灌溉农业范文

导语：如何才能写好一篇灌溉农业，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。

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河北省位于华北地区东部,地处中纬度沿海与内陆交接地带,属温带大陆性季风气候,全省多年平均降水量为536mm,地表水多年平均产量152亿m3,地下淡水149亿m3,人均占有水资源量约300m3,仅相当于全国人均水平的1/8,平均每公顷农田占有水资源量2505m3,为全国平均水平的1/10。2001年全省缺水量达50.4亿m3,水量供需比值为0.67,其中农业生产用水占全省总需水量的86.03%,农业缺水量达43.3亿m3,故该省水资源严重短缺且农业缺水问题尤显突出,而水污染问题日趋严重,更加剧了水资源供需矛盾。自1995年以来河北省年废水污水排放总量均超过16亿m3,这些污水若充分合理利用则可为农业灌溉提供近12.04%的水源,但由于污水处理设施相对滞后,河北省污水处理率不足40%,大量废水污水未经处理直接排入河流,造成河流等地表水体严重污染。河流断面监测数据表明62%的断面水质为V和劣V类,致使原本清洁的河流变成纳污渠,使流域范围内农田被迫使用污水灌溉。河北省污水灌溉发展与全国同步且始于20世纪60年代初期,其中保定市和石家庄市为最早发展污水灌溉地区,发展至今全省11个地级市中除承德市外其余各市均有分布。工矿企业排放废水和城镇居民生活污水进入排污河成为污水水源,污水灌溉区主要分布在城市近郊等周边地区及排污河沿岸,1990年河北省污水灌溉面积为10.1万hm2,1995年污水灌溉面积增至6.54万hm2,至1998年发展为15.98万hm2,年污水利用总量达2.51亿m3,其中纯污水灌溉面积为5.7633万hm2,清水与污水混合灌溉面积为6.9902万hm2,间歇污水灌溉面积为3.2293万hm2。

2污水灌溉农业环境污染的经济损失评估

环境经济学中所谓外部性不经济是指当生产者或消费者在生产或消费过程中给他人带来损失和额外费用,而他人又不能得到补偿。本研究从环境经济学角度对环境污染进行经济评估,把生产过程中造成的环境污染问题和资源损害折算成经济指标,纳入经济成本分析,以经济指标量化环境污染损害程度,以利于揭示污水灌溉所投入的环境成本,有助于人们定量研究与认识环境污染的严重程度,增强环境保护意识[5],从而实现经济与环境之间协调发展。

2.1污水灌溉农业环境污染损失分类与估算方法

污水灌溉对农业环境的影响主要包括土壤污染、地下水污染、作物产量影响与品质污染、人群健康影响以及为防止环境污染而额外增加的环境污染防护费用[6~9],本研究从这5个方面分析污水灌溉过程中所产生的经济外部性(见表1),并依此分别计算各单项经济损失。此外部性指标主要按照受影响的环境因子建立,其中污水灌溉对大气环境的影响,主要是污水发黑发臭而产生臭气,受条件所限,本研究未作分析。根据外部性指标的特征,本研究采用市场价值法、人力资本法和工程费用法进行各项经济损失估算[7]。人力资本法。一般计算人群健康损失时常采用人力资本法,它是根据健康损害的医药费和工资收入减少计算其经济损失的,由于居民发病率或死亡率的增加,必然给社会增加保险费用、医疗费用及补助费用的支出,造成劳动生产率下降及国民收入减少等经济损失。

2.2污水灌溉污染损失的货币值估算

土壤污染经济损失估算。从功能价值法角度看,土壤污染最直接结果即降低土壤生产能力,通过土壤生产能力降低(功能损害),以农产品市场价值体现其环境成本。污水灌溉区土壤主要表现为重金属污染,根据河北省污水灌溉区土壤环境监测结果,以“六五~七五”国家科技攻关项目“土壤环境容量研究”成果即土壤中Hg、Cr、Cd、Pb和As对作物减产10%的临界浓度值为依据分析表明,河北省污水灌溉区目前土壤污染程度较轻,尚未产生功能性损害,故本研究忽略土壤污染经济损失不计。地下水污染经济损失估算。地下水污染直接后果是居民饮用水条件恶化,甚至不得不变更水源,主要是改建新水井或修建自来水厂,这些因水污染引起而增加的工程费用即地下水污染损失值,并通过分析地下水污染源而确定污水灌溉的损失责任分担份额。统计分析表明河北省年建生活用水井915口,按2000年现价计,每口100~200m深水井一次性建设费用(包括打井费、建水塔和水管配套设施等成本)约13~20万元不等,每口水井年维持运转费用(主要包括人力、电耗与维修等费用)约0.8~1.4万元左右,考虑其后效性按10年计算,则每口生活用井总费用为26万元,故该省年均修建生活用井总费用为2.38亿元。

变更饮用水源的主要动因一方面是由于人们生活水平的提高而要求饮用更清洁水所需,另一方面是因水环境恶化而不得不变更原有水源或经自来水厂净化处理,再次是因地下水位降低所致,这三方面因素相互关联,故其经济损失的责任分担以问卷调查得出权重值,调查结果有28%(沧州地区50户)的人认为,当地浅层地下水环境“恶化严重”是被迫建深水井或改用自来水的原因,故因建深水井和修建自来水厂而额外增加的费用28%应归于地下水污染所致。地下水污染主要是因大量施用农药化肥及污水灌溉所造成,其主要污染物为硝酸盐氮,1986~1990年河北省施用N肥(折纯)为77.3~92.1万t,而1992年、1994年、1995年、1996年、1997年、1998年、1999年和2000年全省施用N肥(折纯)分别为100.4万t、127.2万t、128.6万t、149.7万t、150.4万t、151.8万t、151.2万t与148.0万t,呈逐年递增趋势。1998年该省因污水灌溉而引入农田氨氮总量为1.4772万t(1998年污水中氨氮污染物排放总量及污水利用率为20%计算),而年均农业生产N肥输入总量为113万t(折纯),故该省地下水中硝酸盐污染0.78%来自污水灌溉,因污水灌溉造成地下水污染年均经济损失约52万元。

污水灌溉造成的农作物污染经济损失估算。污水灌溉造成的农作物污染损失主要包括减产和粮食污染两方面,本调研表明污水灌溉对农作物产量的影响主要是因污水灌溉不当,发生污染事故而造成减产。1990~2000年因污水灌溉造成的小麦减产绝收面积累计达5800hm2,以平均每公顷减产50%计算,则多年累计减产总量达3.84万t(按小麦单位面积产量为6624.3kg/hm2计)。运用市场价值法(小麦按2000年市场价1.2元/kg计,下同)计算合计4608万元,故该省因年均污染事故造成农作物减产经济损失为460.8万元。污水灌溉区农产品污染超标损失按低于市场价10%的价格计算,河北省污水灌溉区小麦、玉米最高超标率分别为42.4%和33.3%,超标总量分别为12.6万t和12.4万t,故该省小麦、玉米超标污染年经济损失为2753.5万元(玉米按2000年市场价1.0元/kg计)。河北省污水灌溉造成的污染事故及农作物产品超标污染年经济损失为3214.3万元,其边际成本为201.15元/hm2。

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Abstract: Based on the general situation of water resources in irrigation area in Changwu County, current situation of hydraulic engineering management and irrigation water situation, analyzes the main problems, put forward corresponding settlement measures. Optimal allocation of water resources for Irrigation District, water conservation, protection and utilization of the arid area resource and realize the sustainable utilization of resources and development will play a significant role, and it is conducive to the establishment of ecological and economic environment water mode.

