力投资投劳田间工程建设，致使很多田间工程老化失修，先进的节水灌溉技术和设备得不到推广应用，严重制约了节水灌溉的发展。3.2 政府层面对节水灌溉公益性地位的认识不到位在水资源短缺日趋严重的形势下，国家发展节水灌溉的目的，一方面是要科学合理地配置水资源，压缩灌溉用水量，将节约出来的灌溉水转移为生活、

15、工业和生态用水,以实现水资源的可持续利用,促进经济社会的可持续发展；另一方面还必须做到提高粮食综合生产能力，保障国家粮食安全。国家希望农民积极采用先进的节水技术实施灌溉，既多产粮，产好粮，又少用水。而作为比较穷、比较苦的农民来说，他们重视的是自己的直接经济效益，即土地的产出怎么能满足他们的口粮，,又能多得点现金收入，节水不节水与他们的直接关系不大。不言而喻，发展节水灌溉是国家利益所致，农民是在为国家节水，节水灌溉的公益性显而易见。但是国家对农民采用节水灌溉的补助政策缺失，严重影响了农民参与节水灌溉的积极性。3.3 先进适用的节水灌溉技术推广应用面积不大先进适用的节水灌溉技术如渠道防渗选择好的断

16、面形式、喷灌技术在大田作物及山丘区经济作物中的应用、微灌技术在果树灌溉中的应用等，至今推广应用的面积不大。很多情况下是今年新建一批工程，但同时要报废一批已建工程。究其原因，一是农民接受新技术的能力较低；二是工程设计人员未能真正掌握先进节水技术的内涵,设计成果本身不合理；三是有些节水设备产品质量不合格,未能达到性能要求；四是运行管理不能照章执行；五是技术服务体系不健全。结果是不仅先进的节水灌溉技术的优点实现不了，而且相对传统的灌水方式又增大了投入，造成上新工程没有积极性，已建工程又提早报废,事倍功半，农民不欢迎。53.4 技术规范及规程不能发挥其应有的作用技术规范及规程从某种意义上说，即是技术立法，国家及行业先后出台了一系列与节水灌溉相关的技术规范及规程，但是在实际工程设计、施工和管理运行中不按照规范、规程规定的要求实施的情况比比皆是,致使很多技术规