节水的灌溉技术范文

时间:2023-12-25 17:50:42

导语:如何才能写好一篇节水的灌溉技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

节水的灌溉技术

篇1

关键词:节水;地面;灌溉技术;节水灌溉;技术

中图分类号:TV212.5+4 文献标识码:A

长期以来,在农业发展中我国一直都是采用的地面灌溉的方式,但是在全球都面临着水资源匮乏的形势下,就要对灌溉方式进行改进。我国的广大农村地区,由于经济实力问题和管理技术的问题,要想实行大面积的技术化灌溉是比较困难的,所以说就要在传统的地面灌溉上进行技术革新,研究和推广地面节水技术。

1平整土地,设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数

平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量,缩短灌水时间,提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整,进行田间工程改造,划长畦(沟)为短畦(沟),改宽畦为窄畦,设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量,可大大提高灌水均匀度和灌水效率。

陕西洛惠渠的研究表明,在入畦单宽流量为3~5L/s时,灌水定额随畦长而变,当畦长由100米改为30米时,灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100米时,畦单宽流量从2L/s增加到5L/s,灌水定额可降低150~225m3/hm2。

宝鸡峡灌区进行深层渗漏的对比试验,灌水定额小于675m3/hm2,基本不发生深层渗漏;灌水定额825~990m3/hm2时,约有150m3/hm2水产生深层渗漏;灌水定额1350m3/hm2时,有一半水成为深层渗漏水。

我国幅员辽阔,各地地形和土质差异较大,因此难有统一标准,各地应根据田间试验结果,建立计算机模型,通过实验和计算机模拟,给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。

2改进地面灌溉湿润方式,发展局部湿润灌溉

改进传统的地面灌溉全部湿润方式,进行隔沟(畦)交替灌溉或局部湿润灌溉,不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例,使田间土壤水的利用效率得以显著提高,而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性,促进根系深扎,有利于根系利用深层土壤储水,兼具节水和增产双重特点,值得大力推广。实践证明,春小麦与春玉米套种隔畦灌,棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌,湿润面积可减少50%,节水高达30%以上,增产幅度5%~10%。玉米坐水种,可节水900m3/hm2,节电90~105千瓦时,增产幅度约16%,增收幅度约28%。

3改进放水方式,发展间歇灌溉

改进放水方式,把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水,进行间歇灌(又称波涌灌),被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进,由于土壤孔隙会自动封闭,在土壤表层形成一薄封闭层,水流推进速度快。在用相同水量灌水时,间歇灌水流前进距离为连续灌的1~3倍,从而大大减少了深层渗漏,提高了灌水均匀度,田间水利用系数可达0.8~0.9。

4改进沟畦放水设施

改进沟畦放水设施,采用虹吸管(用于明渠输水)或地面移动闸门孔管(用于管道输水)放水,与人工开口放水相比,田间水利用率可提高5%~10%。目前这些设施国内仍处于试验阶段,尚未批量生产。因此,有必要开展联合攻关,对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究,向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。

5新的节水技术

5.1污水喷灌技术

利用污水喷灌技术,是一举两得的一项措施,这种技术是将污水处理和农业用水进行了有利的结合,一方面解决了污水的处理,避免了浪费,另一方面又解决了农业用水的问题。主要是将污水喷灌到农田中,然后利用土壤中的微生物和植物来对污水进行净化,其中的一部分水通过大气蒸发散发到空气中,还有一部分水渗透到土壤中,经过循环后可以被再次利用。

在采用这项技术的时候,首先要对污水进行初步的处理,将污水中的固体物质进行过滤,还要在其中加入一定的消毒剂。在使用污水灌溉的时候,不要喷洒在蔬菜上,对于谷类物最好的生育的前期使用,农作物在收获的前期应该停止使用污水灌。使用污水灌,对于农田的土质也是有一定的要求的,农田的土质要以砂土壤,壤土为好,对于数量的施加应该根据作物生长的不同时期进行不同程度的调整。如果喷洒的污水不符合规范标准时,可以向其中掺入一定的清水再实行灌溉。但是采用污水灌溉这种技术比较复杂,最好是在有专家的指导下进行。

5.2咸水灌溉技术

在进行咸水灌溉时,主要是对不同水的水质进行混合使用,其中主要是有混灌和轮灌。

混灌主要是将不同的灌溉用水进行混合之后再利用,这种做法既可以降低灌溉水中的盐度或者是碱度,改善了灌溉水的水质,而且还提高了灌溉水的总量,使以前不能够用的水都可以得到有效的利用。

所谓的轮灌就是根据一定的特点来选择用什么样的水尽心灌溉,要根据水资源的分布,农作物的种类和生长发育情况等来进行选择,在作物的不同生长时期对水分的需求是不同的,这样就可以利用这些特点来对作物施以不同的灌溉用水,提高了水资源的利用率,减少了淡水的用量。

5.3利用空气中的水分进行灌溉

所谓的利用空气中的水分进行灌溉,就是利用一定的设施来对空气中的水分进行那个收集,然后直接灌溉给作物或者是储存在一定的容器内然后再实行灌溉。这种方法在很多国家已经得到了使用,在德国的使用方法是,在农间田头设置一个圆筒,然后在圆筒的四周和喷嘴连接,将这些喷嘴直接放置于两排植物的根茎部位。在白天的时候,温度升高,空气进入到圆筒中传递到喷嘴内,在晚间的时候,气温下降,喷嘴内的空气就会凝结成水分直接流到作物的根茎处。在秘鲁地区,研究人员是在海岸处挂一些比较大型的尼龙的网,这样可以将空气中的雾气聚集到网上,待雾变成水以后流入到蓄水池中,以供灌溉之用。在其它的地区,也是采用相似的办法,利用一定的设施来对空气中的水蒸气或者是雾气进行收集,然后利用温度差使气体凝集成水分,从而达到灌溉的目的,以供灌溉之需。这些方法对于沙漠地区和那些在沿海地区比较缺乏淡水的地区是比较适用的,但是在实际的使用中,应该对其成本进行有效的降低,在实用性和效率性方面还应该有所加强。

结语

我国在现阶段对于农业发展投入了很大的精力,在三农问题上也是特别的重视,所以说对于农业的发展要给予重视。我国幅员辽阔,农业用地面积比较大,在农田灌溉方式上基本都是采用的地面灌溉,这种方式对水源的浪费也是比较大的,面对全球水资源日益紧张的情况下,要对地面灌溉实行节水措施。本文对地面灌溉进行了节水措施的探讨,列出了几种方法,那么在实际的使用过程中,应该根据不同的地质情况,不同的环境采用不同的节水方法,因地制宜,采取最有效的方法。

参考文献

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关键词:农田水利;节水灌溉;常用技术;存在问题;推广措施

引言

随着全球经济的发展,水资源的使用日益紧缺,我国是一个农业大国,没有水农业的发展就无从提起。节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法。现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多,各种技术都各有利弊,各有不同的适用条件。下面本人结合多年工作和理论研究经验,主要就农田水利节水灌溉技术应用方面浅谈几点看法,仅供参考。

1 农田水利节水灌溉技术概述

农田节水灌溉技术大致可分为:灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。

1.1灌水方法。节水灌水方法即田间配水方法,就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层,灌水方法可分为地面灌溉、喷灌,微灌和地下灌溉。

1.2节水输水方法。我国都是用土渠将灌溉水从水源输送到田头,这样有大量的水在还没送到田头就已浪费掉了。我国现在常用的节水输水方法主要有:渠道防渗和管道输水两种。 渠道防渗。渠道防渗所采用的材料有很多种类,常用的有干砌块石,浆砌块石(或卵石),砼预制块、现浇砼护面、塑料薄膜、土工膜等。 管道输水。渠道输水除了渠床渗漏之外,还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失。对于喷灌、滴灌和微灌要求高压输水(300~1200kPa),而对于地面灌溉可用低压输水管(小于200kpa)。

1.3节水灌溉制度。主要介绍两种:一是不充分灌溉。按早期灌溉的指导思想是只要有足够的水源供应,就要给作物供应最充分的水,以使之达到尽可能高的单位面积的产量,这就是充分灌溉。这种灌溉方法可以获得最高的单位产量,但是单位水量所获得收益就不见得最高。二是水稻薄浅湿晒灌。传统的水稻灌溉一般是长期保持较深水层。有的地方还采用串灌、漫灌,水肥流失严重。最近研究采用薄、浅、湿、晒的灌溉制度,取得了很好的节水效果。

