福建省节水农业技术与其发展模式.研究

福建农林大学硕士学位论文福建省节水农业技术及其发展模式的研究引言当今世界普遍关注水危机问题，其中最突出的问题就是干早缺水。19世纪世界矛盾的焦点是煤，20世纪世界矛盾的焦点是石油，2l世纪世界矛盾的焦点将是水。因此，21世纪被称之为水的世纪。专家们认为现在正进入一个新的水源紧缺时代，节水将成为2l世纪可持续发展的重大课题。根据我国国情，党的十四届五中全会和十五届三中全会先后提出“要大力普及节水灌溉技术”、“把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓”。我国农业灌溉用水面临着严峻的形势，大力推进节水灌溉已成为21世纪保障我国粮食安全和农业可持续发展的紧迫任务。福建省特定的地理条件和气候特点，决定了福建既是一个洪涝灾害多发，又是一个干旱缺水的省份。福建省雨季、旱季十分明显。从时空分布上很不均衡．每年4—9月为雨季，其降雨占全年的75—80％；在空间分布上，西北山区多东南沿海少，至今仍有数十片万亩早片未解决，城市用水安全度低。从用水效率上看，水利用率低，仅为40％，而且田间用水方式落后陈旧，大面积的漫灌、串灌，浪费水十分严重。因此，发展节水农业，科学灌溉，势在必行。2001年省政府批准了由水利部门牵头，在全省范围内，组织开展实施千万亩节水灌溉工程建设，大力推进福建省节水农业工作。2004年省政府工作报告中，卢展工省长提出在今后五年中福建省水利建设要开展“六干工程”建设，其中再次明确提出组织实施千万亩节水灌溉工程建设。同时也进一步要求各有关部门要加大节水农业技术研究的力度，为加快福建省节水灌溉发展提供技术保证。近几年来笔者有幸参加了福建省千万亩节水灌溉工程建设的前期规划和组织实施等工作，深感加快研究节水农业技术的紧迫性和重要性，也深感开展这一课题研究，为水利、农业部门提供服务的必要性。因此，本文结合福建省工程实际和笔者的实践经验，参考国内外节水农业发展技术，采取点面结合，针对福建省不同的自然地理等条件．分析当前存在的主要问题，提出不同区域节水农业的重点布局咀及不同的节水农业技术第l页共39页\n福建农林大学硕士学位论文和发展模式，为福建省正在组织实旆的千万亩节水灌溉工程建设和节水农业的可持续发展提供技术支撑和保障。1自然概况1．1地形地貌福建省地处我国东南沿海，全省土地总面积12万多平方公里，其中山地丘陵占80％以上，素有“八山一水一分田”之说。境内群峰耸立，丘陵起伏，水系密布，河谷盆地错落其间，亦有“东南山国”之称。垒省地势西北高东南低，呈马鞍形下降。境内西部和中部有闽西大山带和闽中大山带两列山脉。丘陵主要分布于山地外侧和河流两岸，沿海一带也有广泛分布，并多直接逼近海岸或伸入海中，组成高海岸和岛屿。在闽东沿海地区另有太姥山脉，自浙江入境，经福鼎至霞浦。闽西北大山带和闽中大山带及闽东太姥山脉构成福建省地形的骨架。两大山带之间为低山丘陵带，丘陵主要分布在溪流两岸，亦称闽中大山谷，沿建阳、建瓯、南平、三明一线分布，谷底在南平。闽中大山脉以东为丘陵平原带，平原面积较小。主要平原有福州平原、莆仙平原、泉州平原和漳厦平原，号称福建省“四大平原”。全省中低山面积占总面积75％，丘陵占15％，平原占10％。详见表1一l。表1-1福建省地形情况分布表地形地貌是直接影响农业灌溉的重要因素之一，不同的海拔高度种植结构不一样，应采取的灌溉措施也相应的变化，因此，节水农业的模式要随着的地形条件的改变，而适应其变化，通过上述的地形地貌的深入了解，节水的形式也应考虑改变。l。2气象水文福建省靠近北回归线北侧，背山面海，气候受海洋和地形影响很大，属于亚热带海第2页共39页\n福建农林大学硕士学位论文洋性季风气候，温暖湿润为本省气候的主要特征。西部与北部有山岭屏障，地势自西北向东南逐渐下降，东部和南部面向广大的南海和台湾海峡，这样既阻挡或减弱冬季寒潮的南侵，又截留海洋湿热气团，因而全年气候温和而湿润。但由于地势起伏较大，地面结构复杂，影响了境内气候的区域性差异，内陆地区寒暑变化较大，雨量充沛，沿海地区温和少雨。年平均径流深500-1400mm，从西北向东南递减，沿海仅500mm。多年平均水面蒸发量1000-1100mm。1．2．1热量福建省各地年平均气温大部分在17-21．600c间，由西北向东南递升，西北部170C以上，东南沿海均在200c以上，南部诏安、云肖达210C。大致以松溪、沙溪一线为界，以东呈海洋性气候以西则呈现大陆性气候。闽东南沿海地区全年分夏季和春季合为一季，两季各占半年，基本无冬；内陆四季分明。1．2．2降水福建省降水受地理位置、地形和气候条件的影响，其水汽主要来自太平洋暖湿气流，是由季风环流造成西风槽内的短波槽脊和亚热带两者的进退所决定，汛期暴雨4-6月为锋面雨，降水面广，雨期长，雨量集中，内陆占年降水量00％，沿海占50％；每年7—9月为雷雨、台风雨季节，雨强大，雨势猛，雨区大小不定，雨量在面上悬殊大，内陆占年降水量20％，沿海占35％。年际变化很大，从年降水量多年变化统计来看，变差系数Cv为0．15-0．36，最大与最小年降水量之比约I．7—3．6倍。全省各地降水量在1000—2200mm之间，从分布上看，由西北山区向东南沿海递减．基本上与地形高低相对应，年等值线走向基本与大山带和海岸相平行，其地域分布呈现两起两伏与地势相一致。具体各地分布详见表1—2。表l一2福建省降水情况分布表1．2．3河流水系第3页共39页\n福建农林大学硕士学位论文福建省水系十分发育，河流多与山脉走向垂直，支流与主流往往垂直相交，并具有明显的格子状和扇形的特点，河网密度达0．ira／hⅡ2。全省河流除交溪发源于浙江省，汀江流经广东省入海外，其余河流都是发源于本省境内并在省内直接入海。福建省河流多属山区性河流．受地形气候的影响，其主要特征：水量丰富．含沙量小；径流的年际变化不大，但年内的季节变化十分明显；比降大，水流急，水能资源丰富：多峡谷险滩，航行困难。福建省河流众多，共有29个水系，663条河流，总长达13569km，流域面积达11280km2。其中流域面积在50蛔2以上的河流有597条。各面积级河流条数(见表卜3)：流域面积在500km2以上的一级河流有13条(见表卜4)。表1-3福建省各面积级河流数量表表1-4福建省主要河流流域特征河赢生熊馥水而翔rk祸千浦*席“m而iR№嗨f射(日I工60992G95九龙江1474I25620汀江9022285IG晋扛：5629182L9交溪55,1916237敖江265513726霍堑溪2244126G2术兰隰t73310615诏安东溪1127892}章江96【582e蔹芦溪7096058龙江538629【水北溪643549IL3水资源特点福建省水资源总量为118I，7亿913，每平方公里水资源总量为97．3万m3，为全国平均数的3．4倍；人均拥有水资源量为3465m3，为全国人均拥有量的1．5倍，亩均拥有第4页共39页\n福建农林大学硕士学位论文水资源6335m3．为全国平均水平的3．45倍，可见，福建省的水资源量是比较丰富的。尽管如此，由于全省地势由西北向东南递减，径流分布随陆地高程降低而减少，使得山区多沿海少，闽北、闽东及闽中三个多雨区呈品字形分布；闼北人均水资源量达7843m3，而沿海地区只有233tm3．滨海、沿海突出部和岛屿最缺水，尤其是闽东南经济发达地区的水资源量相对较少，各地水资源拥有量极不平衡。从九个地市水资源拥有量分布表(表卜5)可以看出，福州、泉州、厦门、漳州、莆田等5个市的人均和亩均水资源拥有量达不到全省的平均数，其中福州、泉州、厦门、莆田的人均和亩均水资源拥有量达不到全省的一半，厦门仅26％。按照国际通用概念，年人均水资源量低于1700m3、高于1000m3、又经常发生缺水情况的为紧张区，低于1000m3的为贫水区。据此，福建省厦门及平潭等17个县、市、区属贫水区，尤以厦门，平潭，惠安，石狮，东山等县市为最少，人均不到600m3／人，仅为全国的26％和全省的16％。莆田，泉州属’水资源紧张区”，福州，漳州接近于’水资源紧张区’。因此，福建省总体上看水资源比较丰富，但时空分布极不平衡，东南沿海水资源紧缺，呈现出资源性、长年性的缺水状况，严重制约了工农业生产和国民经济的发展。表1-5福建省各地水资源分布情况表l，4农业土地资源及利用状况福建土地资源具有土地类型多样，林地居多耕地比重小，各类土地均具有较大潜力，土地类型的分布基本上与地貌类型相一致，海岸曲折绵长岛屿港湾众多等5个基本特点。福建省主要土地利用面积见表卜6。第5页共39页\n福建农林大学硕士学位论文表1—6福建省主要土地利用种类及面积情况+类别辫地林地园地牧草地承理I比10例'h哪m’，121O893．466．620485591007351684．6}水域仅包括内陆水域。福建耕地主要有水田和早地两种类型。全省现有121．0万公顷耕地中，水田约占80．0％，早地占19．2％，全省高产田只占耕地的301％，中、低产田则占69．93％，中低产田中，瘠薄型占30％，缺水型占20％，风沙型占20％，坡耕型、盐碱型等占30％，耕地类型分布状况觅表卜7。表卜7福建耕地类型及分布情况由表卜7可见，福建山垄田、梯田较多；水田中平原田只占耕地面积的67％，半洋田占24．6％：早地中坡地占耕地的23．66％，接近早地的80％，而平地只占4％左右。同时，海拔100米以上的耕地占耕地面积的63．9％。福建耕地地域分布具有大分散、小集中的特点，沿海地区耕地密度较大，耕地分布情况见表卜8。表卜8福建耕地分布情况表2福建农田水利发展情况2．1水利工程概况为了提高水利工程灌溉能力，保障农业生产及国民经济持续发展，目前福建省己初步建成蓄、引、提并举的水利灌溉体系。至2002年底，全省己建成大中小型水库2784座，其中大型8座，中型85座，建成塘坝91646座，蓄水库容达6l，79亿m3，水利工第6页共39页\n福建农林大学硕士学位论文程年供水量148．2亿m3。福建省水利工程有效灌溉面积达93．2万hm2，占耕地面积的79：11％，保证灌溉面积为74，86万|l【112，占耕地的63．