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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：我国农田水利节水技术与措施分析
学习中心：
层 次： 专科起点本科
专 业： 水利水电工程
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2021 年02月06日
我国是一个水资源极为短缺的国家，近年来国家十分重视节水措施，提出建设节水型社会的目标，并且加大节水项目投资力度，发展节水是政策的要求也是现实的需要。本文以我国农田水利节水技术与措施方面分析了我国农业节水的利用率低，农业用水浪费严重以及投入力度不够等问题。结合实际案例，从思想认识上、理论认识、综合集成商、投资力度等问题上研究我国农业节水技术措施中存在的不足。从多方面分析了问题产生的原因：社会公众对节水意识淡薄，农业用水浪费严重；投资力度的不够；节水灌溉技术的落后以及节水灌溉技术培训不到位等。并针对我国农业节水技术与措施存在的问题提出：1.加强宣传力度，建立健全节水法规制度，提高节水意识。2.加大国家和政府投入力度。3.合理对待节水技术，重视技术服务等方面的合理化建议。
关键词：农田水利；节水灌溉；节水措施
目 录
目前，我国用水大户仍然是农业用水约占20%，而农业用水的90%是灌溉用水，因此节水的重点放在农业用水上是势可必行的。我国是一个水资源极为短缺的国家。因各地区处于不同的水文并受季风气候影响，降水在空间、时间分布上极不平衡。随着我国环保形势日益严竣，目前水污染严重以及水质型缺水更加剧了水资源的短缺。在我国水资源日益紧张的今天，研究农田水利节水技术，促进农田水利节水建设，为节约水资源，保护环境，促进人与自然和谐发展具有十分重要的现实意义。近年来，农业节水技术发展很快，但是也同时存在水资源利用率低，农业用水浪费严重的问题，首先是水污染严重，制约了农业可持续发展。随着社会经济的迅速发展，工业用水和城镇供水的比例日益增加，农业用水将进一步被挤占，优质和较优质的水资源将转向非农业供水，农业灌溉可用水量越来越少，这就更需要有好的农田水利节水技术与措施，使在有限的农业灌溉用水量得到最在限度的使用。本文从农田水利的节水分析，以及从农田水利的节水技术着手，分析我国当着的节水灌溉新技术及农业节水措施，并就存在的问题和不足，简单了提出了解决的办法和措施。
1.1 农田水利节水概述
所谓节水就是要充分合理利用各种可用水源，采取水利、农业、管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率最高以及效益最佳。
多年来，农业节水技术的研究一直是世界各国节水研究的重点。目前可采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物(生理)节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:一是减少灌溉渠系(管道)输水过程中的水量蒸发与渗漏损失，提高农田灌溉水的利用率；二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失，在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量；三是减少农田土壤的水分蒸发损失，有效地利用天然降水和灌溉水资源；四是提高作物水分生产效率，减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗，获得较高的作物产量和用水效益。
现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术，具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题，也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言，需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起，以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物质量-经济产量的转化循环过程作为研究主线，从水分调控、水肥祸合、作物生理与遗传改良等方面出发，探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面，现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持，来建立适合国情的技术体系。
