外国农业节水灌溉分析（精选十篇）
外国农业节水灌溉分析 篇1
关键词：农业灌溉,用水定额,分析
灌溉用水定额是水资源承载和节水灌溉用水管理分析中很重要的一个基础性技术指标。也是农业用水规划与管理的重要指标, 对灌区灌溉水资源有效利用、合理配置调度、定额用水总量控制、计量供水节水灌溉都具有重要作用。
1 灌溉用水定额的概念
灌溉用水定额是某一作物单位面积灌溉用水量, 它是水资源利用和管理方面的重技术指标, 主要表征和衡量灌溉用水过程中的合理性、先进性、可比性[1,2]。合理性, 表现为技术、资源、经济的可行性, 强调灌溉用水符合现有的技术水平、水资源条件、经济条件, 立足灌区灌溉工程运行管理现状;先进性, 表现为技术和管理的前瞻性, 强调灌溉水的高效利用;可比性, 表现为灌溉用水定额是在一定范围内具有普遍意义的客观比较标准, 可以比较方便地度量。
灌溉用水定额可分为基本灌溉用水定额和附加灌溉用水定额。基本灌溉用水定额, 即静态灌溉定额, 是灌区作物多年平均相对稳定的灌溉定额数值;附加灌溉用水定额, 是以基本灌溉用水定额为基准, 依据灌溉工程类型、水源类型、灌区规模而变动的灌溉用水量。由于农业灌溉用水量的多少与灌溉工程、灌溉运行管理水平有关, 在年际和年内间作物灌溉定额往往是动态变化的, 因此附加灌溉用水定额在实施中具有可调节性和变动性[3,4]。
2 灌溉用水定额分析
各灌区不同灌溉季节参考蒸发腾发量是分析作物需水量的基础, 同时结合主要作物从播种至收获全生育阶段作物系数进行分析, 可以得出作物全生育期需水量。由作物参考蒸发腾发量、作物系数分析的作物需水量是否满足和符合灌区灌溉需水要求, 需进一步复核检验, 一般需采用当地灌溉试验站作物需水量复核检验, 以及典型灌区灌水量测验数据分析, 同时还需要采用当地农业灌区主要作物灌水量的经验进行检验。
2.1 扣除有效降雨量
对于干旱内陆灌区, 虽然降水少, 但因灌区分布广阔, 所处地理环境差异大, 这就需要对当地灌区形成的降水资料进行统计研究分析, 并得出作物生长期有效降雨量, 并尽可能地按照灌溉分区或灌溉工程的类型要求, 分别分析这些区域内的有效降水量。因此, 确定灌区作物田间灌溉用水定额时, 需要考虑扣除作物生长期的部分有效降水量, 从而获得灌区内作物需要补充的灌溉用水量。
2.2 灌溉用水定额确定
灌溉用水定额的确定, 需要考虑当地灌区不同的灌溉方式现状, 按照常规地面沟灌、畦灌、喷灌、微灌等不同的农田灌溉方式, 以作物全生育期田间需水量基础数据为参照, 根据我国《微灌工程技术规范》 (SL103-95) 推荐的不同作物湿润比范围 (表1) , 由此可得各灌区4种农田灌溉方式主要作物基本灌溉用水量。其基本的计算分析方法:一是常规地面灌溉用水定额。即通过上述介绍的计算分析、经验参数、典型灌区灌水测验比较, 扣除灌区有效降雨量后, 得出的田间主要作物灌溉基本定额。二是喷灌、微灌用水定额。根据土壤湿润比取值乘以常规地面灌溉用水定额, 即可得出相应的不同灌溉方式灌溉用水定额。
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2.3 综合灌溉定额
综合灌溉定额是指对灌区内不同作物的灌溉用水定额进行综合加权分析, 其方法是以近年各灌区主要作物种植面积加权平均进行分析, 可得出各灌区常规地面灌溉、喷灌、微灌等不同的灌溉方式综合作物灌溉定额。在分析过程中, 还需考虑不同的灌溉保证率等问题。
2.4 分析结果比较
为了检验分析结果的准确和实用性, 还需将各单元灌区分析的综合灌溉定额成果, 与现状灌区现状年的灌溉用水定额统计结果进行比较。通过比较分析, 达到以下检验目标效果:一是分析研究成果与现状统计总体值的相对误差率;按灌溉片区内的分析成果与现状统计值相对误差率;二是分不同作物种类的用水定额与现状作物实际用水定额差别, 并分析二者之间的差异所产生的原因, 以及分析确定今后需要采用的灌溉用定额值, 为灌区的灌溉用水管理提供技术支撑。
参考文献
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外国农业节水灌溉分析 篇2
摘要：我国的农业生产受人口与经济发展的压力，又受水土资源的制约，加入WTO后中国的农业生产将受到很大的冲击，本文论证了利用节水措施及先进生产技术发展节水农业，21世纪的中国农业生产才能够满足16亿人口的粮食需求。关键词：水资源 持续发展 节水农业
粮食不仅是人类的基本必需品，也关系着人民的健康，社会稳定和经济发展，是影响国计民生的主要因素。中国是一个具有13亿人口的农业大国，农业生产在整个国民经济结构中占有举足轻重的位置，中国农业以全球9％的耕地，6％的可更新水资源，支持全球22％人口的温饱和经济发展，为中国乃至全世界的发展做出了巨大贡献。但随着全球性用水危机，中国农业由于其现状正面临着前所未有的人口压力和严重的水资源问题。
1中国农业生产的现状
中国农业源远流长，是世界农业的一个重要发祥地。考古证实，中华民族早在近万年以前就在陕西关中用原始简陋的木石工具，在粗松的黄土地上“辟土植谷”开始了对自然条件仰仗程度很高的原始农业生产。
周、秦时代，由于牛耕、铁器的使用，使原始农业逐步而又明显地减少对自然的依赖，正式转入持续两千多年的传统农业。1840年鸦片战争以后，半封建半殖民的中国开始萌生近代农业因素，但战乱纷争，使之发展迟缓，只是到了1949年新中国建立之后，中国农业才逐步由传统农业向现代农业转变。新中国成立以来，农业生产得到巨大发展，以有限的水土资源解决了十几亿人口的温饱问题，使中国社会稳定、经济持续高速发展，创下了人类奇迹。但进入二十一世纪，中国农业将面临诸多因素制约其持续发展：
（1）土地条块分割，农业生产高成本低产出。中国现行的农业生产模式大多是以家庭为单位，土地分布形式是一家一户条块分割的小田块，难以形成大规模的机械化农业生产及统一的田间管理，使先进的农业机械难以得到充分利用，先进的农业管理技术实施困难。在有灌溉条件的土地上，由于条块分割造成灌溉用水的浪费。这些都致使农业机械化程度低，形成人力资源、自然资源的严重浪费，因而农业生产成本很高。同时，由于土地条块分割，原来大片的土地分成小块分属于不同经营者，这样每一小块土地上都可能种植不同与其它小块土地的农作物，即使是同一作物也可能属于不同品种，即使是同一作物同一品种也会由于不同经营者的田间
管理的不同而产生出不同质量的农产品。这种普遍存在的现象致使中国农业产品的商品率很低，因而使农业生产收入很低。
（2）人多地少，土地侵蚀严重。我国人多耕地少，近半个世纪来，我国人口由5.5亿增至12.0亿，年均增加1500万人，年增率1.7％左右，预测到2030年人口增至16亿，而根据国家土地管理局1996年调查，我国耕地面积为1.3亿hm2，人均耕地面积0.1hm2，仅为世界人均平均数的47％，美国的1/9，印度的1/2.耕地面积在国土面积中的比重，美国为我国的两倍，印度为我国的三倍。耕地数量不足，后备资源极为有限，中国现共有宜农荒地和宜种粮棉的土地面积分别不足1500万hm2和1000万hm2，同时近年来由于工业、交通、城建的占用，耕地数量还在不断减少。同时我国耕地水土流失严重，由于人口压力，往往盲目开垦扩大耕地，长期对土地资源的利用不当和掠夺式经营造成了土地退化，我国水土流失面积为367km2，占国土面积的38.23％，耕地水土流失面积达4541hm2，占耕地面积的34.26％，水土流失不仅导致当地土地资源退化和生态环境破坏，人民生活贫困，甚至威胁到群众的生活和生存条件，而且泥沙大量下泄，淤高下游河床，使河道行洪能力下降，造成严重洪涝灾害，局部地区采取修梯田，植树造林等水土保持措施收到了一定的效益，但治理的速度慢，水土流失面积在不断扩大，严重程度在不断加剧。
（3）生产技术落后，经营粗放。我国是发展中国家，工农业生产的现代化程度低，农民的文化素质、科技水平不高，有关农业生产的各种资源尚未很好利用。许多地区仍是广种薄收，有种无管的粗放经营模式。内蒙古，黑龙江，青海，西藏，新疆等省区耕地的复种指数还停留在100％以下。尤有甚者，粮食的收割、脱粒、干燥、运输、储存和加工过程中的损失率高达15％（国外专家估计高达20％），超出了联合国粮棉组织提出的标准损耗率限于5％的要求。
（4）水旱灾害频繁。我国农业生产50多年来，平均每年受灾面积0.266亿hm2，占耕地总面积的28％，成灾面积0.113亿hm2，占耕地面积的11.2％，平均每年水旱灾害对全国粮食总产量的影响，在80年代以前粮食单产的基础上计算约150亿～200亿kg，80年代以来水旱灾害及相应范围较过去均有所增加，受灾面积1991年为0.252亿hm2，1994年0.280亿hm2，1993年受灾最轻也有866.67万hm2，以受灾区的粮食单产3.0t/hm2计算，1994年粮食损失达840亿kg，按此测算多年平均受灾损失约350亿kg，随着粮食单产的增加，水旱灾害的损失也愈来愈严重。
（5）中国农业生产面临严峻的水危机。中国农业生产中缺水与水资源浪费并存。由于生产技术较为落后，我国农业灌溉用水一直是各类用水的大户，总用水量