1.4田间节水的辅助措施。各种灌水方法都是湿润作物根系活动层的土壤,以便于作物吸收。这样多数都要湿润表面,不可避免的就有一部分未被作物吸收而直接从土表蒸发到空中去,这一部分水基本是浪费掉了。因此为了节水许多地方曾采取各种辅助措施来减少土表蒸发。常用的方法有中耕保墒,麦杆覆盖等。中耕保墒是在每次灌后将土表耙松,这样可以切断毛细管,使表面以下土中的水分不会在毛管作用下送到表面而蒸发掉。麦杆覆盖,是将麦杆(或其他植物茎叶)切碎后铺在土表,这样也可以有效地减少土表水分的蒸发。

2当前农田水利节水灌溉存在的问题

2.1工农业高速发展,用水过多,超过了水资源承载能力,加剧城乡用水矛盾,破坏生态平衡。

2.2建设规模过大,投资能力不足,许多灌溉工程未建成即投入生产运用;投产之后,又由于资金缺乏,设备不能正常维修养护,有效灌溉面积呈衰减趋势。

2.3建成的灌溉项目管理制度不健全,管理单位无自,使工程效益不能充分发挥。

2.4水利院校的教育和教材内容重视水工结构的设计理论,忽视管理科学与实践。加上部分水利建设项目常以形象工程表现政绩,而对项目管理及其效果缺乏监测制度和评价指标;所以,就形成“重工程、轻管理,重大型、轻小型,重骨干、轻配套,重建设、轻效益”的社会思潮。由此可见,农业节水灌溉项目建设,需要政府加大工程续建配套的财政投入,从长远发展考虑,最根本的办法是培养具有新知识和新思维的后继人才。

3 推广节水灌溉的措施

3.1深刻理解发展节水灌溉的意义

我国人口资源庞大且发展状况不均,东南沿海经济发展较快,城市居民聚集,而内陆部分农业人口所占比例较大,农业、农民、农村问题是我国紧迫需要解决的问题。在这样的情况下我国农业生产用地较大,用水量也巨大,为各个国家之首。每年用于种植生产用水约为4000亿立方,是整个国家总用水量的四分之三,可为消耗巨大。然而有效用水仅占其中的25%~40%,浪费程度较高,而我国又属于水资源缺乏国家。因此,在农田水利中进行节水灌溉不仅可以为我国节省大量水资源,而且可以提高农业生产质量,为我国进入现代化农业时代铺平道路。

3.2推广节水灌溉的主要技术措施

⑴平整土地,设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数。植物种植对地表的要求首先体现在平实程度和土壤质量。这能够保证作物种植的稳固程度以及含水量的多少,使作物生长发育保湿程度有所保证,此外需要进行储水沟、垄等的标准化设计,设计出能够合理放出水源的数据参数。这是增加用水效率和节水成效的必要手段。研究表明,在入畦单宽流量为3~5L/s时,灌水定额随畦长而变,当畦长由100米改为30米时,灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100米时,畦单宽流量从2L/s增加到5L/s,灌水定额可降低150~225m3/hm2。对灌区进行深层渗漏的对比试验,灌水定额小于675m3/hm2,基本不发生深层渗漏;灌水定额825~990m3/hm2时,约有150m3/hm2水产生深层渗漏;灌水定额1350m3/hm2时,有一半水成为深层渗漏水。

⑵改进地面灌溉湿润方式,发展局部湿润灌溉。采用新的方法,在利用传统灌溉优势的同时改变其浪费水源,作业量大而效果不好的缺陷,进行具有针对性而非整体性的模式,这种方式节约了大量操作而由于蒸发引起的总水量浪费,并给作物用水增加一个缓冲余地,避免过多或过少,大大增加水的使用效果,并且让植被根部得到温和养护,使其向下发展,对于牢固植物,促进强壮生长等有良好效果。实践证明,春小麦与春玉米套种隔畦灌,湿润面积可减少50%,节水高达30%以上,增产幅度5%~10%。

⑶改进放水方式,发展间歇灌溉。改进放水方式,把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水,进行间歇灌(又称波涌灌),被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进,由于土壤孔隙会自动封闭,在土壤上层作为一个密闭的空间,水在压力的作用下流速提高,在此情况下若初始水量相等的情况下,该技术下的水流速为普通方式的1倍到十几倍,速度加快的条件下水向地下的流失量会相对减少,这样的优势体现在灌溉的均匀程度,节约用水,田间水利用系数可达0.8~0.9。

⑷改进沟畦放水设施。改进沟畦放水设施,采用虹吸管(用于明渠输水)或地面移动闸门孔管(用于管道输水)放水,这种方法自动化程度较好,避免了人工由于生理因素和心理因素导致的效率损失,这类器械在我国尚未大量投入使用,仅处于尝试阶段。

⑸大力发展节水保墒膜上灌。膜上灌是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法。它是将地膜平铺于畦中或沟中,畦、沟全部被地膜覆盖,从而实现利用地膜输水,并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放苗孔和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%~5%,其他面积主要依靠旁侧渗水湿润,因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。膜上灌形式有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。

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关键词:农田;节水灌溉;微灌技术

中图分类号:s274 文献标识码:a

灌溉是农田生产不可缺少的环节,我国在农田灌溉方面提出节水思想,主要是推进农田与水资源的持续发展。节水灌溉可以提高农田灌溉的效率,可以改善农田缺水的现状,深度优化农田灌溉途径,满足农田灌溉的需求量。节水灌溉技术在应用中存在若干问题,阻碍了节水灌溉技术在农田中应用。

1 农田节水灌溉现状

分析节能灌溉技术在农田中的应用,深化节水技术实际现状,提出节水灌溉技术应用中的问题。

1.1 节水意识淡薄

基于传统思想的影响,再加上农村落后的技术,导致农民意识不到节水的重要性,其只关注农田的生产力以及经济价值,忽视资源建设的重要性。虽然我国大力提倡节水灌溉,但是无法保障工作落实到位,制约了节水灌溉技术的发展。

1.2 无法全面实行节水管理

我国在农田方面,实行责任制,基本由家庭自由管理,所以在节水灌溉技术的推行方面,始终无法做到全部统一,即使采取政策约束,仍旧无法改变灌溉的传统现状,部分农民无法正确认识节水灌溉技术,制约技术发展,长期以来,政府逐渐失去管理的积极性,最终无法实现全面的节水管理。

1.3 缺乏有效的节水机制

受多方面原因影响,在节水方面并未形成有效的机制约束。在节水灌溉技术中缺乏合理的设备支持,缺乏资金支持和政府干预,导致农田节水不能实现到位的发展,更无法有效的投入到农田灌溉生产中。

2 农田节水灌溉技术

在农田种植中的应用的节水灌溉技术主要有以下几类:

2.1 喷灌技术

喷灌属于机械类技术,需要外置设备提供一定的动力,达到喷灌水压后,进行农田灌溉[1]。例如:利用水泵为灌溉系统提供压力,促使水分在压力的作用下,均匀的在喷头处流出,保障灌溉的匀和性,体现节水理念,近几年,喷灌技术不仅应用于农田灌溉,还在园林绿化方面存有表现。

2.2 滴灌技术

滴灌技术即是利用滴头,将水分滴入农田,属于自动化技术,其可以借助滴灌系统,合理控制水分,充分灌溉农田,例如:利用系统控制滴水,确保滴灌在农田灌溉中的全面性,还可以在水分中融入肥料,既可以满足作物对水分的需要,还可为其提供养分空间,提高农田产量。

2.3 管灌技术

管灌技术需要借助低压条件,将水分通过管路输送,此技术可以有效防止水分蒸发,同时还可避免水分输送过程中的渗漏。管灌装置可以重复使用,平时不需拆卸,无需投入过多成本,而且技术掌握上相对简单,做好日常的装置维护工作即可。管灌技术在我国农田中的使用范围较为广阔,可见其节水和灌溉的效果都比较明显。

2.4 微灌技术

微灌与其他节水技术不同,其主要应用在灌溉面积较小的区域,根据农田种植的实际情况,给予合理的灌溉。在农田内部科学的安装管路,促使水分顺流管理,直接作用到作物根部,避免水分过多造成浪费,还可合理控制水分的流速和流量,节约水分。微灌技术在节水方面效果明显,保障灌溉的匀和性[2]。但是微灌技术较容易受水质影响,如在水质较低的地区,管路容易受水中泥沙的影响,形成堵塞,所以必要时,需定期清理流水管路。

3 优化农田节水灌溉途径

提高农田对节水灌溉技术的应用,需要借助科学的途径,达到优化灌溉的效果,体现水资源的节约特性。分析节水灌溉的具体途径,如下:

3.1 合理利用节水灌溉的政策

政策是推进技术应用的基础,响应国家政策要求,维持农田生产与节水灌溉平衡发展的状态。例如:政府可以农田效益为基础,大力推进节水工程的建设,重点是为节水灌溉技术提供运行环境,推进农田节水建设,实行科学规划,达到优质的节水灌溉效果。

