我國(guó)節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)的研究

于海艷

摘要：分析發(fā)展節(jié)水灌溉的重要意義及國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)發(fā)展概況，旨在提高農(nóng)業(yè)用水的有效利用率及灌溉水的節(jié)約利用，改善作物生態(tài)環(huán)境，從而獲得作物的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效，以保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；機(jī)械化；意義；發(fā)展概況

中圖分類號(hào)：S277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.06.005

1發(fā)展節(jié)水灌溉的重要意義

水是一切生命過程中不可替代的基本要素，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。節(jié)約用水，既是關(guān)系人口、資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，也是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。節(jié)水灌溉是農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本措施。這是由我國(guó)水資源短缺和農(nóng)業(yè)嚴(yán)重干旱缺水的基本國(guó)情所決定的。

我國(guó)是個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，是世界上13個(gè)貧水國(guó)之一，水資源總量為2.8×1012m3，居世界第6位，但人均水資源占有量為2300 m3，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位；耕地平均占有水量28 050 m3/km2，僅為世界平均水平的4/5。而且我國(guó)水資源地區(qū)時(shí)空分布很不均勻，南多北少，東多西少，夏秋多，冬春少。農(nóng)業(yè)的季節(jié)性、區(qū)域性干旱缺水問題十分突出。缺水還導(dǎo)致過量引用地表水和超采地下水。我國(guó)地下水開采量已超過可開采量的30%，其結(jié)果造成全國(guó)區(qū)域性地下水降落，漏斗面積已達(dá)8.2 ×104 km2，局部地區(qū)已出現(xiàn)地面下沉、海水人侵現(xiàn)象，遼寧、河北、山東三省海水入侵面積達(dá)14.3 ×104 km2，地下2 ×108 m3以上淡水資源無法利用，黃河下游高頻率、長(zhǎng)歷時(shí)、長(zhǎng)距離河床斷流，1997年斷流達(dá)188天，斷流長(zhǎng)度達(dá)700 km。據(jù)我國(guó)水文部門1997年實(shí)測(cè)資料表明，北方各省的91條河流總水量比1996年同期減少20%，北方地區(qū)500座大中型水庫(kù)總蓄水量比1996年同期減少33%，北方平原地區(qū)地下水位下降0.5～2.5 m。按現(xiàn)有用水量統(tǒng)計(jì)，全國(guó)中等干旱年缺水358×108 m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉缺水300×108 m3。

農(nóng)業(yè)灌溉是我國(guó)用水的一大項(xiàng)，用水量占全國(guó)總用水量的70%以上（發(fā)達(dá)國(guó)家一般為50%左右）。然而由于灌溉方式落后，農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率只有40%，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的一半。我國(guó)單方水的糧食產(chǎn)量只有0.85 kg左右，遠(yuǎn)低于2 kg以上的世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平。水的浪費(fèi)十分嚴(yán)重，按每年農(nóng)業(yè)用水量4000×108 m3以上估計(jì)，有60%即2400×108 m3的水在灌水過程被損耗，使本來就不充足的水資源不能被作物高效合理地利用。這將成為21世紀(jì)制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。解決上述危機(jī)的根本出路是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，根據(jù)我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)際和已有的條件，研究如何利用有限的水資源，發(fā)展具有中國(guó)特色的規(guī)?；r(nóng)業(yè)高效節(jié)水體系，即通過新思路、新技術(shù)及現(xiàn)代化技術(shù)的集成，以最少的水量投人，獲得最大的生產(chǎn)效率。這對(duì)解決我國(guó)21世紀(jì)16億人口的糧食問題、保證我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有著十分重要的意義。