4000亿m3左右，占总用水量的67％，如加上其他农业用水，估计整个农业用水量占到总用水量的80％，是全国水资源最大可能利用量的35％～40％。由于灌溉用水量大，农业缺水干涸的土地越来越多，进入90年代，每年农田受旱面积2667万hm2左右，受旱面积和受灾面积都比50年代成倍增长。虽然缺水，然而水的浪费却是触目惊心。由于灌区设备配套不全，渠道大部分没有衬砌，渗漏、漫灌等现象十分普遍。目前，全国农业的渠系水利用系数平均只有0.5，每年损失的水量约2000亿m3，相当于全国工业和城市用水总和的2倍以上，农田水分的利用效率平均不到1kg/m3，即1m3水生产不到1kg的粮食，而一些发达国家大体都在2kg以上，差距很大。
面向未来，我国农业用水还存在不少潜在问题。首先，由于工业发展与城市扩大，农业用水比例不断缩减是不可能避免的，我国今后相当时期内工业和城镇仍将维持较高的发展速度，由于工业用水的经济效益明显高于农业，有专家估算，1000m3水可产生1t小麦，其价值仅为200美元，但同样数量的水用于工业约可生产出400美元，因此，农业在与工业争夺用水中，处于不利地位。另外，目前我国农业用水主要为种植业灌溉用水，为进一步改善和建设生态系统与环境，以及发展林牧业，势必出现与种植业争水的矛盾，这一局面已开始出现。
中国农业的水危机已引起国内外许多专家的高度重视，美国世界观察研究所所长LeslerR.Brown曾撰文《中国的水资源短缺将动摇世界的粮食安全》，文中虽有许多值得商榷之处，但是足见中国农业生产所面临的水危机的严重性。2中国发展节水农业的必要性分析
（1）缓解水资源危机，满足生产和生活对水的日益增长的需要，使人类社会得以持续生存和发展。发展节水农业是关系中国社会经济的持续生存和发展的大事，预测2030年中国人口将达到16亿，人均粮食的需求量为450kg，总粮食的需求量为7000亿kg左右。我国现有耕地1.3亿hm2，但我国目前未利用的土地面积不到3亿hm2，其中可开发利用的农用地后备资源只有4078万hm2，而后备耕地资源仅仅800多万hm2，但这些后备耕地资源是长期开发利用后所剩余的那些有各种限制因素，质量不高，生态环境脆弱的土地，开发难度大，所以土地资源开发潜力不大。那么我国社会能否得以持续生存和发展的关键是：我国的农业生产是否能以现有的4000亿m3灌溉水资源，将粮食产量从现有的5000亿kg提高到7000亿kg，并满足其他农作物的需求。如提高灌溉水的利用率将现有的灌溉用水量节省15％，可为扩大灌溉面积和提高灌溉保证率提供600亿m3水量，超过黄河的年平
均流量。因此必须进行以节水为中心的灌区续建配套和技术改造，大力发展节水农业。
农业水利灌溉中节水措施分析 篇3
【关键词】农业水利；灌溉；节水；措施
1. 引言
（1）节水农业技术体系是为了充分利用农用水资源，提高灌溉水的利用率和利用效率，使农作物达到高产高效而采取的技术措施。它是由水资源、工程、农业、管理等环节的节水技术组成的综合技术体系：科学的运用这一技术体系，可有效的提高农用水资源的整体利用率、增加单位面积和总体面积农作物的产量，提高综合效益，促进农业经济的持续稳定发展。
（2）水资源合理开发利用技术体系。农用水资源包括地面水、地下水、土壤水和经过净化处理的可利用废水。它的合理开发利用，需要采取多项工程措施，如地上水和地下水合理开发利用技术、机井测试改造技术和多水源综合利用技术等。灌溉工程节水技术体系。灌溉工程节水技术是节水农业技术体系的核心内容，也是节水效果最显著的技术措施。主要包括低压管道灌溉技术、喷灌技术、微灌技术、渠道防渗技术、膜上灌技术和改进沟畦灌溉技术等。
2. 农业水利灌溉模式分析
农业节水技术体系。农业节水技术体系主要包括蓄水保墒耕作技术、适雨种植提高作物抗旱能力的栽培技术、秸秆覆盖或地膜覆盖保墒技术、化学药剂抗早保墒与保水剂应用技术、限额灌溉及节水抗早作物品种选育技术等。节水管理技术体系。主要是建立健全各种管水组织，制定工程管理和经营管理制度，作到计划用水，优化配水，合理征收水费。
2.1渠道防渗技术。
渠道是我国农田灌溉的主要输水方式。但传统的土渠输水渗漏损失约占水量的50%～60%，因此，渠道防渗一直是我国发展节水灌溉的主要技术措施。按防渗材料可分为土料压实、三合土护面、砖有衬砌、混凝土衬砌、塑料薄膜防渗和沥青护面防渗等。渠道防渗技术的节水特点是：减少渠系输水过程中的水量渗漏损失，提高渠系水利用系数，提高渠道输水安全保证率，提高渠道抗冲能力，增加输水能力。
2.2喷灌技术。
喷灌是喷洒灌溉的简称，它是利用专门的设备（动力机、水泵、管道等）把水加，或利用水的自然落差将有水送到灌溉地段，通过喷洒器（喷头 ）喷射到空中散成细小的水滴，均匀地散布进行灌溉。喷灌系统，一般包括水源工程、动力机、水泵、各种管道、喷头及控制设备等。喷灌系统分为固定式、半固定式和移动式三种：固定式喷灌系统各组成部分或者都 定不动，或者除喷头外，其它部分固定不动；半固定式喷灌系统除喷和装有喷头的支管可在地面移动外，其余部分固定不动，管片与水栓连接；移动式喷灌系统除水源（塘、井、道等）固定外，动力机、水泵、管道、喷头都可以移动。
3. 农业水利灌溉中节水存在的问题
（1）节水灌溉新技术、新设备推广力度小，喷、滴灌等高效节水灌溉技术目前也仅局限用于经济作物，只是作为示范工程，有待于在更大范围和更大规模推广。
（2）灌区和节水灌溉工程都存在不同程度的产权关系不明，管理职责不清，政事企不分，监督激励机制缺乏，管理粗放、调度不灵活等问题。
（3）受经济利益影响，水资源相对充足地方的农民对搞节水灌溉积极性不高。
（4）资金投入不够，已建灌溉工程维护资金不足、老化失修，灌溉面积及灌溉效益逐年衰减和降低，新建节水灌溉工程建设资金短缺，特别是配套资金往往不到位，达不到应有的发展规模。
（5）有些地方在推广先进节水技术过程中不能够因地制宜制定规划，可行性论证不够，存在针对性差的问题，致使有些节水工程不能正常发挥效益。
（6）节水灌溉工程设备质量参差不齐，设备不配套，标准化、系列化程度差，维修服务跟不上。很多工程设备因质量问题或维护维修不及时等原因，导致工程使用寿命短，损坏率高等，影响了节水灌溉技术的推广。
4. 加快发展节水灌溉的措施
4.1站在可持续发展的高度，统筹考虑农业节水。
目前的农业节水方式，无法根本改善缺水状况。为了抗旱保丰收和增加粮食产量，人们一方面在打更多、更深的井，另一方面节水灌溉省下的水又被用来扩大灌溉面积，并非真正意义上的资源型节水。为此，要站在可持续发展的高度，从更宏观的角度统筹考虑农业节水。因为农业节水不仅仅是一个工程问题、技术问题，而且是一个社会问题、经济问题。它涉及农业种植结构调整、农村家庭联产承包责任制经营方式、产业结构调整、种粮效益和农民的切身利益等诸多方面。这些问题都不是一个部门所能解决的。因此，需要多个部门密切配合，紧密协作，统筹考虑制约农业节水发展的各种因素，针对实际情况，制定出一套完整的切实可行的节水农业技术体系。
4.2合理规划。
灌区的地面水利用包括区内拦蓄与区外引水系统，通过分析可以获得多年的可供水资源过程。灌区地下潜水层可视为一个调节水库，其补给量包括降雨补给，渠道、排水沟渗漏补给，区外地下水侧向补给，区内地下水越层补给以及人工回灌等；其消耗量包括蒸发、出流与开采。两种水源统一调度，可按区域均衡法或地下水非稳定流方法进行均衡分析；在一定的开采布局条件下，以确定合理的开采强度，或在一定开采强度下确定地表水对地下水的补给量及相应的补给区域，或根据补给方式和开采强度确定区域内开采布局。在冲积平原或河流的中下游，地下水位较高，外引水源可靠性低时，当然要发展井灌，以井补渠；若地下水严重超采，就要减少用水或统一控制上游引水，修建当地蓄水工程，利用河流水源引水存蓄或回灌地下水。即使在一个灌区内，地面水、地下水的动态规律也不同，或者上游井渠结合，以渠为主，下游井渠结合，以井为主。
4.3建立农业节水补助资金制度，加大农业节水投资力度。
现行的农业节水工程投资主要靠集体出资，农民筹资，国家补助建设。工程一次性投资较大，国家补助资金却很少，大部分资金需要农民自筹解决。而大部分地方群众还不富裕，很难拿出更多的钱来搞农业节水工程。因此，各级政府要把农业节水工作纳人重要议事日程，形成一种制度，从政策、资金等方面加大扶持力度，从而确立农业节水的重要性，引导全社会都来关心水、爱惜水、保护水。
4.4搞好中低产田节水灌溉。
选择适当的节水灌溉技术，因地制宜的制定发展规划，切忌盲目引进，盲目搞不适合当地推广的“样板工程”。中低产田改造已列为今后农业的主攻方向，向中低产田要效益，扩大节水灌溉面积。对盐碱地搞好以水冲盐、以水压碱和土壤改良，研究制定适宜的冲洗定额和节水技术措施。
5. 结论
总之，节水农业技术体系是一个综合性很强的体系，它涉及多学科技术领域，其实质是解决农业用水和农作物需水及单位水量产生的粮食产量和价值。这个体系以农业节水为中心，以充分利用有限的水资源，提高水的利用率和利用效率，实现农作物高产高效为目的。
参考文献
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[2]杨芬，蔚富生，郝志华.山西农业灌溉节水对策探讨[J].山西农业科学，2004，3.