Key words: county; water-saving irrigation; problem; solving measures

中图分类号：S723.6文献标识码：A

1、基本情况

1.1自然条件。长武县位于陕西省渭北旱原西部的陕、甘两省交界处，地理坐标为东径107°38′49″—107°58′02″、北纬34°59′09″—35°18′37″，东与我省的彬县为邻，南、西、北分别与甘肃省的灵台、泾川、宁县和正宁接壤，总面积567.1平方公里。

多年平均气温9.1℃，极端最高36.9℃,极端最低－24.9℃，最大冻土厚度70cm，年平均无霜期171天，最长219天，最短131天。年平均日照2218.7小时，年平均蒸发量1016.6毫米，干旱指数1.71,干旱和霜冻对农作物的危害较大。

多年平均降水量为574mm，基本规律是分布不均，且以夏季最多，冬季最少，主要集中七、八、九三个月，占年总量的54.9%，加之雨热同季，蒸发量相对较低，有利于农作物生长。

1.2社会经济概况。全县共辖11个乡镇，161个行政村，2008年年底总人口18.04万人，其中农业人口16.27万人，人口密度314人/平方公里，现有大牲畜3.31万头，猪、羊等小家畜7.42万头，总耕地面积38.3万亩，粮食作物主要以小麦、玉米及高粱等为主，经济作物主要以油菜、烤烟及果树为主。2008年全县国民经济生产总值达到16.04亿元，人均生产总值8891元，其中第一产业生产总值3.30亿元；第二产业生产总值8.12亿元；第三产业生产总值4.62亿元。2008年农林牧渔业总产值54563万元，其中农业产值41953万元，林业产值909万元，牧业产值9998万元，渔业产值33万元，农林牧渔业服务业产值1670万元。2008年农民人均纯收入2895元，低于渭北黄土高塬平均水平，是国家扶贫开发工作重点县之一。

1.3农业生产状况。长武县现有耕地面积38.3万亩，人均1.94亩，坡耕地14.27万亩，占耕地面积的47%。果园面积9.71万亩，占耕地面积的32%，属于一个人多地少的旱原区。2008年农林牧渔业总产值54563万元，其中农业产值41953万元，林业产值909万元，牧业产值9998万元，渔业产值33万元，农林牧渔业服务业产值1670万元。

1.4自然灾害。农业气象灾害主要有干旱、连阴雨、冰雹、大风、暴雨和霜冻等，它限制着气候资源的充分利用和农业生产效能的发挥。据多年以来的统计资料表明，影响全区农业的各种气象灾害比例是：干旱占30.9%，连阴雨占14.8%，大风占30.8%，冰雹占9.6%，暴雨占6.0%，霜冻占7.9%，其中以干旱对农业影响最大，也是本县发展生产的主要障碍因素，平均两年有一次大旱，一年有两次小旱。

2、灌区管理现状

2.1库坝灌区管理。为合理利用水资源，使有限的水发挥最大的效益，我县紧紧以《水法》、《水土保持法》等一系列水法水规为依据，由县水管站进行统一管理，指定专人负责，并负责查处水事案件，对破坏灌溉设施进行严肃处理。库坝灌区水费收取严格按县物价局下达的水价标准收缴水费。2.2机井管理。为使现有的机井发挥最大的效益和良性运行。近几年我县积极探索小型水利工程产权制度改革之路，并出台了《长武县小型水利水保工程产权制度改革意见》等一系列制度和细则，目前，我县的机井管理主要采用村管组管，联户承包，个人承包形式。对于灌溉面积涉及两村的井灌区机井，实行村管形式，两村签订合同，共同管理，确保机井工程的正常运行；对于控灌面积较小的机井，则采取联户承包和个人承包的形式。3、灌区灌溉用水情况3.1灌溉制度拟定。根据灌区二十年来的用水及运行状况，结合该区农作物灌溉实际情况，拟定灌区农作物灌溉制度见下表。

灌区水源为小河来水，河流常流量0.2 m3/s，灌溉设计需水量0.089 m3/s，灌溉水利用系数0.7，满足灌溉系统要求。

灌区农作物灌溉制度表（75%）

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一、基本情况

**管理区土地总面积34万亩。其中耕地16万亩，草场12.9万亩，林地3.4万亩。下辖四个管理处，24个自然村，总人口2.4万人。

区内地上水系主要有闪电河和沙井子河两条河流：闪电河南北贯穿全区，沙井子河东南、西北向流经小城子管理处大梁底草滩，汇入闪电河。浅层含水层系指处于地层最上部的孔隙潜水含水层。榆树沟管理处和小城子管理处位于闪电河两岸。以闪电河冲积成因为主，含水层连续性较好。闪电河两岸地下水水位埋深多为1—2m，其余地带地下水水位埋深一般在2—7m之间。含水层底板的埋深一般不超过20m，局部地段达30—40m，黄土湾东北部的含水层底板埋深只有10m左右。深层含水层为孔隙承压含水层，水量丰富。单井出水量普遍在100m3/h至200m3/h之间，属富水性强的含水层，为人畜集中供水及农田供水的理想含水层。当水位降深为10m时，各富水等级区的单井抽水影响半径均为387m。深层含水层的岩性为含泥质砂砾石，且泥质含量较高，透水性能相对较差，富水性属较贫水区。当含水层厚度为29m，水位降深值为10m，单井出水量为76m3/h。其单井抽水影响半径为274m。根据张市地质第三大队钻井记录和我区资料记载，项目区承压水含水层埋藏深度一般为150-175m之间，含水层厚度一般在20-65m左右，最大厚度为75.23m。根据资料计算，总补给量8278万立方米/年，调节储量6923万立方米/年，动储量1355万立方米/年，静储量15558万立方米。

二、节水灌溉发展情况

为改善管理区农业基础设施，提高农业经济效益，自2003年以来，我区大力实施节水灌溉。其节水灌溉经历了三个发展阶段，1998-2000年采用铝合金管道式全移动喷灌机，该灌溉方式较渠灌节水，但费时费力劳动强度较大;2001-2002年采用铺设地下防渗管道，地面建出水栓，利用卷盘喷灌机进行浇灌，该灌溉方式虽然节约人力物力，达到了节水的目的，但该喷灌机要求压力较高，需配套大功率高扬程潜水泵，因此该灌溉方式耗能较高;2003后以后采取铺设地下防渗管道利用指针式喷灌机进行浇灌，该灌溉方式达到了节水、节能、提高工作效率的目的。前两种灌溉方式无论从节水、节能和工作效率上都与后种灌溉方式相差悬殊，其唯独优点是不受地块限制，而后种灌溉方式受地块限制，一是要求面积要大，二是其浇灌范围内不能有障碍物。但我管理区大部分土地还属管理区支配，因此该灌溉方式目前在我管理区还是比较适宜的，是具有推广应用价值的节水灌溉方式。节水灌溉的建成使我区广大干部职工充分认识到喷灌机技术的先进性，以及带来的良好的经济效益。我们充分体会到它具有节地、节水、高产、高效等突出优点。农业基础设施的改善大大推进了我区种植业招商引资工作进展，截止目前来我区租赁承包土地的公司和个人11家，租赁承包土地19610亩，每年交纳承包费235万元。另外，租赁承包土地的公司和个人2006年种植马铃薯16000亩，具统计每亩马铃薯需人工费150元，16000亩马铃薯可为我区职工群众创利240万元。不但解决了我区剩余劳动力，同时也拉动了区域经济的发展，为社会主义新农村的建设奠定了坚实的基础。

二、旱作与节水推广应用状况

**管理区土地面积34万亩，其中耕地12.7万亩，2009年总播面积为11.7万亩，主要作物品种有：莜(燕)麦、马铃薯、经济作物、青玉米及青饲草等。莜(燕)麦占总播面积的30%，马铃薯占总播面积的14%，油料占总播面积的8%，青玉米占总播面积的48%。据统计数据表明莜(燕)麦水平年亩产量为62公斤，马铃薯亩产量旱地1000公斤，亚麻亩产量37公斤，青玉米亩产(青体)2500公斤。

在**管理区水资源的短缺，常年处于干旱情况下，区领导高瞻远瞩，多渠道筹集资金并在上级部门的大力支持下，在近几年节水灌溉工程建设中，我区初见成效。我局对小城子管理处的井灌区进行调查，水浇地主要种植多年生牧草、马铃薯和青玉米。根据调查数据表明，种植多年生牧草，第一年投入174元(含种子费60元，肥料费24元，机械作业费35元，农药费10元，浇水费45元);第二年产草籽，利用期5年，每年亩费用145元(包括浇水费45元，收割费10元，折旧费90元)，平均每年成本150.8元，多年生牧草生产期平均产草籽20kg，单价16元/kg，亩产值320元，青干草产量300kg/亩，亩产值120元，亩总产值440元，亩纯利润289.2元。种植马铃薯亩产量为2500kg，