3.2 拓宽农田投资渠道

推进农田节水灌溉的发展,必须具备丰富的运转资金,所以需要拓宽农田的投资渠道。主要以公共财政为主,加强政府各级部门对农田灌溉建设的投资力度,全面落实投资文件,保障节水灌溉的建设环境,在保障农民获益的基础上,实行效益再利用,号召农民参与到农田投资中,积

提升节水灌溉技术的应用。

3.3 完善农田水利工程

积极建设农田水利工程,保障水利工程发挥高效益。农田在节水灌溉方面,需要实现先进技术的转型,重点完善水利工程[3]。工程是技术运行的基础保障,可以为节能灌溉技术,提供一定的生产和运行环境,例如:完整的工程,能够推进节水技术的使用,不论是在技术的应用还是管理方面,都可体现节水的高质量性,同时也可为农田新技术的开发奠定基础,提高农田建设的力度,着实体现节能灌溉技术的应用力度。因此,水利工程对节能灌溉技术的应用,具备实际的价值和意义。

4 结论

提高农田生产量,必须借助科学的技术手段。目前,最主要的是平衡农田对水资源的利用,既要实现水资源的节约效果,又要达到农田灌溉的水平,促使2者处于相互协助的状态。在节约灌溉技术的参与下,着实提升农田产量,实现水资源的合理利用,充分显示节能灌溉技术的优势,推进技术能力的发展。

参考文献

[1] 张晟. 农田水利建设中节水灌溉技术的探讨[j]. 北京农业, 2011(03):89-91.

[2] 韩云峰. 浅谈农田节水灌溉的有效措施[j]. 科技致富向导, 2012(02):23-25.

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【关键词】地面灌溉;灌水质量评价指标;水平畦灌

1.地面灌溉的改进途径

传统的地面灌溉主要有畦灌、沟灌、漫灌、淹灌等四种灌水方法,它们具有灌水方便、成本低、节能等优点,但也存在着灌水定额大、均匀性不太高、深层渗漏严重、劳动强度较大等问题。而地面灌溉改进的途径有两个:一是水流在田间运动的规律,尽快完成水在田面上的流动过程,以达到灌水均匀和节省用水的目的,如长畦分段灌,波涌流沟灌和变流量沟灌等。二是改进田间灌水设施,以提高灌水质量和减轻灌水劳动强度,如用带孔软管或移动软管代替输水垅沟,用段管或虹吸管自输水沟向灌水沟放水,用自动闸阀控制格田的水层深度以及实行沟畦灌水自动化等。

1.1灌水质量评价指标体系

评价灌水质量的指标主要有灌溉水效率、田间灌溉水储存率、田间灌水均匀度。提高这三项指标, 即意味着减少灌溉水的无效损失, 提高灌水质量及灌溉水的有效利用率。虽然都反映了不同条件灌溉质量优劣, 但当它们同时使用才能较全面地评估某种灌水方法和灌水技术的灌水效果, 仅用其中的任何一项指标都不能作为全面评估田间灌水质量优劣的标准。理想的灌溉要使上述三项指标都达到较高的水平, 但由于上述三个指标往往存在一定矛盾之处, 据研究其中最关键的是灌水均匀度, 因为灌水均匀度不高必然导致灌水效率和储水效率两项指标不高,因此生产中可把灌水均匀度作为评价地面灌水技术优劣的关键指标。

2.灌水技术要素

影响水平畦田灌溉系统性能的主要灌水技术要素有:

(1) 土壤入渗性能。考虑到土壤入渗性能具有地域性, 其对畦灌系统性能带来的各种影响只能通过合理地选择其它灌水技术要素和适宜的畦灌系统设计予以弥补或消除。

(2) 畦田微地形。较大的畦田纵坡有助于缩短入畦水流的推进时间, 达到较好的灌溉质量。但过陡的田面纵坡会招致地面土壤受到冲蚀、计划灌水深度难以达到要求。适宜的畦田纵坡应根据田间土壤质地在0. 001~ 0. 003 的范围内确定。要达到这种地面平整精度标准, 则必须实施激光控制下的土地精细平整技术。

(3) 入畦单宽流量。较大的入畦单宽流量能促使水流在畦田内的推进速度加快, 缩短推进历时, 使得田间土壤入渗受水分布更为均匀, 有利于提高灌水效率和灌水均匀度。为避免流量过大对畦田土壤的冲刷, 入畦单宽流量的适宜值应结合畦块宽度并视田间土壤质地在3~5 L/( s・m ) 的范围内选择, 最大值以不超过5 L/(s・m)为佳。

(4) 畦田规格。畦田规格是指畦块的长度与宽度。随着畦田长度的增加, 水平畦灌系统的性能有下降的趋势。同时, 较长的畦块会使得田间微地形变化带来的不利作用更为突出, 进而影响畦灌系统的灌溉质量。虽然较短的畦田有利于提高灌溉系统的性能, 但却占用耕地且不利于田间栽培管理。故在田面平整状况较差的情况下, 可采用短畦; 而当田面平整精度指标值小于2 cm 时, 在采用较大的入畦流量条件下, 可适当增大畦长到100 m 左右。选择适宜的畦宽主要取决于田面平整的精度和实际可用的入畦流量的大小。在入畦流量较大的条件下, 当田面平整度较佳时, 可适当加大畦田宽度到10m左右, 这不仅能扩大耕地的有效利用面积, 还可适应现代化大农业中田间机耕、机播作业对畦田规格提出的要求。

(5) 灌溉供水时间(t)。灌溉供水时间较长易造成过量的田间灌水, 致使灌水效率下降; 且过长的灌溉供水时间会导致畦田水分入渗分布的不均匀, 引起灌水均匀度减小。为此, 应依据畦灌系统的设计条件确定出合理的田间灌溉供水时间, 并加强田间灌溉管理。

3.块灌灌水技术

近年来,随着缺水问题突出,我国广泛采用了“大块改小块、宽块改窄块和长块改短块”的“三改”灌水技术,称为块灌,有显著的节水和增产效果。块灌技术的块田宽度一般不宜大于5m,块田长度应在5m左右,块田面积最好小于334m2,最大也不要超过667m2,对于无坡块灌时,块田面积、长度和宽度均可比有坡块灌的大一些。一般块田面积仍不宜超过667 m2,块田长度不宜大于60m,宽度应小于10m。

经过施炯林研究表明:块灌只要掌握三要素,即大流量、快速推进、及时封口,就能达到节水灌溉的目的。大流量是指单宽流量必须要大于6 L/(s・m);快速推进指对入块流量要多开进水口,均匀分配水流的技术措施,消除水流的横向作用,使水流迅速布满田块的整个宽度,但快速推进需不至于导致田块的进水口处发生冲刷;及时封口是指封口成数要为七成到九成,倘若十成封口,会降低用水效率,便成了大水漫灌。

4.波涌灌溉

波涌灌是一种新型的地面灌水方法, 它采用低水头流量,快速推进,间歇放水使水流呈波涌状推进,利用了致密层在发展中不断减小田面糙率与土壤入渗特性这一客观规律,逐次为以后各周期的灌溉水流创造了一个加速水流推进与提高减渗效果的新界面。

由于波涌灌是间歇性地向农田供水, 因而一个灌水过程包括几个灌水和停水周期, 这样田面经过“ 湿一干一湿”作用, 一方面使湿润段田间土壤入渗能力降低, 另一方面使田间水流边界条件发生变化, 在表土形成致密层, 糙率减小, 在这两方面的综合作用下, 使波涌灌具有节水、节能、保肥、水流推进速度快、灌水质量高等优点。

波涌灌适宜条件较广, 只要符合如下几点, 均可正常应用: ①地面坡降在1%~100 %之间的沟或畦灌(畦宽小于3 m) 条田, 相对平整, 无倒坡; ②条田长度在500 m以内, 农田水利相对配套的井、渠灌区均适用; ③除了粘土以外的农田土质, 因为粘土波涌效果和连续灌几乎无差异; ④适于大田任何作物。

5.其他地面灌水方法

近年来,国内外还出现了许多不同的节水型地面灌水技术,如细流沟灌、隔沟灌、膜上灌等。

沟灌灌水技术是一种局部湿润灌溉,改进传统的地面灌溉全部湿润方式,进行沟灌溉或局部湿润灌溉,不仅能减少棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例,使田间土壤水利用效率显著提高,而且可较好地改善作物根区土壤的通透性,促进根系深扎,有利于根系利用深层土壤储水,具有节水和增产双重特点。

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关键词:节水灌溉 输水 制度

节水灌溉就是要改变千百年来人们浇地的传统习惯,按照作物的最佳需水量进行灌溉,用少量的水取得较高的经济效益,是使传统农业向高产、优质、高效的现代农业转变的必要措施。