沧州农业灌溉需水量及节水措施分析 篇4
1 农业灌溉供需水量分析
根据沧州一些灌溉实验的资料和群众灌溉经验的调查资料, 各种代表性农作物田间需水量的数值约为:越冬作物 (冬小麦) 500mm;春播作物 (棉花) 500mm;夏播作物 (玉米) 400mm。这样的需水量, 扣除可直接利用的降雨量, 不足部分如靠引水灌溉, 所需的水量是惊人的;按这种办法兴建的灌溉工程, 起始价用水量将更惊人。另一条解决农田灌溉的路子, 是以开采地下水为主, 立足于充分利用当地水资源, 不足部分引外来水补充。第一, 在开采地下水条件下, 绝大部分降雨量可被利用。 (1) 渗入地下的, 在植物根系溪水范围以内的部分, 将消耗于蒸腾和蒸发, 超过根系影响范围的部分, 或早或晚将补给地下水, 被开采利用; (2) 井灌区由于地下水位降低, 地面径流量将显著减少, 通过坑塘、沟渠等当地工程的拦蓄, 一般年份降雨量500～700mm, 有可能全部被利用;第二, 井灌区一切地面水的渗漏, 都补给了地下水, 可开采利用;第三, 非灌区入渗到地下水的那部分也可开采利用。
1.1 灌溉需水量的计算方法
设土地耕种指数 (耕地面积/总土地面积) 为a;灌溉面积指数 (灌溉面积/耕地面积) 为b;灌区内各种作物的种植指数 (某种作物种植面积/灌溉面积) :越冬作物为C1;春播作物为C2;夏播作物为C3;区内复种指数为C1+C2+C3=C;年降雨量P;径流系数α;降雨入渗补给地下水系数β。
则, 田间需水量加权平均值:
M=500C1+500C2+500C3
可开采地下水量:undefined
井灌区除利用当地降雨以外, 需引水补给的灌溉水量:
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1.2 沧州灌溉需水量计算
土地耕种指数a=0.67;灌溉面积指数b=1;作物种植指数:小麦0.5, 春播作物0.5, 夏播作物0.5, 复种指数1.5;年均降雨量500mm, 径流系数α=0, 补给地下水系数β=0.2。则:
M=0.5* (500+500+400) =700mm
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根据上式计算结果, 即没有其他补给水源, 开采地下水单靠降雨补给, 平均每年将缺水150mm。
农业是用水大户, 同时也是节水的重点, 为了改变缺水状况, 可以采取的措施有: (1) 减少需水多的作物的种植面积; (2) 作物生长季节浇水关键, 减少灌水次数; (3) 降低复种指数; (4) 扩大造林面积和多种耐旱作物, 减少灌溉面积指数。例如:为了适应水源不足情况, 将灌溉面积指数减为0.67, 作物种植指数改为小麦0.3, 春播作物0.7, 夏播作物0.3, 复种指数1.3, 则:
M=0.3×500+0.7×500+0.3×400=620mm
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由上式计算结果可以看出, 该区域水资源不足。为解决该区域水资源问题需对水资源加强管理。
2 节水对策和措施
2.1 加强水资源统一管理
实现水资源统一管理和优化配置是实现我国社会经济可持续发展的迫切需要。实现水资源的统一管理, 一要体现权责一致的精神, 克服地区与部门的分割管理所出现的职能交叉、多龙管水、地位不明、政出多门、相互扯皮、效率低下的弊端;二要有效地避免地上水、地下水、地表水、土壤水这个有机整体的人为条块分割;三要从整体上把握区域内的水资源问题, 在水资源的开发、利用、保护方面形成互补、互助的功能结构, 彼此协调发展;四要优化配置, 提高供水能力和发挥最大效益;五要有利于建立科学的水价体系, 发挥经济杠杆的作用, 促进节约用水, 从而达到优化水资源配置、提高用水效率、保障经济社会的可持续发展及逐步恢复和改善水生态环境的目的。
2.2 保护现有水资源, 控制地下水开采
沧州水资源匮乏, 地下水超采, 水生态环境已经很脆弱。保护现有的水资源, 遏制生态环境的进一步恶化十分必要, 不能走一边进行生态恢复, 一边进行生态破坏的道路。要尽快建立水资源保护监测系统, 检测范围应覆盖地表水、地下水, 建立自动化的信息采集、传输、处理系统和决策支持系统, 实现水资源管理的现代化, 为水资源管理和决策提供及时可靠的水资源信息。
2.3 积极推行农业节水措施
一是搞好灌区的节水改造, 提高渠系和田间水利用系数, 改大水漫灌为小畦定额灌, 节约灌溉用水量;二是大力发展井灌区的节水灌溉技术和措施, 发展喷灌、微灌, 减少地下水超采;三是推广先进的田间灌溉制度和农艺措施, 提高灌溉水、土壤水和天然降水的有效利用率;四是调整农业种植结构, 因地制宜, 适水种植, 减少灌溉用水, 使水土资源优化利用。
2.4 积极开展区内水资源的合理配置及跨流域的调水
沧州水资源短缺, 已经严重制约了当地经济的发展, 已成为经济发展的瓶颈。为了保证生活用水、工业用水、农业用水, 导致了地表水、地下水的过度开发;由于缺水, 大量污水被农田灌溉引用, 造成土壤、农作物和地下水污染, 从而形成水环境的恶性循环, 导致生态环境的进一步恶化。要从根本上解决水资源短缺问题, 必须加强流域内水资源的合理配置, 并积极实施跨流域的调水工程, 以缓解水资源短缺形势。
2.5 采用法律及行政和经济措施综合治理
(1) 建立统一的水生态保护和恢复管理体系;
(2) 建立水生态保护和恢复的政策法规体系;
(3) 制定配套行政和经济措施。
摘要：沧州市是一个水资源匮乏的地区, 同时农业又是该地区的产业支柱, 在分析沧州农业灌溉需水量的基础上得出该区域水资源不足, 为解决该区水资源不足的现状, 提出了解决沧州水资源短缺的农业工程措施和政策措施。
关键词：农业灌溉,需水量,节水,措施,沧州市
参考文献
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外国农业节水灌溉分析 篇5
【关键词】农业生产；现状；节水；必要性；途径
目前，我国占全国总用水量的65%，农田灌溉用水总量36oo一3800亿ms，我国的耕地灌溉率已经高达4O%，年份和干旱季节。水源主要是，=-I）Il径流和地下水。水利资源与土地资源不相适应等原因，乌海地区的农业生产的突出问题是由于降雨量在时间上分布不均，节水灌溉技术推广应用迫在眉睫，水资源的缺乏，严重制约地区经济发展，近年来工业发展迅速，水资源短缺现象非常严重。乌海地区生产的突出问题是由于降雨量在时间上分布不均。水资源短缺已成为各级政府和社会人士高度重视和关心的事情，对于当今高度发展的经济社会，水资源是工农业生产生命线，节水技术在工农业生产和社会生活中主要表现在三个方面，节水技术显然是这一问题得以解决的最好方式。具体有以下内容：一是农业生产中的节水对解决水资源问题的意义重大，农业生产中的节水灌溉技术，农业是国民经济的命脉。二是社会生活中对生活污水和雨水的回收利用。三是对工业废水的回收利用，使水资源再生，工业循环水的利用，即利用污水处理技术。
1.农业生产现状中国农业历史悠久，是世界农业的一个重要发祥地
远古时期由于自然条件和生产力低下农业生产处于简陋的原始农业生产阶段。从周、秦时代及以后，由于牛耕、铁器的使用原始农业逐步转入持续两千多年的传统农业。1840年鸦片战争以后，半封建半殖民的中国开始萌生近代农业因素，但战乱纷争，使之发展迟缓，只是到了1949年新中国建立之后，中国农业才逐步由传统农业向现代农业转变。但进入二十一世纪，中国农业将面临诸多因素制约其持续发展：
1.1土地条块分割，农业生产高成本低产出
中国现行的农业生产模式大多是以家庭为单位，土地分布形式是一家一户条块分割的小田块，难以形成大规模的机械化农业生产及统一的田间管理，使先进的农业机械难以得到充分利用，先进的农业管理技术实施困难。形成人力资源、自然资源的严重浪费，农业生产成本很高，农业产品的商品率与生产收入很低。
1.2人多地少，土地侵蚀严重
我国人多耕地少，近半个世纪来，我国人口由5.5亿增至13.0亿，年均增加1500万人，年增率1.7%左右，预测到2030年人口增至16亿，而根据国家土地管理局2003年调查，我国耕地面积为1.3亿hm2，人均耕地面积0.1hm2，仅为世界人均平均数的47%。同时我国耕地水土流失严重，由于人口压力，往往盲目开垦扩大耕地，长期对土地资源的利用不当和掠夺式经营造成了土地退化，我国水土流失面积为367万km2，占国土面积的38.23%，耕地水土流失面积达4541hm2，占耕地面积的34.26%，水土流失不仅导致当地土地资源退化和生态环境破坏，人民生活贫困，甚至威胁到群众的生活和生存条件。
1.3生产技术落后，经营粗放
我国是发展中国家，工农业生产的现代化程度低，农民的文化素质、科技水平不高，有关农业生产的各种资源尚未很好利用。许多地区仍是广种薄收，有种无管的粗放经营模式。很多地区耕地的复种指数还停留在100%以下。尤有甚者，粮食的收割、脱粒、干燥、运输、储存和加工过程中的损失率高达15%（国外专家估计高达20%），超出了联合国粮棉组织提出的标准损耗率限于5%的要求。
2.农业生产用水现状与节水必要性分析
2.1农业生产用水现状
中国农业生产面临严峻的水危机。中国农业生产中缺水与水资源浪费并存。由于生产技术较为落后，我国农业灌溉用水一直是各类用水的大户，总用水量4000亿m3左右，占总用水量的67%，如加上其他农业用水，估计整个农业用水量占到总用水量的80%，是全国水资源最大可能利用量的35%～40%。由于灌溉用水量大，农业缺水干涸的土地越来越多，进入90年代，每年农田受旱面积2667万hm2左右，受旱面积和受灾面积都比50年代成倍增长。虽然缺水，然而水的浪费却是触目惊心。由于灌区设备配套不全，渠道大部分没有衬砌，渗漏、漫灌等现象十分普遍。目前，农业的渠系水利用系数平均只有0.5，每年损失的水量约2000亿m3，相当于全国工业和城市用水总和的2倍以上，农田水分的利用效率平均不到1kg/m3，即1m3水生产不到1kg的粮食，而一些发达国家大体都在2kg以上，差距很大。
2.2农业节水必要性分析
缓解水资源危机，满足生产和生活对水的日益增长的需要，使人类社会得以持续生存和发展。发展节水农业是关系中国社会经济的持续生存和发展的大事，预测2030年中国人口将达到16亿，人均粮食的需求量为450kg，总粮食的需求量为7000亿kg左右。我国现有耕地1.3亿hm2，但我国目前未利用的土地面积不到3亿hm2，其中可开发利用的农用地后备资源只有4078万hm2，而后备耕地资源仅仅800多万hm2，但这些后备耕地资源是长期开发利用后所剩余的那些有各种限制因素，质量不高，生态环境脆弱的土地，开发难度大，所以土地资源开发潜力不大。那么我国社会能否得以持续生存和发展的关键是：我国的农业生产是否能以现有的4000亿m3灌溉水资源，将粮食产量从现有的5000亿kg提高到7000亿kg，并满足其他农作物的需求。如提高灌溉水的利用率将现有的灌溉用水量节省15%，可为扩大灌溉面积和提高灌溉保证率提供600亿m3水量，超过黄河的年平均流量。因此必须进行以节水为中心的灌区续建配套和技术改造，大力发展节水农业。
3.结束语
国家应该加大起投资力度，采取各种措施进行优惠，节水农业的发展不仅是农业本身的过程，国家应该吸引各种资金投入节水农业工作中，使它变成涉及到国民经济发展的大系统工程。运用科学的发展观统筹节水农业的发展，完善其法律法规，加强领导，大力发展农业节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会都有十分重要的意义。
【参考文献】
[1]姜文来，唐曲，雷波.水资源管理学导论.北京：化学工业出版社，2005.
