□范富東(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院)□祁永輝(青海省電力設(shè)計院)
我國作為一個淡水資源總數(shù)居世界前列,而淡水資源人均占有量卻居世界后排的水資源緊張的發(fā)展中國家,如何合理有效利用水資源,如何充分發(fā)揮節(jié)水灌溉在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要性,成為目前農(nóng)業(yè)發(fā)展課題中,日漸重大的研究題目。
由于我國國土面積遼闊,水土資源分布勢必會不均勻。特殊的地理環(huán)境,決定我國降水量分布呈西北內(nèi)地向東南沿海遞增。而且降水量和河流的徑流量分布不均勻,與我國人口分布、耕地面積分布嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。如長江流域地區(qū),水資源約占全國的80%,而該地區(qū)的耕地面積約占全國耕地面積總數(shù)的35%,可見我國降水量與水資源利用量嚴(yán)重不協(xié)調(diào),南方地區(qū)普遍降水多,耕地面積少,人均水資源占有量過大,而北方耕地面積多,水資源不足,人均水資源占有量少。甚至出現(xiàn)一些地區(qū)水資源緊缺,而一些地區(qū)水量過大形成自然災(zāi)害。
隨著農(nóng)業(yè)、工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)和城市化建設(shè),水資源的利用日漸重要,而由此引發(fā)的水資源污染問題也越來越多。其中,工業(yè)生產(chǎn)造成的廢水排污情況比較嚴(yán)重,造成水質(zhì)的永久性惡化;其次是化合物對水體的污染,如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,使用大量的劇烈高殘留農(nóng)藥化肥及殺蟲劑,經(jīng)過降雨造成了很大程度的水體污染;另外是大氣中的化學(xué)有毒物質(zhì)殘留,經(jīng)過降雨造成了水體的化學(xué)污染,使水質(zhì)發(fā)生惡化。
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,因此農(nóng)業(yè)灌溉用水作為我國水資源利用的主體用水,其用水量極大,據(jù)統(tǒng)計我國每年農(nóng)業(yè)灌溉用水量約4千億m3,而由于我國農(nóng)業(yè)灌溉的相關(guān)技術(shù)不是十分發(fā)達,農(nóng)業(yè)灌溉用水的有效利用率還不是很高,因此在農(nóng)業(yè)灌溉的大量用水中,出現(xiàn)了很多浪費現(xiàn)象。由于農(nóng)業(yè)灌溉用水的基數(shù)大,是我國主要水資源利用的主體,所以要想根本有效地改變我國水資源利用局面,必須以節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水入手。
所謂不充分灌溉理論,就是以農(nóng)作物的生長關(guān)鍵期為主要灌溉特征的一種灌溉形式,即科學(xué)合理地利用有效灌溉,在作物的一般生長期減少農(nóng)業(yè)灌溉水量,在作物的生長關(guān)鍵期增加農(nóng)業(yè)灌溉水量,使農(nóng)業(yè)灌溉用水能夠有效地得到利用。這種理論作為以作物生長習(xí)性為主要根據(jù)的農(nóng)業(yè)灌溉理論,在國內(nèi)已得到廣泛的使用和推廣。
調(diào)控水量灌溉理論作為一種以農(nóng)作物生長為主要依據(jù)的灌溉理論,與不充分灌溉理論有同有異。二者雖然同樣都是以農(nóng)作物生長為主要依據(jù)進行灌溉的,但是后者需要對農(nóng)作物的習(xí)性進行更深層的掌握,如在生長的特定時期,有目的性的對農(nóng)作物進行虧水灌溉,使農(nóng)作物本身產(chǎn)生一個缺水改變,以達到節(jié)水增產(chǎn)的效果,從而改變農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。不過這種調(diào)控水量灌溉方式對技術(shù)要求較高,對農(nóng)作物生長了解更深入。目前國內(nèi)的調(diào)控水量灌溉理論尚屬于發(fā)展階段,對相關(guān)農(nóng)作物的不同生長時期水量調(diào)控技術(shù)還不成熟,因此,對調(diào)控水量灌溉理論進一步發(fā)展和探究,是新時期我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的重要內(nèi)容。
噴灌技術(shù)是通過壓力設(shè)備給水以相應(yīng)壓力后,讓水通過地面噴水管和噴頭噴射到低空,經(jīng)霧化之后形成了如降雨一般的效果,使水流均勻散布到作物和地表上。這種灌溉技術(shù)可以使水自空中有效均勻地對地面作物進行灌溉,使作物受水均勻,此種技術(shù)多用于國內(nèi)的溫室灌溉和草坪灌溉。
微灌技術(shù)是通過管道和管道末端的滴頭將水和肥料滴入農(nóng)作物,有效地滴入農(nóng)作物的根部,可以使農(nóng)作物根部保持水量充足,以保證灌溉技術(shù)的有效性。灌溉管道多采用塑料材質(zhì),一般用于對水量和養(yǎng)分要求比較高的作物灌溉,是一項專業(yè)較高的技術(shù)灌溉。
