摘 要：综述了我国近代以来农田水利发展的状况与研究进展，提出了我国现阶段不同灌溉技术形式的研究方向，对于目前节水灌溉工程中存在的问题进行了分析，并且给出了针对措施。提高农业用水利用率、发展计算机控制技术，是我国今后节水灌溉研究的发展方向。

　　关键词：节水灌溉；研究进展；存在的问题

　　中图分类号：S274 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.04.016

　　截至2010年，我国水资源总量为30 906亿m3，人均水资源量为2 310 m3[1]，仅相当于世界平均水平的25%，水资源供求矛盾十分突出。预计再经过20年发展，我国人口将达到16亿，在降雨和河川径流量不变的情况下，我国将成为国际公认的人均水资源量在1 700 m3标准以下的严重缺水国家，水资源危机已经相当严峻，农业用水也将受到严重影响。

　　我国的用水分为农业、工业、生活、生态用水4部分，从1997年到2010年，我国的农业用水量在61.3%～70%之间，占很大一部分比重。农业用水主要为灌溉用水，约占86%，而全国农田灌溉利用系数仅为0.4，美国、以色列等国家为0.7～0.8[2]。以2009年为例，我国农业用水量为3 723.1亿m3，灌溉损失量就达到1 921.1亿m3[1]，因此发展节水灌溉，提高水资源利用率，对于解决水资源危机有着显著的作用。

　　1 农田水利取得的成就

　　新中国成立以来，我国大力发展水利建设，使全国一半的耕地得到了灌溉保障，有效灌溉面积增长了4 442万hm2，因灌溉而增产的粮食约为12.8亿t[2]，保证了粮食的稳定供应，使我国以人均较少的土地，解决了10多亿人口的吃饭问题，其产生的经济效益十分显著。经过几十年的农田水利建设，我国的灌溉工程有了较大的发展。到2010年底，我国的灌溉面积为6 635.2万hm2，占耕地面积的49.58%，人均有效灌溉面积为0.045 hm2，共有机电排灌站43 987处，机井数为533.71万眼[1]。

　　2 我国节水灌溉技术研究进展

　　我国从1960年开始采用混凝土对渠道进行防渗，1970年开始进行管道灌溉，管道材料已从陶土管、水泥管发展到现在的PE管、PVC管[2]，在管道布置规划与施工方面也有很大进展。目前，我国的节水灌溉面积2 034.6万hm2，主要节水灌溉方式有喷灌、滴灌、波涌灌、涌泉灌等。

　　喷灌是将水加压后通过孔径较小的喷头形成水雾来灌溉的一种方式。我国学者在喷灌方面有大量的研究，姚素梅等[3]在小麦的分蘖、拔节、抽穗、成熟等时期做了与地面灌溉的对照试验，得出了喷灌的产量要高于地面灌溉的结论；并且姚素梅等[4]对小麦进行喷灌与地面灌溉的灌水试验时，用光合作用仪测定了喷灌与地面灌溉两种条件下的光合作用速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、大气CO2浓度、气孔导度、空气的温度与湿度等参数，得出了喷灌可以提高叶片光合作用能力，使得在“光合午休”期，气孔限制成为阻碍光合速率进一步提高的主要因素。王迪等[5]在喷灌和地面灌溉条件下对玉米、冬小麦近2年的对照试验，通过CO2系统分析仪进行了测定，得出了喷灌比地面灌溉更能降低作物的蒸腾量、改善田间小气候的结论。韩文霆等[6]对喷灌的5类均匀性系数进行了研究。戴雪迟[7]对山区喷灌的最佳规划面积、造价、压力分区做了研究，给自压喷灌工程设计提供了参考。由于喷灌系统需要加压设备，一般投资较大，因此，设计经济实用的喷灌加压设备仍是今后需要探讨的问题。

　　滴灌是通过输水管道和滴头，将水分肥料以滴水的形式送至作物根部的灌溉方法，我国在1974年引进墨西哥的滴灌设备，经过多年的发展，全国滴灌面积逾1.3万hm2。在滴灌方面，方怡向等[8]对滴灌条件下棉花的根系分布进行了研究，指出滴灌水量可影响棉花生物量在根系中的分配，适当减少滴灌水量，可增加棉花细根的数量和长度，促进细根生长。王贺辉等[9]对滴灌条件下温室番茄的滴灌制度进行了试验，得出了温室番茄的需水规律为前期小、中期大、后期小，最大需水强度为6.1 mm·d-1，日均耗水强度为5.5 mm·d-1，温室番茄在苗期、开花期、结果期适宜的灌水定额分别为10～15 mm、15～25 mm、20～30 mm；同时得出了滴灌能提高番茄果品质量的结论。高杨等[10]通过3年春小麦生长情况与产量的观察，得出了在滴灌比地面灌溉更高产的结论。王秀康等[11]确定了滴灌毛管水头损失系数，使毛管水力计算更加简便。金玉洁等[12]对山区滴灌的规划设计做了分析，得出了压力模式是滴灌工程设计布局的重要因素。滴灌没有蒸发损失和深层渗漏，但其出流量小，滴头极易被颗粒堵塞，对净化设备有一定要求。今后研发抗堵塞性能高的滴头仍是一大任务。

