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摘要：随着科学技术的发展，在水资源短缺的压力下，节水灌溉技术以节水、有效的优势已逐步代替传统灌溉走进了人们的生活，但在灌溉技术发展的同时也存在一些弊端。通过分析灌溉技术的起源与发展以及灌溉技术的分类，并结合生活实际，分析节水灌溉的优势与弊端，并得出改进和创新方法。
关键词：节水灌溉；灌溉形式；存在问题；解决措施
1 节水灌溉的概况
1.1节水灌溉的来源
水是生命之源、生产之要、生态之基。我国淡水资源总量约为2.8万亿立方米，居世界第六位，但在众多土地和人口的压力下，人均水量只相当于世界人均占有量的1/4，已成为全球13个人均水资源最贫乏的国家之一[1]。除水资源缺乏以外，我国水资源分布不均，年际变化大等使水资源的供需矛盾突出。在水资源供需矛盾突出的同时，我国水资源利用方式却比较粗放，利用率低下。于是，加强水利基础设施建设，建设完善的灌溉排水工程体系，提高灌溉水利用效率，是我国建设节水型社会、缓解水资源供需矛盾的有效途径。
水是光合作用的基本原料，是一切植物组织的组成成分，维持蒸腾作用的耗水过程，水还是植物生长、发育、繁殖所依赖的最重要的生态因子之一。而人类的发展史从某种程度上说就是一部与水旱灾害的斗争史，在与水旱灾害斗争的过程中，人们逐渐了解了水旱运动的某些规律，掌握了一些拦河蓄水、筑渠引水、开畦灌溉的技术。公元前2000年前后，中国、埃及、印度以及古代的巴比伦等国已经有了修建灌溉系统的实践经验。我国春秋战国时期已经有了关于灌溉技术经验的文字记载，如《荀子·王制》中对于灌溉系统作用的说明，《管子·地员》中对于土壤、水分和作物种类与产量关系的阐述，《吕氏春秋·任地·辩土》中对开沟平地、冲洗盐碱等改良土壤的技术的论述[2]。
1.2节水灌溉的发展现状
目前，我国耕地面积为19.5亿亩，其中有效灌溉面积8.38亿亩，占耕地面积的43%。根据《中国水利年鉴2003》的统计数据，截至2002年底，我国农业节水灌溉面积为2.8亿亩，占有效灌溉面积的33.4%；其中喷灌和微灌面积3700万亩，占节水灌溉面积的13.2%，占有效灌溉面积的4.4%；低压管道输水灌溉面积6235万亩，占节水灌溉面积的22.3%；其余为渠道防渗灌溉控制面积，占节水灌溉面积的64.5%[3]。
从以上数据可以看出，有57%的耕地仍面临无法灌溉的问题，而且，节水灌溉技术未能全部普及，66.6%的有效灌溉土地依然使用传统的灌溉方式，水的利用率较低。在不断发展的今天，节水灌溉在一定程度上能够提高水的利用率和节约水资源，但是，一些耕地无法引进灌溉技术和节水灌溉技术没有普及的问题对现代灌溉仍是巨大挑战，如何解决现代节水灌溉存在问题是当下的奋斗目标。
2 节水灌溉形式及存在问题
2.1渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式，而渠道渗流问题对灌溉效率产生极大影响。目前我国渠系水利用系数平均不到0.5，低于美国、日本、巴基斯坦等国家。据统计，全国渠系年输水损失为1730亿m3左右，为全国用水量的33%[4]。所以为了增加水的利用率，减少输水损失，渠道防渗在节水灌溉方面不可缺少。