[2]郎小云，王迎新，刘爱霞，陈爱华.浅谈提高农业用水效率[J].地下水，2011，（09）.
农业管理节水技术应用分析 篇6
1.1 农艺节水
农艺节水技术应用主要体现在覆盖技术、耕作技术术等方面。
1.1.1 覆盖技术。
覆盖技术中有秸秆覆盖、地膜覆盖等方式,即将农作物的种子在早期生长阶段覆盖上秸秆或地膜,为农作物生长提供良好的温度和湿度,减少水分的无效蒸发,还能起到促根、培肥等作用。不仅能达到节水的效果,还能提高农作物的产量。但要注意及时通风,避免影响农作物的根系呼吸和养分的吸收。
1.1.2 耕作技术。
即以疏松土壤,加深耕层的方式来增加雨水渗入土壤中缝隙的速度和数量,提高土壤吸收雨水的效率和效益,避免产生浪费和地面径流现象;一般包括深松、中耕、少耕或免耕,这要是土壤和农作物的具体生长情况而定。疏松而不翻转的土层,雨水较难渗入到深层较难,一般采用深松;而农作物生长过程中,一般采用中耕,也就是所说的锄地,这样可以松土,减少蒸发,抑制水分上升。同时还可以灭草,保护农作物根系生长。
1.2 工程节水
工程节水技术就是采用输水工程、集水工程、灌水工程等方法引导水资源的流向,避免水资源的损失,优化水资源的利用。
1.2.1 输水工程。
输水工程体现在输水渠道防渗技术和输水管道运输技术。渠道防渗技术将长沟改短沟、长畦改短畦,减少了输水过程中的水资源浪费,提高了灌水的有效利用率。这种技术通常适用于山区水库的输水工程;而管道输水技术是指管把低压管道埋设地下进行输水,将灌溉水通过管道直接输送到田间。该技术具有投资少、效率高和节省能耗等优点,但要注意管道材质的选取。这种技术适用于地表相对平整地区,如对果树、粮田、菜田的灌溉等。
1.2.2 集水工程。
水池工程、拦河引水工程大口井工程、塘坝工程、方塘工程、水窖工程等都属于集水工程的范畴。该工程具有汇集天然降水、有效利用水资源等特点,能够最大限度地拦蓄地表径流和其他一些没能有效对农作物灌溉的水资源,起着优化水资源,避免浪费的作用。
1.2.3 灌水工程。
灌溉技术是灌水工程的重要体现,主要包括小管出流灌、滴灌、渗灌及和微喷灌等。其目的都是将灌溉水加压、过滤,经过各种渠道或者各级管道,运用灌溉工具,灌溉到农作物附近。
2 农业管理节水技术的发展
2.1 农业管理节水技术的信息化
随着科学技术的进一步发展和应用,计算机技术在各个领域得到了越来越广泛的重视和应用,同样,农业管理节水技术信息化的发展趋势也是必然的,农业与各个部门之间都有着密切的联系,电子信息技术、红外遥感技术、计算机技术以及其它技术的应用,使得对土壤中的水分动态、空气中的气象动态、农作物的水分需要状况等方面的数据采集和测试、分析和处理手段都有了长足的发展,为科学的决策提供依据。在推动灌溉现代化的同时,也促进了农业管理节水技术的提高。
2.2 农业管理节水技术的系统化
农业管理节水技术的应用功能不是片面的或唯一的,应该多方面考虑、综合分析,最大化地发挥农业管理节水技术,所以,系统化也是农业管理节水技术的发展方向。加强对水利政策的落实、健全管理节水的体制、丰富多样性的节水技术,发展有效利用各种水资源的模式,在这一前提下,充分发挥主观能动性,实现水资源的优化和合理利用。加强对污水的处理、加强对地表径流的利用、加强节水与环保和生态的多方位联系的考虑、加强节水管理与现代化技术的结合等,只有这样才能使农业管理节水技术不断朝着系统化的方向发展。
3 结语
水是动植物体内和人的身体中不可缺少的物质,同时也是人类衣、食、住行、都的生活中不可缺少的一部分,离不开水。在农业生产中消耗的淡水量占人类消耗淡水总量的60%～80%,水资源作为我国工农业生产的重要原料,一直起着至关重要的作用。然而,我国却是水资源匮乏的国家,所以农业管理节水技术和发展将会越来越受到重视。加强对这一方面的探究,借助现代化管理手段和技术,对农业生产中的水资源进行全方位利用和管理,避免水资源的浪费,节约用水,使水资源的利用更加高效、合理,这也必然能促进我国现代化农业发展。
摘要：我国是农业大国,近年来,国家一直重点关注三农问题。而水资源无疑是影响农业的一个重要因素,加强对农业管理中节水技术应用的分析,不仅是关系到农业生产的重要一环,也是可持续发展的重要体系之一。
关键词：农业管理,节水技术,应用,发展
参考文献
[1]石荣翠.浅谈农业管理节水的重要性[J].中国房地产业.2011(4)
外国农业节水灌溉分析 篇7
一、微灌系统的组成
一个典型的灌溉系统一般由水泵、过滤器、管道、阀门、控制器和灌水器 (喷头、滴头等) 组成, 有的系统还包括施肥器。
1. 水泵
泵是灌溉系统的心脏, 它的作用是从水源取水并加压, 当灌溉水源不能满足灌溉系统对流量和压力的要求时, 我们就需要泵。我们知道, 对灌溉系统而言, 流量和压力是最重要的两个参数, 任何一个参数不能满足要求, 都将导致灌溉系统的失败。在综合系统中, 泵在工作时的输出流量有可能发生比较大的变化, 这种变化可能影响泵及灌溉系统的正常工作, 在这种情况下, 我们需要考虑选择变频装置以实现恒压供水并节省运行费用 (电) 。
2. 过滤器
过滤器是用来阻止颗粒物 (如悬浮固体颗粒或者类似藻类等的有机体) 通过的装置或者部件。除水源压力、流量要与系统匹配外, 水质也是设计者必须要考虑的因素, 过滤不好也是导致灌溉工程失败的重要因素。对喷灌系统, 如果水质不好, 可能引起喷头堵塞, 影响喷洒均匀度或不能出水;还可能使砂石等杂质高速冲击齿轮驱动系统, 加速齿轮磨损, 影响喷头使用寿命, 导致喷头旋转及角度调节失灵。喷头堵塞有时会使喷头腔内压力急剧增加, 远超出喷头正常工作压力, 导致喷头损坏或破裂, 影响水泵的使用寿命。微灌系统对过滤要求更高, 如果水质不好, 甚至很可能引起整个系统瘫痪, 因为微灌系统的灌水器流速低、流道复杂, 一旦堵塞便难以修复。
设计时, 应根据过滤要求 (主要取决于灌水器的类型, 一般来说, 喷灌要求80~100目过滤, 微喷要求80~120目过滤, 滴灌要求120~200目过滤) 和水质情况 (杂质类型:有机物、微生物、无机物和化学杂质) , 结合管路流量选择合适的过滤设备。笔者也将在后面对过滤器的选型进行介绍。
3. 管道
管道在灌溉系统中起着纽带的作用, 它将系统的其它设备连接在一起构成一个输水网络。管道的种类很多, 在灌溉系统中, 综合性能优良的塑料管 (如PVC、PE和PP) 使用越来越广泛。
4. 阀门
阀门是灌溉系统中的开关, 是可以用人工或者自动的方式打开, 由此引起水流动的控制装置。自动阀门常称做电磁阀, 也有人称之为电磁阀、电动阀或者自动阀, 所有这些术语意义都相同。灌溉系统中电磁阀一般都是隔膜控制 (液压控制) 阀, 这种阀通常是关闭的, 通过向阀上的电磁线圈施加24V交流电使其打开。根据用途不同, 阀门可以分为主阀、截流阀、隔离阀、安全阀、支管阀、泄水阀等等。阀通常安装在阀箱中, 以利于保护阀并且便于在以后维修查找。
5. 控制器
控制器是灌溉系统的大脑, 一般所说的灌溉控制器是指时序控制器, 即按时间顺序进行程序编辑的控制器, 它是一个电气仪表面板, 设计用来给控制器上的给定站施加24V交流电, 以便按程序规定的时间顺序开闭单个或者多个阀。顺序和时间设置由系统操作员编程确定。灌溉控制器由110V或220V交流电源供电, 但向端子条输出的是24V交流电, 于是向阀输出的也是24V交流电。时序控制器目前仍然是灌溉系统中使用最广泛的自动控制方式。但是, 更为先进、精确的中央计算机灌溉控制系统正在蓬勃发展, 中央计算机控制系统通常在计算机上运行, 中央计算机从专用气象站、田间卫星控制器 (类似于时序控制器) 和传感器收集气象信息、灌溉信息、土壤信息和流量信息等, 通过对比过去24小时内灌区的腾发量及灌水量, 结合各分灌区的植物种类分布、地形、土壤成分等数据进行自动分析, 自动计算当天植物的需水量和每站的灌溉时间, 编制当天灌溉程序并将灌溉程序发送到各个田间卫星控制器实施灌溉。最大程度地排除了人为因素的影响, 从而真正实现了智能灌溉、精确灌溉。
6. 灌水器
灌水器是灌溉系统中最末端的设备, 根据灌水器的类型我们将灌溉分为两类:喷灌和滴灌。喷灌指灌水器将水以喷洒的形式输送到作物叶面, 这类灌水器通称喷头 (摇臂喷头、齿轮旋转喷头、散射喷头和微喷头) , 它们的共同点是出水量比较大、工作压力比较高, 喷灌一般适合于密植植物 (如设施栽培) 。滴灌指灌水器将水以水滴的形式直接输送到作物根部, 这类灌水器通称滴头, 它们的共同点是出水量很小、工作压力比较低, 滴灌适合于单株植物 (如按一定间距种植的树木、花卉、和蔬菜等) 。
7. 施肥器