53％．早涝保收面积62．3万hnf万亩，占耕地的52．88％。至2002年底，全省已发展节水灌溉面积44．5l万}lIB2，占有效灌溉面积的50．79％。福建省干亩以上灌区共1512处，设计灌溉面积63．91万}lIll2，有效灌溉面积51．98万hm2。大型灌区5处，中型灌区182处，小型灌区1325处。详见表2-1。表2-1福建省千亩以上灌区情况表z．2供用水状况2．2．1供水量全省年供水量为177．3亿m3，其中地表水源(蓄引提)供水量172．97亿m3，占总供水量的97．6％；地下水源供水量4．34亿m3，仅占总供水量的2．4％。供水量最大的是三明市，为29．28亿一；最小的是厦门市．供水量为4．65亿m3。详见表2—2：各地近年供水量比较，见图2一l。表2-2福建省各地供水情况第7页托39页\n福建农林大学硕士学位论文2．2．2用水量全省各地年总用水量为175，34亿m3，其中农田灌溉用水量最多．为ii0．5亿m3，占总用水量的63％，其次工业用水量为42．9亿m3，占24％，城镇生活用水量为7．47亿m3，农村生活用水量为12．65亿m3，其它用水(含林果、渔业用水量)2．67亿一。三明市用水量最多，达29．12亿m3，占全省的16．6％，最少为厦门为4．6l亿m3。详见表2-3及各地用水量图2-2所示。●。。。。。。。。。。。。。—。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。—。。。。。。。。。。。。。。。。。。。_。。。。。。。。。。。—。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。—。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。_。。。。。。。。—。。。一mⅫ(E￡々米)f[强2-22002年福建各地用水量比较图表2—3福建省各地用水情况表2．3农田节水灌溉面积发展情况建国以来，福建省农田水利建没有了巨大的发展。通过50多年的水利建设，农田第8页共39页\n福建农林大学硕士学位论文灌溉面积从1949年的640千公顷，发展到目前的938．8干公顷(表2—4，图2—3)。水利灌溉的发展对促进福建省粮食增长及农业的快速发展起到了关键性的作用。表2-4福建省农田灌溉面积发展情况表3节水农业当前存在的主要问题3．1沿海地区缺水严重已如上述．福建省水资源内陆地区较丰富，沿海地区短缺，经常受到干旱缺水的威胁。由于福建省降水量年际丰枯悬殊，年内时空分配不均匀，径流低值的沿海6个市的36个县(市)，人均占有水资源量为2016m3，低于全国入均水资源量2300m3，尤其是滨海地区的福清、连江、长乐、福州、平潭等17个县(市)，人均水资源约1000m3，为第9页共39页\n福建农林大学硕士学位论文全国人均的43％，全省的27％，而平潭、惠安、石狮、厦门、东山等市县水资源就更少，人均不到600m3，为全国人均的26％，也只有全省人均的16％。因此福建省沿海地区水资源短缺十分严重，今年夏秋大旱，有150个乡镇，160万人口饮水困难，耕地i000多万亩受旱，更加说明福建省沿海水资源供需矛盾突出。3．2水利工程老化失修，配套不完善福建省水利工程大多在50、60年代兴建的，工程运行时间长．老化失修严重。据统计，福建省大中型灌区骨干工程建筑物老化损坏率达到40％，特别是许多泵站设备、水闸、渡槽等损坏十分严重，已达到或超过了使用年限，已无法发挥其应有的功能；很多水利工程建设时由于资金不足，导致工程不配套，有的配套率不到20％，有的仅有水库主体工程，灌区渠系建筑物不完善，无法发挥灌溉效益；据初步统计，全省干亩以上灌区实际灌溉面积为40万hm2多，只占设计灌溉面积的63．11％，占有效灌溉面积的76．57％；福建省水库灌区多数为盘山渠道．±质差，衬砌率低，渠道渗漏严重，渠系水利用系数偏低，耳前全省平均水灌溉利用系数仅为40％2生右，选成水资源短缺与水资源浪费并存，直接影响农业的灌溉用水。3．3个别地区水污染严重，呈现水质型缺水总体上说，福建省各主要江河的水质：状况较好，担许多流域存在局部河段严重的水质污染现象，尤其是沿海地区渠道两旁工厂企业较多，城镇居民点集中，污水、垃圾等废物排入渠道内，污染水体，呈现水质型缺水?状况。3．4各行业用水剧增，农业灌溉面临水危机据福建省近年的供水统计，工业和生活用水呈逐年上升趋势，且幅度较大。这在一定程度上影响农业的用水。1998年福建省工业、生活用水占25％，2002年达到了35％，而农业用水则显下降趋势。部分地区农业用水被挤占十分严重。3．5节水意识不强，认识不足我国灌溉历史悠久，但从整体水平上看，仍落后于发达国家，主要原因之一是缺乏节水意识，认识不够，节水}i毫溉的推广力度不大。改革开放以来，尽管我国节水灌溉技术取得长足的进步，但发展不平衡，总体上用水效率仍然很低。4节水农业的原理与技术第10页共39页\n福建农林大学硕士学位论文4．1节水农业原理节水农业是指通过节水灌溉措施和农艺节水措施，充分利用天然降雨、土壤水和可利用的水资源，采取水利和农业措施，提高水的利用率和利用效率的农业。节水灌溉包括：管道输水、喷滴灌溉、微管灌溉、膜上灌溉、节水灌溉技术、节水灌溉制度和科学管理方法；农艺节水措施包括：耐旱品种、有机肥料、秸秆覆盖、薄膜覆盖、抗旱保水剂等。这些措施的综合利用，以最少的耗水量获得晟高的产量和产值，称为节水型农业。节水农业的目标主要是提高水的利用效率，在节水的同时实现农作物的高产。节水农业主要指在半干旱和半湿润地区充分利用自然降雨的基础上市郊利用灌溉水的一种农业类型。其一般原理可概括为：充分利用环境水和最大限度节约作物本身用水相结合，以提高自然降水和灌溉水的利用率和利用效率。在从水库引水，通过输水系统到水分为作物所吸收利用的整个过程中，存在多个途径水分的无谓消耗，因此尽量减少这部分水分的消耗应是节水农业的重要内容；由于降水是半干旱地区农田水分的主要来源．因此使尽量多的降水为作物利用也是节水农业的一个基本内容。(详见图4一1)图4—1节水农业原理示意图水资源时空调节包括建设蓄水输水工程进行区域和年季间调节，以及通过渠井联合有效利用地表水和地下水，目的在于使尽量多的灌溉水能用于农田灌溉。合理利用灌溉水包括改进灌水办法和减少深层渗漏损失以降低灌水定额，以及优化灌溉制度以降低灌溉定额，目的是尽量提高灌溉水的利用效率。改进输水方法，提高灌溉水的利用效率，是节水农业的关键，也是节水的核心，其节水量约占节水的60％以上。因此本文研究节水灌溉技术发展模式重点是如何提高灌溉水的利用率。充分利用自然降水包括防止水土流失促使降水就地入渗、合理耕作降低土面蒸发、扩展根系充分利用土壤贮水，以及拦蓄非耕地径流用于补充灌溉，目的在于提高降水利用效率。第lI页共39页\n福建农林大学硕士学位论文提高作物水分利用效率主要包括调整种植结构．选用高水分利用效率品种，提高光合／蒸腾比及增强作物对缺水适应能力等，目的是使尽可能多的水分能用于作物生产过程。4．2意义当今世界普遍关注水危机问题，其中最突出矛盾就是干旱缺水。19世纪世界矛盾的焦点是煤，20世纪世界矛盾的焦点是石油，21世纪世界矛盾的焦点是水，因此，21世纪被称之为水的世纪。专家们认为正进入一个新的水源紧缺时代，水将成为2l世纪可持续发展的严重制约因素。2002年8月28日在南非约翰内斯堡举行的联合国可持续发展首脑会议上，全体与会代表一致通过将水危机列为未来10年人类面临的最为严重的挑战之一。2002-2003年的我国持续干旱缺水再一次给我们敲响警钟，福建省今年的夏秋大旱是自1939年以来旱情最为严重的干旱，全省有150多个乡镇，160万人，1000多万亩的农田遭遇旱灾的袭击．特别是沿海突出部的岛屿严重缺水，霞浦的三沙镇岛外逗水，每担水达到20一30元，真是水贵如油。我国农业年用水量达4000亿m3以上，占全国总用水量的2／3以上，其中农田灌溉用水3600--3800亿m3，提高水的利用率和利用效率，杜绝农业用水存在的严重浪费现象，对于缓解我国水资源短缺．具有极其重要的现实意义。2l世纪，旨在节约水资源提高农作物质量和产量的节水农业在我国受到了前所未有的广泛而高度的重视。党的十四届五中全会曾把节水列为资源节约的首位，党的十五届三中全会进一步明确指出：“要大力发展节水农业，把节水灌溉作为一项革命性措施来抓。”五中全会通过的国民经济第十个五年计划，强调“水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题，核心是提高用水效率，要把节水放在突出的位置。”可见，节水农业对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有极其重要的战略地位和作用。发展节水农业，一方面可以缓解水资源危机，满足生产和生活用水日益增长的需求，以保证人类社会得以继续存在和发展；另一方面是农业发展的自身需要。在全世界，所汲取到的地表水和地下水中有2／3被农业所使用，所以专家们认为，高效灌溉是实现水资源可持续利用的首要举措，农业中的节水量是最主要的非开采性水源。在这方面美国的得克萨斯州和以色列取得了令世界瞩目的成就。得克萨斯州北部由于推行了使灌溉水均匀分配的“波涌式”灌溉技术和有限灌溉制度，已经遏制奥拉拉蓄水层的枯竭，目前第12页共39页\n福建农林大学硕士学位论文该地区高地平原的用水量已经下降了45％，农业保持了持续发展的态势。以色列由于制定并实施了严格的水资源统一管理制度，采用管道输水，推行先进的滴灌技术，使水的利用率已接近90％，灌溉面积扩大了lO倍，在发展节水农业的经验已经获得广泛应用。发展节水农业一方面是由于水资源短缺．同时也是农业本身发展的需要，是实现现代化农业的一个重要环节。农业增产包括含意：一是单位面积上作物产量的增加：另一种是大范围内作物总产量的增加。而节水则有多种含意，它包括输水过程中的节水、田闻的灌溉节水、农艺上的节水、作物本身的节水等。