干部學習資料：農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水設計方法

目錄/提綱：……
第一、農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水設計方法主要講一些基本概念和設計的理念和方法
一、設計方法
第二、農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水的設計理念
第三、水平衡分析方法
第四、以耗水控制為核心的農(nóng)業(yè)節(jié)水設計方法
（一）農(nóng)業(yè)節(jié)水量的分類和定義
一、叫做灌溉取水節(jié)水量也可以叫毛節(jié)水量或者工程型的節(jié)水量
二、資源型節(jié)水量也就是世行強調的真實節(jié)水量，也可以簡稱為凈節(jié)水量
（二）農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水的設計理念
（三）區(qū)域水平衡分析
（四）關于以耗水控制為核心的農(nóng)業(yè)節(jié)水設計方法
二、結束語
……
農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水設計方法
劉 鈺
中國水利水電科學研究院水利所教授

首先把我們的理解和一些研究方法向大家做一個介紹。
有兩部分內容：
第一、農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水設計方法。主要講一些基本概念和設計的理念和方法。
第二、開發(fā)的模型工具，為資源性節(jié)水的設計服務的一些工具。
一、設計方法
第一、農(nóng)業(yè)節(jié)水量的分類和定義；
第二、農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水的設計理念；
第三、水平衡分析方法；
第四、以耗水控制為核心的農(nóng)業(yè)節(jié)水設計方法。
（一）農(nóng)業(yè)節(jié)水量的分類和定義
這部分主要講一些基本的概念和問題的來源。
1. 背景
美國80年代初就爭論一個問題，在加州地區(qū)通過發(fā)展噴灌、渠道防滲等等一些技術來提高灌溉水的利用率，到底能夠節(jié)省多少水，能不能節(jié)省加州水資源的短缺問題，進行了很多的爭論和研究。最后得出的結論是，只有減少不可回收流失的水量才能夠緩解當?shù)氐娜彼?br>同時在以色列也提出了農(nóng)業(yè)節(jié)水的方向是提高單方耗水量的產(chǎn)出效益。國內對這個問題也有很長時間的爭論，在幾年以前，國內對農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力的分析是這樣一個說法：農(nóng)業(yè)灌溉水量長期保持在3600—4000億的量，而灌溉水的利用系數(shù)當時只有0.4。一些觀點就認為，如果把灌溉水利用系數(shù)由0.4提高到0.7以上，灌溉的節(jié)水潛力就可以達到1200億到1500億。“九五”以來，隨著對農(nóng)業(yè)節(jié)水投入的增加，黃、淮海平原節(jié)水灌溉面積迅速擴大，灌溉水利用系數(shù)已經(jīng)由不足0.4提高到了0.6，灌溉取水量也明顯的減少了。
但是出現(xiàn)一個問題，發(fā)現(xiàn)這個地區(qū)的地下水連年超采的局面并沒有明顯的改善。同時也發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象在西部缺水地區(qū)，比如新疆、甘肅、陜西等資源性缺水地區(qū)都普遍存在。人們就產(chǎn)生了質疑，增加了這么多的節(jié)水投入，水到底節(jié)到哪里去了？為什么采取了這么多措施以后，地下水還是連年超采，水資源短