按每公斤1.0元计，亩产值2500元，扣除成本1800元，亩利润700元。种植马铃薯的土地第二年种植青玉米，平均亩产量4000kg，每公斤按0.22元计，亩产值880元，扣除成本560元，亩利润320元，其效益是旱田的4-10倍。

通过和种植大户座谈，普遍希望从国家到地方要加大发展节水灌溉工程建设和投资力度，扩大节水灌溉面积满足他们的种植要求，带动地方经济的快速发展。对于现在的节水灌溉补助政策希望再优惠一些，发展方向应向大型的、节水、节能、增效程度高一些的工程倾斜。对于工程中的自筹资金设置比较满意，这样可以确保工程的质量，使工程的效益长久发挥，达到良性循环的目的。

三、存在的问题和建议

存在的问题

1、水利资金投入不足。由于国家投资政策的规定，国家水利项目资金投入有限，自筹集资部分到位困难，建设经费缺口大。

2、农田水利基础设施的抗御自然灾害的能力不强，主要是节水灌溉面积占耕地的比例小，加上原有水利工程老化失修，运行效益差等。

3、水利建设新技术推广力度不够，需逐步加大科技含量。

4、对旱作节水农业的认识还存在一定得差距。

5、对旱作节水新品种、新技术的研究开发与成功经验的推广力度不够。

今后发展建议措施

(一)、认识推广节水灌溉的必要性、重要性和紧迫感

贯彻农业部《关于推进农田节水工作的意见》精神，充分认识旱作与节水灌溉农业的重要性，把推广节水灌溉作为一项长期的战略任务来抓，明确节水思路，制定节水政策，创新节水机制，把发展节水灌溉农业作为稳定和发展粮食生产的重要措施来抓，努力提高水的利用率，促进本区农牧业可持续发展。

(二)、抓好节水灌溉示范点建设工作，以点带面，推动全面发展

搞示范点建设首先要加大资金投入，出台配套政策，既要考虑技术上的先进性和超前性，也要考虑经济上的合理性和实用性。让农民学得到，用得上，推得开。

(三)、加强农田节水设施建设

田间基础设施建设是实现农田节水灌溉的关键性措施。特别是在灌溉区开展田间微型节水工程建设，配置田间输水管、喷灌、滴灌等节水灌溉系列配套设备，提高农田节水灌溉的调控能力。在旱作农业区修建配套集雨的蓄水窖(池)等，提高田间集雨蓄水利用能力和效益。

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关键词：新疆 节水灌溉 问题 措施

水是生命资源，由于新疆水资源缺乏，水资源的供给严重不足，新疆农业的发展只能选择节水灌溉技术，以消除水资源对农业经济发展增长和社会经济发展的制约。经过十多年节水灌溉技术的发展，现阶段新疆已经成为了全国节水灌溉技术的示范区和领先者，但是在新疆节水农业发展中，还存在着很多问题，亟需解决。

一、新疆农业高效节水灌溉发展的基本情况

新疆位于我国西北内陆地区，地处亚欧大陆腹地，远离海洋，干旱少雨，属于典型的干旱半干旱气候。农业生产需水全靠灌溉。一方面由于缺水、少雨，一方面农业的发展需要大量的水，致使新疆的生态环境越来越恶化，草场退化、沙化和水土流失现象严重。农业水利工程配套设施不完善，工程设施设计标准低，受损严重，导致水资源利用效率大大降低，浪费严重。

目前新疆正处经济发展的高速时期，对水资源的需求愈发严重，尤其是新疆农业的发展，大部分依靠灌溉用水，对灌溉技术的提出了巨大挑战。因此，只有建立高效节水型的灌溉农业，才能缓解新疆的用水需求，也是新疆走可持续发展道路的要求。

二、新疆农业高效节水灌溉技术遇到的问题

（一）水资源严重匮乏，用水矛盾突出。水资源缺乏的问题是全世界共同面对的问题，当前农业发展受水资源的制约影响很大，水资源的供给能力增长有限。新疆是我国水资源严重匮乏的地区，农业发展、工业发展和城市发展都需要大量的水资源作为保障。由于水资源匮乏，有的地方出现了抽用地下水的现象，导致生态水源被过分掠夺，生态环境迅速恶化，用水矛盾日益突出。节水灌溉工程得不到充分的利用，水资源的短缺成为制约新疆高效节水灌溉技术发展的重要因素。

（二）政府宣传力度不大，农民缺乏节水观念。农民是发展节水农业的主体，但是政府在节水灌溉技术的发展中，对农民的节水宣传教育工作不够深入。导致了农民对发展节水农业的重要性、迫切性认识不足、不清。而且，政府对水资源的管理不严，水价较低，造成了大多数农民自行采用引渠灌溉、沟灌和漫灌等方式。与此同时，农民在水资源的利用上还存在取之不尽用之不竭、无须珍惜的错误思想，严重影响节水灌溉技术的推广应用。

（三）节水灌溉的配套设施不完善。由于经济和历史原因，新疆的水利设施建设始终赶不上社会经济发展的要求。政府水利工程的投入上严重不足，拖欠多。新疆地区有众多的河流流经，但是却缺少主体性的水利控制工程，已经建成的水利设施的标准低，配套不完善，工程的效益低，无法满足农业经济的发展需求。因此无法实现水资源的合理配置，实行高效的利用和供水。

（四）农业供水管理体制不健全。政府对水利工程的管理设施存在重建轻管的问题，农业供水管理体制不健全，没有做到水资源的统一管理。政府的水利政策措施不完善，相关的法律法规、节水政策、奖惩体制等处于滞后的状态，导致管理部门在管理上的松懈、不到位。另外，农民节水意识的淡薄，在很大程度上影响了农业节水技术的应用与管理。

三、新疆农业高效节水灌溉技术的发展对策

（一）加强水资源的宏观调控。要提高新疆农业高效节水灌溉技术的发展，必须从全局出发。首先要合理规划农业用水的发展布局，切实提高对水资源的管理水平，加强对水资源的管理力度。其次，制定出节水灌溉技术发展的总规划，划出节水灌溉技术的重点区，对重点地区给予技术上的支持。并根据水资源的状况，调整农业生产结构，合理利用水资源。

（二）加大政府的政策法规支持。为了加快新疆节水灌溉农业的发展，政府就需要制定出相关的法律法规知识，明确对水资源浪费的惩罚，奖励对节水技术的推广使用。加大对节水灌溉技术的政策扶持，银行采用低息或无息贷款的方式让农民具备采用节水灌溉设备和器材的能力。

（三）加大节水农业的推广和宣传力度。政府要加大对节水农业的宣传力度，形成全社会节水的意识。制定新疆节水农业发展各项内容的完成时间表，分配到各个基层，长期性和经常性地进行专项检查，把发展任务落实到实处，将农业节水技术的推广作为领导的考核标准之一。

（四）积极完善各种配套的综合管理制度。政府要加大对节水灌溉设备、器材生产厂商的政策扶持力度。政府可以通过对企业减免企业所得税或提供贷款的优惠政策，加大对企业研发、生产技术的政策支持和补助。将农业生产节水设备和器材纳入农资产品中，使农户和企业都能享受到农资产品的减免增值税政策，从而进一步降低节水设备的生产成本。

一方面，企业节水设备的工程管理要逐步向专业化、商品化的管理模式转变。另一方面，加强对节水人才的的培养和队伍的建设。可以通过与企业的合作，培养出专业的技术人员，将节水技术带入基层，走进农户。亦可以举办技术培训讲座，加强农民对节水技术的认识，提高他们对节水设备的使用熟练程度。

高效节水灌溉技术具有诸多优点，加大对高效节水灌溉技术的运用力度是一项持久的重任，也是缓解我国水资源紧缺的重要方式之一。针对农业节水灌溉技术的发展有利于加快农业技术的进步，提高农业生产的资源利用效率，加快现代农业的发展，从而有效保障我国农业安全、水安全、生态安全。

参考文献：

[1] 苏荟.新疆农业高效节水灌溉技术选择研究[D].石河子大学，2013.