施肥器用来将溶于水的化学药品以给定的速率喷射到灌溉水中的装置。灌溉施肥在大面积种植着单一作物的农业灌溉中相当有效, 在这种情况下要专门针对那种作物和测得的土壤肥力水平来施加化肥。在园林中, 植物群常常包含多种植物品种, 每种植物肥力需求各不相同, 甚至可能每一株都会不同, 对整个植物群喷射不同品种、数量的化肥即使有可能, 也会十分困难, 而且, 有些化肥由于不溶于水, 还必须靠近植株侧施。所以在设施栽培灌溉中使用施肥器很困难, 一般不建议使用。
8. 附件
除上述设备外, 一个完整的灌溉系统可能还需要其它辅助设备, 如:压力表、流量表、真空阀 (进、排气阀) 、泄水阀、压力调节装置、阀门箱、控制电缆、通信电缆、线接头及喷头铰接等等。
二、设施栽培灌溉系统的设计
1. 灌溉需水量的确定
需水量包括土壤与地表的蒸发量和植物本身消耗的蒸腾量, 也称作植物腾发量。影响需水量的因素有气象条件 (温度、湿度、辐射及风速等) 、土壤性质及其含水状况、植物种类及生育阶段等。由于上述这些影响因素错综复杂, 确定灌溉需水量最可靠的办法是进行实际观测。但往往在规划设计阶段缺乏实测资料, 这时就需要根据影响需水量的因素进行估算。估算灌溉需水量的方法很多, 可通过公式进行计算, 或参照下列经验数据 (见表1) 选取。
表1中, “冷”指仲夏最高气温低于21摄氏度;“暖”指仲夏最高气温在21至32摄氏度之间;“热”指仲夏最高气温高于32摄氏度;“湿”指仲夏平均相对湿度大于50%;“干”指仲夏平均相对湿度低于50%。
灌溉系统的设计, 应满足设施栽培需水高峰期的日需水量, 即按最不利的条件设计, 选取特定气象条件下的最高日需水量, 以使系统有足够的供水能力。
2. 轮灌组的划分
灌溉系统的工作制度通常分为续灌和轮灌。续灌是对系统内的全部管道同时供水, 即整个灌溉系统作为一个轮灌区同时灌水。其优点是灌水及时, 运行时间短, 便于其他管理操作的安排;缺点是干管流量大, 工程投资高, 设备利用率低, 控制面积小。因此, 续灌的方式只用于设施栽培单一且面积较小的情况。对于绝大多数灌溉系统, 为减少工程投资, 提高设备利用率, 扩大灌溉面积, 一般均采用轮灌的工作制度, 即将支管划分为若干组, 每组包括一个或多个阀门, 灌水时通过干管向各组轮流供水。轮灌组的数目, 取决于每天允许运行时间、灌水周期和一次灌水延续时间。
3. 灌溉系统的水力计算
在完成喷头选型、布置和轮灌区划分之后, 即可计算各级管道的流量和进行水力计算。某一支管流量为该支管上同时工作的喷头流量之和, 干管流量为系统中同时工作的喷头流量之和。流量确定后, 即可选择管径并计算管道和系统的水头损失。水在管道内流动会产生机械能的损耗, 即水头损失。水头损失可分为沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失两种类型。沿程水头损失为水流过一定管道距离后由于水分子的内部摩檫而引起的损失;局部水头损失为水流经过各种管件、阀门等设备时因流态的变化而产生的损失。在实际工程中, 有时为节省投资而采用变径支管, 或受地块形状影响出水口不一定是等间距和等流量, 这时就需要对支管分段进行计算。
4. 水泵的选择
选择水泵的主要任务是确定水泵的流量和扬程。在上述步骤完成后, 即可计算流量和扬程。
水泵流量:Q=ΣN喷头q
水泵扬程:H=H设+ΣHf+ΣHj±Δ
式中:N喷头为同时工作的喷头数;q为单喷头流量;H设为喷头设计工作扬程 (m) ;ΣHf为水泵至典型喷头之间管路沿程水头损失之和 (m) , 所谓典型喷头一般是距泵站最远或位置最高的喷头;ΣHj为水泵至典型喷头之间局部水头损失之和 (m) , 其中应包括阀门、过滤设备及施肥设备的局部水头损失;Δ为典型喷头与水源水面或井内动水位的高差 (m) 。
具体选择水泵型号时, 可参照有关水泵生产厂家的产品目录, 所选水泵的实际流量和扬程一般应稍大于上述计算值, 以确保满足设计要求。
对于用城市供水管网作为水源的灌溉系统, 不必选择水泵, 而是应校核供水管网所能提供的压力是否满足灌溉系统的所需压力 (即上述计算的扬程值) 。若不满足, 一般需增大各级管径, 以减小水头损失;或选择低压性能好的喷头, 使灌溉系统所需压力小于或等于城市供水管网的压力。
三、喷灌系统的施工安装
喷灌系统施工安装总的要求是:严格按设计进行, 必须修改设计时应先征得设计单位同意并经主管部门批准。针对设施栽培喷灌系统的特点, 在其施工与安装时, 应注意以下问题:
1. 注意管沟弃土地处理
在已有设施栽培的地块内施工, 除尽量保护现有设施栽培外, 要特别注意管沟弃土的处理。弃土须分层放置, 埋管时须按与开挖时相反的顺序分层回填, 以保证沿管线种植层内的土壤与原有土壤一致。
2. 安装放水装置
在干管和每条支管上应安装放水装置, 以便于冲洗管道以及冬季防冻。在非灌溉季节一般也应放空管道, 防止水长期滞留在管道中产生微生物, 附着在管壁和喷头上影响喷灌效果。放水装置除常见的闸阀、球阀外, 还有自动泄水阀, 可在灌水停止后自动排出管道中的水。
3. 必要时安装安装压力调节设备
对于系统压力变化或地形起伏较大的情况, 支管阀门处应安装压力调节设备, 使支管进口处压力均衡, 保证系统的喷洒均匀度。另外, 在必要的管段还应安装进排气阀、泄压阀等, 用以保护系统的安全。
4. 安装快速取水阀 (方便体)
为便于临时取水, 或对喷灌不易控制的边角地段进行人工灌溉, 在主管道上一般需安装一定数量的快速取水阀 (方便体) 。这种快速取水阀与所配套的钥匙配合使用, 插入钥匙, 阀门即可自动开启供水;若要停止灌水, 只需取下钥匙, 阀门会自动关闭。
5. 地埋式设施栽培喷头的安装
1) 安装前须对喷头进行预置。可调喷洒扇形角度的喷头, 出厂时大多设置在180°, 因此在安装前应根据实际地形对喷洒扇形角度的要求, 调节喷头喷洒角度。
2) 喷头的顶部应与最后的地面相平。这就要求在安装喷头时喷头顶部要低于松土地面, 为以后的地面沉降留有余地;或在设施栽培地面不再沉降时再安装喷头。
3) 喷头与支管的连接, 最好采用铰接接头, 也称千秋架。可有效防止由机械冲击, 如剪草机作业或人为活动而引起的管道和喷头损坏。同时, 采用铰接接头, 便于施工时调整喷头的安装高度。
4) 在管理不便的地区, 可安装与喷头配套的防盗配件, 以防止喷头的丢失。
四、使用经济分析
经过生产试验证明, 微灌系统具有省水、省工、增产的作用, 有利于控制大棚内的温、湿度, 有利于提高地温, 减少病虫害, 节省农药, 为作物生长提供适宜环境, 与沟畦漫灌比, 作物产量可提高10%~30%。微灌根据作物生长需水量适时供水, 同时可减少水分蒸发和渗漏, 可节水30%~70%, 利用微灌系统进行施肥, 可使土壤不板结, 提高肥效, 节省肥料10%~15%。
1. 喷灌
喷灌的主要优点如下:一是节水效果显著, 水的利用率可达80%。一般情况下, 喷灌与地面灌溉相比, 1m3水可以当2m3水用。二是作物增产幅度大, 一般可达20%~40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂, 增加了15%~20%的播种面积;灌水均匀, 土壤不板结, 有利于抢季节、保全苗;改善了田间小气候和农业生态环境。三是大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。四是减少了农民用于灌水的费用和投劳, 增加了农民收入。五是有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。
固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动, 其灌溉效率高, 管理简便, 适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高 (亩投资一般在1000元左右) , 不利于机械化耕作。
2. 微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。它是利用塑料管道输水, 通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水, 可增产30%以上, 能改善田间小气候, 可结合施用化肥, 提高肥效。国产设备亩投资一般在500~800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、设施栽培、温室大棚等灌溉。