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比例，還有地下水系統(tǒng)的采補平衡；經(jīng)濟標準就是節(jié)水的邊際成本和投入產(chǎn)出比；現(xiàn)在更關注的是生態(tài)標準，要看地下水位的變化，會不會引起生態(tài)問題，還有地表水飲水量變化引起的生態(tài)問題，還有這個地區(qū)水肥鹽比例失調會不會引起一些生態(tài)問題，這都是在節(jié)水標準當中需要考慮的三個方面。
（二）農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水的設計理念
1. 節(jié)水的目的
節(jié)水的目的主要是解決當?shù)氐乃Y源短缺，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，保證經(jīng)濟社會和生態(tài)的協(xié)調發(fā)展。因此必須關注節(jié)水以后水資源量能不能滿足需求，不能盲目的發(fā)展節(jié)水或者是擴大灌溉面積。
怎么來設計節(jié)水的目標？就要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況。現(xiàn)在有這么幾種情況：一是節(jié)水增產(chǎn)增加資源的消耗；二是節(jié)水增產(chǎn)不增加資源的消耗。還有一些地區(qū)是節(jié)水保產(chǎn)減少資源消耗；另外有一些資源性缺水地區(qū)，可能就不得不采取節(jié)水減產(chǎn)，然后把水轉到效益更高的其他行業(yè)。設定一個地區(qū)的節(jié)水目標的時候，首先要跟當?shù)氐乃Y源和經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調，是什么樣的地區(qū)來設定最后節(jié)水要達到的目標，并不是說所有地區(qū)都是又節(jié)水又增產(chǎn)，這種是比較困難的，可能最后實際上的結果沒有達到真正的節(jié)水，反而是增加資源消耗都有可能。所以首先要對這個地區(qū)的水資源狀況有一個了解，然后設定節(jié)水的目標。
2. 節(jié)水措施
針對節(jié)水目標對節(jié)水措施也進行了分類。現(xiàn)在不能單純的采用工程性措施，要工程措施、管理措施和農(nóng)業(yè)措施結合。
（1）工程措施可能過去采用的比較多，比較了解的就是渠系輸水過程中的節(jié)水，比如渠道防滲、管道輸水，還有田間灌溉水過程中的節(jié)水，包括改進地面灌溉、平整土地、噴滴灌等等，另外還有像采取井渠結合的措施，在一些渠灌區(qū)也打一些井，采取井渠結合配套的方式，也可以達到降低地下水位、控制地下水位，減少淺水蒸發(fā)這種措施。
（2）管理措施主要包括改進灌溉制度，建立節(jié)水技術服務體系從而保證設計、施工還有商情預測報等等方面，還有改進水源管理，包括水資源的調配，改進管理_，改革政策法規(guī)，包括水價標準、水價政策等等。
（3）農(nóng)業(yè)措施包括耕作保墑、農(nóng)田覆蓋節(jié)水保墑，還有化學旱地籠、適水種植等等。
（4）現(xiàn)在提倡農(nóng)業(yè)節(jié)水必須是三大措施的結合，根據(jù)當?shù)氐那闆r適時的采取綜合性的措施。根據(jù)這些措施在選擇措施的時候要對措施的節(jié)水效果進行評估，這里給出了一些華北地區(qū)的一些措施的節(jié)水效果。比如說工程措施，節(jié)水重點主要是減少輸水過程中的滲漏損失和減少蒸發(fā)消耗以及提高渠系水利用系數(shù)，它的節(jié)水效果重點是提高渠系水利用系數(shù)，同時也能夠減少一些ET（耗水量），主要是渠系輸水過程中的耗水量。管道輸水也是可以起到這樣一個作用。
（5）改進地面灌溉主要是提高了田間灌溉水的利用系數(shù)，對減少耗水量作用是不明顯的。噴灌、滴灌也是這樣，滴灌除了提高灌溉水利用系數(shù)以后，很大的作用就是減少了無效的土面蒸發(fā)，所以減少耗水量的作用是非常明顯的。井渠結合主要是降低了地下水位，減少了淺水蒸發(fā)，所以它的作用也是減少了無效的耗水量。另外農(nóng)業(yè)措施包括秸稈還田，肯定是減少了土面蒸發(fā)。另外選擇抗旱節(jié)水的品種，可以選一些本身耗水量、需水量就少，根據(jù)調查，這個蓄水量可以減少10%左右。另外種植結構調整，種植一些低耗水的作物或者是效益高的作物。