[2] 周和平，王忠等.新疆高效节水灌溉发展规模研究[J].中国农村水利水电，2010（12）.

[3] 朱彬彬.新疆农业高效节水灌溉技术推广的影响因素分析[J].现代经济信息，2013（13）.

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一、引言

水资源是人类赖以生存的基础，在日常生产生活中，水资源更是缺一不可。但是我国人口众多，水污染严重，水资源严重匮乏。随着农业发展速度的加快，农业用水问题凸显，农业灌溉用水量大，效率低下和灌溉用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43%，单方水粮食生成率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70%～80%，单方水粮食生产率20公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义。

二、关于节水灌溉和节水灌溉技术

（一）节水灌溉

节水灌溉，简单的来讲就是指采用先进的农业节水技术，提高灌溉水的利用率和水的生产率。换言之，节水灌溉是用尽可能少的水投入，取得尽可能多的农作物产出的灌溉形式。节水灌溉的内容大致包括：水资源的合理开发利用；节水工程技术；节水农业技术；节水管理技术。

（二）节水灌溉技术

灌溉用水从水源到田间，到被作物吸收、形成产量，主要包括水资源调配、输配水　、田间灌水和作物吸收等4个环节。在各个环节采取相应的节水措施，组成一个完整的节水灌溉技术体系，包括水资源优化调配技术　、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。其中节水灌溉工程技术是该技术体系的核心，已相对成熟并得到普及，其它技术相对薄弱，急需加强研究开发和推广应用。

1.灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。

2.节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技本文由收集整理术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接　目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失，提高灌溉效率。

3.农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。目前，农艺节水技术已基本普及，但生物节水技术尚待进一步开发。

4.节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术，土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。其中，输配水自动量测及监控技术采用高标准的量测设备，及时准确地掌握灌区水情。

三、农业新型节水灌溉技术

之前的农业灌溉方式已经难以适应农业生产发展的需求，因此，推广应用新型的节水灌溉技术势在必行。

（一）实现水资源的合理开发利用。包括地上水和地下水的综合开发利用。即充分利用降水、灌溉回归水、劣质处理水；提取地下水，但应防止超采；有条件的可拦蓄河道径流，回灌补充地下水，保持水资源的采储平衡，保护水环境，维护生态平衡。

（二）工程节水技术。目前主要采取小畦灌溉、喷灌、微灌、渠道防渗、管道输水、膜上灌水、渗灌等工程技术措施。

1.小畦灌溉是常用的，即要规范基本农田（畦田或方田），根据地面坡度、土质和税源情况确定种植作物的种类和面积，减少用水。

2.喷灌和微灌技术突破了传统地面灌溉方法的局限性，使灌溉质量不再受地形、土壤等条件的影响，灌水时间、灌水部位、灌水均匀度、灌水定额等能比较自如地控制，做到"精确灌溉"。它不但大幅度提高灌溉水利用率，还能更好地与机械化作业程度很高的现代农业相配合，代表了现代灌溉的发展趋势。

3.微灌节水技术包括滴灌、微喷灌、小管出流灌及渗灌。通过低压管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水分和养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。相对于地面灌和喷灌，它属于局部灌溉，特别适用于经济作物的灌溉。

4.渠道防渗、管道输水这两项工程技术是提高输水效率的有效措施，是水泥、塑料高分子新材料在农田水利工程中大量应用的体现。工厂化生产预制混凝土防渗构件以及塑料管道管件，可加快施工进度，提高工程质量，还能减少渠道占地，减少清淤维护工作量，降低灌溉排水成本：美化农田环境，有利节水的普及，经济和社会效益显著。渠道防渗技术特点：一是提高渠道的抗冲能力；二是减少渠道粗糙程度、加大水流速度，增加输水能力，输水时间可缩短30－50%；三是减少渗漏，防治盐碱化发生。渠道防渗材料和方法很多，按材料类别可分为：土料压实防渗、水泥土护面防渗、石料衬砌防渗、混凝土衬砌防渗、膜料（塑料薄膜等）防渗、沥清护面防渗等。管道输水灌溉技术在井灌区发展迅速。其特点主要有：管道系统水利用系数在0.95以上，比土渠输水节水30%左右；能耗减少25%以上；与喷、微灌技术相比，能耗减少50%以上；一般在井灌区可减少占地2%左右，在扬水灌区减少占地3%左右。大力发展渠道防渗技术是节水灌溉的重要途径。

5.低压管道输水灌溉技术。低压管道输水灌溉技术简称“管灌”，是利用低压管道代替渠道输水的一种灌水方法。“管灌”由于具有一次性投资少、设备简单、省水、省工、省地、省时，增产效益显著等优点，颇受农民群众欢迎，在我国北方井灌区已发展到390万hm2。实践证明管灌是我国北方地区发展节水灌溉的重要途径之一。

6.膜上灌水技术是在地膜栽培技术基础上发展

起来的一种新型节水灌溉技术。即利用地膜在田间灌水，水在地膜上流动的过程中通过放苗孔或膜缝慢慢地渗到作物根部，进行局部浸润灌溉，以满足作物需水要求。膜上灌水技术适合各种地膜栽培作物。

7.渗灌是一种地下灌溉形式，就是通过埋设在地下的结构独特的渗水管，直接把水、肥、气输入作物根区土壤，在一定渗透压和土壤毛细管的作用下，人为调控适度的土壤水、肥环境，满足作物需求的一种灌溉方式。渗灌技术缩短了灌溉的过程，它通过渗水管直接把水、肥送入地下根区，作物只需完成吸引上送的过程。渗灌在实际应运中，一是堵塞问题突出，因为渗灌管在地下，作物根系有向水性，经常有根系扎进管中发生堵塞，一旦发生堵塞，后果是严重的。二是铺设长度不长，一般最长为　20～30　m，支管用量很大。这两个缺点影响了渗灌技术的推广。

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关键词：节水灌溉技术；推广；农业可持续发展

中图分类号：S274

文献标识码：A

文章编号：1003-6997（2012）16-0038-02

1　推广节水灌溉技术的必要性

高台县地处河西走廊中部，黑河中游下段。现有灌溉面积3.77万hm2，其中农田灌溉面积3.17万hm2，林草地灌溉面积0.60万hm2。全县水资源总量（包括过境水）为15.73亿m3，其中允许利用的水资源总量为5.39亿m3（地表水4.07亿m3，地下水1.32亿m3），可利用的水资源总量为4.38亿m3，人均拥有水资源量2 772 m3，可利用地表水资源人均占有量2 576 m3，平均10 785 m3/hm2。由于受黑河来水量时空分布不均、地域条件、调水、调蓄能力等诸多因素的影响，地表水水资源引用量逐年减少，生产、生活用水对地下水的依赖程度越来越高。在地表水供水不足的情况下，大量提取地下水进行农业灌溉，城市用水、农村人畜饮水也基本全部开采地下水，导致地下水的开发强度不断加大，地下水的供水比重不断提高。由于地下水的过度开采，对高台县生态环境影响严重。在农业灌溉用水上，由于水资源配置不科学，农业灌溉方式不合理等原因，农业用水利用率低、水分生产效率差，目前传统的大水漫灌方式使水的利用率在50 %以下，水资源缺乏已经成了制约高台县农业和农村经济发展的主要瓶颈。

推广农田节水灌溉技术是探索实用高效农田节水灌溉途径，提高水资源利用率，解决水资源短缺和生态恶化问题的必然选择，符合农业生产发展的需求，更符合当今保护生态环境的需要，对实现农业增效、农民增收和农业可持续发展，促进全县农业又好又快发展具有重大意义。