2國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)發(fā)展概況

綜觀世界各發(fā)達(dá)國(guó)家，田間高效節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括節(jié)水輸水、節(jié)水地面灌、噴灌、微灌、滴灌與機(jī)械施水播種等。與傳統(tǒng)的漫灌相比，采用渠道防滲和管道輸水技術(shù)可節(jié)水20%～30%，噴灌可節(jié)水50%，微灌可節(jié)水60%～70%。若把全國(guó)農(nóng)用水的利用率提高10%，每年即可節(jié)約300×108～400×108 m3以上的農(nóng)業(yè)灌溉用水，其水量可基本滿足全國(guó)中等干旱年份的用水需求。

目前，全球約有灌溉土地2.4×108 hm2，占世界耕地的17%，灌溉土地的糧食產(chǎn)量占世界糧食總產(chǎn)量的1/3。從世界形勢(shì)看，水資源緊缺已成為一個(gè)深刻的社會(huì)危機(jī)，世界各國(guó)對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)都給予了極大的關(guān)注，特別重視對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的研究，以解決干旱缺水日趨嚴(yán)重與農(nóng)產(chǎn)品需求日趨增加的矛盾。在水資源極為貧乏的以色列，“節(jié)約每一滴水”和“給植物灌水而不是給土壤灌水”的措施，帶來了節(jié)水灌溉高度機(jī)械化、自動(dòng)化、電腦化的杰出成就。至20世紀(jì)90年代，以色列噴灌、微灌面積已分別占灌溉總面積的30%和70%。在水資源較為豐富的英國(guó)，貫徹了節(jié)水灌溉與生態(tài)環(huán)境保護(hù)、人類生存發(fā)展、提高作物的產(chǎn)量與質(zhì)量3個(gè)方面的緊密結(jié)合。目前，以噴灌、微灌技術(shù)為主的節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)在世界各國(guó)得到了迅速發(fā)展，全世界噴灌面積已發(fā)展到2000×108 km2，特別是在歐洲、北美等一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，噴灌面積已達(dá)總灌溉面積的90%以上，有80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)推廣和應(yīng)用微灌技術(shù)。

實(shí)施節(jié)水農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基本國(guó)策，早在20世紀(jì)50—60年代，我國(guó)就開始了對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)用水的試驗(yàn)、研究和推廣，但沒有給予足夠的重視，應(yīng)用推廣規(guī)模不大。70年代以來開始發(fā)展噴灌、微灌技術(shù)，并大面積推廣渠道防滲、平整土地等節(jié)水措施，80年代重點(diǎn)推廣了低壓管道輸水技術(shù)，并在較大范圍內(nèi)進(jìn)行了噴灌、微灌等節(jié)水技術(shù)的試驗(yàn)和示范。進(jìn)入90年代，面對(duì)日益嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)干旱缺水局面，我國(guó)在節(jié)水灌溉技術(shù)的研究、節(jié)水灌溉設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)、節(jié)水灌溉工程的示范推廣、節(jié)水灌溉技術(shù)服務(wù)體系的建設(shè)等方面加大了工作力度，取得了較大進(jìn)展。近年來，我國(guó)節(jié)水灌溉事業(yè)有了更大的發(fā)展。1996年9月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)“九五”期間在全國(guó)建設(shè)300個(gè)節(jié)水增產(chǎn)重點(diǎn)縣，在不到3年的時(shí)間里，全國(guó)投入節(jié)水灌溉資金187億元，發(fā)展節(jié)水灌溉工程面積428×104 km2及非工程節(jié)水面積1733×104 km2，節(jié)約水資源150×108 m3，增加糧食生產(chǎn)能力230×108 kg。截至1998年底，全國(guó)節(jié)水灌溉工程面積已達(dá)1533×104 km2，其中，噴灌、滴灌和微灌工程面積達(dá)146.7×104 km2，管道輸水灌溉面積達(dá)520 ×104 km2，渠道防滲面積為866.7×104 hm2。雖與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)節(jié)水灌溉的機(jī)械化水平相對(duì)還比較低，但中國(guó)按照自己的生產(chǎn)實(shí)際和已有條件，在探索創(chuàng)造具有中國(guó)特色的節(jié)水灌溉方面取得了顯著成效。

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