陕西省节水灌溉措施与趋势初探

周 秦，屈军宏

（陕西省水利水电工程咨询中心，陕西 西安 710004）

0 前言

陕西省位于中国内陆西北地区，省内大部分区域属于半干旱地区，降雨量不足且时空分配不均匀，水资源短缺严重，农业灌溉对农业的发展至关重要。做为北方传统农业大省，2018 年陕西省农业灌溉用水量约为47.21 亿m3，占总用水量的50.37%，农业为第一用水大户[1]。农业灌溉是保证农产品产量和质量的关键因素，面对经济高速发展下第二、第三产业对水资源的需求量越来越大，而省内水资源匮乏的情况，抓住机遇发展高效节水灌溉，有效推动农业的可持续发展，具有非常重要的研究应用意义。

1 节水灌溉发展现状

自1998 年国家提倡节水灌溉以来，陕西节水灌溉历经计划用水和小畦灌溉、开展园田化并配套田间工程、试验和推广喷灌、滴灌和渗灌新灌水技术及施行管道输水和U 型渠道输水等具有时代特征的不同阶段，通过灌区节水改造、农业综合开发、农田整理和高标准农田建设，提高了节水灌溉农田面积。目前，陕西节水灌溉农田面积约为68%，而高效节水灌溉农田约占30%左右[2]。陕西现有耕地面积约为398 万hm2，其中大部分农田为传统的地面灌溉方式下进行生产，灌水效率低下。以高效节水而闻名的以色列、法国和德国等国家灌溉水利用系数达到0.7～0.8，而陕西省灌溉水利用系数仅为0.545[3]，因此陕西农田灌溉用水节水潜力巨大，有较大的上升空间。

2 农田节水措施

2.1 灌区渠道防渗技术

大型灌区多以渠道进行输配水，渠道按材料类型可分为混凝土渠道、砌石渠道及土渠等。由于渠道建设水平、配套设施、养护资金等诸多因素，渠道存在着渗漏现象，严重者渗漏量达50%以上。为防止水资源被浪费并提高渠系水利用系数，因此需要对渠道进行防渗处理。图1 为U 型渠道防渗图，优化渠道断面并利用防渗材料在渠床表面进行衬砌为常见的防渗手段。采用的防渗材料有混凝土防渗、沥青防渗及土工复合膜防渗等。

图1 U 型渠道防渗示意图

2.2 低压管道输水技术

低压管道输水是利用混凝土管、塑料管和金属管等代替渠道是灌溉水从取水口输送到田间的输配水设施。图1 为某灌区的低压管道布置图，低压管道可依据地形特点，按照管道短而直、水头损失小和方便管理运行的设计要求进行设计管道布置。在低压管道输水过程中可以有效的减少了水量损失，使得渠系水利用系数达到0.9 以上。

图2 某灌区低压管道输水管网布置图

2.3 高效的田间灌水技术

随着科技的进步，田间灌水技术不断发展和完善。除传统的地面灌外，常见节水灌溉灌水技术有喷灌、滴灌、微喷灌、渗灌及涌泉根灌等。

2.3.1 喷灌灌水技术

喷灌是利用水泵或自然落差形成有压水，并将有压水送到田间，再利用专门的灌水器将水喷到空中，形成小水滴并像雨滴一样均匀地落下来的灌水技术。喷灌适用于各种土壤，常用于蔬菜、果树等经济作物。与地面灌相比，喷灌可减少灌溉用水30%～50%，因此起到节约水资源的作用。另外，喷灌还具有灌水均匀度高、对地形适应能力强、节省劳动力及调节农田小气候等优点。

2.3.2 微灌灌水技术

滴灌是将有一定压力的水利用田间管网将水输送到农田，通过滴头将水滴缓慢而均匀地滴入作物根部附近的土壤的一种灌水技术。滴灌具有省水、省电、占地少、可实现水肥一体化、容易控制而实现自动化、对地形适应能力强等特点。滴灌灌水技术田间水利用系数较高，一般可到达90%以上。微喷灌是将有压水送至农田，并利用特殊的喷头在较大的流量下将水喷出的灌水技术。微喷灌灌水特点类似于喷灌和滴灌，属于局部灌溉，便于实现水肥一体化和自动化。

2.4 节水灌溉制度

在面对灌溉水资源不充足的时代背景下，产生了一种新的灌溉技术—非充分灌溉。非充分灌溉是不能满足作物所有生育期生长发育需水量的一种灌溉，而是依据作物在不同生育期对水分亏缺的反馈不同，在对作物产量影响较大、经济效益较高的水分临界期进行灌溉。对比充分灌溉，非充分灌溉存在一定限度的减产，不能使实现单位面积的最高产量。通过建立合理的水量和产量关系，非充分灌溉制度可用来扩大种植面积，使得有限的水资源产生更大的经济效益。

调亏灌溉一直是学者们研究的热点。调亏灌溉是依据作物的生理特性，在作物生长期的某些阶段人为的对作物实行非充分灌溉，利用当作物发生水分亏缺后将光合作用产物分配给不同组织器官的原理，促使其生理活动后的产物更偏向人们需要的方向，从而实现作物的节水增产作用。目前对非充分灌溉和调亏灌溉开展了大量的试验研究，非充分灌溉和调亏灌溉不仅可广泛适用于小麦[4]、水稻、玉米[5]等普通粮食作物，而且适用于西瓜、香梨和苹果等经济作物。另外，目前施用有机肥、生物炭等条件下的调亏灌溉也成为研究的热点[6]。

3 节水灌溉发展趋势

3.1 精准灌溉

面对水资源短缺的现状，在灌溉技术发展的进程中寻求一种可动态监测田间信息、自动控制灌溉水量的灌溉技术—精准灌溉。精准灌溉是通过信息、自动化技术对田间水、肥、气、温度等信息进行动态监测和控制，从而实现按需供水目标、达到节水的效果。目前，随着科技水平的不断提高，越来越多的科技产品逐渐在农业生产实践中被推广，这为精准灌溉的实现提供了有力支持。精准灌溉可以依据作物的实际需水情况，实现作物的自动精准灌溉和施肥，因此精准灌溉可提高作物的灌溉水平，而智能水肥一体化技术减少了管理成本。发展精准灌溉是未来农业的必然趋势。

3.2 节水农业政策

节水灌溉工程与土地集约化存在着密切的关系，土地集约利用可提高自然资源的利用率，方便节水灌溉工程整体规划、建设、管理、运营等。土地集约化是未来建设节水灌溉农田的必要条件和方向。土地在集约化工程中面对着土地流转、土地规划、土地开发利用和资金来源等一系列问题，因此政府在土地集约化过程中发挥着重要的作用，而资金来源是土地集约化利用面对的重大问题。目前，陕西省建设节水灌溉项目的主要资金来源有中央资金、地方配套资金和自筹资金。在我国在大力推动吸引社会资金，来建设重大公共基础设施的时代背景下，为拓宽建设资金来源渠道，在建设水利灌溉工程特别是节水灌溉工程中，由政府牵头和保证，引入社会资金，并给予其一定的合理收益，从而提升陕西省建设节水灌溉项目的经济活力，可作为政府发展土地集约化节水灌溉农业的一项重要举措。

4 结语

面对水资源匮乏的困境，发展节水灌溉是农业新的选择，节水灌溉也将推动陕西省农业现代化进程，对促进全省农业更进一步发展起到关键性作用。充分利用节水灌溉新技术、新工艺，结合省内特点发展节水灌溉，为实现传统农业发展为现代农业的目标而发挥作用。