2　高台县节水灌溉农业发展现状和存在的主要问题

2.1　节水灌溉农业发展现状

高台县农业节水灌溉技术从20世纪70年代开始进行试验、示范和推广，主要开展了水库、塘坝、渠系配套等基础设施建设。同时管道输水、喷灌、滴灌和微喷灌以及平整土地、大畦改小畦等节水灌溉技术得到较快发展。截止2011年底，全县已建成万亩以上灌区5个（大型灌区1个，中型灌区4个），建成中小型水库19座，总库容5 072万m3；配套机井4 300眼。

2012年在全县8个乡（镇）135个村推广高效农田节水技术1.32万hm2，占任务1.29万hm2的101.8 %。其中膜下滴灌累计面积达到302.47 hm2，占任务的113 %，主要在制种玉米、日光温室蔬菜、棉花、洋葱等作物上实施；落实垄膜沟灌12 173 hm2，占任务的101.4 %，主要在玉米、蔬菜、加工番茄、制种瓜菜、马铃薯等作物上实施；落实垄作沟灌686.07 hm2，占任务的103 %，主要在小麦、马铃薯上实施。建立高效农田节水示范点16个，示范面积达到0.13万hm2，落实各类农作物节水试验、示范43项（次）。

2.2　农田节水灌溉技术推广上存在的主要问题

2.2.1　节水技术应用单一，综合效应发挥不够　高台县灌区普遍采用渠道衬砌防渗、大块改小畦、小畦浅灌、低压管道输水等工程节水措施，而对农艺节水措施的推广应用重视不够，渠系水利用率仍然较低，没有达到节水技术标准。现有的高新节水技术结构不尽合理，多适用于高产值的设施农业区，况且有的设施农业区配套的滴灌等节水设施没有得到很好应用，而适用于大田粮食作物的节水技术主要以垄膜沟灌、垄作沟灌为主，适用于经济作物的滴灌等技术由于资金等因素未得到大面积推广，尤其缺乏将各种节水措施紧密结合的综合集成技术，导致单一技术的示范效果不明显，带动作用不强。

2.2.2　农民的节水意识不够 高水高产观念仍然存在，缺乏科学灌水意识，灌溉技术水平低。发展节水农业的资金投入不足，农田节水新技术引进滞后，缺乏发展后劲。

3　推广节水灌溉技术的优点

3.1　节水、增效

根据高台县多年试验示范情况，膜下滴灌技术相对于地面灌溉一般节水3 000 m3/hm2以上，节水率可达50 %左右，同时该技术集灌水、施肥于一体，节肥、节药率达20 %，增收3 000元/hm2左右。垄膜沟灌技术中，全膜沟播沟灌一般节水1 800～2 250 m3/hm2，增收1 500元/hm2左右；半膜垄作沟灌一般节水1 500 m3/hm2，增收1 200元/hm2左右。垄作沟灌技术一般节水900 m3/hm2，增收750元/hm2左右。平均节水约1 500 m3/hm2左右，增收约1 200元/hm2左右，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益。

3.2　减轻农田水利建设的工作量

传统的地面沟灌、畦灌、自流漫灌，要大搞平整土地，增加了农田水利基本建设的工作量，而在土地集中区、农场、荒漠区农田采用滴灌、喷灌等高效节水技术，可减轻水利建设的工作量，促进农业向规模化、机械化、产业化方向发展。

3.3　节省劳力

推广节水灌溉技术，尤其是滴灌、喷灌等高新节水技术，可大大节省劳力，采用滴灌灌溉方便轻松，可缓解农村劳动力不足的矛盾，使农民外出务工不受农田的约束。而通过土地流转、规模化种植，引进应用小麦玉米大型联合收割机、制种玉米去雄机、棉花采摘机、全覆膜播种施肥铺设滴灌一体机等先进机具，可大大节省劳力，实现农业机械化。

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1.1农业产业结构不合理

目前，横县已初步形成甜玉米、茉莉花、桑蚕、蘑菇、甘蔗、优质稻等生产基地，种植面积约占耕地面积的93%，形成了较强的产业优势。这些产业所在的地区如马岭、石塘、陶圩（局部）等乡镇，因水库少或分布不均，农业灌溉设施年久失修，无法正常发挥作用，成为每年受旱最严重的乡镇。即使是几座中型水库、三大电灌站所在地的云表、校椅、横州、峦城、六景等乡镇，也都因渠系配套不全、抽水设备老化年久失修而受到旱情威胁，再者，产值高的经济作物都是在高坑地上种植，由于没有水利灌溉无法实现高产增产，而目前县内还是大量种植传统的耗水量大的农作物（如水稻），导致了农业产值耗水量过高，远远达不到国家提倡的节水增产增效的要求。

1.2灌溉设施老化，水利用率低

蓄、引、提水利工程和渠系配套完好率低、水利用系数低以及粗放型灌溉调水，造成渠道无法正常发挥灌溉效益，导致抗旱能力大大下降。主要表现在：①蓄水工程远未达到设计的灌溉能力。全县1768座蓄水工程每年都存在不同程度的病险，特别是山塘工程几乎未曾加固过，为确保工程防洪安全，不得不采取低水位运行措施。每年因病险减少蓄水而影响灌溉面积约4.0万亩。因渠系不完善或产业改种降低灌溉能力也较明显，如六蓝水库、云表水库、青年水库、北滩水库、望天塘水库、湴蓬水库等6座中型水库设计灌溉面积31.55万亩，实际灌溉面积16.84万亩，实际灌溉面积仅达到设计灌溉面积的50%左右；②引水工程配套不完善。全县975处引水工程多数渠系配套不够完善，加之原来大部分的引水明渠是环山而建，易受山洪、滑坡损毁等影响，大部分已经不能使用，完好率、使用率、渠系水利用系数偏低，全县减少灌溉面积11.1万亩。如黄村、站周、合江等引水工程设计灌溉面积1.52万亩，实际灌溉面积0.57万亩，实际灌溉面积仅占设计灌溉面积的1/3；③提水工程使用率低。全县455处电灌站、机灌站，由于年久失修，超期服役，许多机电设备已是带病运行或已经不能运行，能耗大，效率低下，正常使用率只占50%，减少灌溉面积18.3万亩。峦城电灌站、甘乐电灌站、刘村电灌站等3大电灌站原设计灌溉面积15.65万亩，特别是甘乐电灌、刘村电灌，原来一级站装机为280kW×3台，流量为1.5m3/s，现因土地集体化、个人承包、以及农业产业结构调整等原因，现实际灌溉面积仅为2.9万亩，不到设计灌溉面积的1/5；④渠系配套不完善。全县灌溉渠系配套极不完善，渠道防渗率仅占20%，利用率很低，完好率更差，如国营灌区原设计渠道总长为600.6km，由于产业结构调整、旱作物或部分经济作物靠天下雨灌溉，致使渠道工程利用率偏低，投入运行的渠道总长仅为97.568km，不到原设计的1/6，面上渠系利用率就更低了。

1.3灌溉工程分布不均，调配水能力不足

全县虽有194座水库以及1574座小山塘，但分布不均，水库山塘大部分分布在山区地带，而且水库在整体上呈自西北向东方向分布，北部及西南乡镇分布甚少。如平朗乡有耕地面积2.5万亩，但仅有2座小型水库，无较大规模电灌工程；马岭镇有耕地面积4.3万亩，虽有10座水库，但主要分布在该乡镇的北部，中部地区无水库，大部分依靠六蓝水库尾水灌溉，如遇干旱季节，该乡镇受灾较严重；那阳镇有耕地面积3.9万亩，仅有水库6座；南乡镇有耕地面积6.5万亩，仅有水库8座；石塘镇有耕地面积6.5万亩，虽有9座水库，但也因水库分布不均，调配水能力不足连年受旱灾。根据灌溉保证率90%的降水量按干旱地区蓄满产流公式径流量计算方法，全县因缺水而需要从其他地域调水灌溉的大片面积区域有马岭片、百合片、石塘片、平朗片共12.53万亩。这些旱片无条件兴建较大蓄水工程，只能利用郁江及其支流水源建设流动式电灌抽水。