不同区域、不同国家由于水资源状况、生产发展水平的不同，其节水增产的含意也不相同。当前对我国许多灌区而言，仅从输水节水、灌溉节水、农艺节水和管理节水等方面就可节约大量的灌溉用水而同时实现作物高产。另外，国内外的许多研究和生产实践表明，节水灌溉条件下．一定程度的干旱往往对改善作物品质有利，如可增加小麦等禾谷类作物的蛋白质含量，增加大豆的含油百分比，提高蔬菜、水果的品质(增加舍糖量、改善着色、避免因水分过多引起的果实裂缝及开列)；同时，由于植物气孔开度减少或关闭，显著减少了植物遭受大气污染平u病虫害侵袭的机会，有助于作物品质和产量的提高。水土资源的高效利用，经济、生态、社会效益的紧密结合是现代农业追求的一个目标，而根据水资源状况和农作物的需水规律所实施的节水农业就是实现这一耳标的重要环节。为此我们必须打破传统的农业用水观念，建立起一个适应现代社会和现代农业的农业供水体制。从这个意义上说，节水农业就是现代农业，节水灌溉就是科学灌溉。因此，推行节水农业也是符台当代农业高产高效优质的要求。5节水农业技术研究节水农业技术，重点是节水灌溉技术，也包括早地节水技术，它是技术进步的产物，是发展高产、优质、高效农业的重要环节。节水灌溉技术包括喷灌技术、微灌技术、渠道防渗技术、低压管道输水技术、膜上灌技术、水稻灌溉技术、改进淘畦灌技术等。对农作物进行灌溉，从水源引水(包括降水)到田间农田作物利用，一般要经过从水源到田间的输水、储存在田间转化为土壤水、作物根系吸收和通过生理活动形成产量的三个过程。它是一个物理和生物的系统过程，需要水利、农业、生物和管理等一系列措施配套。第13页共39页\n福建农林大学硕士学位论文从水源到作物产量形成，水的消耗可分为三部分：一是水源到田间的输水损失，包括渗漏和田问蒸发；二是田间土壤水的储存消耗，包括深层渗漏和土面蒸发，也包括径流流失；三是作物根系吸水到形成产量的用水消耗，主要是无效蒸腾。第一、二部分用水消耗决定水的利用率，即田间所用的净水量跟水源水量的比值，与实际中常用灌溉水利用系数是相同的概念，只是利用率用百分比表示，水利用系数用小数表示；第三部分损失影响水的利用效率，即单位面积产量跟单位面积平均耗水量(包括净灌水量、降水量和地下水补给量之和)的比值，与实际中常用的水分生产率是一个概念。相应的节水农业技术体系，是一个综合技术体系，一般包括输配水节水技术、灌溉节水技术、田间农艺节水技术、管理节水技术等，还包括集雨节灌、化学节水和一些高新节水技术．运用这一技术体系，：降提高灌溉水资源的整体利用率，增加农作物单位面积或总面积的产量，促进农业可持续发展。5．1节水农业技术发展现状随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧．世界各国．特别是发达国京都把发展^T水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中，把提高灌溉水的利』_{』率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点平¨目标。在研宄节水农业理论基础上．将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术棚站台．提升节水农业技术的高科技含罱，建立适合我国国情的'it,-水农业技术洚系，加快由f々统的粗放农业向现f℃1．h农业转型的进程。世界各国采川的1，水坎业技术通常司归纳为]：陧技术、农艺节水技术、生物(生理)H水技术耳¨水管理节水技术等四类。5．1．1囤#1-t7水农业技术发展动态节水滞溉技术，是世界各国。乱业发展的焦点之一。经济发达的硅方国家，早在2()Lit纪初就研究峨滴灌技术，开始主要用于家庭花卉草坪的滞溉，30一40年代由丁金属冶炼刖}几触制造工业发展．薄肇金属管开始取代成本高的地埋崮定管．折射式喷头用于喷灌怍物。二次世界大战后喷灌设备研制加陕，尤其西方国家，喷灌面积迅速扩大。据联旨国粮农组织资料．全世界1987年喷灌面积2000万hm2。美国喷灌面积1981年为840万11m：．占总灌溉面积的31％，1996年为1082万hm2，占总灌溉面积的43．9％。50年代以来，随着塑料工业飞速发展，以塑料为原抖的微灌系统逐渐发展。至70年代中期，澳大利亚、以色列、墨茁哥、新凹兰、南tP-{rl美国等6个国家开始推广滴灌．第14页挟39页\n福建农林大学硕士学位论文当时全世界滴灌面积仅5，66万蛔2，至1991年增至160万}l【112。随着节水灌溉设备不断发展更新，节水灌溉面积也随之不断扩大，同时各国非工程节水技术也在迅速发展。到了80一90年代，节水灌溉综合技术全面发展，节水灌溉进入一个快速发展的崭新阶段。5．1．2我国节水农业技术发展状况我国早在20世纪50一60年代就开展节水农业技术研究，如自流灌区大力推广渠道衬砌技术；田间平整土地，划小畦块，推行短沟和细流沟灌技术等。70年代，机电泵站和机井渠灌区进行节水节能技术改造；在水源不足的北方地区和南方经济作物区，推广喷、微灌等先进灌溉技术。80年代在全国范围内推广低压管道输水灌溉技术。90年代以来，面对日益严峻的干旱缺水局面．我国节水灌溉发展加快，节水灌溉工程技术、农业技术、生物技术和管理技术相结合，初步形成了配套综合技术。小麦优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌、旱作覆盖、旱作坐水种、集雨节灌等田间节水技术推广较快。到1992年我国防渗衬砌渠道总长55．1l万km，占渠道总长度306．87万km的18％：铺设低压管道2．6亿m，控制灌溉面积290万hm2；发展喷灌81．5万hm2。按现行的节水灌溉规范计算．我国目前共有节水灌溉面积1333万f1【【【2。此外，近年广西推广水稻“薄、浅、湿、晒”节水栽培173万hIn2，东北地区发展坐水种22万hm2，西北新疆地区发展膜上灌20多万hm!，宁夏、甘肃等地区发展集雨水窖100余万眼，新增灌溉面积数万公顷。我国推行节水农业技术，虽然取得了一定的成效，但节水覆盖面积比例还是较小，即使是已经采用节水农业技术的区域，其应用程度，尤其是各种节水技术的贡献率还不高，低压管道输水应用面积不足总灌溉面积的1／4，大部分渠灌区工程老化，灌溉效益低F。2／3以上渠道未经衬砌防渗处理，喷微灌面积仅85万hm2，占总灌溉面积I7％，比例偏低。节水灌溉技术总体水平仍不高，潜力巨大。我国目前采用的各种农业节水技术中，除工程技术外，非工程节水技术措施也占有重要位置，包括改进地面灌溉、农艺节水、节水灌溉制度、水资源优化调度等技术。化学节水、边界水利用技术、遥感监测新技术应用面积还很小。非工程节水技术与工程节水技术相比，具有投资少．见效快，容易实施等优点。工程节水技术与非工程节水技术相结合，两方面技术措施相互配合、相互补充，形成高度集成的综合节水技术体系，是当前农业节水技术发展的方向。第15页共39页\n福建农林大学硕士学位论文5．1．3福建省节水农业技术发展状况福建省节水农业技术是随着国民经济和农业的发展而不断向前推进的。按照发展进程和节水技术研究应用，大致可分为三个阶段：第一阶段：以渠道防渗为主节水灌溉的初级阶段，50一70年代中期福建省各地重点推广以当地材料为主的渠道防渗，如三合土、浆砌石、砌砖抹面等。第二阶段：节水灌溉进入蓬勃发展阶段。70年代后期一80年代末，这一时}|耳突出引进“三暗”技术(暗灌、暗排、暗降)，开展了低压管道输水灌溉技术研究与推广，地面移动式“小白龙”管道灌溉技术．大力发展喷灌技术，开展微灌、滴灌试点。第三阶段：节水灌溉进入了快速发展的新阶段。90年代，节水农业技术研究与示范被列入国家攻关项目，促进了地方的节水灌溉事业的发展。从节水灌溉技术的节水机理、节水灌溉制度、水资源合理利用及节水灌溉设备等全方位进行综合研究应用。福建省引进推广国内外先进节水灌溉技术和设备，适应农业产业结构调整。“两高一优”农业、现代农业、设腌农业对灌溉用水的需求，备类节水灌溉技术科技含量不断提高，节水效果显著。具有代表性节水灌溉技术：渠道防渗大力推广预制砼“U¨型槽防渗技术、膜料防渗混凝土铺盖复合型防渗技术；低压管道输水灌溉技术重点推广薄壁UPVC低压管滞及低压阀门及出水口研制生产：喷灌技术引进移动式、_!同定喷灌成套设备及小型喷头新设择(以色列引进)推广：微潦技术引进以色列及国内、山东、上海等诺多新材料、新殴簖。并推广非工程措施的“薄、浅、湿，晒”控制灌溉技术和“FA”旱地龙抗旱节水技术，同"'iSl意与农业节水措施和管理机制改革的有机结合，建醍现代化节水潦溉精品[鞋．使节水涟溉进入新的发展时期。5．2节水农业技术措施滞溉用水从水源到田间，到被作物吸收和形成产量的过程，包括水资源调度、输水、配水、滚水、七壤蒸发，植物蒸腾等许多环节，节水必须在这些环节上采取相应的技术措施。全面实行节水灌溉是节水的主要途陉。节水农业从水资源、：[椎、农业及管理等方面研究，可分为六大类节水技术：一是输水系统的节水技术：二是田间灌溉节水技术；三是田间农艺节水技术：四是化学节水技术：五是旱区集雨利用技术：六是管理节水技术。5．2．1输水系统的节水技术第16页共39页\n福建农林大学硕士学位论文5．2．1．1渠道防渗技术渠道防渗技术是减少输水渠道透水性或建立不透水防护层的各种技术措施t是灌溉各环节中节水效益最大的一环。目前我国80％以上的渠道没有防渗处理，渠系水利用系数偏低，平均不到0．5。全国每年由渠道损失的水量达1734．6亿m3，占我国农业总用水量的45％。福建省平均灌溉水利用系数大约在0．4一O．5间，福建省年农业总用水量100亿m3左右，也就是只发挥效益的一半。年水量损失相当50座大型水库，数量十分4惊人。通过采取渠道防渗技术能够提高水的利用率。主要是因为：一是提高渠道的抗冲能力；二是降低了渠道粗糙程度、加大了水流的速度，增加了输水能力．节省输水时间，一般可缩短时间30—50％；三是减少渗漏对地下水的补给，有利于对地下水位的控制，防治盐碱化发生；四是减少渠道淤积，防止渠道杂草生长，节省维修费用和清淤劳力，降低灌溉成本。