□范富东(贵州省水利水电勘测设计研究院)□祁永辉(青海省电力设计院)
我国作为一个淡水资源总数居世界前列,而淡水资源人均占有量却居世界后排的水资源紧张的发展中国家,如何合理有效利用水资源,如何充分发挥节水灌溉在农业发展中的重要性,成为目前农业发展课题中,日渐重大的研究题目。
由于我国国土面积辽阔,水土资源分布势必会不均匀。特殊的地理环境,决定我国降水量分布呈西北内地向东南沿海递增。而且降水量和河流的径流量分布不均匀,与我国人口分布、耕地面积分布严重不协调。如长江流域地区,水资源约占全国的80%,而该地区的耕地面积约占全国耕地面积总数的35%,可见我国降水量与水资源利用量严重不协调,南方地区普遍降水多,耕地面积少,人均水资源占有量过大,而北方耕地面积多,水资源不足,人均水资源占有量少。甚至出现一些地区水资源紧缺,而一些地区水量过大形成自然灾害。
随着农业、工业现代化生产和城市化建设,水资源的利用日渐重要,而由此引发的水资源污染问题也越来越多。其中,工业生产造成的废水排污情况比较严重,造成水质的永久性恶化;其次是化合物对水体的污染,如农业生产中,使用大量的剧烈高残留农药化肥及杀虫剂,经过降雨造成了很大程度的水体污染;另外是大气中的化学有毒物质残留,经过降雨造成了水体的化学污染,使水质发生恶化。
我国是一个农业大国,因此农业灌溉用水作为我国水资源利用的主体用水,其用水量极大,据统计我国每年农业灌溉用水量约4千亿m3,而由于我国农业灌溉的相关技术不是十分发达,农业灌溉用水的有效利用率还不是很高,因此在农业灌溉的大量用水中,出现了很多浪费现象。由于农业灌溉用水的基数大,是我国主要水资源利用的主体,所以要想根本有效地改变我国水资源利用局面,必须以节约农业灌溉用水入手。
所谓不充分灌溉理论,就是以农作物的生长关键期为主要灌溉特征的一种灌溉形式,即科学合理地利用有效灌溉,在作物的一般生长期减少农业灌溉水量,在作物的生长关键期增加农业灌溉水量,使农业灌溉用水能够有效地得到利用。这种理论作为以作物生长习性为主要根据的农业灌溉理论,在国内已得到广泛的使用和推广。
调控水量灌溉理论作为一种以农作物生长为主要依据的灌溉理论,与不充分灌溉理论有同有异。二者虽然同样都是以农作物生长为主要依据进行灌溉的,但是后者需要对农作物的习性进行更深层的掌握,如在生长的特定时期,有目的性的对农作物进行亏水灌溉,使农作物本身产生一个缺水改变,以达到节水增产的效果,从而改变农产品的品质。不过这种调控水量灌溉方式对技术要求较高,对农作物生长了解更深入。目前国内的调控水量灌溉理论尚属于发展阶段,对相关农作物的不同生长时期水量调控技术还不成熟,因此,对调控水量灌溉理论进一步发展和探究,是新时期我国农业节水灌溉的重要内容。
喷灌技术是通过压力设备给水以相应压力后,让水通过地面喷水管和喷头喷射到低空,经雾化之后形成了如降雨一般的效果,使水流均匀散布到作物和地表上。这种灌溉技术可以使水自空中有效均匀地对地面作物进行灌溉,使作物受水均匀,此种技术多用于国内的温室灌溉和草坪灌溉。
微灌技术是通过管道和管道末端的滴头将水和肥料滴入农作物,有效地滴入农作物的根部,可以使农作物根部保持水量充足,以保证灌溉技术的有效性。灌溉管道多采用塑料材质,一般用于对水量和养分要求比较高的作物灌溉,是一项专业较高的技术灌溉。
渗灌技术是以原有的地下管道为灌溉网引入田里,通过水管管壁的湿度滋润农作物的根部。这是一种高度节水的灌溉,因其的高度节水节能性被广泛运用到农业节水灌溉中,但由于这种灌溉技术主要针对水量要求较低的草本作物,而且对相应的水流管道容易产生破坏,因此主要在特定灌溉地点和地区使用。
由于地面灌溉技术是农业灌溉技术的主要形式,因此在发展多种灌溉技术的同时,对原有地面灌溉技术的改进与革新,也是一项十分重要的内容,随着农业灌溉科学技术的进步,对传统地面灌溉技术的不足,如灌水不均匀,灌水时间过长,水资源利用率低,容易造成水量的严重浪费等等问题,都要进行突破性的改进。如采取膜上灌水技术,管道配水技术等等,都是目前国内针对地面灌溉技术的改进。另外,为了做到灌溉的最大节水,渠道防渗技术也越来越被广泛地应用到改造地面灌溉技术中,方法之一是利用混凝土防渗,此种防渗有寿命长、效果好等优点。另一方法是使用塑料薄膜防渗,因其造价低、工程简单、运输轻便及不易腐蚀等优点也被广泛应用。另外,还有利用化学物质作为土壤添加剂来增强土壤防渗的办法,但由于化学物质容易改变土壤属性,对以后土壤肥力有较大影响,因此只是针对性的应用。
低压管道输水灌溉简称为“管灌”。是一种利用低压力管道代替输水管道进行水量灌溉的方法,因其设备简易、投资成本小,省水、省力等节水特点,被农民群众广泛运用到农业灌溉当中。特别是我国北方地区,由于北方的耕地面积大,而降水量又较小,运用低压管道输水灌溉技术,可以更加节省土地和时间,增加单位面积产量。
目前我国在城市建设工程节水技术发展的基础上,逐渐有一套较为完善的农业节水灌溉技术,整个农业节水过程有系统化的环节,各种农业节水灌溉技术都可独立使用,又可根据农业灌溉的实际情况有效搭配灌溉,做到最大程度的节约水资源,提高单位面积产量和农作物质量。以求不但节约了水资源,而且达到了增加效益、更不影响日后农业的可持续发展地目的。
随着农业节水灌溉技术的不断进步,对相关节水技术的管理和监管工作也显得日益重要。对不同种类的农作物生长习性的研究,农田水量调控的管理,以及不充分灌溉等技术在灌溉工作中的应用,都在技术管理环节加大了力度。特别是节水灌溉相关指标的管理,不同灌溉区域的配水标准,以及各种流水管道的流量和管道材质厚度标准等方面的管理工作,都有较大程度的加强。
随着经济全球化的不断发展,农业作为第一产业在社会经济发展中占着举足轻重的位置。在全球水资源日渐消耗的大趋势下,一个国家合理利用自然资源的效率和程度也日渐成为评定综合国力的标准。伴随着中国经济在新时期的腾飞,农业的合理化发展也不容忽视,节水增效是农业发展永久性的目标和前提。因此,积极开展农业节水灌溉,提高农业节水灌溉技术在现代化发展中,具有重要意义。
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