1.4灌溉制度落后，管理粗放

首先是全县小㈡型水库及以下水利工程多数是村管工程，管理经费不足，多数采取租赁、承包方式，没有真正落实工程管理责任人、技术负责人等责任主体，存在包而不管和有人用水、没人管水现象，承包经营者多以养鱼为主，在个人利益驱动下，群众往往得不到灌溉用水，谁想用水就放水，没有统一的用水调度计划；其次是水资源统一管理体制还没有完全建立，现状的水利工程建设、维修，还存在“多头管理、政出多门”的现象，如移民、扶贫、财政局综合开发办，为了改善群众生产生活条件，也兴修各种灌溉设施，严重影响了水资源的统筹规划和综合平衡，投入建设维修后的水利工程又不相互勾通、交接等工作，影响了水资源的优化配置和综合效益；第三是横县水利工程量多面广，中央重点扶持大中型灌区，区市对小型灌区扶持能力有限，县乡村配套能力更是难上加难，特别是属于村管的“五小”水利工程，更是出现了资金投向政策盲点，出现了“政府不来管、群众管不来”的局面，以致这些“五小”工程“病态百出”，难以维继，发挥不了灌溉作用。

1.5水利管理机制欠缺，未能发挥群众积极性

现状的水利工作是靠各级政府部门积极争取上级资金对水利项目的建设维修，而对日常的水利运行管理和每年的必要岁修没有从根本上去抓，更没发动群众性的水利维修这个必须手段，各灌区的水费征收还未达到100%收缴，观念上还没有将水列为商品，导致“政府投资建水利、群众坐等享水利”的怪现象。

2对策

2.1发展节水农业，调整农业产业区域结构

调整农业产业结构，重点打造优质粮食（含优质稻、甜玉米）、茉莉花、食用菌、甘蔗（含糖料蔗、果蔗）、桑蚕、蔬菜、水产、畜牧、林业等8大农业优势产业。横县属丘陵山区，西部的南乡、平朗、新福及东部的马山、北部的镇龙等乡镇多为山区，水利灌溉设施相对薄弱，高坡地应多发展种植耐旱的经济作物如豆类、棉花、药材、茶叶、甘蔗等，近年来，平朗、南乡等乡镇利用高坡地种植甘蔗4.5万亩。校椅、陶圩、六景、莲塘、平马等乡镇，水利灌溉设施相对优势，应多发展种植甜玉米、优质水稻等高产粮食作物及甘蔗、茉莉花等经济作物，这几个乡镇近年增加种植甜玉米2.3万亩，茉莉花1.5万亩。东部的马岭、云表等乡镇多为沙质地，且地下溶洞较多，储水能力差，近年来这两个乡镇多为发展种植桑叶、食用菌、水果、蔬菜等作物，并建立喷淋式节水浇灌。

2.2加固改造灌溉设施，提高水利用率

近10年来横县实施农业灌溉治理总投资为105488.67万元，共开展1085项（次）水利项目建设。其中，实施283座（次）水库除险加固投入53730.56万元；实施118处299.2km渠道硬化投入9444.4万元；电灌站技术改造（如:甘乐、刘村电灌为适应土地承包管理体制需要，将大机组改为灵活机动、低耗能的小机组）、水利工程管护设施、水库清障等71项小型农田水利基础设施建设投入211.6万元。实施治理后，改善灌溉面积22.5万亩，恢复灌溉面积2万亩。新增粮食种植面积2.4万亩、甘蔗5万亩、甜玉米3.2万亩、茉莉花1.5万亩，桑园2.1万亩，其它经济作物8.3万亩，节约抗旱经费500万元/a。

2.3发挥基层政府优势，引导灌区群众积极参与水利建设与管理

横县近年来对农业灌溉工程加大了改造，但因小型农田水利工程点多面广，3198处水利工程遍布全县17个乡镇，加固改造灌溉设施还有待努力。全县“十二五”规划小型农田水利工程总投资180388万元，其中上级配套126272万元，县级筹集54116万元。这些小型水利工程规模虽小，但影响面广，影响程度大，要想能顺利地推进农业灌溉治理，必须尽快弥补政策投资缺位这一根本性问题，并进行积极的探索和引导。一是建立小型农田水利工程财政专项补助资金稳定增长机制。各级财政在加大对骨干水利工程投入的同时，应进一步加大对小型农田水利工程建设的投入力度，公开补助范围和补助标准，积极引导群众投入小型农田水利工程建设；二是按“一事一议”模式，通过民主决策的方式，鼓励广大群众投入小型农田水利的岁修，清淤等基础设施建设，确保正常运行，发挥效益；三是发扬过去各级政府部门齐抓水利维修的优良传统，干部带头，更为关键是充分发挥灌区群众的积极作用，按人口或田亩投入一定数量的资金或劳力进行水利维修。通过多渠道努力改造灌溉设施，从而提高水利用率。

2.4规划灌溉工程，提高调配水能力，合理利用水资源

丰富的水资源为农业灌溉治理提供了基础条件。横县地表水资源丰富，过境水资源为珠江流域郁江河段上游，多年平均经流量为375.28亿m3，境内地表水资源为26.2亿m3，地下水资源为2.9亿m3，可利用水资源为161.2亿m3，其中，地表水为160.62亿m3，地下水为0.58亿m3，而每年农业灌溉用水为2.86-6.06亿m3，充足的水资源为横县实施农业灌溉提供基础保障。因此，首先要坚持全面科学规划，统筹兼顾，标本兼治，综合治理的原则，实行兴利除害结合，开源节流并重，防汛抗旱并举，充分考虑全县农业产业规划、土地利用规划、水源分布、现状水利设施、作物用水量、并兼顾产业发展趋势，编制全面的、科学的治理规划，治理规划应主要解决现状灌溉设施不合理性和实施治理的主要难题，无水源地区要新建灌溉设施，已有的灌溉设施要进行加固、配套、续建，干旱缺水区域要增补骨干治旱工程，从而提高县域综合调水能力。规划必须以一级政府统一审批的规划为依据，任何行政单位不能超越规划、盲目批复；其次要根据形势发展需要，遵循市场经济规律，多渠道、多形式探索筹资、融资渠道。对大、中型水利工程主要有上级政策性投资、特大灾害补投资、国债资金、银行支农贷款、水利招商投资、各级配套资金、水规费征用、部门资金整合、市场融资外，对民营的小型水利工程也要发动受益群众投入，以提高群众管理水利的责任感；第三要通过深化水利管理体制改革，真正对水利工程确权划界，明确所有权和使用权，这样才能真正能确定实施治理的责任主体，分级分步实施才有组织保障；第四要分步实施灌溉治理建设。水利灌溉工程点多面广，治理难度大，所需资金多，所用时间长，只能根据总体规划，抓住新农村建设、桂中治旱、西部大开发、水库除险加固大会战、水利建设重点县等大好机遇，有计划有组织地分年度分步实施。

2.5改革灌溉制度，推广节水灌溉新技术

用水管理模式的改革，农业灌溉管理要从过去计划经济管理模式转轨到市场经济管理模式，把水真正成为商品，水市场的交易活起来后节水问题就迎刃而解。因此，政府和部门要从以下几方面进行积极的探索和开拓：一是强化水费征收工作。必须看到，当前的水费征收是极度背离价值规律的水费价格，导致了水资源浪费严重，用水效率低下并致使基层水管单位陷入困境。因此，要以强化水费征收为突破口，以维持基层水管单位自我生存和发展为目标，逐步实现水费征收改革，积极推进水价改革，建立“水量控制、定额管理、超用加价、市场调节、政府引导、群众监督”的用水管理机制；二是要改革灌溉管理体制，这需要积极稳妥地建立健全以农户广泛参与为主要内容的灌区管理体制，充分发挥农民用水者协会参与灌区管理这一特点调动群众积极性，重点解决小型农田水利工程特别是末级渠系的岁修、清淤、养护和管理责任主体缺失问题，维护末级渠系用水秩序，加强田间用水管理，促进节约用水；三是积极探索和推进水利工程产权改革和建立水权交易市场；四是实行真正意义上的水务一体化改革，改变现在对水事务的“多头管理”为“统一管理”；实现空中水、地表水、地下水资源的统一管理；五是积极推广科学灌溉新技术，水稻种植区继续实行广西水利系统的《千万亩水稻节水灌溉技术开发》的薄、浅、湿、晒的科研成果，这样可使每亩节水150m3左右，又可提高抗倒伏能力，增加作物产量；经济作物区实行喷淋式节水浇灌或分行交替浇灌方式，可达增产节水效益；或引进高科技抗旱剂“旱地龙”种植作物技术，实现“有旱抗旱、无旱增产”的双重效益。