渠道防渗技术的优势在于可以提高水利用系数，增加灌溉水的利用率。但是在防渗材料的选择、防冻胀技术的运用、衬砌结构的形式、施工技术等方面，渠道防渗技术存在一些问题。在防渗材料的选择上：土料资源丰富，技术简单，造价低，但渠道允许的流速低，抗冻性差；水泥土取材方便，防渗性能好，但早期强度低，抗冻性差；砌石抗冻性好，取材方便，耐磨能力高，但造价较高，施工较难；混凝土强度高、粗糙程度低，便于施工管理，但变形能力差，部分地区造价高；膜料变形能力强，质量轻，施工方便，耐腐蚀性能好，造价低，但膜料容易被破坏。在防冻胀技术应用上：可以采用处理渠道地基和选择合理的衬砌结构来增强防冻胀能力，但防治技术比较单一，不能完全解决冻胀破坏问题。在衬砌结构形式上：梯形断面的渠道施工简单，但抗冻性差；U形、弧形底梯形的渠道防渗效果好，结构稳定性强，适应冻胀变形能力强，但适应条件比较单一。在施工技术上：施工技术比较落后，机械化施工没有普遍应用。
2.2低压管道输水灌溉
低压管道输水就是以管道代替明渠来进行输水，并通过一定的压力将灌溉水由分水设施输送到田间的一种输水工程措施。与传统灌溉相比，管道输水具有节水、节地、省工、减少能耗、控制方便等优点，成为节水灌溉技术中的重要措施。
我国自20世纪50年代开始尝试低压管道输水灌溉技术的开发应用。到2003年底，全国低压管道输水灌溉面积已达448万hm3，覆盖全国25个省市自治区[5]，在缓解我国北方地区农业用水矛盾，实现井灌区农业可持續发展方面起到了重要作用。尽管低压管道输水灌溉发展较快，但仍存在一些问题，如缺乏严格规范的标准，缺少相关的材料和设备，投资少，设备利用率低等。
2.3喷灌和滴灌
随着节水灌溉技术的发展和普及，喷灌和滴灌技术得到了很大的应用与推广。喷灌是把有压水通过压力管道送到田里，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田的一种高效节水灌溉方式。滴灌是通过干管、支管、毛管和毛管上的滴头，在低压下向土壤持续、缓慢地滴水直接向土壤提供水分、肥料等的灌溉方式。在当代社会，喷灌和滴灌具有节水、省力、提高水的利用率、适应环境等优点而被广泛应用，但喷灌和滴灌仍面临着造价高，设备性能不够好，国内生产技术落后，国家投资低等问题，这些问题影响着喷灌和滴灌技术的发展。
3 节水灌溉技术的改善与创新
节水灌溉技术代替传统灌溉走进了人们的生活，在一定程度上解决了我国水资源短缺、水资源利用率低的问题，但在实践过程中仍存在一些问题，所以，改善和创新节水灌溉技术是进一步解决水资源问题的必要措施。具体措施如下：
（1）增强推广力度，并提供资金支持。我国有大于一半的土地未能灌溉，有大多数土地仍使用传统灌溉方式，如果这些土地都能使用节水灌溉方式，势必会大大减少水资源的损耗。国家加强投资和推广，会促进各个地方发展节水灌溉，进而促进节水灌溉的普遍应用。
（2）探索低能耗、高效率的创新设备，使用新能源。随着科技的发展，目前存在的灌溉技术存在一些弊端，这就要求我国相关企业改进技术条件，不断研究新技术，如可以推行土地湿度控制灌溉技术，当土壤的湿度达到一定标准时进行自动灌溉，这种灌溉技术减小了水资源的浪费，而且更加适合作物生长，提高产率。灌溉设备的运行过程，需要用到电和其他能源增加了能源的消耗，所以，可以采用风能和其他清洁能源来进行灌溉设备的运行。
（3）将不同的节水灌溉技术相结合。我国地形条件和气候条件复杂，各个地区适应的灌溉方式也不同，如我国北方天气寒冷，这就要求使用抗冻性较强的材料，所以应针对不同地区的环境条件使用不同的灌溉方式。在某些情况下单一的灌溉方式不能解决灌溉问题或者水资源利用率低，使用两种或以上灌溉方式结合的方法可以提高水资源利用率。
参考文献：
[1]贾宏伟，郑世宗.灌溉水利用效率的理论、方法与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2013
作者简介：
任浩克（1994.05.06-），男，汉族，河南省洛阳市，身份证号410381199405064013，本科生，研究方向：水利水电工程.