渠道防渗方法国内外很多，按材科类别一般分为6类：土料压实防渗t水泥土护面防渗，石料衬砌防渗、混凝土衬砌防渗、膜料(塑料薄膜等)防渗、沥清护面防渗等。目前我国的衬砌材料大致分为刚性材料、膜料和土料。其中刚性混凝土衬砌是当今渠道防渗的主要形式。5．2．1-2土料压实防渗技术七料压实防渗是以粘’陛土、粘砂混合土、灰士、三合土或四台土等为材料，在渠床表面建立一层压实的土料防渗层。因其有造价低和施工简单等优点．故往我国沿用长久，特制是一些资金缺乏的中、小型渠道上应删较多。土料防渗的主体是土，从理论上讲，良好的土料防渗层应具备三个条件：一是土料颗粒级配比好；二是石灰与土料能很好地胶凝同结：三是夯压的防渗屡密实稳定。士料防渗应特别注意优选土料含水量。土料含水量过大或过小．都不易压实而影响防渗质量，常见各种土壤最优含水量见表5-1。表5—1常见土壤的最优含水量土壤砂壤土轻牯壤土黄土中粘壤上重粘壤土秕土黑土砬忱岔水阜(％】lz一155．2．1．3水泥土防渗技术第17页共39页\n福建农林大学硕士学位论文水泥土是土料、水泥和水拌和而成的材料，主要靠水泥与主料的胶结与硬化，故水泥土硬化的强度类似于混凝土。水泥土防渗因其具有就地取材(水泥土中土料占80—90％，防渗效果好(减少渗漏量80％-90％)和技术简单、易推广等优点，在国内外得到广泛应用。水泥土防渗的主要缺点是早期的强度和抗冻性较差，因而适宜用于气候温和无冻害地区。水泥土最优含水量，当土料为细粒土时。干硬性水泥土含量宜为12％一16％．塑性水泥土的含水量宜为25％一35％；当土料为微含细粒土砂或风化岩渣时，塑性水泥土的含水量宣为20％一30％。5．2．L4砌石防渗技术砌石防渗结构形式有护面式和挡土墙式两种；按材料及砌法分有干砌卵石、干砌块石、浆砌块石、浆砌料石、浆砌条石等多种。砌石防渗具有能就地取材，适于山丘区和石料采集方便的地区。在性能上具有抗冲击能力强，坚固稳定等优点。不足是机械施工难，施工质髦难控制。砌石防渗在南方地区较常刷，福建省从50年代开始，就在大中型渠道上广泛应用砌石防渗技术，而且发挥了很好的作用。在福建省现有的渠道防渗中砌石防渗约占30％。5．2．1．5膜料防渗技术麒料防溶就是用不透水的土工织物(印土工膜)米减少或防止渠道渗透的技术措施。一h工麟是一种菏型、连续，柔软的防渗材料，具有减少谬渊90％一95％的高防渗性能，适应变形能力强，质轻且耐细菌和化学腐蚀．造价低等优点。据分析，每平米塑膜防渗造价低为混凝土防渗的t／to—t／5，或为浆咖§_石1／10一l／4。腆}：}坊渗多采用填铺式，其结构一股包括：膜料防渗层、过渡层_手lI保护层等。我国目前渠道防渗工程中，普遍采用聚乙烯和聚氰乙烯塑料薄膜，其次是沥清玻璃布油毡。旌工进度大致分为基槽开挖、膜辩加工和铺设和保护层施工三个阶段。5．2．I．6混凝±防渗技术混精士防渗是目前广泛采用的一种渠道防渗技术措施。具有防谚效果好(减少渗漏90％一95％以上)、耐久性好(寿命40—50年)、强度高、适应陛广等优点。其不足是混凝土衬砌皈适应变形能力差．对缺乏砂石料地区造价较高。混凝士防渗采用结构有板型、横形和管形等三种。施工上有采取现浇、预制扳等形式。各种防渗材料效果及适用条件见表5—2。始18页共39页\n福建农林大学硕士学位论文重!：!．墨翌堕堡翌型塑堕堡鏊墨翌垩旦墨生⋯悯。一，。淼蝴果焉⋯件能就地取材，造价较低，施工较容易，但抗冻性较差。适用于温和地区，且附近有壤土和砂壤土渠道2、浆砌块石抗冻和抗冲性能好r施工简易，自3、浆砌孵石料石、块石、O·09—0·25耐久性强，但防渗透能力一般较料4、浆砌石板孵石、石板、水25—40难保证’需劳力多a适用于石料类5、干砌孵石泥、石灰、砂等来源丰富、有抗冻与抗冲要求的板O·20—O·40渠道埋防垮能力强．质轻、运输旺利．tj{j1、土料保护当用土作保护层时r造价较低·式层膜料、土料、砂、0，04一O0820—30但占地多，危许流速小口适用于J15l2、剐性保护层石、水泥等中、小型低流速渠道。当用刚胜科保护时，造价较高，司用于大、粪中型槊遒州肯防渗能力强r适应椿服变形能力混L、现场浇筑沥青、砂、石、较好’造价与混挺土相近r但日。一⋯，。O04—0．1420—30前沥青料源缺乏。一般适用于冻凇2、顶制铺枷矿粉等；的孟善且磊料磊磊i：：：：世渠道【、现场浇筑混砂、石、水泥等凝2、预制请剞3、喷射法施砂、石、水泥、上速凝剂等0．04一O【430—5<3防垮、抗i中性能好，耐久吐强n适宜于不I刮地形、气候和使用条0·06一O1720-30件的大、中、小型渠道优点同上。但需较多的施工嫂005—01625—35各，施工较复杂。多用于基础为岩石渠道第19页共39页∞扣Ⅱp土壤砂土泥壤水泥姚泥脉土千塑水泥土类\n福建塞挂盘堂硬二匕堂位监奎5·2-1·7沥清混凝芏施菽采沥清混凝土防渗技术起以沥清为胶结剂，与矿粉、矿物骨料(碎石或砾石和砂)经过加热、拌和、压妻斋晟酶踌渗材料。其优点在于防渗效果好(减少渗漏90％一95"4)，有适当的柔性和粘性。爱笙亵缝寸自愈，适应较大变形，防冻能力强，造价低，易修补等优点a但因存在料源不足，施T工艺要求严格，还有植物穿透问题等，目前在我国推广缓慢。5．2．1．8管道输水节水灌溉技术管道输水技术是以管道输水代替明渠输水，将灌溉水直接送到Et间灌溉作物，以减少在输送过程中的渗漏或者蒸发损失的一种工程技术措施。一般简称“管灌”。管道灌溉输水比明渠灌溉输水有赡显优点，表现在四个方面；一是节水。井灌区管道系统水利用系数在0．95以上，比土渠输水节水30％以上；二是节能。与土渠输水相比，能耗减少50％以上。三是减少土渠占地，提高土地利用率。一般在井灌区减少占地2％左右i四是管理方便，有利于适时适量灌溉。管道输水灌溉按不同因素可分为不同类型：按输配水方式可分为水泵提水输水系统和白压输水系统；按管网形式可分为树状网和环：状网；按固定方式可分为移动式、固定式丰¨jB固定式；按管道输水压力可分为低压管道系统和非低压管道系统。管道输水是一项重要的节水灌溉技术。美国白20世纪20年代在加利{i尼亚就采用混凝土管道输水，目前有一半灌区实现了管道化。前苏联管道输水的发展速度已经超过了防渗渠道．到1984年地埋管道已经占总灌溉渠系63％．且规定新潦区都要实现管道化。澳大利亚南部的伦马克灌区已改明渠为管道输水系统，实现节水33％，减少运行费Hj22％。姒色列地处沙漠干旱地带，近20万hnl2灌溉地的90％以上实现管道输水。此外不少国家：阿旧灌区改为管道输水系统。如加拿大阿尔伯塔灌区，80年代初在49万hm2已建滟区进行改建，将输水流量每秒3立方米的明渠改为地下管道，灌溉水利用率亩35％一60％提高到75％。我国管道输水灌溉应用较早，但集中连片应用是20世纪50年代咀后，通过试点、示范建殴，一直到80年代以后由于干旱加剧，这项技术才得到各级部门的高度重视，并开始推广应用。至t995年，全国各类管道输水灌溉面积已达到330万hm2。福建省已发展管灌近6．7万hm2。第20页共39页\n福建农林大学硕士学位论文我国管道输水灌溉系统一般由取水工程、输配水管网和田间灌水三部分组成。管灌技术首先在井灌区应用，近年来，由于管道新材料的发展，薄壁塑料管、取壁波纹塑料管在管道输水灌溉中得到迅速推广。目前我国管道输水存在主要问题是缺少大口径管材、系列配套管件及附属设备，田间配套工程及工程规划管理水平也有待提高。5．2．2田间节水灌溉技术田间节水灌溉技术是指灌溉水进入农田后采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用效率的灌承技术。田间节水灌溉技术一般包括改进地面灌水技术、喷灌微灌等新灌水技术咀及抗旱补灌技术。改进地面灌水技术灌溉水在田间流动过程中呈一定深度的水层借重力和毛细管的作用下渗或浸润土壤这种灌水方法称为地面灌溉。传统的地面灌溉有畦灌、沟灌、格田淹灌和漫灌四种形式。我国98％灌溉面积是采用地面灌。这项技术是世界上晟古老的，也是目前应用最广泛的灌水技术。由于该技术水分损失严重，费工、生产效率低和灌水质量差等问题。因此，改进地面灌水技术已经引起了人们的重祝。喷灌节水技术喷灌是指利用专门的；bulA,系统，用喷头：胯水流喷洒在空中，并使水分分散成小水滴后均匀地洒落在田问进行灌溉的一种灌水方法。喷灌与地面灌水相比，具有以下优点：一是节水。喷灌可以控制水量和均匀度，所以喷灌不会产生深层渗漏和地表流失．灌水也比较均匀。据分析，一般喷灌比地面灌节水30％-50％，潦水均匀度可达80％一90％。二是使用范围广。无论是玉米、小麦、水稻、棉花、大豆等大田怍物，还是蔬菜、瓜果等经济作物，都可以采用喷灌。喷灌不要求地面平整，这对不适合地面灌的山地发展农田灌溉十分有利。三是省工、省地。喷灌机械化程度高，又可以通过小型电子装置控制，所以劳动生产效率高。采用喷灌可极大减少沟、渠、畦和埂的占地，可腾出7％一13％的土地种植作物。四是改善生态系统和环境，增加产量。喷灌可以保持耕层土壤的团粒结构，较小灌水定额，保证了作物生跃的适宜水分，可增加近地面湿度，调节田间小气候，因此喷灌增产效益非常明显。据统计，小麦、玉米、棉花、大豆等粮棉作物，喷灌比沟灌增产10％一30％，经济作物增产20％一30％，蔬菜则可成倍增产。喷灌的主要技术特征可概括为：喷灌“三要素”，喷灌强度、喷灌均匀度承I喷灌雾化指标。即：灌溉水必须均匀地分布地面；喷洒后地表不产生超渗径流或积水i喷洒水滴不应击打破坏土壤，不得伤害作物造成减产。第2I页共39页\n福建农林大学硕士学位论文喷灌是节水效益很高的灌溉技术。目前世界喷灌面积已由1973年的10万}liIl3发展到2000万hm2以上，美国、前苏联的喷灌面积已占总灌溉面积的40％以上，英德等许多欧洲国家和日本旱地面积中已有90％以上采用喷灌。我国70年代开始发展喷灌技术，现在已经发展喷灌面积80万hm2。福建省喷灌面积已达1．52万h一。但是喷灌也有一些局限’胜，一是受风影响大，一般在3-4级风时应停止喷灌；二是直接蒸发损失大。