3. 滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式, 其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果, 同时可以结合施肥, 提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉, 在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞, 因此应对水源进行严格的过滤处理。目前, 国产设备已基本过关, 有条件的地区应积极发展滴灌。
根据接管道的固定程度, 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌, 其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时, 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元 (果树) ~1400元 (大棚蔬菜) 。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移动。亩投资为500~700元。移动式滴灌, 其干、支、毛管均由人工移动, 设备简单, 较半固定式滴灌节省投资, 但用工较多。亩投资为200~500元。
地下滴灌, 是把滴灌管埋入地下作物根系活动层内, 灌溉水通过微孔渗入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距离钻一个小孔, 埋入地下植物根部附近进行灌溉, 群众俗称“渗灌”。
山东农业大学水平衡测试及节水分析 篇8
1 水平衡测试必要性及水平衡测试依据
近年来, 随着社会经济的快速发展, 需水量日益增大, 供需矛盾突出。目前, 解决水资源供需矛盾的主要措施是开源与节流。实践证明, 在开源达到一定程度的情况下, 节水是解决缺水问题最快、最经济、最有效的措施。
水平衡测试是对用水单位进行科学管理之有效的方法, 也是进一步做好城市节约用水工作的基础。通过对学校进行水平衡测试, 可以摸清学校各用水环节现状、用水效率及定量关系;找出用水量大、效率低及有损失水量的环节进行改善;建立学校用水技术档案, 健全学校水计量制度;为水资源合理利用, 用水规划和计划的制定提供科学依据。
水平衡测试的依据为:《中华人民共和国水法》、《企业水平衡测试通则》 (G B/T 1 2 4 5 2—2 0 0 8) 、《工业企业水量平衡测试方法》 (C J 4 1—1999) 、《评价企业合理用水技术通则》 (G B/T 7 1 1 9—2 0 0 6) 、《取水许可技术考核与管理通则》 (G B/T17367—1998) , 水利部、国家发展计划委员会及国家经贸委[1999]11号文件。
2 水平衡测试基本条件和要求
水平衡测试要在学校正常开学的状态下进行, 否则数据不具代表性。如其它时间仍需进行测试, 应注明情况并提出恢复正常状态时可能需要的水量。供、排水管线要明确, 利于摸清水的来龙去脉, 便于装表计量, 测出可靠的数据。计量仪表配齐配全, 这是水平衡测试的基础条件, 也是学校用水考核的基础工作。用水单元用水计量率应达到1 0 0%, 设备用水计量率不低于9 0%。按不同季节多次测量, 以取得合理数据。对于大于2 m 3/h水量的新鲜水必须装表计量, 用水较小可不要求装表, 但要采用其它方法进行测试。
3 水平衡测试方法
目前, 企事业单位水平衡测试方法主要有一级平衡法、逐级平衡法及综合平衡法三种方法。在进行水平衡测试之前必须要先进行对管道泄漏量的测试工作。本文采用的是逐级平衡法对学校进行测试:首先进行管道的泄漏量测试, 然后在正常开学的条件下, 做由用水设备到用水单元, 再到全校的水量平衡测试。
4 水平衡测试数学模型
学校进行水平测试的数学模型是:
输入水量:Vi+Vf+Vr=Vt
输出水量:Vd+Vh+Vl+Vr=Vt
水量平衡方程式:Vs+Vf+Vr=Vd+Vh+Vl+Vr
式中:Vf——新水量;
Vs——串联水量;
Vd——排水量;
Vh——耗水量;
Vr——循环水量;
Vl——漏溢水量;
Vt——总水量。
5 水平衡测试指标
(1) 水表计量率 (一级计量率1 0 0%, 二级9 8%) ;
(2) 居民生活用水户表率:居民生活用水户已装水表数与居民生活用水户应装水表数之比;
(3) 用水设施损失率= (供水总量-有效供水量) /供水总量;
(4) 锅炉冷凝水回收率 (=年蒸汽冷凝水回收量/年蒸汽发气量) 山东农业大学锅炉用水主要用于冬季取暖及蒸馏水的提取, 校用蒸汽均进入被加热的物质当中或被消耗, 除极少量可被回收提取蒸馏水外, 其余无法回收, 该指标应不予考核;
(5) 排水率 (Rd) :在一定的计量时间 (年) 内, 总外排废水量与新水量之比;
(6) 废水达标率 (Rs) :在一定的计量时间 (年) 内, 达标水质标准的外排废水量与总外排废水量之比。
6 水平衡测试结果及评价分析
经过实际调查、记录和计算, 全校用水情况及水平衡测试指标统计情况见表1、表2。
通过表1可以看出, 学校用水除了锅炉用水包含一部分循环水量外, 其余都是取自水源的新水。用水比较大的单元包括科研实验办公教学、学生公寓及教工宿舍用水, 其次是食堂用水、锅炉用水、绿化用水、公厕用水及浴池用水, 用水比较小的单元为三产用水和外部用水。另外, 教工宿舍节水水平高于学生宿舍。通过表2看出, 学校的水表计量率、居民生活用水户表率及废水达标率都达到节水型城市建设要求, 但排水率过高, 没注重对水资源的回收利用, 并且还存在用水设施漏水现象, 说明学校还有很大的节水潜力。
m3/d
注:这里的居民生活用水户表率中居民是对教职工而言的。
近几年领导重视、管理机构落实、制度健全、措施得力, 节水指标达到节水型社会考核的要求, 水平衡验收已通过, 但仍有不合理的方面需不断整改、完善, 学校还有很大的节水潜力。如宿舍及实验用水未能回用直接外排;学校绿化用水全部是取用管网新水;通过对1 3个学生公寓进行横向比较, 发展各公寓学生平均用水量有较大的差异, 尤其是4#用水偏大, 说明公寓存在用水不合理、浪费水的现象等。
7 进一步节水措施及建议
针对水平衡测试过程中出现的问题, 提出相应的措施和建议。
(1) 针对校内供水管网有很多生锈及漏水现象, 建议改造管网, 在全校范围内普及硬塑管取代铸铁管, 应用先进技术和设备加强检漏工作, 提高供水的综合管理水平, 可有效解决渗漏问题, 达到节水目的。
(2) 加大节水器具普及推广率, 减小不必要的损失。尤其是学生公寓及教学楼大部分还是螺旋式水龙头, 比节水型水龙头有效利用率低且使用稍长就易生锈、漏水, 且同样静水压力下出流量均大, 不利于节水。
(3) 加强生活污水的回用。通过水平衡测试可看出, 目前学校用水大都是直接排掉, 没注重对水资源的回收利用;学校绿化及冲厕用水全部是取用管网新水。学校学生公寓及教学办公场所排放的生活污水具有排放量大、排放点集中、易于收集、处理的特点, 因此若在资金可能的条件下实行“中水道”的节水措施, 将学生公寓及教学办公场所的洗刷用水分流经处理后用于冲厕和绿化景观用水等, 可使学校节水水平再上一个新台阶。
(4) 加大雨水收集回用及夜间喷灌技术的普及。利用我校建筑面积大且地域开阔的优势充分收集雨水用于冲厕及校园绿化工作, 可节省对新水量的利用。另外, 采用夜间喷灌技术可有效减少蒸发及水量损失问题。
(5) 加强对宿舍用水教育、管理和技术改造。通过实际考察, 发现本部男生公寓洗刷间都是公用的且每间只有一个水表, 没实施定量或计费管理。很多学生在洗刷、洗澡、洗衣服等用水过程中水龙头经常一直开着。另外, 宿舍楼里的公共厕所用的是高位自动冲洗水箱, 这种水箱不论是否有人在使用卫生间, 水箱充满水后便自动冲洗, 这部分水便浪费掉了。
措施:加强教育及宣传, 洗刷间贴节水标语;建议每层安排专职管理人员, 经常巡视每层楼的用水情况, 检查和杜绝跑冒滴漏现象, 减少不必要的浪费;洗衣服时用洗衣盆洗比开着水龙头节省水, 而若用洗衣机洗衣服, 建议满桶再洗。推广节水型便器系统, 推广使用两档式便器, 有效的调节用水过程, 减少不必要的浪费。
(6) 加强对浴池用水的技术改造和提高节水水平。目前学校采用单管恒温供水系统, 节水效果良好, 但淋浴器都是采用普通阀门式的, 漏损率较高。从节水角度看, 提议使用智能卡式淋浴装置, 刷卡消费, 使用水量和学生自身利益挂钩, 节水效果显著, 并且用智能刷卡系统易于管理和可以制定合理的收费标准。