图1.1 小麦-玉米一体化节水高产优质栽培技术体系
近年来，尽管农业节水技术发展很快，但问题也存在很多，目前我国农业一方面缺水，另一方面又存在用水浪费的普遍问题，水的利用效率仅为30%－40%左右，单方水粮食生产能力只有1KG左右。我国喷灌、徽灌等先进节水措施的灌溉面积仅占总灌溉面的5.6%，从国内和我国各地的实践经验看，凡是采用先进的节水灌溉技术，都可获得十分显著的节水效果。农业灌溉节水潜力巨大，通过普及节水灌溉新技术和提高灌溉水的利用率，无疑是解决用水危机，缓解我国水资源供需矛盾的有效途径。进入21世纪，我国的需水量仍将持续增长，所以我国农田水利节水技术与措施仍是一个重点。
（1）节水农业存在的主要问题
1）缺乏指导节水农业发展的宏观区划和规划
当前我国发展节水农业仍带有一定的盲目性。具体表现在有些地方不顾客观规律、不考虑本身条件，而是按主观愿望办事，在那些适合某种节水农业措施或已有某种节水农业措施的地方，不作周密分析，不按经济规律办事，又去发展另一种节水农业措施；在那些水源极为贫乏，开采难度很大而适合发展雨养农业的地方，却不顾一切建设节水灌溉工程；或不考虑自身经济实力和农民接受能力，一味追求高新技术，造成盲目投入或重复投入等不良后果。究其原因，主要是缺乏指导节水农业发展的宏观区划和规划。各种节水农业措施都有其一定的适用范围，应根据当地的自然条件、社会经济情况而定。因此，极有必要从宏观上在全国范围内研究节水农业发展的规模、类型、标准、潜力、效益和政策等问题，为决策提供系统的科学依据。
一个国家或地区，采取什么技术路线和战略措施实现节水农业，对节水农业发展关系极大，必须对与节水农业有关的各种自然因素、技术因素和社会因素进行综合的分析论证，并在此基础上作出总体规划，以指导我国节水农业的发展。自然条件主要包括土地条件、气候条件和水资源条件。如在土地条件中，坡度大的山区丘陵区、土壤渗透性大的地区都适宜发展喷灌，而平原地区、特别是井灌区宜发展管道灌溉和渠道防渗。在气候条件中，多风地区不适宜发展喷灌，气候特别干燥蒸发很大的地区，必须认真考虑喷灌蒸发损失的问题。水资源条件主要考虑缺水程度，在严重缺水又需要发展灌溉的地区，应选择节水率高的先进节水灌溉技术，如喷灌或滴灌。技术因素包括采用何种节水灌溉技术，当前可供选择的有对传统的地面灌溉技术进行改造，如在井灌区实现管道输水，渠灌区衬砌渠道，大畦改小畦，采用节水灌溉制度等；运用新的灌水技术如喷灌、微灌、膜上灌及波涌灌等；采用综合节水技术，即在灌溉中同时采用工程、生物、管理等措施使之更加节水，如在实行灌溉的同时，选用耐旱品种、培肥改土、田面覆盖、加强用水管理等可较大幅度提高灌溉水的利用率。社会因素主要应考虑灌溉发展的历史背景、作物布局、国力与经济水平以及科学管理能力。在国外，无论是发达国家或是发展中国家，都对发展节水农业的宏观决策很重视，结合本国的特点确定了不同的发展模式。埃及、印度、巴基斯坦等国灌溉规模很大，以引地表水灌溉为主，但国力有限，走的是改造更新传统的灌溉系统，发展节水地面灌溉技术为主的道路。以色列、沙特阿拉伯、阿曼等国，灌溉规模较小，水源短缺，但经济实力很强，则以喷灌、滴灌等高新技术作为其实现节水灌溉的技术路线。美国、前苏联等国，地面灌溉规模宏大，且经济实力与技术实力雄厚，既注意改造原有的地面灌溉系统，又大规模发展喷、滴灌等先进技术，既注意发展节水灌溉工程技术，又注意结合灌溉采用农业措施和用水管理措施，走的是综合节水农业的新路。
根据我国的国情，发展节水农业到底应走一条什么样的道路，同样必须进行深入的研究，因此极有必要在全国范围内研究制定节水农业规划，以便针对我国的特点，对不同类型区实行分类指导，提出发展节水农业的总体规划，避免在发展上产生盲目性。