李蒙蒙（1996.01.08-），女，汉族，吉林省长春市，身份证号220182199601082729，本科生，研究方向：水利水电工程.
关键词：节水灌溉；灌溉形式；存在问题；解决措施
1 节水灌溉的概况
1.1节水灌溉的来源
水是生命之源、生产之要、生态之基。我国淡水资源总量约为2.8万亿立方米，居世界第六位，但在众多土地和人口的压力下，人均水量只相当于世界人均占有量的1/4，已成为全球13个人均水资源最贫乏的国家之一[1]。除水资源缺乏以外，我国水资源分布不均，年际变化大等使水资源的供需矛盾突出。在水资源供需矛盾突出的同时，我国水资源利用方式却比较粗放，利用率低下。于是，加强水利基础设施建设，建设完善的灌溉排水工程体系，提高灌溉水利用效率，是我国建设节水型社会、缓解水资源供需矛盾的有效途径。
水是光合作用的基本原料，是一切植物组织的组成成分，维持蒸腾作用的耗水过程，水还是植物生长、发育、繁殖所依赖的最重要的生态因子之一。而人类的发展史从某种程度上说就是一部与水旱灾害的斗争史，在与水旱灾害斗争的过程中，人们逐渐了解了水旱运动的某些规律，掌握了一些拦河蓄水、筑渠引水、开畦灌溉的技术。公元前2000年前后，中国、埃及、印度以及古代的巴比伦等国已经有了修建灌溉系统的实践经验。我国春秋战国时期已经有了关于灌溉技术经验的文字记载，如《荀子·王制》中对于灌溉系统作用的说明，《管子·地员》中对于土壤、水分和作物种类与产量关系的阐述，《吕氏春秋·任地·辩土》中对开沟平地、冲洗盐碱等改良土壤的技术的论述[2]。
1.2节水灌溉的发展现状
目前，我国耕地面积为19.5亿亩，其中有效灌溉面积8.38亿亩，占耕地面积的43%。根据《中国水利年鉴2003》的统计数据，截至2002年底，我国农业节水灌溉面积为2.8亿亩，占有效灌溉面积的33.4%；其中喷灌和微灌面积3700万亩，占节水灌溉面积的13.2%，占有效灌溉面积的4.4%；低压管道输水灌溉面积6235万亩，占节水灌溉面积的22.3%；其余为渠道防渗灌溉控制面积，占节水灌溉面积的64.5%[3]。
从以上数据可以看出，有57%的耕地仍面临无法灌溉的问题，而且，节水灌溉技术未能全部普及，66.6%的有效灌溉土地依然使用传统的灌溉方式，水的利用率较低。在不断发展的今天，节水灌溉在一定程度上能够提高水的利用率和节约水资源，但是，一些耕地无法引进灌溉技术和节水灌溉技术没有普及的问题对现代灌溉仍是巨大挑战，如何解决现代节水灌溉存在问题是当下的奋斗目标。
2 节水灌溉形式及存在问题
2.1渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式，而渠道渗流问题对灌溉效率产生极大影响。目前我国渠系水利用系数平均不到0.5，低于美国、日本、巴基斯坦等国家。据统计，全国渠系年输水损失为1730亿m3左右，为全国用水量的33%[4]。所以为了增加水的利用率，减少输水损失，渠道防渗在节水灌溉方面不可缺少。
渠道防渗技术的优势在于可以提高水利用系数，增加灌溉水的利用率。但是在防渗材料的选择、防冻胀技术的运用、衬砌结构的形式、施工技术等方面，渠道防渗技术存在一些问题。在防渗材料的选择上：土料资源丰富，技术简单，造价低，但渠道允许的流速低，抗冻性差；水泥土取材方便，防渗性能好，但早期强度低，抗冻性差；砌石抗冻性好，取材方便，耐磨能力高，但造价较高，施工较难；混凝土强度高、粗糙程度低，便于施工管理，但变形能力差，部分地区造价高；膜料变形能力强，质量轻，施工方便，耐腐蚀性能好，造价低，但膜料容易被破坏。在防冻胀技术应用上：可以采用处理渠道地基和选择合理的衬砌结构来增强防冻胀能力，但防治技术比较单一，不能完全解决冻胀破坏问题。在衬砌结构形式上：梯形断面的渠道施工简单，但抗冻性差；U形、弧形底梯形的渠道防渗效果好，结构稳定性强，适应冻胀变形能力强，但适应条件比较单一。在施工技术上：施工技术比较落后，机械化施工没有普遍应用。