节水灌溉不仅节约水源,而且带来的相关效益也比较显著。主要表现为:水分的生产绿率提高、单产产量提高、作物品质提高、病虫害减少、施肥量节省、电力能源节省、生产用工大量节省、耕地节省及环境效益提升。由此可见农业节水灌溉潜力很大,大力普及节水灌溉技术,提高灌溉用水利用率是解决农业用水危机的最有效途径。现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊,各有不同的适用条件。只不过有些技术成熟一些,有些技术还有待进一步研究,有些技术优点更多些,适用范围更广些,而有些技术稍逊而已。节水灌溉技术大致可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。

1 节水灌水方法

灌水方法即田间配水方法,就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层目前节水技术有以下几种:

1.1 喷灌技术 喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压,或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区,由管道上的喷头喷射到空中散成水滴,均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适于所有的旱作物。

1.2 微灌技术 微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌;根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。

1.3 渠道防渗技术 渠道防渗技术是为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。常用的有混凝土衬砌、浆砌、石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。

1.4 低压管道输水技术 低压管道输水技术是利用机泵抽取井水,通过管道系统把水输送到田间对农田灌溉。水进入田间后仍属于地面灌溉的范畴。

1.5 行走式节水灌溉技术 行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力,配套使用的灌溉设备,以增加流动灌溉的适应性。行走式节水灌溉机不要求田间工程设施,只要有水源就可以实现灌溉。该机都是组装的,装拆方便,所以那里干旱,就可以迅速组装一批灌水机具、配套使用的拖拉机,就可以实施行走式灌溉,以达到补水灌溉的目的。

2 节水输水方法

几千年来我国都是用土渠将灌溉水从水源输送到田头。这样有大量的水在还没送到田头就已浪费掉了。我国现有灌溉渠道水利用系数很低,一般为0.3-0.5。因此在输水过程中节约水的潜力很大。常用的方法有渠道防渗和管道输水两种。

2.1 渠道防渗 渠道防渗所采用的材料有很多种类,常用的有干砌块石,浆砌块石(或卵石),砼预制块、现浇砼护面、塑料薄膜、土工膜等,最近国内比较普遍推广的“三面光”渠道就属这一类。当采用砼护面时,如渠道不大还可用U型砼渠,这样还可以提高输水流量,减小过水断面。

2.2 管道输水 渠道输水除了渠床渗漏之外,还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失。对于喷灌、滴灌和微灌要求高压输水(300~1200kPa),而对于地面灌溉可用低压输水管(小于200kPa)。

3 节水灌溉的相应制度

3.1 不充分灌溉按早期灌溉的指导思想是只要有足够的水源供应,就要给作物供应最充分的水,以使之达到尽可能高的单位面积的产量,这就是充分灌溉。这种灌溉方法可以获得最高的单位产量,但是单位水量所获得收益就不见得最高。因此,近年提出丁不充分灌溉的理论,也就是说灌溉的目的并不是要达到最高的单位面积产量,而是要使单位用水量的作物产量较高。这在现今,水资源日益紧缺的时代,就显得尤为重要。因为水资源是有限的如果每亩少灌一些,就有可能灌溉更多的面积,从而获得更高的总产。我们民间过去曾采用过坐水种,灌关键水等就属于这种灌水制度的雏型。而现今则要研究出完整的不充分灌溉制度。这要做大量的实验工作,而且这种灌溉制度对于不同的地区的不同作物也是不相同的。

3.2 水稻薄浅湿晒灌 传统的水稻灌溉一般是长期保持较深水层。有的地方还采用串灌、漫灌,水肥流失严重。最近研究采用薄、浅、湿。晒的灌溉制度,取得了很好的节水效果。其基本做法就是薄水插秧、浅水返青,分蘖前期田间湿润管理,分蘖后期晒田,拔节抽穗保持薄水,乳熟保持田间湿润,黄熟湿润落干。

4 节水田间辅助措施

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关键词:田间节水灌溉新技术;地下滴灌;推广应用

中图分类号:S275 文献标识码:A

前言

我国不仅是一个人口大国,还是一个农业大国。在我国存在大量的灌溉面积,地面灌溉占主要部分,对田间节水灌溉新技术进行研究,为大面积因地制宜推广田间节水灌溉新技术提供成套技术和支撑后台,提高田间灌溉质量,具有重要的现实意义。因地制宜地采用各种类型的田间节水灌溉技术对我国大部分地区,尤其是干旱缺水的西北地区而言势在必行,具有广阔发展前途和推广应用前景。

1 地下滴灌新技术

这属于微型灌溉技术的一种,是一种特殊的应用形式,它会在地表下面埋好毛细管,这样水分就可以通过这些毛细管慢慢渗入土壤,到达植物的根部。如此一来,植物的整个根部都能得到水分的滋养,保证了水分的充分吸收利用。在灌溉过程中,水流经的渠道是毛细管,不仅减少了土面水分子的蒸发,而且有利于保持植物土壤环境疏通透气,有着明显的节水增产效益。还有一点,输水的毛细管深埋地表下面,更方便农耕和植物的种植管理,而且这些毛细管由于埋在地下,可以有效防止灌溉系统老化以及人为损坏。

滴灌技术分为地面滴灌和地下滴灌。地面滴灌是从外国引进的,目前,这个技术已经取得了很大的发展。但是地下滴灌引进得比较晚,主要用于果树的种植上,近年,这个技术在山西等一些省城地区得到大面积的应用,并取得了一些成果。但是由于人工技术的不足,工具质量的缺陷,很多细节的问题没有得到解决,影响了整个地下滴灌系统的正常运行。

关于地下滴灌技术的应用研究的主要内容有以下几个方面:

针对地下滴灌灌水器这个工具进行研制创新,不仅要适合我国农田耕作的实际需求,还要具备抗负压性能。这样的工具有利于从整体上提高地下滴灌系统的工作性能和效率。

针对地下滴灌条件下,水分如何在土壤中运动和它的湿润程度、形状进行研究,通过室内外的模拟,研究出这个系统有效的数学物理模式,有利于田间实际操作这个地下滴灌系统。

通过田间的试验,评价地下滴灌技术应用于果树的节水增产效果。

2 关键技术与创新点

新开发研制的地下滴灌专用灌水器。这种滴头抗负压性能好,流量均匀,即使在很大的压力下,也能够正常工作。这是一种不仅可以防止系统负压堵塞,而且可以很好适用于土壤水分运动的地下滴灌专用灌水器。通过田间应用的试验,研究这类灌水器的设计和管理技术,有利于提高整个灌溉系统的灌溉效率。这种新型的地下滴灌专用灌水器己获得国家实用新型专利,形成系列化产品,具备产业化生产能力。

开发出适用于地下滴灌条件下模拟土壤水分运动及溶质运移的二维数学模型。在二维数学模型中,对水分在土壤中的运动分布状态、土壤湿润体范围与形状开展数值模拟研究,其中,滴头流量和滴头埋深变化引起的土壤水分布特征可以进行定量描述。

土壤的质地结构包括土壤湿润体的形状、大小和分布位置,这些因素都影响着设计参数的确定。根据这些因素确定当地果树作物和气候条件下,应该采用怎样的地下滴灌系统灌水设计参数,提出种植果树应该采用的地下滴灌技术田间适应条件和布局模式。在模拟当中,根据肥料在植物根部分布的状况,可以推出施肥的最佳时机,达到了合理施肥、科学施肥的目的。

3 地下滴灌节水技术试验示范区及推广应用

在某城区的果园,研究人员进行了地下滴灌技术田间试验研究和灌溉方法实施,按照其具体要求,工作人员对果园原有的灌溉系统进行了改造,将原有的地面灌溉系统改造成了地下灌溉系统,建设了一个地下滴灌系统。这整个工程的建设工作主要包括:地下滴灌工程的设计与施工;对现有田间灌溉工程设施依据总体方案进行必要的改造和更新;地下滴灌田间试验方案的制定与实施;田间相关资料的监测, 用于评价灌水质量和节水增产效果。

在这个技术试验的区域内,为了更好地改善滴头的性能,以更优越地发挥其工作效能,需要对新型的灌水器进行实践的田间考核。在考核期间,会对地下滴灌系统的运行功能和质量进行评价,并得出有效的数据依据。这个关于田间灌溉管理工程的研究,分析和评价了整个工程的技术经济指标和地下滴灌方式的节水增产效益。

4 结语

我国不仅是一个人口大国,还是一个农业大国。现今,在我国存在着的灌溉面积多达5333万hm2,其中旱作和水田各占一半,地面灌溉占绝大部分。由于农田田间管理的不合理,平整程度水平低,灌溉技术落后,田间规格不合理以及灌溉管理粗放等问题,致使田间灌水效率低下,西部地区甚至更低。

因此,在不同地区,它的气候、地形、土壤等等各方条件都有所不同,应当根据这些地区不同的特点,来决定采用哪种类型的田间节水灌溉技术,这对我国大部分地区,尤其是干旱缺水的西北地区,是非常必要的。地下滴灌技术有着其适用的对象,不论对穴播或行播种植条件下高产值作物来说,还有我国北方干旱地区普遍种植的果树作物来说,是非常合适的。随着用于地下滴灌的专用灌水器的推出,这项节水灌溉技术具有较好的推广应用前景。由此可见,对田间节水灌溉新技术进行研究,为大面积因地制宜推广田间节水灌溉新技术提供成套技术和支撑后台,提高田间灌溉质量,很有现实意义。

参考文献

[1] 许迪.间歇水流灌水技术的评价方法[J].农田水利与小水电,1987(9).