尤其是在旱季，水滴落地前可以蒸发掉10％。因而宣在夜间风力小时进行喷灌。三是在喷灌强度大，土壤入渗低时可能出现土壤底层湿润不足情况。微灌节水技术它是一种新型的节水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、小管出流及渗灌。微灌是根据作物需水要求．通过低压管道系统和末端灌水器，将作物所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地输送到作物根部土壤表层的灌水方法。相对于地面灌和喷灌，它属于局部灌溉。微灌的优缺点：一是省水节能。微灌一般只湿润作物的根部附近的部分土壤，灌水流量小，不易产生地表径流和深层渗漏．比地面灌溉省水1／3—1／2，比喷灌省水1骗一20％，比喷灌能耗低，灌水器压力为50一150kpa。二是水肥同步，有利于作物生长。微灌能适时适量向作物根区供水供肥，可调节棵间温度和湿度，不会造成土壤板结．有利于提高产量和品质。据试验，与地面灌水相比，滴灌可使葡萄和水果增产20—50％，大田粮食和油料作物增产30％左右，蔬菜增产卜2倍。三是适应性强，操作方便，根据不同土壤入渗特性可调节灌水速度。微{}毫的不足之处是系统建设的一次投入高。例如果园固定式傲灌每亩需投入1000—1500元：其次灌水器出口很小，易被水中的矿物质和有机物及杂物堵塞。微灌具有极高的水分利用效率，在水资源极贫乏的国家非常受重视。如以色列微漾面积已占总灌溉面积的2／3，美国在近十年发展微灌面积．增加了3倍多。日本等国家也发展非常快。我国在70年代开始发展微灌技术，到目前已经发展微灌面积20多万hm2，福建省微灌面积较小，到2002年底，全省微灌面积为0．07×104hm2。5．2．3农艺节水技术为了充分利用灌到作物根系活动屡内的水分所采取的各种耕作栽培技术，称为田间农艺节水技术。其核心是减少无效蒸发、防止地面渗漏、改善作物生理生态条件、提高作物产量和水分利用效率。田间农艺节水技术包括地面覆盖、耕作保墒、合理施肥、以第22页共39页\n福建农林大学硕士学位论文肥调水等。地面覆盖节水技术土壤表面蒸发要浪费大量水分，在半干旱地区其量一般占作物总耗水量的1／4-1／2，占年降水量的55％一65％。实践表明．在地面设立一层或多孔的覆盖物，能有效抑制土壤蒸发。按覆盖材料类型可以分为地面覆盖、秸秆覆盖、薄膜覆盖等。它们都具有节水保墒、促进发育、节水增产的效果。覆盖的作物由蔬菜扩大到经济怍物、瓜果和粮食作物共60多种。抗旱耕作节水技术通过耕、耙、锄、压等作业改善土壤深层结构，充分利用自然降水。尽量减少土壤蒸发和无效水分消耗．为作物生长发育和节水高产创造一个水、肥、气、热相协调的土壤环境。国内外农业生产实践汪嘤，抗旱保土是重要的农业节水措施之～。免耕少耕法是在传统技术上改迸且已在实践中证明是有效的蓄水保墒耕作技术。灵活运用各种抗旱耕作技术，达到“菩住天上水，保住土中墒”的敛果。合理施肥以肥调水技术自化肥工业发展后，l乏期单一旌用化肥对土壤消极作用逐渐表现出来。“有收无收在于水，多收少收在于肥。”因而合理培肥地力、用养结合已成为农田持续增产的重要方向。实践证明．化肥能育效健进作物生鹾．降低蒸发／蕉腾比，显著提高水分利用效率。5．2．4化学节水技术在农业抗旱节水中，化学制荆的作用已越来越引起国内外专家目J农民的巫}见，是一冲，醴有前景的新型节水增产技术。目前在农林生产中应朋较多的化学制剂有保水剂、抗蒸腾If}li、±壤改良音q等，这些化学剁裁多属离分予有机物质，其作用基奉原理是利焰它仃J对水分的调控机能，增强作物的抗早能力，减少土壤蒸发，抑制叶面蒸腾，达到节水增产，提赢水分利用效率。5．2．5集雨节灌技术雨水收集利用技术是一项古老而又有巨大潜力的技术。在农业应_耳=|中，有人最初称之为径流农业，也有人称微集水农业。现行的池塘、水窖、坝地以及水土保持耕作等．部属于雨水收集利用技术之列。福建省的雨水集蓄主要是剐于低山低丘作物干早区用li．Li地经济作物的灌溉，是一种补充灌溉，或者灌关键水．达割满足作物的需水要求。以色列在其南部年降雨200毫米早区t修建径流场发展造林。在内盖夫干旱坡地径流汇集到低处梯田，种植果树和经济作物。澳大利亚有100万人依靠雨水为生活水源．在坡地上第23翼共39页\n福建农林大学硕士学位论文修急流槽以拦蓄雨水补灌水源。我国自1995年9月在北京举行的第七届雨水收集利用学术会议以后，雨水利用才走向正轨。国家“九五”科技攻关项目中设立了“人工汇集雨水利用技术”研究专题。北方一些省区，围绕解决旱区人畜饮水和作物补灌问题，开展了大规模的实践活动。福建省雨水集蓄工程建设2000年开始部署试点工作，选择了33个县作为试点县。这项工作福建省政府、水利厅领导高度重视，卢展工省长、刘德章副省长都亲自批示。福建省水利厅专题研究并部署．仅2003年就拨出近千万元的专项经费，扶持各地开展雨水集蓄工作。各地积极性高涨，进展快，已完成蓄水池3167个，新增水量19．6万方。根据近丽年来的实践．福建省对雨水集蓄有关工作进行了总结，包括名称等都规范通称为“山地水利”，这意味着今后福建省水利建设将是农田水利与山地水利并重发展，对农业种植结构调整和经济作物发展，也将具有现实的意义和推动作用。5．2．6管理节水技术管理节水是根据作物需水规}挚控制或调配水源，以最大限度地满足作物对水分的需求，实现区域经济效益最佳地水分凋控管理技术。包括农田墒情监测预报、节水灌溉制度制定、灌区水量与输配水调控及水资源政策管理等方面。农羽土壤墒情预报在我国干旱、半干旱地区十分重视土壤墒情的预测预报。多采川经验频率法．确定硐水计划。节水灌溉制度农作物的灌溉制度包括作物播种前及全生育删内澄水次数、每次的灌水日蚶J剃滟水定额以及灌溉总定额。灌溉制度的制定应依据灌区农怍物的组成f自况、农作物的需水量、涟区内水资源的供应状况以及农作物的生氏期内的降水量等因素。灌溉制度是设计灌溉工程的基本依据。对大型灌区进行节水改造规划．!必须采用节水灌溉制度。节水潦溉制度包括充分灌溉和非充分灌溉条件下的最优灌溉制度。按}}《{满足作物需水要求的程度，可将灌溉分为充分灌溉和非充分灌溉两种。充分灌溉是指水源充足，能够全面满足农作物的需水量，此时的最优灌溉制度是根据作物的需水规律及气象、作物生长发育状况和土壤墒情等对农作物进行适时、适量的灌溉，使其生长得到晟大限度的满足，并且不产生地面径流和深层渗漏，既要确保获得最高产量．又应具有较高的水分生产率。非充分灌溉是指在水源不足或水量有限的条件下．把有限的水量在作物间或作第24页共39页\n福建农林大学硕士学位论文物生育期内进行最优分配，确保作物在水分敏感期的用水，减少在水分非敏感期内的供水，此时寻求的不是单产最高，而是全灌区总产值最大。灌区量水与输配水调控采取灌区量水设备对灌区用水量进行计量，是实行按量收费，促进节约用水、搞好灌区经营管理的重要手段。灌区输配水调控，根据作物需水规律、水源供水情况及水分生产函数，以输配水过程的水量损失最小、增产值最大为目标，应用系统工程手段，编制灌区水量优化调试方案，合理调配灌溉水量，达到节水的目的。6福建省节水农业发展分区与重点布局6．1节水农业分区=尊水农业技术与当地的自然地理、社会经济条件、水源情况、农业发展状况和行政区界关系密切．因此，福建省节水农业发展模式的研究，首先应考虑节水农业的分区。要结合实际，针对不同区域，因地制宜地采取不同的节水技术措施。综合各方面因素，祸建省节水农业可从以一FN则进行分区。一是气候、地形和地貌等自然地理条件；二是水资源、节水灌溉发展现j扶；三是适当考虑已有农业区划和水利区划的成果：四是兼顾县级行政区界和已有水利醍施的完整性。6．1．1气候特征指标。根据《中国气候资源及区划》推荐的经验公式计算。K=O．165￡tl￡P，式中：￡t一日平均气温等于和大于t00C期间的积温。￡p-同j9j的降水量。福建省大部分地区处于05100C的活动积温划分，全省由南i,lJL>100C的积温为5000—78000C，只有极少数山地气候区的积温为45000C。6．1．2地貌形态。全省地形复杂，山地、丘陵占绝大部分。在福建省总面积中，山地、匠陵面积为IO．92万km2，占全省总面积的89．95％；平原面积为1．22万Km2，占全哲面积的1005％。因此，在地形上，全省分为丘陵山地和丘陵平原两个区。6．1．3缺水程度。全省除了个别岛屿和少部分沿海属资源性缺水外，绝大部分地区属工程性缺水，其缺水程度值B变化幅度较大，详见附表6-l。6．1．4灌区类型。全省山地、丘陵地区主要以蓄、引、提灌区为主，平原地区以第25页共39页\n福建农林大学硕士学位论文自流灌区为主，蓄提辅助。全省种植作物主要以水稻及各种旱作物为主。沿海东南部地处亚热带地区，水果、蔬菜等经济作物物产丰富，加上台商和外资大量投资的高优水果等品种，使灌溉新技术如喷、微灌等先进灌溉技术在闯东南沿海得以大力推广。根据以上的分析，结合《福建省生态农业建设规划纲要》的总体布局，把全省分为四个节水农业区，见表6-1。表6一l福建省节水农业分区情况表6．2重点布局第一，节水灌溉发展的重点应放在闽东南沿海、岛屿缺水地区，闽西北山地重砂壤土匠陵区及缺少灌溉条件的旱地、坡耕地。重点发展喷、微滋技术，适当发展管道输水，以竹约刚水，：市省能源。第二．要突出灌区续建配套与节水改造的地区。重点发展渠道防涪、更新改造．有条件的地方，可在支渠以‘F发展管道输水，同时兼顾田间节水技术。第三，在工农业、城多用水矛盾突出地区．应加快节水灌溉的发展。重点发展先进的喷、微灌技术。第四，在取用水过量、生态环境恶化的地区，要大力实施节水灌溉。7节水农业发展模式福建省地形复杂多样，但总体上可分为沿海丘陵平原、丘陵山区羊¨海岛突出部三种类型。从福建省的水资源来看，总的是丰富的．人均在全国也较高，但也仍存在着沿海和局部地方缺水．特别是干旱年份缺水问题就更严重。福建省的缺水情况大致可分为严重缺水、部分缺水和轻度缺水，而目前解决农业灌溉用水的水源主要有水库灌区、引水莆I开采地下水，针对各节水农业区的不同情况．