3结语

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    在土壤墒情监测节点中,MSP430微处理器与信号调理模块及A/D模块相连,4个埋于地底不同深度的土壤含水率传感器的激励信号输入端与调理模块的输出端相连,测量信号输出端与A/D模块的输入端相连。信号调理模块主要包括4个运算放大器,分别组成4个跟随器。每个跟随器的输入端与MSP430微处理器的激励信号输出端相连,输出端则与土壤含水率传感器的激励信号引脚相连,MSP430微处理器控制信号调理模块按照一定的时间间隔将激励信号依次经过跟随器放大后启动4个土壤含水率传感器,可以实现对4个不同土层的土壤含水率进行立体测量。各传感器测量信号为模拟电压形式,通过A/D模块进行A/D转换后,将数字信号传送至MSP430微处理器A/D模块包括4个12位高精度A/D转换通道,数字信号通过串行通信的方式发送给MSP430微处理器USB接口电路与MSP430微处理器相连,用于控制程序的下载和测量信息的联机上传。MSP430微处理器与存储器相连,每次测量完成后MSP430微处理器将土壤含水率信息存储于存储器MSP430微处理器与ZigBee无线通信单元相连,ZigBee无线通信单元平时处于休眠状态,MSP430微处理器每天按照一定的时间间隔唤醒ZigBee无线通信单元,采用符合ZigBee协议的2.4GHz短程低功耗无线通信的方式将存储器中的土壤墒情信息通过ZigBee无线通信单元向簇首节点上传。

    土壤墒情监测节点不再上传监测信息,转而将监测信息存储于自身的存储器。簇首节点接收到来自土壤墒情监测节点的土壤墒情监测信息后,会向云计算平台发送ACK消息,以告知发送土壤墒情监测信息的土壤墒情监测节点其数据传送成功且告知网络其处于正常运行的状态。土壤墒情监测节点同时向簇首节点发送监测信息时,簇首节点丢弃当冲突发生时所收到的监测数据包,并向所有土壤墒情监测节点广播冲突信息。土壤墒情监测节点按照一定的协议进行延时后,重新向簇首节点上传监测信息,避免由于通信冲突而导致的数据丢失。土壤墒情监测节点及簇首节点设置有包括太阳能电池板、充电控制模块和充电电池在内的独立太阳能供电模块组。太阳能电池板与充电控制模块相连,充电控制模块与充电电池相连。充电控制模块根据充电电池的电压连通或切断太阳能电池板与充电电池间的充电回路,实现充电控制。充电电池为土壤墒情监测节点及簇首节点内的相应器件提供正常工作所需的电源。灌溉控制节点灌溉控制节点结构。精细滴灌控制节点包括MSP430微处理器,ZigBee低功耗短程无线通信模块,3.6V电池,实时时钟,电磁阀驱动电路,电磁阀,灌溉水管,3个LED及9V电源。键盘电路与MSP430微处理器单片机相连,实时时钟与MSP430微处理器单片机相连,3个LED与MSP430微处理器单片机相连,电磁阀驱动电路与MSP430微处理器单片机相连,电磁阀与电磁阀驱动电路相连,灌溉水管与电磁阀相连。灌溉控制节点的MSP430微处理器单片机与ZigBee低功耗短程无线通信模块相连,接收来自上级土壤墒情监测节点的滴灌控制信息。该类型节点包括独立工作模式和组网工作模式。

    若实时时钟的当前时间与灌溉启动时间不相等,则直接返回到省电模式。若系统处于灌溉状态,则MSP430微处理器单片机则读取实时时钟的当前时间并与计算得到的灌溉结束时刻值进行比较:若相等,则关闭电磁阀驱动电路停止滴灌,将滴灌的关闭的状态写入EEPROM并返回省电模式;若不相等,则直接返回到省电模式。在物联网的组网工作模式下,土壤墒情监测节点MSP430微处理器对采集到的土壤含水率数据进行处理,如果监测到的土壤含水率高于或低于标准值一定范围,则通过ZigBee无线通信单元向其下级灌溉控制节点发送控制信息,停止或启动灌溉。在组网工作模式下,灌溉控制节点的ZigBee低功耗短程无线通信模块接收来自上级土壤墒情监测节点灌溉信息,并将该信息传送至MSP430微处理器单片机内部的EEPROM存储了唯一的序列号进行标识,如果土壤墒情监测节点控制命令中的序列号与自身序列号相同,则无线灌溉控制命令的优先级高于定时滴灌,MSP430根据该信息控制电磁阀驱动电路的闭合以停止或启动灌溉。所述的土壤墒情监测节点定期向其下级灌溉控制节点发送组网信息,灌溉控制节点收到上级土壤墒情监测节点的组网信息后,进入组网运行模式。如果精细灌溉控制节点超期未收到来自上级土壤墒情监测节点的存在信息,则自动地由组网模式转变为独立工作模式。

    本新型系统与现有技术相比,其显着优点为:1)本系统不需要任何固定网络的支持,具有快速展开、抗毁性强等特点,能够使用户在任何时间、地点和任何环境条件下,获取土壤含水率信号;2)具有体积小、功耗少、快速组网等优点,并通过监控终端进行接收数据、发送命令、具有部署方便,成本低廉等优点。

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【关键词】农业综合节水；灌溉措施；工程节水；农艺节水；管理节水

我国水资源总量为28 100亿m3，人均水资源量约2 200 m3，仅为世界平均值的1/4。据预测，到2030年，我国人口将增至16亿人，人均水资源量将下降至1 760 m3左右，逼近国际公认的1 700 m3的严重缺水警戒线。农业用水量总量占总用水量的比重将持续下降，水资源短缺将成为制约我国农业发展的最重要因素之一。笔者通过论述在农业生产过程中采取工程、农艺和管理等节水灌溉措施，综合提高天然降水和灌溉水利用率及其利用效益的农业生产体系，以实现节约用水和提高农业用水效益的目标，促进农业可持续发展。

1. 我国农业节水潜力

我国农业发展将面临严峻的水资源供求矛盾的挑战。农业用水约占全国用水总量的70%，其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%。一方面我国水资源严重不足，另一方面我国的农业用水浪费现象又十分严重。

（1）农田灌溉水的利用率低，平均利用率仅为45%左右。

（2）农田对自然降水的利用率低，仅达到56%。

（3）水分生产率不高，仅有1.0 Kg/m3左右，旱地农田水分生产率为0.60~0.75 Kg/m3。而发达国家灌溉水利用率达到80%以上，水分生产率达到2.0 Kg/m3左右。

因此，我国农业节水潜力很大。

2. 工程节水措施

节水灌溉措施划分为工程类措施、农艺节水措施和管理类措施三大类，其中工程类措施又可进一步划分为3类：渠系输水节水措施、田间灌水节水措施和渠井结合节水措施。渠系节水措施通常又分为渠道防渗措施和管道化输水措施。田间灌水节水措施通常又可分为改进地面灌水技术、推广喷灌技术和微灌技术。

工程性节水措施可具体分解为：（1）建设防渗渠道区，灌渠用各种类型的材料进行硬化，如支、斗渠采用砼护坡板，农、毛渠采用砼“U”型槽；（2）建设低压管灌、滴灌、渗灌、喷灌、微喷等设施喷灌区，起示范区作用，主要用于高效农业；（3）新建、改造机电灌溉站，扩建地表蓄水工程和桥类、涵洞、水闸、渡槽、跌水、倒虹吸等各类水工构筑物。