[2] 刘洪禄.波涌灌溉机理及其灌水技术的研究[D].北京农业工程大学,

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关键词:怀远县节水灌溉技术;水田生产;增产增效

中图分类号: S275.9 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-02-0188-1

安徽省怀远县位于江淮之间北部、淮北平原南端,国土总面积2396平方公里,拥有基本农田188万亩,其中水田73.05万亩,2010年粮食总产达124万吨,是个典型的农业大县。随着县域经济的进一步发展,工业用水方面不断增加,地区农业用水资源不足的问题已经逐年突出。水资源不足已经成为农业生产的一个重大的问题,严重限制了农作物的生产发展,使适宜的土地不能够种合适的农作物,有的甚至干旱减产,所以如何利用现有的水资源来科学的灌溉,是现实给我们提出的重要课题,也是水利科技工作者义不容辞的责任。

1 建立科学的供水制度和供水方法

《水利工程供水价格管理方法》的是水利工程供水价格管理工作中的一座里程碑。完好的供水制度和供水方法将会对规范供水的价格管理、建立和完善水价的形成机制以及合理利用水资源,保护农业用水起到特别重要的作用。现在农业用水的形势是资源性的短缺以及使用上的浪费并存的状态,尽快建立科学的供水制度和供水方法,建立合理的水价形成机制都是解决这一问题的关键所在,是建立供水保障体系的主要问题,也是水资源可持续利用,保障经济社会可持续发展的核心问题。

根据水稻生产不同阶段的需水情况和苗势、土壤情况,建立“三集中、三缩短”的供水制度,实行间隔供水。实行大流量高水头集中供水方法。采取高水头大流量集中供水,一次把水送到位,不但节约大量用水,还可解决很多矛盾。发挥村级管水员的积极作用,加强田间用水管理。

2 管理节水技术方法

一项完好的水田节水灌溉,仅仅依靠科学的供水制度和供水方法是不行的,管理上做得到不到位也是至关重要的。除了政府以及水利工作者们的科学管理是远远不够的,也需要农民改革用水的管理体制,自主参与管理,从根本上提高农民的节水意识,从点滴做起,普及节水知识。

2.1 建立用水者协会,提高自主管水意识

通过用水者协会,可以把农民团结在一起,加强灌溉节水技术的普及和管理,同时可以采取一些措施来优惠征收水费,增强农民的积极性和节水意识。加大《水利工程供水价格管理方法》的宣传力度,利用水价抑制浪费的手段来促使农民提高自主管水意识,支持水利事业的发展,同时也是节约资源,增加自身收入的重要方法。

2.2 因地制宜推广节水技术

水利工作者们发明了新的水田节水灌溉技术,要把它们应用到具体实际的农业生产当中,让农民增产增收,加大经济收入,就必须要因地制宜地发展生产,推广适合的节水技术,真实节约灌溉用水,达到保护地区水资源的功能。

3 农业方面节水技术

水资源的有效利用,合理利用水资源,归根结底还是有关于农民的利益,所以在政府和水利科技工作者们的努力之下,农业方面也可以通过一些技术来达到节约水资源的目的。

3.1 渠道防渗技术渠道防渗技术

通过对渠床土壤进行处理或建立不易透水的保护层,如混泥土护面、浆砌块石衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等工程措施,减少输水渗漏损失,加快输水速度,提高灌水效率。目前在我县普遍采用的是由于混凝土防渗渠道具有良好的防渗效果好,糙率低,允许流速大,强度高及使用年限长,一般减少渗漏损失水量的85%以上,可以提高输水能力,减小渠道的断面尺寸和耐久性强等特点。

3.2 节水育苗

采用新的软盘旱育苗,其用水量和用种量均减少了一半以上,而传统的育苗方法多是用水育苗,这样增加了用水量,费水,而且还费工,秧苗生长出来也不壮。用这种新的技术,不仅秧苗长得壮,而且还节约了水资源,真是一举两得。

3.3 平整土地

土地平整与否和灌水质量以及灌水效率有着密切的关系。土地平整了,能够保证灌水质量和提高灌水效率,所以平整土地是节约灌溉水源的重要措施。土地不平整,灌水的时候不仅会造成灌水的不均匀,而且也会加大灌水量、延长灌水时间。最终导致浪费水源,影响灌溉质量,甚至还会引起土壤的盐渍化。

3.4 使用化学物质来节水

使用新的科技产品化学保水剂来节约水资源,推广应用“FA旱地龙”化学保水剂。这种化学保水剂可以有效地减少植株的水分散失、促进根部生长、增强农作物的抗旱防冻能力,促进农作物提早地成熟,从而产量大幅增加。

节约水资源是我们义不容辞的责任,在当今这样一个农用水资源短缺、农业用水紧张的时期,使用和推广水田节水灌溉技术成为一种必然。本文通过对几种节水灌溉技术的阐述,包括建立科学的供水制度和供水方法、好的管理节水技术方法以及农业方面的节水技术等来解决日益严重的水资源匮乏问题,让农民增产增收,增加经济收入,这样才能有利于农民生活水平的提高。

参考文献

[1] 时训柳,洪林,袁宏源.漳河灌区水稻节水灌溉对农业投入产出的影响分析[J].中国农村水利水电,2001,(09):45.

[2] 刘志武,胡和平,欧阳竹,田富强.山东禹城引黄灌区非充分灌溉配水模型[J].中国农村水利水电,2001,(09):102-103.

[3] 朱建强.基于作物的农田排水指标及排水调控研究[D].西北农林科技大学,2006.

[4] 梁薇.冬小麦经济节水灌溉制度的研究[D].河北工程大学,

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关键词:农户禀赋;节水灌溉技术;采纳行为;影响;实证分析

中图分类号:F127.41 文献标识码:A 文章编号:1003-4161(2011)01-0079-03

一、引言

我国水资源总量比较丰富,但人均占有水平很低,而且地区分布不均衡。在水资源的众多用途中,农业用水是最大的。根据《中国水资源公报2009》的最新统计数据,2008年我国总用水量5 909.9亿立方米,其中农业用水为3 663.4亿立方米,占总用水量的62%。在农业用水中,农业灌溉用水量占用水量的90.2%。从这个意义上讲,农业灌溉用水量对水资源影响很大。另外,由于受传统农业耕种方式的影响,农业灌溉水利用系数一直较低,目前全国平均仅在0.4~0.5之间,农业灌溉利用率比发达国家低很多。这导致相当一部分水在输水过程中由于渗漏或蒸发损失了。因此,在我国水资源较缺乏的情况下,如何提高农业灌溉水利用率,实施节水农业对于缓解目前的缺水状况就显得至关重要。

农业灌溉技术的采用,可以在一定程度上提高农业灌溉用水率,因此,农业灌溉技术的采纳与否是提高农业灌溉用水率的关键因素。而在农业生产中,农户是最基本的单位,农户作为独立的生产者对是否采纳先进技术具有完全的决定权。因此,发展节水农业的关键就在于农户采纳农业节水灌溉技术。影响农户采纳农业节水灌溉技术的因素很多,主要有以下几方面:节水灌溉技术自身因素、自然环境因素、农户禀赋因素、水价因素和政策因素。本文仅对农户禀赋作详细研究。

二、农户禀赋对采纳行为的影响

节水灌溉技术对于农户而言,同劳动力和土地一样,也是一种生产要素。节水灌溉技术本身并不是水的替代品,但节水灌溉技术可以在不减少作物产量的前提下减少灌溉水的使用量;或者在供水量不变的条件下提高作物对灌溉水的利用率,从而提高作物产量。因此,先进的灌溉技术可以节约灌溉水的用量,从而减少用水农户对生产要素的投人。农户是否采纳节水灌溉技术,从农户自身来看,主要有以下几方面的影响因素。

