芻議農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能前景

付 杰

(貴州省水利科學(xué)研究院，貴陽550001)

1 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能現(xiàn)狀

1.1 國外概況

在水資源缺乏的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，世界各國都加大了對農(nóng)業(yè)灌溉的節(jié)水節(jié)能研究及實(shí)踐，并且在一些發(fā)達(dá)國家都取得了良好的效果［1］。目前，全球的微灌面積年平均增長速度為33%，微灌總面積已經(jīng)有377萬hm2。美國實(shí)物微灌面積占據(jù)世界微灌總面積的27.9%，達(dá)到了105萬hm2。在低壓管道輸水技術(shù)上，美國的輸水管道化在大型灌區(qū)就將近一半。而日本在輸水管道化方面比美國還要超前。

1.2 國內(nèi)概況

中國的耕地面積為1.3億hm2。從20世紀(jì)70年代著手發(fā)展噴灌技術(shù)，其中有效灌溉面積5 587萬hm2，到1998年微灌面積發(fā)展到了18.21萬hm2，占節(jié)水工程總面積的1.19%。據(jù)調(diào)查，到2002年底，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積為1 867萬hm2，占有效灌溉面積的33.4%。微灌技術(shù)方面，國內(nèi)雖有較大的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比，仍有較大差距。面對這種狀況，國內(nèi)相關(guān)人員已經(jīng)加大了研究力度。目前，噴灌技術(shù)在國內(nèi)已得到良好的發(fā)展。中國發(fā)展高效節(jié)水節(jié)能灌溉面積的潛力巨大。

2 農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能灌溉的必要性

我國作為農(nóng)業(yè)大國，必須要充分考慮到水資源緊缺帶來的嚴(yán)峻考驗(yàn)。農(nóng)業(yè)對水資源是有極大依賴性的產(chǎn)業(yè)，而且農(nóng)業(yè)用水的浪費(fèi)現(xiàn)象也很嚴(yán)重。此外，農(nóng)業(yè)用水的不足會直接造成農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)，從而給農(nóng)民收入帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。我國人口的大多數(shù)是農(nóng)民，這種影響會直接給社會的穩(wěn)定帶來危害。因此，實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用是一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

3 農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能的發(fā)展前景

3.1 農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能理念發(fā)展方向

節(jié)水農(nóng)業(yè)是指節(jié)約和高效用水的農(nóng)業(yè)。這一農(nóng)業(yè)基本思路是要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中既要節(jié)約用水，提高水的利用率，又要高效用水，提高水的利用效率和效益［2］。

3.1.1 節(jié)水灌溉——節(jié)水農(nóng)業(yè)的初級階段

地中海地區(qū)農(nóng)業(yè)用水約占總需水量的80%，農(nóng)業(yè)被認(rèn)為是節(jié)水潛力最大的用水部門。二次大戰(zhàn)后開始大規(guī)模的灌溉開發(fā)，其發(fā)展得益于戰(zhàn)后的水力學(xué)、自動化技術(shù)、施工方法以及水資源管理與應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域的科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。

3.1.2 節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本模式——“灌溉土壤→灌溉作物”

由灌溉土壤轉(zhuǎn)變?yōu)楣喔茸魑锸枪?jié)水農(nóng)業(yè)的一大突破性發(fā)展，這也預(yù)示著農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能手段的更新［3］。

3.1.3 節(jié)水農(nóng)業(yè)目標(biāo)——“高產(chǎn)→高效+持續(xù)”

由高產(chǎn)到兼顧高產(chǎn)與持續(xù)發(fā)展是節(jié)水農(nóng)業(yè)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。將有限的水資源與高新技術(shù)相結(jié)合，既保證高產(chǎn)也保證水資源的持續(xù)利用。

3.1.4 節(jié)水農(nóng)業(yè)涉及面——“經(jīng)濟(jì)→經(jīng)濟(jì)+生態(tài)+社會”

水資源是一個國家綜合國力的基礎(chǔ)構(gòu)件，與食物安全、生態(tài)安全、社會安定息息相關(guān)。節(jié)水農(nóng)業(yè)由當(dāng)初的只求經(jīng)濟(jì)發(fā)展為既重視經(jīng)濟(jì)又重視生態(tài)效益、與社會效益的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。

3.1.5 節(jié)水農(nóng)業(yè)的技術(shù)核心

以減少田間和輸水過程中蒸發(fā)量的“資源型”節(jié)水和降低作物耗水系數(shù)的“效益型”綜合節(jié)水技術(shù)即高技術(shù)與大資本結(jié)合，實(shí)現(xiàn)短缺水資源的技術(shù)與資金替代是未來節(jié)水農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。