分别就四个分区提出四种的区域节水农业发展模式。第26页共39页\n福建农林大学硕士学位论文7．1低丘陵灌区节水农业模式本区气候特征指标K值处于0．5-1．07之间，属湿润地区(部分半湿润地区)，年平均降雨量1180—1800mm，年平均蒸发量650—2066mm，日平均气温太于和等于100C期间的积温为5704-78000C，同期降雨量ii00—1700mm，属南亚热带(暖区)气候类型；本区在地形上属丘陵平原类型；全区的缺水程度值B的变化幅度为0．7-2．68．属资源性和工程性缺水区。本区位于福建省的东南沿海，相对经济较为发达。但水资源人均占有量较少，有一半的县人均水资源不足2000[113，低于全国平均水平；而且本区人口较多，人均占有耕地仅0．025公顷，属人多地少的地方。本区农业灌溉基础较好，大中型灌区多。目前福建省的山美、东张、东圳、峰头水库和北引五大灌区均位于沿海地区。本区灌区类型，平原区以自流灌区为主，蓄引提为辅，丘陵区主要以蓄引提灌区为主。种植作物以水稻及水果、蔬菜等经济作物为主。本区经济发展快，水源不足，干旱缺水已成为当地工农业发展的最大制约因素。而且随着社会经济的快速发展．农业种植结构璃整也越来越陡．经济作物特别是高优水果等种植比例明显增加。工业、开发区发展加快．用水量也随之剧增。据统计，从1999年的粮经比7：3到2002年达到6：4。工业生活用水量从占总用水量的35．4％增加到38．8％。因此节水农业的发展要随着当地国民经济和农业结构调整的变化而发展，以适应农村经济发展的需要，同时也要满足各行业的用水需求。所以在节水农业方面应优先发展喷、微灌等先进的节水灌溉技术。在水稻区～方面仍要推广应用渠道防渗幕I⋯U’型槽技术；另一方面，则要加快发展管道输水技术，加快福建省明渠管道化的建致步伐。同时，要加强田间非工程节水措施的研究，使节水农业技术向综合方向发展。节水农业的关键技术是：充分利用大中型灌区，发挥水库供水效益：采用先进的节水灌溉技术，适应农业种植结构调整的需要。其主要模式：(1)水库+喷微灌+果林经济作物；(2)水库+微灌+花卉高优作物；(3)水库+管道输水十大田作物。7．2沿海岛屿、海岛突出部渠井灌区节水农业模式该区是福建省水资源最紧缺的地区。人均水资源量大多在1000m3以下，其中尤以平潭、惠安、石狮、东山和厦门等县市为最少，人均不到600m3，只占全国的26％、全省的16％。同时沿海岛屿没有较大的蓄水工程，地表水源匮乏，因此开辟地下水等新水源第27页共39页\n福建农林大学硕士学位论文改善水环境，维护农业可持续发展，是本区的关键技术。首先要根据作物灌溉用水量，按生态可持续发展的要求，分析评价水资源及其承载能力，合理确定可开采利用的地下水；其次，以打井作为主要水源的建设措施，采取非充分灌溉的办法，引用先进的节灌技术，解决水资源短缺的问题；再次，调整农业种植结构，选用节水耐旱的作物品种，减少灌溉用水量。节水农业的主要模式：(1)水利工程引水+大田管灌；(2)机并+喷微灌节水灌溉系统；(3)雨水集蓄(引山涧水)+节水灌溉系统。7．3丘陵山区节水农业模式本区气候特征指标K值处于0．1一1．0之间，属湿润地区，年平均降雨量1300—2200mm，年平均蒸发量750—1500mm，日平均气温大于平¨等于IOOC期间的积温为4500—60000C，同期降雨量1258—1458mm，属中亚热带(凉区)气候类型；本区在地形上属丘陵山地类型：全区缺水程度值变化幅度为1．05—868，大部分县、市虽水资源较丰富，但由于工程设施简陋、调蕾能力差、利用程度低，造成灌溉缺水不足，属典型工程性缺水区；全区灌溉类型以蓄、引、提灌区为主，作物以水稻及多种经济作物为主。本区位于福建省的西北部，丘陵山地多．降雨充沛，土地资源丰富，人均占有耕地0047公顷，但经济相对落后，水剥工程基础差。因此如何充分利用水资源，建设适当的节水工程成为本区的关键技术。本区主要种植大田作物，有许多县、区是福建省的商品粮基地。由于沿海经济发展的带动，近年山地经济也发展较决，茶叶、水果等经济作物品种多。节水农业主要发展模式：(1)渠道防渗+⋯U’型槽+大田作物；(2)山地水利(雨水集蔷)+节灌措施+经济作物：(3)渠道防渗+田间农艺节水技术+大田作物。7．4山地水利(雨水集蓄)节水农业模式山地水利(雨水集蓄)适用于地表水、地下水缺乏或者开采难度大的山地和沿海干旱地区，解决山坡地、低山低丘的茶果等经济作物灌溉。通过近年的试点，实践证明，不仅措施有效，经济技术可行，而且深受农村农民的欢迎。福建省山地资源丰富，随着农业种植结构的调整，山地经济作物发展快，现有适宜发展山地水利的面积为285万hm2，已建集雨节灌547万}lf【12。可发展23，07万hm2，发展空间十分广阔。本区节水农业发展的重点是山地经济作物区及海岛缺水区。关键技术是，合理利用雨水资源和引用山涧水、泉水及溪河水，建设与雨水联合运用的水源工程，采用节水灌溉系统，实现节水、高产、高教。节水农业主要发展模式：集雨蓄水池(集蓄雨水为主)+喷傲灌+果林经济作物区：第28页共39页\n福建农林大学硕士学位论文(2)蓄水池(主要引山涧水等)+节灌系统+经济作物区；(3)小型水利(塘坝)+节灌系统十经济作物区。8案例分析福建省近几年来在省政府的重视下，大力推进千万亩节水灌溉工程建设，节水灌溉技术得到较大的发展，并且在全省各地推行节水灌溉典型示范工程，对节水灌溉技术起到积极的推动作用。笔者自2001年至2003年，与省水利中心和农林大学合作在莆田涵江显应开展各种节水灌溉技术研究特别是微喷灌技术、滴灌技术和节水灌溉自动化控制得到较好的成果，该项目已于2004年2月6日验收、鉴定。8．1莆田涵江显应节水灌溉示范项目8．1．1概况该项目位于莆田市涵江区显应现代生态农业基地内，项目区常年气候温和，属东南亚热带季风气候，年平均气温18～21℃；最冷月为l～2月．平均气温7．2～11．30oc；年降雨量looO～1．800mm，雨量集中在3～5月；年日照时数1947～2loo小时。区内环境适宜发展热带、亚热带气候为特色的农业生产。区位优势十分明显，是典型的城郊型农业基地。近年来，基地内共种植各种花卉200多亩，主要有天堂鸟、玫瑰、兰花、德国向日葵、荷兰郁金香等数十种名贵花卉。花卉耕地连片．地势平坦，园区所在地位于木兰溪F游入海口闸堤处，避免了洪涝的危害。本项日实施前，基地的花卉生产存在以下三个突出的问题：一是花卉的产业结构不台理，雉于及时跟踪市场的需求变化。二是花卉生产的产量与质量都不高，难于抢占国内外市场。三是不能调控花卉品种的开花时间，错失各特色花卉品种进入市场的最佳时蝴。经过前jcII深入的调查和认真的研究分析，课题组认为存在以上三个问题的主要原因是花卉生产的灌溉水平低下，缺乏有效的、可控制的水肥灌溉模式。由于长艄的沟渠漫潦，使花卉土壤的湿度氏年保持较高水平，影响了花卉的正常生长发育。因此必须发展先进的节水灌溉技术解决科学灌溉问题。8．2项目实施情况本项目共为两期分阶段实施，200L年5月-2003年12月实施第一期工程，2002年3月-2003年9月实施二期工程。8．2．1一期工程建设情况第29页共39页\n福建农林大学硕士学位论文卒期项目主要实施由自动化系统控制的大田微喷灌灌溉工程72亩。其中大田微喷灌2．06hm2(30．9亩)、孔口型滴灌带滴灌0．913h莳(13．7亩)、无滴头软管滴灌0．913hm2(13．7亩)、管上滴头滴灌0．879hm2(13．18亩)。其分区轮灌时间编程由计算机根据设计的程序自动化控制灌水(肥)质量、灌水时间、灌水量、灌水均匀程度等。8．2．2二期工程建设情况二期项目在完善前期工程的基础上，继续扩大节水灌溉面积，实施多种形式的节水灌溉技术方式．以进一步研究不同的节水技术措施在各种条件下的可行性。二期实施的节水灌溉工程有：太田雾化微喷05547公顷：遮阳滴灌系统0，3867公顷；普通大田喷灌2．024公顷。8．3节水灌溉技术模式及其分析8，3．1大田节水灌溉自动化控制系统的微喷灌工程技术本项目建设了由自动化系统控制的大田徽喷灌灌溉工程72亩。其中大田微喷灌2．76hm2(41．41亩)、孔口型漓澧带滴灌0．913hm2(13．7亩)、无滴头软管滴涟0．913hm!(13．7亩)、管上滴头滴灌0，879hm：(【3．18亩)。其分区轮灌时间编程由计算机根据殴计的程序自动化控制灌水(肥)质量、灌水时问、灌水量、灌水均匀程度等。(1)微喷灌利用直接安装在毛管上，或与毛管连接的微喷头：悔压力水以喷洒：趺湿润土壤。微喷头有I刮定式和旋转式两种。前者喷射范围小。水滴小：后者喷射范围较大，水滴电大些，敞安装的间距也大。本项目采用旋转式微喷头。选择福建亚通塑胶有限公司生产的M[crosprinkler微喷头a微喷头的配置合理与否，直接影响喷洒的均匀性。若采用全面喷洒，它允许喷头有较大的间距，且喷灌强度低：但由于边角地喷洒需要、风力影响等因素，所以也要求扇形喷洒。根据该地区的风速为54m／s．同时按水利项目的设计规范要求，喷头采用正方形形式布置，喷头间距取Se=l41Rt6．36(m)，支管间距取sL—j4IR一8．35(m)a所班，本期项目选用的喷头间距、支管问距均为6．2(m)纽台。(2)孔口型滴灌带滴灌通过与毛管制成一体的滴灌带，将水以水滴：嵌湿润土壤。若孔口较大时，会形成连续细小水流。经预实验结果比较t选用福建亚通塑胶有限公司生产经营的DripTaDe滴灌带。第30页共39页\n福建农林大学硕士学位论文(3)滴头滴灌利用安装在末级管道(称为毛管)上的滴头，将压力水以水滴状湿润土壤．在灌水器流量较大时，形成连续细小水流湿润土壤。(4)无滴头软管滴灌不采用滴头，直接由毛管上的小孔，将水以水滴状湿润花卉周围土壤。为了便于管理，滴带(管)均铺设于地表。铺设方向应与花卉种植方向一致(顺行铺设)，并尽量适应花卉种植上的通风、透光等要求。滴灌施水、肥于作物根系附近，作物根系有向水肥条件优越处生长的特性(向水向肥性)。为节约毛管减少投资，一般采用宽窄行栽培，毛管布设于窄行，一条毛管控制两行作物。