规划要在区划的指导下进行，计划要根据规划来安排，可通过调查研究，先制定节水灌溉区划，然后在区划的基础上，根据国民经济对节水农业发展的要求，进行分析研究后，再制定节水农业规划。节水农业规划的内容包括：（1）通过水资源、土地资源、作物结构、产量水平、需水量、灌溉农业现状及发展预测等因素的分析，分区评价水土资源的平衡状况和节水农业的必要性，以及节水农业应达到的程度和规模。（2）通过对灌区历史和现状的调查，研究现有灌区的特点、形式及对发展农业生产的作用，分析灌区面临的问题以及农业生产发展对灌溉的要求。（3）统一节水农业的衡量指标及其定义，确定指标的定量，研究制定我国现阶段应参照的节水农业标准体系。（4）通过对水土资源平衡和农业发展要求、技术水平、管理水平、节水的投入产出、社会、经济、生态效益以及各种节水农业模式的已有经验等诸因素的论证评价，提出选择确定节水农业途径的原则及分析程序。
（5）根据节水农业的特点，研究确定分区要素和指标，进行节水农业分区，以指导各个不同类型区节水农业的发展。（6）根据我国农业生产的长远发展要求，充分考虑制约节水农业发展的因素，制定节水农业的规划，提出今后一定时期内，我国节水农业需要发展的规模和相应的投入。（7）提出今后发展节水农业的对策建议。
2）没有一个统一的可操作的节水农业标准和定量指标体系
尽管目前采取的节水农业技术措施很多，但节水节到什么程度才算节水，效益高到什么程度才算高效，用哪些指标来衡量，国内外都没有一个统一的标准。当前国内大多以工程形式来定，如实行喷、微灌、渠道防渗、管道输水或大畦改小畦即为农业高效用水。由于没有一个定量的概念，工程之间的标准相差很远。有的地方将喷灌机拥有量乘上理论控制面积即为喷灌工程面积；有的管灌工程亩均管长只有2~3ｍ地埋管，有的甚至1ｍ也没有，全部为地面软管；渠道防渗到达什么程度才算合格也无法衡量。有不少所谓节水工程，由于片面追求降低投资，工程非常简陋，节水效果甚微；有的只采取某种单项技术措施，虽然少用了灌溉水，但效益提高不大。这些都给发展节水农业宏观决策带来一种虚假的印象，即发展节水农业只需很少的投入。如果不能用科学实事求是的方法反映节水农业的标准，将会给全国统筹安排带来困难，直接影响到节水农业的投入产出的效益。当前我国大规模发展节水农业的计划正在起动，为指导全国节水农业的健康发展，保证节水农业工程的质量，制定我国节水农业指标体系是当务之急。
由于节水农业包含从水源到输配水、灌水、管理及作物耗水等环节，我国地域辽阔各地的自然条件又差异较大，节水农业的形式和规模亦不相同，因此节水农业绝不能用单一指标来衡量，应该是一个体系，包含有一整套相互之间有联系的指标内容。又由于节水农业高效用水的程度不仅与国民经济对农业发展的要求有关，而且更与国力有关，即受国家和农民发展节水农业高效用水的投入能力制约。因此节水农业高效用水指标应有阶段性，随着国家的经济水平和技术水平的提高，指标也跟着提高。考虑到我国目前的国情，节水农业高效用水指标体系中不宜设指标过多、过繁以便于操作；指标不宜定得过高，以便大多数地区通过努力可以达到。通过对已有资料的分析研究，可按照用水指标、工程指标和效益指标三个层次建立节水农业高效用水指标体系，这些指标包括：（1）用水指标。是直接衡量节水农业节约用水程度的指标。当前我国采用的节约灌溉用水的技术措施有工程技术措施和非工程技术措施两种。对于工程技术措施而言应包括输水技术和田间灌水技术两部分，即水从水源经渠道或管道进入田间入口的输配水技术；又从田间入口进入到作物根系层的灌水技术。灌溉时的水量损失主要有：①渗漏损失，包括各级渠道（管道）渗漏（输水损失）和田间深层渗漏等。影响渗漏损失因素主要是水文地质条件，土壤的透水性能、渠道衬砌或管材的材质及接缝（接头）的密封性，以及渠道或管道的水力要素等；②蒸发损失，渠道中的蒸发损失较小，约占其渗漏损失的1/20～1/50；田间蒸发损失则较大，与土壤特性、气候特性、作物覆盖程度及土壤含水量有关；③田面流失，灌溉水引入田间后，由于水流过大，灌水沟、畦规格与灌溉水流不相适应，水稻田的田埂不坚固，或采用不合理的灌水方法等，都会造成田面流失；④泄水流失，主要由于配水工作与田间灌水工作不协调，控制建筑物不完整以及不良的灌水习惯（如夜间不灌溉、长流水的串流等）所造成；⑤渠堤的决口或管道破裂跑水损失，由于质量不好，或超过安全流量（压力），以及巡护检查不周所造成。最直接反映工程技术措施节约用水程度的指标是灌溉水利用水系数，系数愈大灌溉用水的效率就愈高。非工程技术措施即是针对作物的需水特性，在不降低单产或总产的前提下，在作物的某几个或某个生育期减少或不供给灌溉水或改变供水的方式，以达到节约灌溉用水的目的。直接反映非工程技术措施节约用水程度的指标是作物的节水灌溉定额。