滲灌技術(shù)是以原有的地下管道為灌溉網(wǎng)引入田里,通過水管管壁的濕度滋潤農(nóng)作物的根部。這是一種高度節(jié)水的灌溉,因其的高度節(jié)水節(jié)能性被廣泛運用到農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中,但由于這種灌溉技術(shù)主要針對水量要求較低的草本作物,而且對相應(yīng)的水流管道容易產(chǎn)生破壞,因此主要在特定灌溉地點和地區(qū)使用。
由于地面灌溉技術(shù)是農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的主要形式,因此在發(fā)展多種灌溉技術(shù)的同時,對原有地面灌溉技術(shù)的改進與革新,也是一項十分重要的內(nèi)容,隨著農(nóng)業(yè)灌溉科學(xué)技術(shù)的進步,對傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)的不足,如灌水不均勻,灌水時間過長,水資源利用率低,容易造成水量的嚴(yán)重浪費等等問題,都要進行突破性的改進。如采取膜上灌水技術(shù),管道配水技術(shù)等等,都是目前國內(nèi)針對地面灌溉技術(shù)的改進。另外,為了做到灌溉的最大節(jié)水,渠道防滲技術(shù)也越來越被廣泛地應(yīng)用到改造地面灌溉技術(shù)中,方法之一是利用混凝土防滲,此種防滲有壽命長、效果好等優(yōu)點。另一方法是使用塑料薄膜防滲,因其造價低、工程簡單、運輸輕便及不易腐蝕等優(yōu)點也被廣泛應(yīng)用。另外,還有利用化學(xué)物質(zhì)作為土壤添加劑來增強土壤防滲的辦法,但由于化學(xué)物質(zhì)容易改變土壤屬性,對以后土壤肥力有較大影響,因此只是針對性的應(yīng)用。
低壓管道輸水灌溉簡稱為“管灌”。是一種利用低壓力管道代替輸水管道進行水量灌溉的方法,因其設(shè)備簡易、投資成本小,省水、省力等節(jié)水特點,被農(nóng)民群眾廣泛運用到農(nóng)業(yè)灌溉當(dāng)中。特別是我國北方地區(qū),由于北方的耕地面積大,而降水量又較小,運用低壓管道輸水灌溉技術(shù),可以更加節(jié)省土地和時間,增加單位面積產(chǎn)量。
目前我國在城市建設(shè)工程節(jié)水技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,逐漸有一套較為完善的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù),整個農(nóng)業(yè)節(jié)水過程有系統(tǒng)化的環(huán)節(jié),各種農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)都可獨立使用,又可根據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉的實際情況有效搭配灌溉,做到最大程度的節(jié)約水資源,提高單位面積產(chǎn)量和農(nóng)作物質(zhì)量。以求不但節(jié)約了水資源,而且達到了增加效益、更不影響日后農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展地目的。
隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的不斷進步,對相關(guān)節(jié)水技術(shù)的管理和監(jiān)管工作也顯得日益重要。對不同種類的農(nóng)作物生長習(xí)性的研究,農(nóng)田水量調(diào)控的管理,以及不充分灌溉等技術(shù)在灌溉工作中的應(yīng)用,都在技術(shù)管理環(huán)節(jié)加大了力度。特別是節(jié)水灌溉相關(guān)指標(biāo)的管理,不同灌溉區(qū)域的配水標(biāo)準(zhǔn),以及各種流水管道的流量和管道材質(zhì)厚度標(biāo)準(zhǔn)等方面的管理工作,都有較大程度的加強。
隨著經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中占著舉足輕重的位置。在全球水資源日漸消耗的大趨勢下,一個國家合理利用自然資源的效率和程度也日漸成為評定綜合國力的標(biāo)準(zhǔn)。伴隨著中國經(jīng)濟在新時期的騰飛,農(nóng)業(yè)的合理化發(fā)展也不容忽視,節(jié)水增效是農(nóng)業(yè)發(fā)展永久性的目標(biāo)和前提。因此,積極開展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉,提高農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)在現(xiàn)代化發(fā)展中,具有重要意義。
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