　　波涌灌是用间歇供水的方式，在表层土体气孔封闭形成致密层后，使水推向更长的沟（畦），以达到均匀灌溉的目的。在波涌灌溉方面，刘玉林[13]对波涌灌溉水流的水力梯度、表层土壤固结度、土粒的沉积运动做了分析，得出波涌灌是节水明显的灌溉方式。谢崇宝等[14]对波涌阀与自控装备进行研究，并对其进行了田间性能测试，证明了该设备满足波涌灌水要求，适用于田间灌溉。高昌珍等[15]对波涌灌溉进行了田间试验，得出了灌水要素优化组合，并建立了多目标优化组合模型。对于波涌灌的核心控制设备波涌控制器的研发仍是一大难点，是我国学者进一步研究的方向。

　　涌泉灌是由中国农业大学自主研制的一种灌水方式，主要应用于果树、经济林的灌溉，它是由灌溉管网和代替滴头的4 mm微管将水送入绕树环沟中，环沟储存水分并缓慢入渗到树木根系中，具有入渗均匀、灌水效率高、投资少、管理方便等优点。在涌泉灌方面，我国学者也取得了很大的成就，郑耀泉等[16]提出了涌泉灌结构、设计方法、环沟设计公式，并对涌泉灌进行了投资分析，认为涌泉灌比喷灌、滴灌投资少，是一种适合我国国情的节水灌溉模式。李波等[17]通过在涌泉灌条件下温室甜椒的灌溉制度试验，得出甜椒在苗期、开花期、坐果期、结果期的适宜灌水定额分别为15，22，22，22 mm，灌水次数分别为2次、8次、8次、8次，整个生育期总的灌水量为200.64 mm。张芮等[18]对葡萄不同生长期进行涌泉灌亏缺灌溉试验，得出了成熟期进行亏水灌溉可提高果实含糖量，使果品质量更优良的结论。吴普特等[19]进行了涌泉根灌技术的研究，并对涌泉根灌进行了水力性能测试，得出了该灌水器合格且流态系数小于0.5的结论，因该装置管道均埋于地下，使系统能使用时间提高到20年。由于由计算机控制电磁阀的涌泉灌溉技术刚刚起步，对于电磁阀的信号传输有一定的距离要求，面积过大的灌区需要多个控制室来控制，设计远距离控制的涌泉灌溉技术是今后研究的重点。

　　我国在农业节水技术方面主要有采用先进灌溉技术、进行合理的布局与规划、制定合理灌溉制度、改进落后输水技术等措施。在灌区规划上，要合理布局、准确设计；在工程上，要按图施工，保证施工质量；在灌水方式上，要考虑适合当地地理条件并且适合作物的灌水方式。

　　3 我国节水灌溉存在的问题

　　3.1 规划设计技术落后

　　由于农田水利工程项目较小，一般设计任务都由当地群众自行规划，由于欠缺经验，一些项目存在流量设计、轮灌划分、控制面积设计不合理的情况，使建成后的工程不能充分发挥效益，特别对于一些偏远地区，先进的设计经验难以传播到当地，部分工程没有经过精确地测量规划，导致其布局不合理，严重影响了当地农业的发展。

　　3.2 管理不到位

　　一些正在建设的节水灌溉工程，由于没有专业的第三方机构与人员监理，导致很多工程施工达不到设计要求，工程质量难以保证。很多已建成的农田水利工程，由于缺乏正确管理，已年久失修。很多渠道灌溉地区，由于无人管理，渠道早已出现了严重的渗漏跑水现象，造成了“有人建，没人管”的情况。

　　3.3 灌溉用水严重浪费

　　大多数农村灌溉采用抽取地下水的方式，一般灌溉水量没有统一标准，很多农民凭自身经验决定，导致了过量灌溉，浪费了水资源。在井灌区，由于对地下水的抽取，我国海河平原地区出现了大范围下降漏斗，使地面发生沉降，北京、天津的地面沉降最大达到2 m[2]。

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