(7) 加大宣传力度, 使全校师生树立节水意识, 增强节约用水的责任感。学校领导高度重视, 上下齐抓共管, 将节水落实到人, 建立和完善用水、节水规章制度, 确定节约用水工作措施, 明确责任目标。坚持加强用水节水宣传工作, 增强全校师生员工对水资源的忧患意识。广泛调动各方面积极性, 强化和提高全校“水资源危机”意识和节水意识, 形成人人时刻坚持节约能源的良好氛围。发动全校师生员工参加节水活动, 通过宣传版、倡议书以及义务咨询等多种宣传方式向广大师生员工展示了水资源不足现状, 调动大家节水积极性, 增强节水意识和责任感。
8 结论
通过水平衡测试, 发现该校还有很大的节水潜力。相信通过领导的正确指导和全校师生不断努力, 山东农业大学节水水平会更上一层楼, 也为节水型校园建设打下坚实基础。
参考文献
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外国农业节水灌溉分析 篇9
水资源短缺是当前我国经济可持续发展的主要制约因素之一。农业是我国用水大户,农业水资源的开发利用也面临着供水不足、被其他行业用水挤占,以及用水效率低下等一系列问题。大力发展农业节水是节水型社会建设重点领域之一,也是实现农业可持续发展的必然选择。发展农业节水在研究解决技术问题的同时,更需要研究建立与之配套的运行机制和保障措施。国内外的实践表明,水价能够提高水的利用效率,促进水资源优化配置。面对日益紧迫的水资源短缺问题和实现我国农业可持续发展的要求,开展农业用水价改革已经成为解决我国农业水问题,实现农业节水的必然选择。而制定合理农业水价改革政策必须要关注农业水价与其具体承受者——农户之间的关系:水价改革如何影响农户灌溉决策行为,这种影响不仅反映在农户灌溉用水量的变化,还反映在农户采用节水技术等农业节水实践方面,以及对农户生产的决策方面影响。
2 农户灌溉决策行为及其影响因素
农户从事农业生产的目的是追求效益最大化,在市场经济条件下,就是寻求经济效益最大化。灌溉用水和化肥、种子、劳力以及机耕等其他要素相同,都是农业生产的成本投入。在水价的作用下,农户灌溉必然要考虑用水的成本问题。而影响农户灌溉决策行为的因素主要有两类,一是农作物生理因素,或作物需水量,一是社会经济因素。作物需水量系指在适宜的土壤水分和肥力水平下,经过正常发育,获得高产时的植株蒸腾、棵间蒸发及构成植株体的水量之和。作物需水量与气象条件(辐射、温度、日照、湿度、风速)、土壤水分状况、作物种类及其生长发育阶段、农业技术措施、灌溉排水措施等有关。社会经济因素主要是指当地灌溉用水价格、灌溉供水工程措施、灌溉管理水平等因素,此外还与农户的灌溉习惯等以及农产品的价格和其他投入要素相关。
农作物需水量,主要来源于天然降水和灌溉两个途径。农户根据多年的生产习惯和当地当年的降水条件可以大致判断作物灌水时间和大致灌水量,不同作物的需水量是农户进行灌溉的重要参考依据。而实际上,农户在进行灌溉时,灌溉水量的多少还受到灌溉水价、渠系状况、农产品价格等因素的影响。灌溉水利用效率与实际灌溉水量和有效灌溉水量EI之间的关系可以用式(1)表示。
式中:η为灌溉水利用效率;EI、EL、I分别表示农业生产中实际有效利用的灌溉水量、无效灌水量和总的灌溉水量。
农户的实际灌水I除了由有效灌水EI决定外,还由当地灌溉条件、灌溉水价以及农户的灌溉习惯等社会、经济因素决定。并且这些因素对农户的灌溉决策行为起着决定性的作用。如果农产品不能盈利,甚至赔本的话,农户将可能放弃生产行为,或者说仅生产基本生活所需的粮食。
3水价变动对农户灌溉决策行为影响的理论探讨
农业节水对水价变动的反应机制可以用灌溉用水的价格反需求函数来反映。
式中:P为灌溉水价;Q为农户生产的灌溉需水量;A为除灌溉水价外,其他影响灌溉需水量的因素。
该模型作为农户灌溉决策模型,有一个基本假设,就是农户的生产目标为效益最大化。进一步假设,除灌溉需水外其他变量都是外生变量。这里的外生变量包括:灌区输配水系统的工程质量、灌溉管理水平等。则寻求既定产量目标下最小灌溉需水量就是农户的灌溉决策依据。而在外生变量不变的前提下,一定灌溉水平条件下满足生产目标所需的最小灌溉需水量是一定的。
根据模型(2),灌溉水价变动对农户灌溉决策行为的影响可以用图1来表示。图中,D1和D2分别代表常规灌溉和节水灌溉条件下农户面临的灌溉需水价格需求曲线。由于节水灌溉的渠系衬砌状况、灌溉管理水平以及其他节水措施的投入,因此其曲线位于D1之上。一开始,在常规灌溉D1下,农户的灌溉用水面临的是低水价P1,感受不到价格的压力,灌溉用水量是Q1。点A(P1,Q1)是农户最初的灌溉决策点。此后,随着价格的上调,农户在价格作用下不断减少灌溉水量,直至达到该作物常规灌溉下的最小灌溉水量Q*1。对应的价格为P*1。点B(P*1,Q*1)也是农业水价调整后,农户最佳灌溉决策点,也是在现有灌溉水平下农业水价改革的目标点。到达B点后,灌溉水价不能再增高。因为,如果价格继续增加,农户为了保证生产需要,只能沿着B点垂直向上,支付高额灌溉成本;要么为了节省,少灌水,进而影响产量。这两种选择都会对农民的收入带来影响,政策开始失灵。
如果公共政策的目标是进一步减少灌溉用水量,此时只依靠水价调整是不够的。必须调整外生变量,提高灌溉水的利用效率,以减少总灌溉需水量。而基本方法就是发展农业节水,改善灌区渠系输配水效率和农田水利用效率。外生变量的改变,反映到灌溉水需求曲线上则表示为整条曲线位置的移动。如图1中,由D1移到D2。由于灌溉水平的提高而导致需求曲线的变动,使得农户可以将灌溉决策点由B点移动到D点,这个移动过程能够保证农户实现节约用水和获取即定农业产量的双重目标。点D(P*2,Q*2)是农户面临新的灌溉条件下的灌溉决策点。
实际上,农户的灌溉决策点由A点向B点,再向D点变动的过程的理论分析,即是农户灌溉决策行为的变化轨迹,同时也是农业水价促进农业节水的发展历程,这种历程大致可以划分为3个阶段。
第一阶段,免费或低价阶段,也就是农户面临曲线D1A点以前的阶段。在这一阶段,基本上实行无偿供水或低价供水。由于缺乏水价的约束作用,农户很少考虑灌溉成本问题,致使这一阶段灌溉水浪费问题比较严重。
第二阶段,价格调整促进节水阶段。由于认识到低价政策对灌溉水的浪费行为的助长以及水短缺等问题的出现,管理机构开始注重价格的杠杆作用,水价的上调迫使农户不得不考虑灌溉水的成本问题。因此,为了获得最大化的经济效益,在不影响农业产量的条件下,农户开始减少灌溉水量。随着灌溉水价的持续调整,农户的灌溉用水量也持续降低,直至降到现有灌溉条件下最低的灌溉水量Q*1。
第三阶段,价格调整促进农业节水全面发展阶段。随着灌溉水短缺问题持续加重,有必要改变现有用水效率,通过提高渠系工程状况来减少输水损失,保证农业生产获得基本灌溉水量。此外,通过进一步提高灌溉水价,农户为了保证农业生产,不得不采用农业节水生产方式,引进膜下滴灌等农业节水技术,减少田间灌溉水量。通过政府和农民的共同作用,从而促进农业节水全面实现。
4水价变动对农户灌溉决策行为影响的实证分析
4.1 理论模型
理论模型构建包括灌溉水价,作物种植结构、农田水利设施、区域气候条件等因素。同时,为了探讨不同农业生产投入要素对灌溉用水量是否存在影响及其影响程度,模型还应该将对农户农业活动决策行为具有决定性因素的农产品价格,投入价格及其他外生变量引入。因此,灌溉需水方程线性估计式为:
式中:wi为i作物的灌溉需水量;pi为作物i的价格;rv为作物i的各种投入要素价格;b为灌溉水价;D为灌区渠系建设虚变量;xs为其他虚变量;ui为截距;vi、ωv、φ、v和t分别为系数。
该模型有一个基本假设:各要素之间投入的价格交叉替代弹性非零。假设的意义在于分析比较不同投入要素价格的变动对用水量变动的相对影响程度,从而有力的突出水价变动对农业节水的促进作用。
4.2 有关问题的说明
4.2.1 样本点的选择
为了分析水价变动对农户灌溉决策行为的影响,我们选择了近年来在水价改革和水费按方计费工作开展得比较好的部分灌区进行实地调查,收集到了新疆头屯河灌区、三屯河灌区、博河灌区和兵团农八师农场、农十一师农场5个灌区116块地块的数据。在116块地块中包括玉米、小麦、棉花、番茄、瓜果以及油葵等多种作物。最后我们整理了64块种植棉花的地块作为我们数据分析的样本。选择棉花主要基于两个原因,一是数据相对较多,而且部分地区在种植棉花过程中采用了滴灌等节水灌溉技术。
4.2.2 变量的选择
在自变量的选择上,除了灌溉水价和棉花的价格外,还引进了化肥单价和棉花籽的单价。为了估计农业节水措施对灌溉需水量的影响,引入了两个虚变量,即斗渠以下是否有渠道衬砌(0表示没有,1表示有)、是否采用膜下滴灌技术(0表示没有采用,1表示采用)。为了消除气候条件对灌溉需水量影响的干扰,还引入了地区当年降水量情况作为虚变量(0表示2005年降雨比往年多,其他为1)。此外,在虚变量的选择上,为了区分出灌区管理体制对灌溉需水量的影响,还引进了地区虚变量(0表示地方、1表示兵团)。