(一)农户经济状况

从目前国家投资政策来看,大中型节水灌溉工程的投资是由中央、地方政府和农户分级承担,一般农户的投资额要占到工程总投资的1/3左右甚至更多,而且,工程建成后的运行费用完全由农户负担。所以一个地方经济条件及其农民收入如何(反映了农民对水价的承受能力),就成为节水灌溉工程技术能否推广运用的决定性因素。

农户经济状况主要包括农户的家庭财产状况、农户的收入状况、获得信贷的能力和劳动力及土地的机会成本等。采纳农业节水灌溉技术,意味着农户要掌握更多的技能,实施起来一般较复杂。根据诱致性技术变迁理论,资金较充裕的农户偏向于采用资本密集型的农业技术,劳动力较充裕的农户更易于采用劳动密集型的技术。黄季馄等认为,经济状况越好的农户越容易采用水稻新技术。当然,也有学者发现,在他们的经验模型中收入与农户的支付意愿及可持续农业技术采用之间有正相关关系,因为充裕的资金能保证生产者不受资金条件的制约而采用可持续农业技术。但是,有些学者的实证研究却得出相反的结论,即经济状况最差的农户具有最强烈的采用可持续农业技术的欲望,而经济状况较好的农户对保护土地技术和新品种不感兴趣。这可能是从事非农业生产活动能带来更大收益的缘故。同样获得信贷的能力越强,资金的供给就越有保障。因此,获得信贷的能力和农户的收入状况结合在一起对农业节水灌溉技术的采用产生影响。

(二)教育因素

农业节水灌溉技术是一项农业技术,一般来讲,农户受教育的程度越高,对于新技术的理解和接受能力就越强。当然,这里的教育形式既包括正式的教育,也包括农民学校、农民田间学校和加强信息沟通等非正式的形式,这些教育方式会增加农户的理解能力,使农户采用新的可持续农业技术的可能性增大。对于受教育程度对农户采用技术决策的影响,国内外很多学者针对这一问题都做了实证研究,结果显示受教育程度是农户采用技术决策的重要影响因素。如国内学者孔祥智等在对陕西、四川和宁夏农户的调研中发现,农户的受教育水平对其采用新技术具有显著地正向作用,一般来说受教育水平越高,采用的可能性就越大。马康贫、刘华周通过对中国苏北地区的调查,发现农户受教育程度对其技术采纳具有显著的正向影响,而且和看报的频率结合在一起对技术采纳影响更大。综合各种研究,农业节水灌溉技术是否被农户采纳,跟农户受教育的水平有很大关系。

(三)农户决策者的年龄

从心理学角度来讲,一般来说,成年人的年龄越大,对新事物的接受程度就越差。这个规律同样适用于农业技术扩散。有学者对该问题做了调研,从调研的结果来看,农户决策者年龄主要集中在31―50岁这一年龄段,但农户采纳新技术的行为在年龄方面表现出很大的差异性。总体来看,年龄与选择行为呈负相关关系,即随着年龄的增加,农户选择使用节水灌溉的可能性越来越低。这可能是年轻人敢于冒险,喜欢接触新事物,并且有一定的文化知识和能力做支撑,他们往往成为创新者。

以上论述从农户的经济状况、农户受教育程度以及农户年龄等三方面来阐述对农户采纳节水灌溉技术行为的影响。为了进一步证实这些关系,笔者以陕西省为例,进行了实证研究。

三、实证研究

陕西省地域南北跨纬度大,按地形地貌,以秦岭、北山为界,北部为陕北黄土高原,中部为关中平原,南部为陕南秦巴山区。其特点是南北高、中间低、自西向东倾斜。土地总面积20.58万平方公里,占全国土地面积的2.1%。其中耕地面积408.9万公顷,林地面积1028.5万公顷,草地面积311.7万公顷,其他农用地30.3万公顷。

陕西是全国水资源严重紧缺的省份之一,水资源特点为总量少,时空分布不均,人均耕地较少。全省水资源总量445亿m3,居全国第19位。人均、耕地亩均拥有水资源量1196m3、588m3,分别相当全国平均水平的一半左右。且时空分布不均,年降雨量的60%~70%集中在汛期,地域分布上,秦岭以南的长江流域,面积占全省的35.5%,水资源量占全省总量的71%;秦岭以北的黄河流域,面积占全省的63.5%,而水资源量仅占29%。居于中心地位的关中地区人口密集,人均水资源量只有

380m3,相当于全国人均水平的1/8,远远低于国际社会公认的绝对缺水线(人均水资源量500m3),属于严重资源型缺水地区。

(一)调查的总体情况

经过对陕西省很多地区的多次预调查以及与各级水资源行政管理部门的工作人员的探讨,依据研究目的,分别制定了县级、村级调查问卷和户级调查问卷共计三个部分的问卷。县级调查问卷主要包括6个部分:县社会经济概况、农业生产状况、县水资源利用情况、灌溉技术应用情况、节水灌溉工程建设状况、灌溉工程产权状况。村级调查问卷主要包括4个部分:村水资源利用状况、种植作物灌溉技术的采用状况、水价制定与征收状况、节水灌溉技术的投入情况等。户级调查问卷主要包括5个部分:农户基本情况(如户主受教育程度、耕地数量和质量、家庭收入等)、种植业生产和投入情况、农作物的灌溉技术采用情况等。跟本文联系紧密的主要是户级调查问卷表部分。由于所选取的村级样本数量较多,考虑到调查时间有限,调查组根据不同的地市,分为10个调查小队分别开展实地调查工作。通过与统计数据进行对照,对一些不一致的数据进行了调整,以确保数据的真实性。

本次调查对陕西省的西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市、铜川市、延安市、榆林市、汉中市、安康市、商洛市等10个地市的55个县(区),共计227个村进行实地调查。受调查村样本的选取,根据调研前资料的详细分析以及其地理位置来确定是否具有代表性,而进行选择。以尽量使调查能够客观反映不同地理分布的实际情况。具体调查样本村分布为:西安市43个、杨凌区2个、咸阳市31个、渭南市29个、宝鸡市24个、铜川市11个、延安市16个、榆林市16个、汉中市13个、安康市14个、商洛市28个。对于本次调查中,获得农户问卷共计2 313份,其中有效问卷2 171份。在有效问卷中,采纳节水灌溉技术的样本数为216户。

(二)农户禀赋对节水技术采纳行为的分析

1.年龄对农户采纳行为的影响分析

通过对调查农户年龄段的统计发现,调查中41-50岁年龄段的农户高达52.2%,31~40岁与50~60岁年龄段农户大致相等,60岁以上农户占5.9%,而30以下农户仅占4.7%。究其原因,主要是在陕西农村,观念相对保守,一般30岁以下成人即使结婚生子,很多人由于经济基础较差,往往还跟父母在一起并不单独立户。而41―50岁这个年龄段在农村属于年富力强的阶段,也代表该地区农村生产力的发展水平,因此这个年龄段的相对也最多。

从统计的情况来看,30岁以下年龄段农户采纳节水灌溉技术仅仅2户,占0.1%;60岁以上年龄段的有18户,占到8.3%:而41~50岁年龄段所占比例最高,达到55%。另外,31~40年龄段和50~60岁年龄段分别是16.3%和19.3%,两个年龄段相差不大,这一结果与国内很多学者调查的情况不太一样。很多学者调查认为,年龄越大,采纳节水灌溉技术的可能性就越低的规律。而本次调查却是年龄段最小的采用率最低,其次才是年龄段最大的,居于中间的41-50岁年龄段是采纳节水灌溉技术的主要力量,所占比例达到一半以上。

2.受教育程度对采纳行为的影响分析

由于农业节水灌溉技术是一项技术性较强的技术,农户没有一定的领会和理解能力是很难掌握的。另外,相对于传统观念来讲,农业节水灌溉技术是一门较新的科学和技能,从这个角度来讲,也需要农户具备一定的视野和知识。因此,我们对农户的文化程度和不同文化程度的农户采纳节水技术的情况作了调

上表2 171个调查样本中小学及以下、初中和高中的百分比分别是14.1%、57.6%和28.3%。在采用节水技术的216个农户中,小学及以下的比例为5.1%,大大低于总样本的14.1%;而采纳农户中高中级以上比率为36.6%,高于总体样本8.3个百分点,这是非常显著地。文化程度对于农户采纳节水灌溉技术影响是正面的,即受教育程度越高,采纳节水灌溉技术的可能性就越大。

3.经济情况对采纳行为的影响分析

为了分析农户经济能力对采纳节水灌溉技术的影响,我们对不同经济状况的农户进行了调查,并对不同经济能力的农户采用节水灌溉技术的情况作了调查,下面是具体的统计情况,详见表3。