改進灌溉制度，降低無效的蒸發(fā)，另外WUA的農(nóng)民用水者協(xié)會的管理，也可以提高灌溉水的利用系數(shù)和減少無效損失。
3. 水權管理
真實節(jié)水的理念實際上把水權分為了三個部分，現(xiàn)在水利部正在提倡實施水權管理，水權實際上不僅僅是取水權，還應該包括取水權、耗水權、退水權或者排水權。這三個水權跟水利部提出的三條紅線實際上是有關系的，雖然不完全一樣，但是實際上有關系的。水利部提出來三條紅線一個是取水總量控制紅線、用水效率紅線和排污、納污紅線。取水總量控制紅線就相當于取水權，用水效率紅線實際上跟耗水權還有點不一致，如果取水總量控制的話，效率越高、耗水量越大，效率實際上是有一個適宜的范圍，并不是說把它全部消耗掉就一定是最好的，所以效率有一個適宜的考慮。另外退水權，沒有消耗掉的水退出來了，這個退水從時間上和水質上要有一個標準，這個是水利部提出的排污和納污的紅線。
所以 在水權管理上強調ET（耗水）的管理，就是指在農(nóng)業(yè)耕地上來分配耗水量、控制耗水量，同時建立以耗水量來確定取水量和退水量的水權制度。
4. 存在的誤區(qū)
在過去的節(jié)水灌溉中，往往存在一些誤區(qū)，這個誤區(qū)可以分為幾類：一是在節(jié)水理念上，往往忽略了流域水循環(huán)運動規(guī)律和灌溉回歸水的利用價值，忽視了工程節(jié)水對地下水的負反饋作用。也就是公共節(jié)水本身雖然滲漏，但是可以對地下水進行補給，如果減少這部分水量對地下水的補給量也會相應的減少，過去對這方面是比較忽視的，同時片面的追求提高灌溉水的利用效率，這實際上是一個誤區(qū)。
另外沒有區(qū)分灌溉取水節(jié)水量中可恢復的和不可恢復的水量，而盲目的將取水量節(jié)節(jié)量全部都作為新增的可供水量，沒有考慮水資源的可持續(xù)利用，沒有從水資源整體系統(tǒng)來考慮討論節(jié)水效果。
措施上往往是沒有考慮缺水類型，所以節(jié)水措施的針對性不強，過度的強調工程性節(jié)水的作用，而忽視了農(nóng)業(yè)和管理措施對節(jié)水增產(chǎn)增效的配套，缺少因地制宜節(jié)水措施的組合，使節(jié)水的效果受到了一些制約。另外對管理措施的節(jié)水也重視不夠，特別是對高效的灌溉制度的推廣力度也不夠。
這是以往在節(jié)水灌溉上存在的誤區(qū)。
5. 考核指標
另外在考核指標上，過去比較強調提高渠系水利用系數(shù)或者灌溉水利用系數(shù)，而對水分生產(chǎn)效益這種指標往往重視不夠。特別是資源性缺水地區(qū)，評價指標里面認為缺少就是采取措施以后耗水量的減少量和無效流失的減少量，這個應該是節(jié)水效果的重要考核指標，過去對這方面重視的不夠。
6. 有關ET的基本概念
ET實際上指的就是蒸騰蒸發(fā)量，蒸騰蒸發(fā)量是路面能量循環(huán)和水循環(huán)的結合，像追求生態(tài)的過程、能量循環(huán)的過程，這個是水文的過程。能量循環(huán)就是太陽輻射得到的能量主要用于三部分，一個是加熱空氣，加熱土壤，ET就是用于蒸騰蒸發(fā)消耗。
這是水量平衡，天上降下來的水一部分產(chǎn)生徑流，一部分消耗上天了，還有一部分儲存在當?shù)赝寥浪�、地表水和地下水。能量循環(huán)和水量循環(huán)中間唯一的結合點就是ET，所以說ET是陸面能量循環(huán)和水循環(huán)的結合點，是生態(tài)過程和水文過程的一個橋梁。
ET實際上是綜合的，像植物、土面都會有ET，可以分成作物葉面蒸騰和蒸發(fā)，另外綜合ET又分耕地和非耕地的，耕地的主要是指 ……（未完，全文共14301字，當前僅顯示3402字，請閱讀下面提示信息。收藏《干部學習資料：農(nóng)業(yè)灌溉資源節(jié)水設計方法》）