4.3 灌溉水价变动对灌溉用水的影响分析
用OLS估计结果显示,灌溉水价变化和膜下滴灌的应用对亩均灌水量有着显著影响,而在10%的显著水平下,斗渠以下是否衬砌虚变量和地区虚变量对灌溉水量有一定的影响(见表1)。
注:***表示变量系数在5%水平下显著;*表示在10%水平下显著。
就单方水价而言,其对灌溉需水量的边际变化率为-298 m3/元,也就是说,在现有水价基础上,每立方米灌溉水价上涨0.01元,平均田间灌溉棉花水量将减少44.7 m3/hm2。
就膜下滴灌农业节水技术而言,其对平均每公顷灌溉水的边际变化率为-3 525 m3/hm2。也就是说,如果采用了膜下滴灌技术,每公顷棉花将少灌将近3 525 m3的水。从实际情况来看,膜下滴灌的估计值与调查的实际情况也基本相符。采用膜下滴灌种植棉花的农户,每公顷平均灌水量要比普通畦灌少灌3 300～3 750 m3水。但问题是,膜下滴灌要求成本投入和技术含量较高,这在一定程度上限制了农户对该技术的采用。
在10%的显著水平下,斗渠以下是否衬砌虚变量对棉花的每公顷平均灌溉水量也有一定影响。估计的影响值是630 m3/hm2。这一估计结果和估计值与预期有一定的差距,其主要的原因估计是新疆地块规模过大,农渠和毛渠的衬砌率普遍偏低(调查的村级农渠衬砌率不足2%),且土渠过长,因此,现有的衬砌工程对灌溉水量的影响效果不显著。但这一结果也从另一侧面反映当前新疆末级渠系工程质量状况亟待提高的现实。此外,在10%的显著水平下,降雨条件虚变量对每公顷平均棉花灌水量也有一定影响。
估计结果显示,棉花价格、化肥和种子的价格对用水量没有显著影响。这也许和农户的生产习惯有关。一旦农户做出了生产决策,必然会以最大产量为目标,因此在生产过程中,不太过多的考虑农产品价格对农业投入的影响。
5 结 语
(1)从理论和实证的角度都证明农业水价的变动能够有效地改变农户用水行为,对促进农业节水具有很明显的作用。但是,单纯的农业水价改革只能使农户的用水行为由第一阶段向第二阶段转变,而要真正实现全面的农业节水,还必须借助于公共投资的力量,大力发展各类农业节水技术,消除农户的农业节水准入门槛,在此基础上再利用价格的调节作用促进农户全面节水。
(2)农业节水技术的采用也能显著影响灌溉用水量的变动。但农业节水技术的推广必须解决好成本投入问题、技术培训问题和组织实施等问题。
(3)当前末级渠系工程质量状况差已经严重影响农业灌溉,必须重视末级渠系的节水改造工作。按一般理解,末级渠系工程质量状况的好坏应该显著影响灌溉需水量的变动。而实际结果估计与预期的差别只能说明当前末级渠系,尤其是斗渠以下的田间渠系工程质量状况不容乐观,必须加大投入,对其进行节水改造。
摘要：农业水价改革是调节农户灌溉行为,促进农业节水实现的重要经济手段。介绍了农户灌溉决策行为对水价变动反映的理论模型,提出了水价变动促进农业节水实现的3个阶段。利用实地调查数据从实证的角度分析和证明了水价变动对农户灌溉决策行为的影响程度。通过理论分析和实证得出农业水价改革不仅能显著影响农户灌溉决策行为,还能有效促进农业节水技术的应用和推广,但要全面实现农业节水还需要政府部门和全社会更广泛的参与和更多的投入。
关键词：农业水价,灌溉决策,改革
参考文献
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外国农业节水灌溉分析 篇10
1 高效节水喷灌技术的应用
1.1 苍山农场节水喷灌的实施时期
苍山农场自国家级小麦良种基地建成后, 全年种植模式基本上是小麦—大豆轮作。为了解决大豆连作带来的根腐病造成的危害, 从2009年秋季开始在部分地块改种夏玉米, 由于夏秋季自然降雨基本能满足夏作物的生长需要, 喷灌的实施一般是在小麦生产过程中的秋、冬、春3个季节和夏季大豆、玉米播种后遇旱不能出苗时。一般规律是小麦播种后浇出苗水, 越冬前浇越冬水, 春节后浇返青水, 拔节前视降雨情况酌情浇起身水、拔节水。
1.2 苍山农场节水喷灌的具体操作
节水喷灌的田间操作一般由各分场进行具体实施。半固定式喷灌, 在管网首部修建加压泵站, 主管采用Φ200PVC硬塑管, 主管垂直等高线布置, 设置若干泵站系统, 每个系统布设有1组固定支管, 埋置在冻土层以下, 长度1 000~2 000 m, 在支管位置留有快速接头, 共设置32个接头。每个系统装置16条移动支管, 支管间距23 m, 支管长度80~120 m。每个系统分设2个轮灌组, 控制8条支管, 48个喷头。每个轮灌组灌溉面积2.00~2.67 hm2, 每移动1次为1个作业区。在作业区喷灌时严格控制作业方向和顺序, 从作业区的一端开始, 先左后右, 依次向另一端进行, 以后各次喷灌仍按顺序喷洒, 不得随意变更[1,2]。在所覆盖的地块上, 喷水量为7.5 mm/h, 若要喷洒相当于30 mm的降雨量, 一次移动需连续喷灌4 h。田间操作可全天候24 h连续作业, 每组设备每班需劳动力5~10人。
1.3 节水效果
喷灌采用管道输水, 输水损失很小, 目前的喷灌工程多用硬质PVC管材作为地埋管, 用薄壁铝合金管材作为地面移动管, 输水效率可达0.95~0.98[3]。管理良好的土渠的渠系水利用率在井灌条件下可以达到0.6。若考虑渠系渗漏的补给水量, 土渠输水的水资源损耗率估算值为0.28左右, 而喷灌仅为0.02~0.05。
喷灌虽存在飘移蒸发损失, 在极端情况下这部分损失可占喷洒水量的7%~28%, 大多数情况下在10%~20%[4]。另外, 喷灌时一个作业点的喷洒时间长达4~5 h。因此, 在比较典型的条件下, 喷灌的水资源损耗率比传统地面灌溉低15%~20%。
田间灌水均匀度高, 喷灌比地面灌溉可省水30%~50%。苍山农场的农田地块由于长期机械作业造成的凹凸不平和砂礓渗水, 节约水量应该在理论节水上限以上[5]。
1.4 增产效果
一般认为喷灌比传统地面灌增产10%~20%。喷灌可以有效减轻干热风对小麦生长的危害, 可以有效利用化肥, 有较高的灌溉保证率, 可以在冬小麦返青时保持较高的地温及保持土壤团粒结构等。有研究资料表明, 农田水分的生产效率与单产水平呈正相关[6]。例如冬小麦产量为3 000 kg/hm2时, 农田水分生产效率仅为0.737 kg/m3, 而产量为7 500 kg/hm2时, 农田水分生产效率达到1.420 kg/m3。
2 节水喷灌的适应性分析
根据有关专家的研究, 不同的节水灌溉方式和不同的种植结构有着不同的适应范围。
2.1 喷灌适宜性
我国目前采用较多的主要有喷灌和微灌、低压管道灌溉、节水型地面灌溉3种节水型灌水方法。喷灌适宜于各种作物, 可用于地形复杂、土壤透水性大等进行地面灌溉有困难的地方。喷灌投资弹性大, 要求有一定的机械设备和动力, 技术也较复杂[7]。
2.2 种植结构适宜性
农业节水灌溉工程与种植结构适宜性分析。为了降低种植业的风险, 提高经济效益, 在规划设计阶段就必须进行充分论证。喷灌工程应选择在经济条件较好、劳力资源紧张、已具有多年种植优质高效旱作物经验基础的地方发展。同时, 每个喷灌系统的控制面积应适中, 一般以6.67~8.00 hm2为宜[8]。
2.3 苍山农场生产条件适应性
苍山农场原有耕地666.67 hm2, 现有400 hm2以上, 生产管理模式以全场统一布局、统一管理、统一种植、统一灌排、统一产品经营为主。全场分为3个分场, 1个科研试验中心。逾400 hm2土地按区域分布划分为近12个耕作区 (条田) , 逾50个地块, 每个地块逾6.67 hm2, 可独立形成二级耕作、排灌区, 也可以根据田间路网形成一级耕作区。
全场从事大田生产的人员不足70人, 人均耕作粮田面积6.67 hm2, 劳动力相对不足;各类科技人才40名以上, 技术力量相对较强;经过近几年的财产积累固定资产已达2 000万元以上, 经济实力较强。依照“以市场为导向, 以科技为依托, 以效益为目标, 以产业经营为手段”的原则, 大力发展良种产业, 相继被确定为“山东省农科院良种繁育基地”、“山东省农科院蔬菜研究所良种试验示范基地”、“山东农业大学试验示范基地”、“临沂市现代农业示范园”、“农业部、财政部农业科技跨越项目优质小麦示范基地”。自基地确立10余年来, 苍山农场的种植结构以小麦、玉米、大豆等粮食作物的良种繁育为主, 经济效益与单一的粮食生产相比效益高, 收益好, 工人们的种粮积极性越来越高。科技投入及基础建设投入的群众认可度较高。这些都是实行全场节水喷灌的良好基础。
参考文献
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