农业工程装备导论.doc

目录摘要：2关键词：2前言31 充分利用灌区内的降水资源32 调整灌区的作物种植结构43 采用非充分灌溉制度44 微灌技术45 因地制宜地选用节水灌溉技术56 节水灌溉要与农业综合技术相结合57 改革灌区的用水管理58存在的问题：5参考文献；6灌溉农业如何高效用水作者：付兆营 指导老师：吕全贵摘要：我国水资源时空分布极不均匀,且随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐,农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素,因此,发展节水灌溉技术已迫在眉睫。目前我国学者对节水灌溉技术及水资源可持续利用进行了一定的研究,并取得了丰硕的成果,然而缺乏对节水灌溉技术推广应用困难的足够重视。据此,从目前我国节水灌溉技术发展的现状入手,分析节水灌溉技术推广应用中存在的问题,进而提出相应的应对策略,为我国节水事业的发展提供借鉴和理论指导。关键词：土壤水分;田间持水量;节水灌溉前言我国农业每年平均用水量占全国总用水量的73%，同时我国农业灌溉水利用率相当低，全国范围的有效利用指数低于40%，而美国的有效利用指数在60%70%，以色列则高达90%以上。因此，我国农业用水面临资源短缺和浪费严重的双重困扰。造成我国农业灌溉水利用率低的主要原因是灌溉方式落后。以蔬菜生产为例，生产上多采用畦灌或沟灌，灌水定额为(0.91.2)104m3/hm2，水分利用率只有40%，不仅浪费了大量的水资源，而且由于设施内相对湿度增加，从而诱发各种病害的发生。因此，设施蔬菜栽培选择合理的灌溉方式，不仅可以提高水分利用率，而且对于改善设施内的水分环境，降低设施内的相对湿度，减轻病害的发生具有重要意义，节水灌溉技术在设施蔬菜生产中具有很好的推广应用前景。 干旱是我国农业最主要的自然我国是一个水资源相对贫乏的国家，人均水资源占有量只相当世界人均水平灾害，从1949 年到1998 年，全国平均每年受旱灾面积为324 亿亩，约占全国播种面积的17。到1998 年底，我国有效灌溉面积为801 亿亩，虽然生产了占全国67的粮食、60的经济作物和80的蔬菜，却耗费了大量的灌溉用水。据估算，2000 年我国农业年用水量高达4000 亿立方米，约占全国总用水量的69。在水资源短缺的条件下， 灌溉农业的用水效率，将直接影响农业的可持续发展能力。1 充分利用灌区内的降水资源 灌溉水资源一般包括降水、地表水（库水或河水）和地下水。以前，灌区一般注重通过修建灌溉工程，尽量利用地表水和地下水，而对本地降水的充分利用重视不够。实际上，对一个灌区来说，直接利用降水供给作物用水，是投资省、见效快的最好途径。为了充分利用降水，灌区应在雨季前多用井灌，以便腾空地下水库容，有利于雨季补充地下水；同时，应在田间采取耕作保墒措施，增加土壤蓄水能力；另外还可以采取优化作物种植结构等农业措施，尽可能做到作物生长与雨热同步， 从而提高降水利用率。2 调整灌区的作物种植结构 调整农作物种植结构，以适应灌区的水源状况，可以发挥灌溉用水的最大效益。在容易受旱的北方灌区，春季是小麦需水的关键时期，所以北方应在满足粮食生产需求的情况下，尽可能压缩小麦的种植面积，增加杂粮和经济作物的种植面积。水稻为需水量最大的粮食作物，目前，在各引河灌区内占有相当的种植比例，因此，在灌溉水源日益短缺的情况下，这些地方应下大力气压缩水稻的种植面积。随着我国农业生产水平的大幅度提高，在满足粮食生产的基本要求下，压缩粮食种植面积并提高其品质，增加饲料作物、经济作物、林果、蔬菜和名优特产作物的种植比例，错开用水高峰，增加产值，是灌溉农业高效用水的发展方向。在我国西部，一些流域的上游地区盲目开垦，大规模发展灌溉面积，造成下游断流并大面积荒漠化，引发了严重的生态问题，因此，这类地区要在留足生态用水的前提下，以水量定灌溉面积，超出水源承载能力的灌溉面积，要实施退耕还林还草。3 采用非充分灌溉制度 按照满足作物需水要求和程度，可将灌溉分为充分灌溉和非充分灌溉两种。充分灌溉是指水源供给充足，能够全部满足作物的需水要求，此时的最优灌溉制度应是根据作物需水规律及气象、作物生长发育状况以及土壤墒情等，对农作物进行适时、适量的灌溉，使其生长条件得到最大限度的满足，并且不产生地面径流和深层渗漏，这样既确保获得最高产量，又具有较高的水分生产率。而非充分灌溉的优化灌溉制度是在水源不足或水量有限的条件下，将有限的水量在作物间或作物生育期内进行最优分配，确保各种作物水分敏感期的用水，减少对作物水分非敏感期的供水，此时所寻求的不是单产最高，而是全灌区总产量最高或产值最大。当前，由于灌溉水源日趋紧张，在大多数北方灌区，应该推广应用非充分灌溉制度。对于小麦、玉米连作区，可以减少小麦苗期的灌水量，一般每亩可减少50 立方米。玉米灌水次数少，不宜采用非充分灌溉。棉花可在苗期或絮期减少灌水量，一般每亩可减少50 立方米。水稻可以在分蘖期减少灌溉水量或不灌。采用非充分灌溉后，一般单产会有所降低。因此，在水资源紧缺地区应该经过充分论证比较后，在适当降低单产水平下扩大灌溉面积，使灌区总产得到提高。