3. 农艺节水措施

农艺节水措施包括田间径流拦蓄、土地整理以及农田耕作与栽培技术三方面。

3.1 田间径流拦蓄。

节水农业的径流拦蓄工程只局限于农田田块的全部天然降水，以及部分边缘坡地的来水。一般说是由山地丘陵地区坡耕地上的坡面治理，坡水疏导拦蓄，以及少量的支沟沟道与塘坝工程，共同组成一个包括有土建、生物措施在内的水保工程体系。

3.1.1 坡面治理工程。主要是改变地面坡度，拦蓄地面径流，增加土壤入渗，改善土体构型，提高土壤蓄水能力。

3.1.2 坡水工程。主要是拦蓄、疏导和调蓄在大雨条件下土壤不能完全接纳的地面径流，包括当地降雨和外来水。

3.1.3 塘坝与沟道治理工程。工程规模较一般田间水池水窖为大，具有较大的汇水面积和较大的汇水量。工程建设要充分利用当地地形与水源条件，以小型分散为主，切忌修大弃小，弃旧建新，着重旧塘改造，浅改深，小改大，死改活。

3.1.4 植被与生态建设。植被与生态建设在节水农业体系中通俗的讲就是种树种草这一部分，通过种树种草保持水土，增加自然植被的蓄水能力，改善农田生态环境，实现节水增收、增效和可持续发展的目标。建设内容包括农田林网、周边防护林体系、专业性林木基地以及饲草种植。

3.2 土地整理。

土地整理工程是节水农业的田间工程部分，介于工程措施与农业措施之间的一个结合点，是在节水灌溉工程或水土保持工程基础上对农田作业田块引进整治，充分发挥工程的节水效益，提高田间水的利用率。可以简单地分为土地平整与田块规划调整两部分。

3.2.1 土地平整。土地平整是最常规的节水农业措施，有旱地土地平整、水浇地土地平整、水田水地平整，但主要还是用于灌溉农田的水浇地与水田上。根据作业田块的地面坡度，田面高差、土层厚度等因素进行科学设计，以保证进入田间的灌溉水和降水充分入渗，减少水分流失与深层渗漏，并提高灌溉的均匀度，缩短灌水时间，进而降低田间无效蒸腾，降低灌溉定额。

3.2.2 田块规划调整。田块规划与调整也是节水土地整理的重要方面。如把坡耕地修成梯田，改大畦为小畦等。

3.3 耕作与栽培技术。

节水农业中的耕作与栽培环节，即狭义的农业节水，或称农艺节水。主要是通过田间耕作与栽培管理措施，降低作物生长期间的田间耗水量(也包括部分在输水过程中的地面蒸发损失)。是在兼顾农业产量和效益的情况下，减少田间的无效水分损失，即降低田间的净耗水量，提高天然降水与灌溉水的利用率和生产率。这一部分节水才是真正的资源性节水和效益性节水，是整个节水农业的核心部分。

3.3.1 土壤蓄水工程。任何来源的水，都是经过土壤这个特殊的载体，为作物生长提供水源，所以土壤实际上是一个看不见自由水面的浩大水库，而且具有极大的蓄水容量。粗略计算，1 m深厚度的土体的蓄水量可相当于半湿润气候条件下的全年降水量，其调蓄潜力是十分巨大的，所以人们把它当成继地面水库、地下水库之后的第三大调蓄手段。

3.3.2 耕作与覆盖保墒。这是传统旱作农业中应用最广泛的农业节水措施。抗旱保墒技术，即通过地表土壤耕作或增加地面覆盖，切断土壤毛细管作用，减少地面蒸发、控制田间杂草和田间湿度，特别是其所降低的棵间蒸发部分，恰好是农业节水目标所要降低的田间蒸腾蒸发量中的无效蒸腾蒸发量的部分，所以是降低田间耗水量的一个重要技术环节。通过耕作与覆盖保墒，可有效地保持土壤水分，提高天然降水与灌溉用水的水分利用率和水分生产率。

3.3.3 节水种植制度与种植结构。这也是当前节水农业措施中一个十分重要的环节。本着优质高效的市场效益原则，以及资源与环境可持续发展的目标，选择并设计优质、高效节水的种植制度和作物结构。在资源性缺水地区，适当压缩并控制灌溉面积，恢复部分旱作作物，减少部分高耗水、低效益的作物栽培。各地区可根据自己地区的条件，选择最理想的模式。

3.3.4 节水栽培技术。所谓节水栽培技术，其内容比较广泛，大多是与农作物生物学特性有关的综合性农艺措施。如品种特性、生育期、群体性状、植物营养等。这几个方面也是相互影响、相互关联的。

篇10

我国现有的节水灌溉技术主要有渠道防渗工程技术、低压管道输水灌溉以及田间节水技术。

渠道防渗工程技术。由于灌溉渠道在输水过程中只有一部分水量通过各级渠道输送到田间为作物利用，而另一部分水量却从渠底、渠坡的土壤孔隙中渗漏到沿渠的土壤中，不能进入农田为作物利用（一般情况下，无节水技术措施的土渠渗漏损失占总引水量的 30%～50%）。所以，渠道防渗工程技术就是为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工程技术措施。渠道防渗适用于所有的灌溉土渠，是我国目前应用最广泛的节水灌溉工程技术措施。

低压管道输水灌溉。低压管道输水灌溉是指由低压管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式，简称为低压管灌。是指通过一定的压力，将灌溉水由分水设施输送到田间，避免了输水过程中水的渗漏和蒸发损失。管道一般在低压状态下运行，常用的管材有塑料硬管、混凝土管等。其特点是出水口流量大，出水口所需压力较低，施工速度快，工程造价低，同时具有节水、省地、节能、增产、省工省时、适应性强等优点。

田间节水技术。田间节水技术主要分为垄膜沟灌、畦灌、滴灌、小管出流灌溉和微喷灌等，就是使灌溉水进入农田后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率的灌溉技术。好的田间灌水技术不仅灌水均匀，而且节水、节能、省工，使土壤保持良好的物理化学性状，提高土壤肥力，从而获得最佳效益。

另外，我国不同地区采用的节水灌溉技术也不相同，主要包括西部地区、华北地区和华东地区。

我国西部许多地区气候干旱，年降水量少、水资源短缺、灌溉用水浪费等一直是该地区经济发展受限的主要因素之一。例如黄河中上游地区属于大陆性季风气候，暴雨或雷阵雨多出现在夏季，对土壤的补给水量很少，直接影响农业生产发展。因此，黄河中上游地区应采用渠道防渗、管道输水和田间节水工程，山丘贫水区除做好水土保持工作外，应主要发展集雨微灌技术。内陆区包括新疆、青海两省，该区干旱少雨，属大陆性干旱气候，区内土地资源丰富，光热充足，适合瓜果、粮、棉等作物生长，但是因蒸发量明显大于降水量，因此该地区的节水灌溉应采用喷灌、微灌和管道输水灌溉。桂、湘地区属亚热带气候，冬温夏热，湿润多雨，光照充足，水资源较丰富，但该区降水分布不均、灌溉工程配套差、供水能力不足也限制了当地农业的发展。所以桂、湘地区的节水灌溉大多以渠道防渗工程技术为主。同属亚热带气候的西南地区，光、热、水资源充足，但因地形复杂，气候差异较大，土壤的保肥能力差，干旱就成为该区的主要自然灾害，该区的节水灌溉技术应以喷灌、微灌以及渠道防渗为主。

华北地区属东亚季风气候，冬小麦是主要粮食作物之一，其播种面积及产量均占全国之首，但是华北地区水资源短缺，干旱灾害频繁，是我国严重缺水地区之一。华北地区目前多为井灌区，其节水技术模式是基于区域持续性潜在水资源，以供定需、合理开发，调整农业产业结构，压缩冬春高耗水型作物，建立区域适水型节水农业结构，集成以低压输水、畦灌、非充分灌溉制度和秸秆覆盖等经济实用型技术为主体的良田综合节水灌溉模式，最大限度、合理高效地利用地下水、科学地调控土壤水，从而实现提高降水利用率和农田水利用率与产出效益。