通过设置在田间的土壤传感器检测到的土壤湿度，根据水肥条件与各名贵花卉生长发育的关系，通过对Pc机菜单的操作，选择灌溉区域、灌溉时间、工作模式等调控花卉的水、肥合理供给，做到适时适量供水、供肥，为田间花卉的生长创造适宜的生长条件，同时可根据病虫害防治需要．通过给水系统进行适时、适量施药。不仅改善了名贵花卉生比的土壤季¨环境条件，同时节省了劳动力，提高水、肥、药的利用率。8．3．2大棚节水灌溉自动化控制系统的微喷灌工程技术本项目建设了由自动化系统控制的大棚微喷灌灌溉工程的两栋标准化塑料火栅(连标式)，每栋长30．00米，每栋宽8．00米，顶高470米．边缘高270米。两栋间采用连栋构架，保证了农业机械能够方便地庄塑料大棚内耕作。对棚}』!|温度、湿度剃土壤温度实施自动检测、自动调整的控制模式。同时韭栅内种植较为名贵的花卉品种．如天堂乌、兰花、日本观赏型向日葵等．研究不同水、肥供应和不同环境条P|二下各花卉品种的生K=规律，为名贵花卉的生长发育调控提高理论依据。微喷灌工程的建设同上。大棚控制系统主要调控棚|I【：l的大气温度、湿度和土壤湿度。因为温度对花卉的生k起着至关重要的作用，特别是气濡。它是影响花卉生妊的重要条件。多数花卉生长的适盲气温在10～254C之间。气温过高会使花卉体内蛋白质凝聚变眭，叶绿体遭到破坏，养分消耗增多：气温过低会使花卉细胞原生质活力降低，根的吸收能力减弱，轻者则使花卉受到伤害，重者导致死亡。8．3．3花卉栽培的自动化调控技术研究与应用第3I页共39页^●\n福建农林大学硕士学＆论文依据本项目的特点，课题组从花卉生产的水、肥管理方式和病虫害发生特点入手，根据气候、土壤水份蒸发量、需水量等各种参数的变化，控制水、肥的适时适量施用，为花卉生长提供最佳的生态环境条件，提高花卉生产的产量和品质，使整个花卉生产基地的管理模式由目前的经验化走向科学化。主要进行了以下几方面的研究与总结：8．3．3．1花卉自动化栽培的扦插育苗微喷灌技术研究花卉扦插育苗是利用植物营养器官具有再生能力。能生产定芽或不定根的习性，切取其茎、叶、根的一部分，插入沙或其他基质中，使其生根或发芽成为新植株的繁殖方法。用这种方法培养的植株比播种苗生长快、开花时间早，短时间内可育成多数较大的幼苗，并能保持原有品种的特性。花卉扦插育苗是大规模商业性花卉经营中最便捷又常用的无性繁殖法。国外已把微喷灌作为花卉扦插育苗的一项技术保障而广泛采用。而我国对微喷灌技术在花卉扦插育苗上的试验和推广还没有进行深入系统的研究。因此，探索适合我国特点的花卉扦插育苗微喷灌技术和管理方法，特别是冬季大枷扦插育苗微喷潍技术和管理方法，已成为花卉生产中急需解决的重要问题。通过对比试验的方法．即在品种平¨园艺措旌均相同的条件下．研究花卉扦插育苗的徽喷馥潍水模式。以徽喷涩为处理区，人工浇灌为对照区。根据不同的试验处理，观察月季花扦插育苗的基质含水量、温湿度、生理生态等指际，从而总结出适直月季扦插育苗的微喷濉滞水模式和管理模式。试验结果表明．大棚花卉自动化栽培的扦插育苗微喷技术，贝有显著的节水、提高扦插成活率、缩短育苗删等优点：(1)月季}r插育苗做喷灌较人工浇灌可。17水50％。(2)，}=j|季扦插育曲微喷灌较人：l浇灌可缩短育苗期26天左右，提高成活率14．6％。(3)徽喷灌节水高教的机理：一是微喷灌的灌水强度低，控制莹质含水量生产在600i一50％，降低丁枝条温度，而基质温度变化很小．这样就形成了基质底部温度比上部陂条温度高，这个温度差时插景生根非常有利，据测试．瀑差可选3-5"C。二是提高棚内湿度，微喷灌可以很好地改善棚内湿度条件，使棚内湿度保持在80％一90％的高湿：状态，对丁插条生根十分有利。特别是冬季需加温时，增加湿度效果更明显。三是缩短育苗期及提高成活率．微喷灌为花卉扦插育苗提供了适宜的基质含水量、基质地温、通气性及湿度等条件。第32页共39顶\n福建农林大学硕士学位论文8．3．3．2花卉自动化栽培的水分调控与节水灌溉技术研究花卉自动化裁培在我国起步较晚，随着我国经济形势和现代化、产业化农业的发展将发挥重要作用。调控大棚内的水分状况就是要调控其空气相对湿度和土壤湿度，目前国内这方面的研究尚不充分，报道也较少。调控大棚内的水分状况应依花卉等种类、品种的不同及生育时期对环境水分状况的要求不同，采取适宜的灌溉或排水技术措施。课题组通过两年观察调查，并参阅有关资料．重点讨论和总结了花卉自动化栽培中节水灌溉技术选择的依据．并简介大棚内种植花卉应选用的节水灌溉技术形式。(1)大棚内水分状况必须满足的基本要求：一是必须依花卉种类、品种和各生育时期对大棚内空气湿度和土壤湿度的要求进行适时、适量的调节控制；二是调控技术要简单，方便操怍；三是调控装置和量测仪表等应价廉、质优，符台精度要求，便于维护和管理。(2)大棚由空气相对温度的调控：主要影响园素有大棚的结构和材料、大棚的密闭性和外界气候条件、滟溉技术措施等：近年米实践证明．对于集约化程度高的大规模设施农业人部采用现代化微滟技术。(3)大棚内土壤湿度的调控：大枷内土壤湿度的变化不仅影响环境的温度和空气湿度，【fI会影响士壤的通气、养分和韫热状况。调控大棚内土壤水分状况是保证大棚环境有利-r-花卉生睦发育的关键技术和重要手段。碉控大棚内土壤水分状况的主要技术措施是濉溉羽I排水，应根据花卉不同生育时j¨j的需水特性及植物体内f|勺水分：状况利环境条件台理确定滞、排时间干¨滟、排水量。(¨人棚内水分环境的调控：一是灌溉技术的合理选择，目前大蝴内采Hi的灌溉祈技术应以微漓技术为主，选用滴灌技术和傲喷灌技术，以及由其派生山的一些现代化、自动比程度高的潦溉新技术。二是主要采刚的做灌系统有地面上吲定式滴灌系统和悬吊式向下喷洒、插管式向上喷洒的同定式或半固定式微喷灌系统。8．4经济效益分析*水灌溉的经济效益主要体现在节水、增产、节地、省工四个方面：本项舀所实施的节水灌溉措施具有明显的节水效益。示范园区建设前灌溉水利用系数为0．5．建成后的灌溉水利用系数为0．9，本项目经济评价时，节水效益体现在实施节水灌溉技术后．基地内农业种植结构调整所产生的效益。第33页共39页\n福建农林大学硕士学位论文增产效益从以下几方面体现：采用节水措施后，调整种植结构所带来的效益；增加农产品产量、品质所产生的效益：节约占地用以种植作物所增加的效益。灌溉效益的计算按项目建成后的总增产值乘以灌溉效益分摊系数计算，灌溉效益分摊系数为0．4。示范园内花卉种植10公顷．预计采用微灌技术后每公顷年增产1．29万元(860元／亩)，该项目实施后示范园区内年可新增效益12．9万元。节地效益根据有关资料结合本项目实际，实施节水灌溉技术后，每百亩可增加耕地面积2．5亩。本项目建成后共可增加耕地面积3。75亩。省工效益根据微灌节水措施，每年公顷平均可省工180个工日，共可省工1800．0个工日，按21．65元／工日计算省工效益3．897万元。9结论与建议党的十五大报告中明确指出：“要大力推进科学新技术．发展高产、优质、高效农业羽I节水农业”，九届人大通过的政府工作报告强调：“要大力发展节水灌溉和早作”，说明了节水灌溉在整个经济中的重要地位，国家将推广节水灌溉当作一项革命性的措施来抓。福建省在2004年省政府工作报告中，卢展工省眭提出在今后五年中福建省水利建设要组织实施水利的“六干工程”，其中要开展全省“千万亩节水灌溉工程建设”。这：博是福建省发展节水灌溉的大好时机，也是迎来节水农业的春天。西此，要加大节水农业的技术研究，以积极配合褊建省正在组织实施的千万亩节水遵溉工程建设．为竹水灌溉发展提供技术保障和支撑。本文正是在此背景下，开展节水农业技术的各种措施研究，基丁J上述节水农业技术的研究成果，提出以下的初步意见与建议。9．1坚持因地制宜，全面合理规划绀水农业的发展模式要根据当地的具体情况，有计划、有重点的开展，要把节水农业融台到农业发展的总体规划中去，以适应农业种植结构调整的发展需要。在指导思想一t，以发展高产高效农业为重点，以提高经济效益、促进市场经济发展为目的。在发展规摸上，直大则大，宜小jjIl】小，尽可能集中连片开发，逐步形成规模。在选扦节水农业技术形式上，可视水源、地势和作物种植情况，因地制宜地分区选择不同的节水措施。祸建省在节水灌溉发展重点上，要大力发展管道灌溉和加快大中型灌区渠道防渗；沿海突出部、干旱缺水地区和旱地，是开展节水灌溉的重点，可积极开展集雨节灌、打第34页共39页\n福建农林大学硕士学位论文井抽水灌溉等；水稻田区应大力推广渠道防渗和水稻“薄、浅、湿、晒”等非工程措施；沿海发达地区可建立现代化节水农业园区，优先发展先进的节水农业技术：有条件的山区和丘陵地区、果树等经济作物实行微喷灌，温室和蔬菜大棚发展滴灌。9．2加快节水农业建设，促进高优农业发展加快大中型灌区节水改造福建省有效灌溉面积93．33万hⅢ2，其中灌区灌溉面积64万hm2，占68．5％。大中型灌区则是水利灌溉中的重中之重。目前应从搞好渠道防渗、建筑物维护和更新以及田间工程配套入手进行灌区工程的技术改造，这是实现安全输水，减少损失，用好水，浇好地的工程基础。推行灌区管道化建设从近年来国内外晴况看，灌溉渠系实现管道化已成为各国灌区工程技术改造的主趋势。特别是美国、日本及西欧发达国家．大力推行渠道管道化建设，己取得显著成效。福建省可在平原、沿海有条件的地区率先开展管道输水，以后逐步推广。沿海缺水地区应优先发展先进节水灌溉技术在缺水地区尤其是沿海突出部、山丘地区发展常规灌溉不汉受水资源条件的限制，而且地形复杂，工程艰巨，田间。：=_证和平整土地则投入大，发展喷、微涩等先进的节水灌溉技术，既可节省田间工程建设、平整土地的投入，节水增产，减少亩均水源工程费用，又可促进“两高一优”农业的发展。先进国家，喷灌、微灌等节水灌溉技术已成为灌溉发展的主流。据统计，全世界喷灌面积1937年仅为10万hln2，1987年己达0，2万hm2，年增眭率1L蚰，全世界微灌面积1981年为44．4万hm2，1991年达到176．9万}市，lO年间增长了3．3倍。