4 微灌技术微灌是根据各种作物的不同需水量的要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将植物生长所需要的水分和养分，以较小的流量、均匀准确地直接送到植物根部附近的土壤中。微灌包括滴灌、微喷灌和渗灌等，一般由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器，以及流量压力控制部件和测量仪表等组成。首部枢纽包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力流量测量仪表等，其作用是从水源取水增压，并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。输配水管网包括干、支管和毛管三级管道，其作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。灌水器按结构和出流形式可分为滴头、滴灌(管)带、微喷头等三类，是微灌设备中最关键的部件，是直接向作物施水的设备，其作用是消减压力，将水流变为水滴或细流或喷洒状并施入土中。微灌属于局部灌溉和精细灌溉，一般只湿润植物根部附近土壤，土壤不易板结，有利根系生长；灌溉水流量小，能适时适量依植物生长需要供水，完全避免地表径流和深层渗漏，所以比地面灌溉省水50%70%，比喷灌省水15%25%。采用微灌可有效降低设施内的相对湿度，具有省水、省工、省力和增产的优点。5 因地制宜地选用节水灌溉技术 适用于我国大规模推广应用的节水灌溉技术有渠道防渗、低压管道输水、喷灌、微灌、田间节水地面灌溉等。当前，我国传统的以沟灌、畦灌为主的地面灌溉面积占到总灌溉面积的97，从我国的经济和技术发展来看，在相当长的时期内仍会以地面灌溉为主，因此田间节水地面灌溉技术应作为重点推广应用。田间节水地面灌溉技术主要有大畦改小畦、长沟改小短沟、平整土地、坐水种等，是投入少、见效快、农民易掌握的节水技术，应大规模推广应用。对于其它节水灌溉技术，各地应严格按照因地制宜的原则进行选择。6 节水灌溉要与农业综合技术相结合 过去发展农业高效用水，往往只注意单项的工程技术，而没能很好地配套农业增产措施，因此常会出现节水但增产增效并不明显的现象。与工程节水技术配套的农业技术主要有水肥同步供给技术、利用耕作措施调控农田水分技术、覆盖保墒技术、选育耐旱高产品种等。各地应根据不同灌区类型的特点，在大力推广节水工程技术的同时，选用适宜的农业综合技术措施，提高水分生产率，提高节水增产效益。7 改革灌区的用水管理实现灌溉农业高效用水，需要有一整套用水管理政策、法规、制度来做保证。因此需要对现行的灌区用水管理进行改革。首先是明晰产权，实行企业化管理，强调用水户参与。对于大、中型灌区，可将工程管理单位改造为国家控股公司，用企业化方式管理经营水利资产，确保其保值和增值。对于小型灌区，可通过股份合作制、拍卖、承包和租赁等不同方式进行产权制度改革，达到搞活经营和管好灌区的目的。大、中型灌区要积极推广用水户参与管理的经验，在支渠以下建立农民用水户协会，负责支渠以下灌溉工程的运行管理。其次要结合灌区实际情况建立科学的农业水价体系，促进节水。当前，灌区的农田灌溉水价不到实际成本的三分之一。水价太低易使农民不爱惜水，不舍得购买节水灌溉设备，导致灌溉管理单位收取的水费入不敷出，引起农民多用水。为此，应尽快制定合理的水价政策，建立科学的水价体系，分阶段、分管理范围提高水价，达到按成本计价；全面实行计量收费，对超标准用水，加倍收取水资源占用费，将灌溉用水纳入市场经济管理和法制管理轨道；加快研究和制定可操作的水权交换机制，通过市场交换，实现水资源的最优分配。微喷灌技术应用效果十分明显，具有建设投资小、省工、省时、省力及增产等优点，能有效调节水源紧缺的现状，特别在高山、远郊等季节性蔬菜基地的应用，是一项促进农业种植结构调整，大幅提高经济、社会、生态效益的有效措施，推广前景十分广阔。8存在的问题：近些年，由于国家对节水灌溉设备科技攻关的重视，国产微灌设备生产制造水平有了明显提高，与国外的差距明显缩小。但是，如果认为国产设备总体上已经达到或接近国际先进水平，能够让人放心地大量推广使用，是不符合客观事实的。国产设备在标准执行、产品配套齐全、品种规格多样化、塑料管材耐老化、灌水器出水均匀度等许多方面都存在不少问题，尤其是可靠性、稳定性、耐久性等方面问题更多。如滴灌带壁厚不匀、滴水不均匀、管道接头漏水易脱开、施肥设备工作不可靠，过滤器及其金属阀件易锈蚀、漏水等。据近期调查，我国部分地区微灌工程滴灌带存在的爆管漏水、灌水不均匀现象还是很普遍，有些地方，由于产品质量的问题，已经严重挫伤了农民使用微灌的积极性。国际化、工程化、精准化已成为我国节水农业发展的一个基本趋势，同时也将是我国节水农业向国际化、民族化迈进的极为关键的一步，它有利于我国农业更好地进入世界市场，同时也将给节水灌溉业带来严峻挑战。与国外相比国产滴灌产品性能差距较大，自动化程度低。国外节水设备先进，性能优良，配套性差，管理维护、运行费用较高。国内生产的滴灌产品在推广应用中，普遍存在自适应性能差、自动化程度低等问题，造成灌水器易堵塞、滴水不均匀。配套过滤、施肥设备自动化控制技术开发滞后，近年来，虽然在过滤器、防堵塞灌水器等方面取得了一定的成果，但大多没有形成产品化和现实生产力的转化，此方面的研究、开发与国外相比还有很大的差距。参考文