（2）工程指标。是间接衡量工程技术措施节约用水程度的指标，即在无法或不易确定灌溉水利用系数时，如何用相应的工程指标来代替。当前我国常用的农业高效用水工程技术有渠道防渗、低压管道输水、喷灌、微灌、平整土地划小畦块、膜上灌、坐水点种以及水稻灌溉中取消串灌等措施。通过对这些高效用水工程技术措施的典型测定，可以找出达到一定灌溉水利用系数时所需的工程标准，以此作为判断农业高效用水技术的指标，具有操作性强、农民易掌握的优点，是制定节水农业指标体系的重点。可考虑用渠道防渗衬砌率、亩均低压管道长度、田间灌溉工程技术要求等指标来表示。
（3）效益指标。是直接衡量节水农业效益的指标，节水农业的效益主要表现在用较少的水投入取得较高的农作物产量和净产值。农作物的高产除和用水有密切关系外，还依赖于良种、施肥、耕作栽培和管理，因此反映产量的效益指标应能体现节水农业综合技术措施的作用，可考虑用水分生产率来表示。农作物的净产值直接取决于投入和产出，与采取的节水农业技术措施、种植农作物的种类以及管理水平有关，亦是反映某个地区、某种作物采用某种高效用水技术措施是否合算的主要指标，可用效益费用比来表示。
1.2 农田灌溉用水量
为满足作物正常生长需要的灌溉水量和渠系输水损失以及田间灌水损失水量之总和称为灌溉用水量。需从水源引入的灌溉水量，包括作物正常生长所需灌溉的水量、渠系输水损失水量和田间灌水损失水量。灌区作物所需的灌溉用水量。以万m3计。可分一个时段的及整个生育期的灌溉用水量。前者常按月、旬划分时段统计，可得灌溉用水过程，即按作物的灌溉制度；在各时段内作物的灌水定额乘以种植面积即得各时段的净灌溉用水量，其和就是整个生育期的净灌溉用水量。如计入灌溉系统的输水损失，即得毛灌溉用水量。有了各年的灌溉用水量，就可与各年来水配合进行调节计算，据此确定可灌面积和水库库容。
1.3 农业节水水平与效率
农业节水水平与节水灌溉率、农业灌溉水利用系数和灌溉定额等有关。农业节水效率主要以单位体积水的粮食产量体现。农业节水水平与节水灌溉率、农业灌溉水利用系数成正比，与灌溉定额成反比，农业灌溉水利用系数、节水灌溉率系数越大，灌溉定额越小，农业节水水平越高，反过来，农业节水灌溉率、农业灌溉率、农业灌溉水利用系数越小，灌溉定额越大，农业节水水平越低。单位体积水的粮食产量大，农业节水效率越高，反过来，单位体积水的粮食产量越小，农业节水效率越低。
1.4 存在的主要问题
近年来农业节水技术发展很快，但是也同时存在水资源利用率低，农业用水浪费严重的问题。
1.思想认识上的问题
首先是社会公众，对水危机和节水意识淡薄。农户传统的用水观念认为水资源取之不尽，用之不竭。缺乏保护水资源和水环境的意识。再者对于节水农业综合系统的认识不够全面，认为就是节水灌溉农业，忽视节水管理及其配套的政策法规的重要作用，有时候浪费了人力、物力和财力，却不能实现水资源的持续利用，达不到节水的最终目标。
其次，对于节水农业综合系统的认识不够全面，认为就是节水灌溉农业，忽视节水管理及其配套的政策法规的重要作用，这种狭义的节水观念不利于区域水资源的整体、高效、持续利用，不利于节水农业的全面推广；对节水灌溉的认识也极为片面，认为节水灌溉就是喷灌和滴灌。致使在节水推广中对新的灌溉技术盲目崇拜，而对节水新技术的适用范围(水资源条件、自然条件、作物及经济实力等)及投入与产出效益比缺乏充分研究，搞不切实际的节水灌溉，以至于浪费了人力、物力和财力，却不能实现水资源的持续利用，达不到节水的最终目标。
2.理论认识上的偏差
主要表现在：(1)节水农业看技术含量，认为高新节水技术才是节水，而那些技术实用性强，效率比较高的“土”技术没有得到足够的重视；(2)注重工程节水，忽视农艺节水，主要表现在将节水农业等同于农业工程节水，把节约水在输送和灌溉过程中的浪费作为主要技术内容，节水农业技术应包括农艺、工程和管理技术，是一项复杂的系统工程，是综合利用各种农业节水措施的技术集成；(3)节水灌溉农业和旱作节水农业分离，目前由于管理的原因，在节水灌溉农业和旱作农业方面存在分工，水利部门基本注重灌区，农业关注旱区，两者有不相往来的趋势，旱作节水与灌区节水发展不平衡，制约了节水农业的发展。
3.综合集成上的不足
目前在我国节水农业发展过程中，往往只注意单项的工程技术如渠道防渗、低压管道输水、喷灌和微灌的推广，缺乏将这些技术和农业措施紧密结合的综合集成技术，导致单一技术的推广出现困难。工程节水技术与非工程节水技术相结合，形成高度集成的综合节水技术体系是当前节水农业技术发展的方向，也是许多国家研究的热点。
4.投资力度上的不够
发展节水农业要以一定的资金投入为前提。据有关部门估算，在较高标准的