3.2 農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能技術(shù)發(fā)展方向

農(nóng)業(yè)灌溉的節(jié)水節(jié)能是以提高灌溉水的利用率和水分生產(chǎn)效率為目的，以各種工程的和非工程的措施為手段，從而形成的一種綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。隨著經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，灌溉技術(shù)、灌溉方法等相關(guān)技術(shù)的拓展及應(yīng)用是節(jié)水農(nóng)業(yè)的一大發(fā)展。

3.2.1 渠道防滲技術(shù)

我國的農(nóng)業(yè)灌水主要采用載體是渠道。據(jù)了解，利用傳統(tǒng)土渠進(jìn)行輸水會造成大約引水總量50%的流失，這是造成實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能的一大阻礙。為了解決這一難題，渠道防滲技術(shù)應(yīng)用而生。當(dāng)前，國內(nèi)開始大力發(fā)展渠道防滲技術(shù)，并加大推廣力度。依據(jù)不同的防滲材料可分為混凝土防滲、塑料薄膜防滲等。不同的材料都有利弊，對于這些材料以及渠道防滲技術(shù)的研究成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能的一項(xiàng)重要工作。

3.2.2 低壓管道輸水灌溉技術(shù)

低壓管道輸水灌溉是一種取代渠道輸水的方法。它是利用低能耗機(jī)泵或由地形落差所提供的自然水頭將灌溉水加低壓，低壓管道輸水灌溉技術(shù)簡稱“管灌”，是利用低壓管道代替渠道輸水的一種灌水方法。這種方法有眾多優(yōu)點(diǎn)，如管理方便、輸水速度快、省時省工，且便于機(jī)耕和養(yǎng)護(hù)。

3.2.3 節(jié)水灌溉配水技術(shù)。

該項(xiàng)技術(shù)是以輸水中實(shí)現(xiàn)水量損失小，增產(chǎn)值大為目標(biāo)。依據(jù)灌溉區(qū)的渠道以及農(nóng)田分布、作物情況等信息，結(jié)合作物各階段的實(shí)際用水，采用系統(tǒng)工程的方法，編制出適合該灌溉渠的最優(yōu)化輸水調(diào)配方案。

3.2.4 節(jié)水灌溉自動控制技術(shù)。

自動化技術(shù)是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)背景下的產(chǎn)物，在自動化技術(shù)應(yīng)用于各行業(yè)的背景下，農(nóng)業(yè)節(jié)水節(jié)能也可以嘗試這種新技術(shù)。使用電子設(shè)備等對水資源的水位、流量以及水泵運(yùn)行情況等信息進(jìn)行采集，輸入計(jì)算機(jī)，使用事先編好的計(jì)算機(jī)軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。然后根據(jù)最優(yōu)方案用有線或無線傳輸手段，調(diào)節(jié)水泵和控制閥的運(yùn)行數(shù)量，實(shí)現(xiàn)自動化檢測控制。

3.3 農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水節(jié)能管理發(fā)展方向

實(shí)際的管理要從組織上、實(shí)際工程上以及經(jīng)營上進(jìn)行管理。組織上，國家及相關(guān)部門要起到宏觀調(diào)控的作用，制定法規(guī)，編制節(jié)水戰(zhàn)略及規(guī)劃;實(shí)際的工作人員要從細(xì)處出發(fā)，對實(shí)際灌溉節(jié)水節(jié)能工作進(jìn)行指揮、協(xié)調(diào)。

工程上，有關(guān)人員應(yīng)該幫助該地區(qū)應(yīng)用適宜的、合適的灌溉技術(shù)，制定最佳的灌溉方案。經(jīng)營管理上，因地制宜地設(shè)置與先進(jìn)的灌溉節(jié)水節(jié)能技術(shù)相配套的運(yùn)行機(jī)制，保證節(jié)水節(jié)能工作所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)灌溉實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是關(guān)乎水資源是否合理利用的重要方面。當(dāng)前，世界各國應(yīng)該加大交流，吸取先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，并且結(jié)合本國實(shí)際研發(fā)出適應(yīng)本國的先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)及制度。我國也要重視當(dāng)代農(nóng)業(yè)的這一趨勢，加入到研究隊(duì)伍中去。

［1］魯會玲，尤海波，王喜慶.滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)設(shè)施化生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］. 黑龍江水利科技，2006，34(02):142-143.

［2］吳正虎.自壓噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008，14(06):469-470.

［3］沈建成.景電灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉配套管網(wǎng)渠道防滲措施探討［J］. 甘肅科技，2009，25(21):74-75，95.