2.2低压管道输水灌溉
低压管道输水就是以管道代替明渠来进行输水，并通过一定的压力将灌溉水由分水设施输送到田间的一种输水工程措施。与传统灌溉相比，管道输水具有节水、节地、省工、减少能耗、控制方便等优点，成为节水灌溉技术中的重要措施。
我国自20世纪50年代开始尝试低压管道输水灌溉技术的开发应用。到2003年底，全国低压管道输水灌溉面积已达448万hm3，覆盖全国25个省市自治区[5]，在缓解我国北方地区农业用水矛盾，实现井灌区农业可持續发展方面起到了重要作用。尽管低压管道输水灌溉发展较快，但仍存在一些问题，如缺乏严格规范的标准，缺少相关的材料和设备，投资少，设备利用率低等。
2.3喷灌和滴灌
随着节水灌溉技术的发展和普及，喷灌和滴灌技术得到了很大的应用与推广。喷灌是把有压水通过压力管道送到田里，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田的一种高效节水灌溉方式。滴灌是通过干管、支管、毛管和毛管上的滴头，在低压下向土壤持续、缓慢地滴水直接向土壤提供水分、肥料等的灌溉方式。在当代社会，喷灌和滴灌具有节水、省力、提高水的利用率、适应环境等优点而被广泛应用，但喷灌和滴灌仍面临着造价高，设备性能不够好，国内生产技术落后，国家投资低等问题，这些问题影响着喷灌和滴灌技术的发展。
3 节水灌溉技术的改善与创新
节水灌溉技术代替传统灌溉走进了人们的生活，在一定程度上解决了我国水资源短缺、水资源利用率低的问题，但在实践过程中仍存在一些问题，所以，改善和创新节水灌溉技术是进一步解决水资源问题的必要措施。具体措施如下：
（1）增强推广力度，并提供资金支持。我国有大于一半的土地未能灌溉，有大多数土地仍使用传统灌溉方式，如果这些土地都能使用节水灌溉方式，势必会大大减少水资源的损耗。国家加强投资和推广，会促进各个地方发展节水灌溉，进而促进节水灌溉的普遍应用。
（2）探索低能耗、高效率的创新设备，使用新能源。随着科技的发展，目前存在的灌溉技术存在一些弊端，这就要求我国相关企业改进技术条件，不断研究新技术，如可以推行土地湿度控制灌溉技术，当土壤的湿度达到一定标准时进行自动灌溉，这种灌溉技术减小了水资源的浪费，而且更加适合作物生长，提高产率。灌溉设备的运行过程，需要用到电和其他能源增加了能源的消耗，所以，可以采用风能和其他清洁能源来进行灌溉设备的运行。
（3）将不同的节水灌溉技术相结合。我国地形条件和气候条件复杂，各个地区适应的灌溉方式也不同，如我国北方天气寒冷，这就要求使用抗冻性较强的材料，所以应针对不同地区的环境条件使用不同的灌溉方式。在某些情况下单一的灌溉方式不能解决灌溉问题或者水资源利用率低，使用两种或以上灌溉方式结合的方法可以提高水资源利用率。
参考文献：
[1]贾宏伟，郑世宗.灌溉水利用效率的理论、方法与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2013
作者简介：
任浩克（1994.05.06-），男，汉族，河南省洛阳市，身份证号410381199405064013，本科生，研究方向：水利水电工程.
李蒙蒙（1996.01.08-），女，汉族，吉林省长春市，身份证号220182199601082729，本科生，研究方向：水利水电工程.