据当前国内外投展情况看，喷灌、微{萑技术的发展趋势是：朝低压节能型发雁；喷憋、微灌相互借鉴，共同发展：积极开展多目标利用；设备性能得以不断完善、提高：产品日趋标准化、系列比；运行管理自动化。福建省现有喷微灌面积所占比例较小。与其他省相比．也育差距。因此要加大力度．特别是在高优经济作物区、沿海经济发达区．在条件充许的情况F，应优先考虑选用喷微灌技术，以进一步提高福建省节水灌溉的水平。加快节水农业示范园区建设在发展节水灌溉技术中，近年福建省以节水灌溉示范园区建设为示范，典型引导，推广普及适合福建省实际的多种节水灌溉技术，推动全省节水灌溉事业的发展。目前福建省节水灌溉示范园区建设主要分三种类型：一是以水稻生产为主的粮食主导型园区，主要以常规节水技术为主体，如渠道防渗、“U”型第35页共39页\n福建农林大学硕士学位论文槽等；二是开发名优特产品为主的综合开发利用型园区，主要以高标准节水技术为主体，辅以常规技术。如：节水自动化控制技术、微喷灌技术的应用等；三是花卉蔬菜基地建设为主的设施栽培型园区，主要以喷微灌为主体与常规节水技术相结合。节水灌溉示范园区的建设，有力地推进福建省节水灌溉技术的发展。这些园区田成方、林成网、渠相连、旱涝渍兼治，、沟渠田林路相配套，初步形成了农田园林化、生产规模化、种植科学化、节水现代化的格局。而与之相配套的节水灌溉设施、工程技术等都要求高标准、高起点，因而带动了节水灌溉技术往精、细、好方向发展。2001年福建省节水灌溉现代化示范园区建设情况见表9。表9福建省节水灌溉示范园区建设情况项目节承措施面粮(亩)其中自动化控制工捏名称小计渠墟防涪低压管溢喷馏微喷湖滴湛面积(亩)采州南安蕊簧20柏1250／540250i00龙青水定白杯儿3046()220250【5050450三叫沙县桂抓127952()【{56056【／56t南平延甲大横【008275110157十16／58宁怂祸安溪柄II：jO1702_【5／31540050合计6587267572t1【0t7【72545012229，3加强灌溉用水管理研究重视灌溉试验工作福建省灌溉试验曾经在全国名列前茅，为节水灌溉工作提供丁重要的依据。但近年来有下滑的趋势．对节水农业发展十分不利。因此要加强灌溉试验的各项基础工作，特别要在水稻田灌溉用水定额研究的基础上，拓宽试验研究领域，加强非充分灌溉条件的用水规律和各种经济作物的需水量、用水定额的研究，为加快节水农业发展和农业结构调整服务，确定最佳灌水定额，以提高水的有效利用率。同时为福建省各区域采用不同的节水灌溉措施提供定量数据。重视田间用水管理和用水户参与田间用水管理是灌溉水管理的重要组成部分：而田问用水管理的好坏又在很大程度上依赖于用水户的参与。在国际上．世界银行向世界各国推荐用水户参与的灌区用水管理模式。如在斯里兰卡，农民参与管理一年，下游地区供水量就增加了30％。在印度由于农民们自己建立了管道输水协调委员会，合第36页共39页\n福建农林大学硕士学位论文理调配水量，使灌溉面积扩大了25—30％。山东、山西和陕西等省积极推行支渠以下用水户参与管理的方式，取得很好的效果。福建省近年在部分灌区开展用水户参与管理的试点工作，也取得一定的成效。如上杭的通贤灌区。加快推进节水灌溉自动化发展随着计算机等高科技的快速发展，世界各国普遍开始采用计算机、电测、遥感等新技术来加强灌区用水信息采集、加工和自动化管理。美国、澳大利亚大部分的灌区都采用了自动化管理系统。日本于80年代初新建或改建的灌区，大多从渠首到各分水点部安装有遥测、遥控装置。中央管理所集中监测并发布指令，遥控闸门、水泵的启闭，进行分水和配水。以色列无论大小灌区，全部采用自动化控制，从而能有效利用水源和能源，与使用计算机前相比，省水节能10％一30％：增产10％左右。台湾现在正积极推动农田水利自动化工程建设(业务电脑化)，以提高：C作效率，提升工作品质。台湾的水库灌区大部分各方面技术资料齐全，图表清楚，介绍详实，自动化程度高。人事公文档案管理、会计财务、灌溉地籍管理、工程设计和水利管理都已基本实现了电脑化。如新竹农田水利会经过4年时间．投入1500万新台币建立了新竹农田水利地理信息系统(GIS)，对辖区灌溉管理的地藉资料、灌溉渠道、水工构造物、灌溉面积、灌区行政区划、干旱时期停灌排决策支持等方面的空间查询、统计资讯、灌溉管理等都通过电脑作业完成，实现了灌区自动化管理。我国节水灌溉自动化以江苏、广东等经济较发达地区发展较快，福建省目前iE在开展节水农业自动化的试点，如从2000年开始．选择在全省每地市各选择一片作为节水示范项目，并在示范片中开展自动化试点，目前已完成。2001年在涵江显应进行节水灌溉自动化试点工程建设，取得一定的成敛。9．4积极刀僻农业灌溉新水源开发利用地下水2003年福建省遭遇1939年以来最为严重的干旱，沿海地区及三明、南平等地市干旱缺水严重，导致大量农田、经济作物灌溉紧张，更为严重的是部分地方如霞浦三沙等出现入饮困难。在严重干旱的情况下．各地采取了打井开发地下水等办法，较好地解决了用水困难问题。山区则采用引山涧水的办法，建没蓄水池，解决山上水果、茶叶I等经济作物灌溉用水。开发地下水和引水是开辟新水源的重要途径。发展污水灌溉是污水资源化的一条重要途径开发污水用予农业灌溉在国内外部有许多成功的经验。美国的50个州中有45个采用污水灌溉。原苏联80年代初第37页菇39页\n福建农林大学硕士学位论文已有50％的污水，包括大部分工业废水，用于农田灌溉。以色列污水利用率，目前已达70％，居世界首位，其中I／3用于农田灌溉．约占总灌溉水量的I／5。据农业部统计，目前我国的污水灌溉面积已达333．33万hm2。据预测，到2000年和2020年，华北地区工业和生活用水取水量将分别达到171亿m3和303亿m3，污水排放量分别达到150亿m3和249亿m3。这些城市污水如果经过处理达到灌溉用水水质标准，则可大大缓解农业缺水的紧张状况，减轻农业用水的沉重负担。福建省开发污水灌溉方面．仍是一片空白，今后在开发水资源，建议要加强发展污水灌溉来解决部分地区的水源不足问题。9．5深化管理体制和运行机制改革改革管理体制政府、灌区管理机构和农民用水户这三者的关系中，灌区管理机构更多的是依附于各级政府，而与农民用水户之间也是通过基层政府发生关系。因此发展节水灌溉很重要的是在三者关系中，要运用市场经济的思路，进一步深化改革，理顺管理体制．明确灌溉管理中各方的责权利，政府要减少干预，使灌溉管理机构逐步成为独立法入，农民用水户要更多地参与灌溉管理，充分调动农民用水户的积极性。合理形成水价机制要按照国务院的新规定，进行供水成本核算，实行新水新价，合理征收水费，实现灌区管理单位良性循环。9．6加强农田水利基础研究和人才培养福建省在农田水利基础研究方面较薄弱，今后要加强对节水灌溉新技术、灌溉制度、滞溉定颥等方面研究，增加科研投入，培养人才，多出成果，为进一步加快福建省农田水利事业发展服务。同时要对农民进行节水灌溉技术培训．增强节水意识．掌握初步的节水技术，让农民白觉地投入节水工程建l殳，以全面地推进福建省节水灌溉事业的发展。第38页共39页\n福建农林太学硕士学位论文主要参考文献山仑．节水农业，暨南大学出版社，清华大学出版社．2000：33—91水利部农村水利司．农业节水探索．中国水利水电出版社，2001．pp：48—55水利部农村水利司．节水灌溉技术标准选编．中国水利水电出版社．1998．5水利部农村水利司．雨水集蓄工程技术．中国水利水电出版社．1999．水利部办公厅．水资源问题与对策学习出版社．2002．p口：lL9—137水利部农村水利司．水土资源评价与节水灌溉规划中国水利水电出版社．19985马光，环境与可持续发展导论．科学出版社．2001．PP：12—20中国灌区协会．参与式灌溉管理．中国水剥水电出I鬣社．20017．pp：53—59科技部、水利部，1999．5．中国节水农业问题论文集，中国水利水电出版社出版．PP：iL4一t22王慧敏．流域可持续发展系统理论与方法．河海大学出版社2000．8：7—24李建龙，干旱农业生态工程学．化学工业出版社．2002PP：209—226李金山等．节水灌黼指标及发展摸式研究．节水灌溉．2003．第5期：14—15沈振荣、汪林等．节水新概念一真实节水的研究与应用．中国水利电力}j=；版社．2000，pp：2-t3国家节水谣溉北京工程技术饲f宄中心程区水管理沧文集．中国水利水电出版社．200llO俞海山．可持续消费模式论．经济科学出版社2002．PP：儿一20郭墙章，中外节水技术与政簧案例研究．中国计划出版社．2003．5：328—341萱围毕．关于农田水利赴台考察与研讨的情况撤告．福建水利科技．2002．3璇田毕．桶建省面向2l世纪节水灌溉发展目标措施．中国农村水利水电．2000．6．董田华，福建省千万亩节水灌溉工程建设的发展构想中国农村水利水电．2002．6董田!挣．全面推进福建省农村水利新发展．中国水利，2001．12董固毕．福建省节水灌溉技术的应用研究及其发展趋势．水利科技2002．3福建省水利厅．福建省节水灌溉“卜五”拉展计划及2015年发展舰划．20003福建省水利厅福建省水资源公报(1999—2002年)20026第39页菸39页hk乳“钆民卜二乱钆m¨吨”H皓r三”懈坶加H弛弱\n福建农林大学硕士学位论文致谢本文是根据本人多年来从事节水灌溉技术的实际工作经验，结合研究生的理论学习进行思考与梳理，并提出一些观点和想法，作为本人在福建农林大学农业推广硕士专业学位学习的毕业论文，由于本人的水平所限，难免有不尽人意之处，恳请专家学者及有关人士批评指正。本文是在导师林文雄博导、教授的精心指导和悉心关怀下完成的，这篇文章中浸透着林教授的大量心血和汗水。在写作过程中还得到了何华勤博士的帮助并提出许多宝贵的修改意见。在选题立项、论文撰写等工作中福建农林大学作物学院的林彦铨博导、院|圭，郑容发书记、朱朝枝副教授、研究生处潘大仁博导、处长等也给予了很大的帮助。福建省水利厅陈向镇、福州电业局邓立等为本文搜集资料、打印校正也付出了艰辛的劳动，在此．澧向以上各位老师、亲人、友人和所有关心、帮助的人们表示衷心的感谢，并致以崇高的敬意!