在问卷设计中,把农户年收入分成了5个级别,分别是:1万元以下,1万~2万、2万~5万和5万元以上。在采纳节水技术的农户中,他们所占这一收入段的比重:6%、12.6%、12.4%和4.9%。从表3可以看出,收入1万-2万和2万~5万采纳的比重很高,其次是1万以下,最后是5万以上。虽然年1万以下的农户采纳比率仅占其比重为6%,1万~2万元和2万~5万元所占比重很大似乎是收入越高,采纳的可能性越大,但由于5万以上这个段的规律又出现变化,因此从严格意义上讲,得出这一规律还是有些问题,至少是不严谨的。另外,收入相对较高的农户采纳,但这也并不一定说明:收入越高,采纳的可能性越大。原因在于收入高有可能是因为采纳节水灌溉技术而经济上更好,而不一定是收入高了就采用节水技术,这两者到底哪一个是因,哪一个是果,仅根据这个表很难说清楚。

对于这个问题,我们至少还应该结合农业收入占总收入的比重来分析。为了分析这个问题,首先把所有农户按农业占总收入的比重分为以下几个档次:20%以下、20%~50%、51%~80%和80%以上。这4个档次的数值越大,代表兼职程度越小,农业在总收入的比重越大。然后,所有农户按照不同收入段,以及农业收入占总收入的不同比重,统计了农户在各收入段、农业收入占比的农户分布情况,详见表4。

从表4可以看出,农户年收入1万以下的,农业收入在总收入占到80%的农户,其中有49%的农户集中在这个区域。而到了5万以上这个收入,有51%的农户的农业收入都占总收入的20%以下。

综上可以看出,经济基础较好且农业收入所占比重较高的农户,采纳节水灌溉技术的可能性相对较高。

四、结论

本次调查范围为陕西省的10个地市,对可能影响农户采纳节水灌溉技术的农户禀赋因素做了问卷设计,并收回了2 171份有效调查问卷。根据问卷情况,我们做了细致的统计和分析。通过数据分析发现,农户年龄、农户受教育程度、农户经济情况等农户禀赋对其采纳节水灌溉技术有一定的影响。具体如下:

(1)对于农户年龄与采纳新技术的关系,很多学者认为,年龄越大,采纳新技术的可能性就越低。而本次调查却是年龄段最小的采用率最低,其次才是年龄段最大的,居于中间的41~50岁年龄段是采纳节水灌溉技术的主要力量,所占比例达到一半以上。

(2)对于农户文化程度对采纳节水灌溉技术的影响,本次调查认为,文化程度对于农户采纳节水灌溉技术影响是正面的,即受教育程度越高,采纳节水灌溉技术的可能性就越大。

(3)对于经济情况与采纳节水技术的关系,在本次调查分析中从两个方面来分析。一是虽然调查结果显示,经济情况较好,有利于采纳节水技术。但是收入高有可能是因为采纳节水灌溉技术而经济上更好,而不一定是收入高社会采用节水技术,这两者的因果关系很难说清。另一方面,结合农业收入占总收入的比重来分析发现,经济基础较好且农业收入所占比重较高的农户,采纳节水灌溉技术的可能性相对较高。

基金项目:北京市人文社科重点项目(编号sz200711232019)和西安工业大学校长基金(编号XADGXJJ200725)资助项目。

参考文献:

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【关键词】节水灌溉;发展趋势;新技术

1、引言

据统计,我国水资源量约为2.8万亿m3,人均占有水资源量,约为世界人均占有量的1/4,单位耕地面积的占有水资源量约为21600m3/hm,仅为世界平均水平的2/3。由此可见,我国的水资源相当紧张,并且已经成为制约我国经济社会进一步高速发展的制约因素之一。为了缓解和解决水资源的不足,我国采取开源用和节流并重的战略。全国用水近80%的是农业用水,其中灌溉用水占农业用水的90%以上。我国的农业灌溉方式基本都是土渠灌溉,且缺乏必要的修缮和维护,这种方法的水资源利用率极低。据统计,全国平均灌溉水利用率仅为45%,水资源浪费十分严重。因此,发展节水灌溉是提高水资源利用率,满足社会经济发展的必经之路。

2、节水灌溉技术发展现状

国内的节水灌溉技术在农业方面应用的研究已经比较成熟,形成了低压管道灌溉、渠道防渗、喷灌、微灌等节水灌溉技术,并已在生产中得到广泛推广。

2.1 低压管道灌溉技术

低压管道输水灌溉是指采用低压力(压力一般小于0.2MPa)技术,利用管道将水送至农田中进行地面灌溉。由于采用低压力进行输送,其开口出水量较大,因此不宜堵塞。其特点是输水效率高、动力消耗低(节能)、节省渠道占地、省工、成本低等,在北方井灌区普遍采用该技术进行灌溉。

2.2 渠道防渗灌溉技术

渠道渗水和渠道粗糙阻水是灌溉节水、节能的面对的一项课题。渠道防渗技术是采用防渗水技术(在渠道底层加防渗水层等措施)加强渠道的过水率,同时降低渠道糙率系数小,目前该技术已成为是我国应用最广泛的节水灌溉工程技术。该技术具有防渗效果好,提高渠道的通水能力;糙率系数小,增加了流水速度;减小渠道断面和建筑物尺寸,节省运行费用,一次性投资少等优点。相比于传统的"土渠"输水,运用渠道防渗灌溉技术的输水工程,可以将原有的渗漏损失降低80%左右。

2.3喷灌技术

喷灌技术,顾名思义是将灌溉水通过压力装置和喷灌头将水喷洒在空中在落在种植作物和农田里,因该方法具有同步冲洗植被茎叶的作用,在城市绿化灌溉中最为常见。喷灌与地面灌水相比,具有节水、省工、省地,适用范围广等特点。在进行大面积种植作物的灌溉中,喷灌可以节约40%左右的水。其缺点是受风的影响大、蒸发损失大、动力损耗大、一次性投资高、土壤底层湿润不足等。

2.4微灌技术

微灌技术是目前为止节水效果最好,灌溉质量最好的灌溉技术。该技术根据不同的种植作物通过计算作物生长周期及所需的水和养分,利用输水系统控制一定的输水压力,在输水管道延伸出末级毛管,在毛管末端配置孔口或灌水器,将有压水流变成细小的水流,直接送到作物根区附近,均匀、适时、适量地在作物根层所在区域土壤进行灌溉的方法。显而易见,该方法工程造价高,系统维护难度大且极易发成管道,特别是末端毛管的堵塞等问题,才外该方法可能会限制根系的发展。因此该技术不适宜于大范围种植作物灌溉。

3、非工程节水技术

上一节介绍的均为工程节水技术,节水技术还包括农艺及生物节水技术和水管理节水技术,为非工程措施。

农艺节水技术:主要包括耕作保墒技术、地膜和秸秆覆盖技术、化学调控技术、作物栽培技术、作物套种与间播技术、土地免耕、水肥耦合等。

田间灌水技术:就是采用膜上灌、膜下灌、间歇灌、波涌灌和交替隔沟灌(分根交替灌)等,采用节水型灌溉制度、非充分灌溉制度、降低土壤计划湿润层的最大含水率等,减少土壤渗漏,控制土壤的湿润区域和深度,降低蒸发与蒸腾耗水。

生物节水技术:主要是指依据区域水资源和光热资源条件,选育作物节水抗旱良种,选择推广适合于灌区水土资源和光热资源条件、生产力发展状况的作物类别与品种,优化种植结构等。

管理节水技术:通过加强与改善灌区配水与灌溉用水管理、优化水资源配置,建设灌溉用水的监测与信息处理决策系统,应用水权理论,改革水价核定办法,完善水价形成机制,推广计量供水、按方收费,缩小计量单元,吸收用水户参与管理,改革支渠以下田间工程的管理办法等措施,从技术上、政策上、经济上促进节水灌溉的发展。

4、节水灌溉新技术

我国的农业灌溉技术由最初的土渠灌溉到后期的管道灌溉、渠道防渗技术、喷灌以及最节水的微灌技术的应用,灌溉及方式的变化和节水技术的应用得到了普遍的发展。但是,随着人口压力以及环境的进一步恶化,水资源匮乏仍然是限制我国经济社会发展的制约条件,如何进一步实现节水灌溉技术的发展,提高水资源的利用率,是我们今后面对的一项课题。从实际来看,我国节水灌溉技术正朝着更加科学化、智能化的方向发展。具体而言,集中表现在以下几个方面:

4.1现代精细地面灌溉技术

土地平整度以及地势条件是制约现在灌溉技术的一项先决条件。所以,结合我国现有耕种土地面积广、需水量大的特点,应借用其他领域相关技术,改进当前地面灌溉的现状,优化种植土地的平整度。激光控制平地技术是目前世界上最为先进的土地平整技术,而基于该技术进一步改进的水平畦田灌水技术,对种植土地平整更具有广泛的适用性,而且灌溉效果良好。该技术的应用不仅有助于田间灌溉水的有效控制,而且进一步推进了灌溉的精细化发展。

4.2利用空气中的水分进行灌溉

通过一定的技术手段,将空气中的水分凝结并用于灌溉是节水灌溉发展的重要突破。德国、智力等国家在该技术领域均进行相关的研究,并取得了一定的成效。所以,在节水灌溉技术的未来发展方向中,通过凝结空气中水分进行灌溉也将是我国在节水方面的一个发展方向。但该技术受气候的形象较大,在空气干燥的西北地区由于空气湿度本身较低,应用将受到很大限制。

4.3"3S技术"的应用

电子、信息技术已广泛应用于社会的各行各业。基于RS、GIS、GPS技术的农业信息技术在国外的农业发展中也已经具有实际性的应用。我国在这方面的应用起步较晚,但在当前电子信息技术发展的大背景之下,也势必会有很大的发展空间。目前,我国在"3S"技术的实现了可能存在一些困难,但随着我国高新技术的不断发展,相信"3S"技术将会有效地应用于我国的节水灌溉领域,实现我国灌溉管理的精确化与科学化。

5、我国节水灌溉发展趋势

近年来,随着我国经济社会的高速发展,生活、工业、农业用水需求也不断增加,在当前资源紧张的局面下,我国的节水灌溉技术得到了迅速的发展,尽管我国对部分新技术的应用还存在一定的局限性,但整体的发展趋势还是对以上技术的逐步应用。具体表现为:一是种植业灌溉工程配套建设逐渐发展,不断提高配套建设程度,逐步淘汰落后的灌溉方式;二是种植业灌溉将逐步采用信息化管理,电子信息技术将逐步应用于灌溉技术,从而实现灌溉用水管理信息化和自动化;三是将工程领域技术和农灌技术结合,发展灌溉节水的综合技术。

6、结束语

综上所述,干旱缺水是我国的基本国情,传统灌溉用水模式仍具有极大的节水潜力,只有把节水灌溉当做一项重大的革命性措施来抓,大力推广成熟技术,努力推动新技术的发展,才能在不增加灌溉用水的前提下,克服水危机带来的巨大困难。大力推进节水灌溉技术的发展,以节水灌溉事业发展促进经济社会的可持续发展,不仅是一项技术工作、经济工作,更是一项政治任务。

参考文献:

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【关键词】农业、节水灌溉、技术应用

中图分类号:TU991.64 文献标识码:A

水资源不仅是人类生存与发展的必要影响因素,同时也是生态环境持续循环与发展的基本影响因素,是自然资源中的基础部分。随着新时期我国经济的飞速发展,水资源的重要性逐步显现,已成为现在经济社会可持续发展的重要性制约与影响因素。我国是农业大国,农业的灌溉离不开水资源的帮助,但是水资源具有它的有限性,所以加强对水资源进行有效管理,科学专业地配置,积极开发新型的农业节水灌溉技术,节约农业的灌溉用水对于我国经济与社会的可持续发展是刻不容缓的。

一、当前我国的农业用水需要情况分析

我国水资源总量占全球水资源总量的 6%,居第四位,但是因为我国的人口众多,导致人均拥水量的不足,是世界人均水资源较贫乏的国家之一。水资源的短缺主要表现在:一方面因为我国经济社会的快速发展,导致一些重发展而轻治理的现象出现,造成水污染问题严重,农业用水还需要大量的水资源进行灌溉,这样的水污染不但使水资源的可利用功能降低,而且更不利于农业灌溉,易产生污染农作物的现状,使农作物减产。而且另一方面,由于我国的地理差异,南北水资源的分配不均,在加之扣除一些难以利用的水资源,例如:洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源。实际上,我国可以得到充分利用的淡水资源量则少之又少,且分布还不平衡。

农业是我国产业结构中的第一产业,在我国占用水总量的大部分也是农业和农村生活用水。虽然,随着经济水平的发展,我城镇化步伐的加快,致使农业和农村用水量逐步降低。但是,据统计农业随着农业用水量的降低,粮食等农作物的产量也在随之降低。所以,要想使有限地水资源得到充分利用的同时,又能使粮食的产量得到提高,就必须在保障粮食安全的前提下,选择节水的灌溉模式对农业进行灌溉。提高水资源的利用效率,这是农业发展需要解决的迫在眉睫的问题。下面就主要介绍农业中的节水灌溉技术,促使水资源得到优化配置。

二、节水灌溉技术在农业中的应用与发展

(一)地面节水灌溉技术

随着我国经济的不断发展,我国科学技术水平的不断提高,在农业方面先进灌水技术的推广步伐正在加快,但受一些主要农业种植地区经济因素的制约,在相当长的时间我国仍将以地面灌溉水为主要灌溉方式。所以,地面节水灌溉技术应是当前推广先进灌水技术的重点。其主要方法有:

1、加大农田间水流的流速以减少渗流;

2、实行灌溉的输配水的管道化,以减少用土渠输配水的沿程损失;

3、对现有灌溉输水渠道进行防渗改造,从而减少水资源的渗漏损失;

4、发展间歇灌溉技术,以增加灌水流速,减少水资源深层渗漏损失。

地面节水灌溉技术的优势在于其操作较简单,易被农民接受和熟练的掌握,在灌溉的同时使土壤得到更好地涵养水源。间歇式的灌溉技术可以使没有得到充分利用的水资源达到回流的效果。更好的促进节水农业的长远、可持续发展。

(二)滴灌节水灌溉技术特点

一方面,滴灌节水灌溉技术主要通过利用低水压系统的小流量出流进行农业灌溉, 并在逐步的改进和实验中不断实现在不同范围内农业的局部进行灌溉。另一方面,滴灌节水灌溉技术不同于一般传统的农业地面的灌溉,传统的灌溉模式是使全面积土壤的进行湿润浸入, 滴灌是一种水资源贫乏区充分利用水资源的节水灌溉方式。并且滴灌节水技术也是一种经济发展,科学技术水平不断提高的现代化农业技术成果, 在近年逐步引进到我国大部分地区并得到广泛地发展。

当前,我国广泛推广与使用的主要滴灌技术产品有三大类: 滴灌带管、管间式滴头、管上式滴头。随着我国技术水平的不断提高和节水意识的不断增强,现在, 使用滴灌带的滴灌模式的推广与使用量不断增大。其中,管间式的滴头由于安装工序较多且复杂与其他两类滴灌技术产品相比推广和使用量较少。另外,管上式的滴头则主要用于盆栽农作物或果树的灌溉。

(二)滴灌节水技术对于农业发展的有利条件

1.滴灌节水灌溉技术对农作物适时、适量均匀供给水分

因为通过滴灌的灌溉农业灌溉模式可以按照农作物本身的耗水规律, 进行适时、适度、适量、缓慢地、均匀地对农作物进行补水供给与供肥。这样可以使农作物特别是粮食的根部深层土壤在大多数情况下保持充足的水分、呼吸和保持养分的状态。可以为农作物的生长与发育创造高质量的环境。并可以同时提高农作物产量的20%到40% 。

2.滴灌模式灌溉技术节水效果较好

因为,一方面,滴灌模式的灌溉技术可以避免在农作灌溉过程中输水大面积的损失和一些水流渗漏到土壤深层的损失。另一方面,滴灌模式的灌溉只是使地表的部分保持湿润,这样可以减少地面的水气蒸发。同时使用滴头进行的滴灌,灌水率可以达到小于土壤的渗透速度,减少的径流的损失量,这样就不会产生水分漂移的损失。滴灌模式的农业灌溉技术可以最大限度地充分利用水资源, 节水量达60% -80% 。

3.滴灌的节水灌溉模式因为使土壤表面的水分不易长时间保留,可以减少作物因为遭受病虫危害导致作物的产量损失。

4.在灌溉节水的同时滴灌技术易于农业生产者的学习

滴灌节水技术的操作系统较简单、易拆装,对于农作物种植面积的大小规模没有较严格的限制,特别是针式滴灌技术有是稀植果树种植灌溉的最佳选择。

农业发展是我国现代化建设,科学可持续发展的主要任务之一,而农业节水灌溉技术的不断引进、创新和应用则是农业发展的关键所在。农业节水灌溉技术的应用与发展不仅需要科学专业人员的研发,同时也需要对广大农民进行具体、系统的培训。从而更好的达到节水农业的发展效果。本文主要介绍了几种较突出且应用广泛的农业节水灌溉技术。希望通过以上技术的介绍促进更多先进农业节水灌溉技术的创新与应用和发展。

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