節水灌溉一詞近年來在我國已十分流行,其含義甚廣,方法措施也很多。灌溉水從水源到田間要經過幾個環節,每個環節中都存在水量無益損耗。凡是在這些環節中能夠減少水量損失、提高灌溉水使用效率和經濟效益的各種措施,均屬於節水灌溉範疇。
我國是一個水資源不豐富的國家。在各個用水部門中,灌溉用水最多,約占全國總用水量的70%以上。因此,開展節水灌溉對緩解我國日益突出的水資源供需矛盾具有十分重要的戰略意義。在推行節水灌溉方麵,幾十年來我國已經做了許多工作,取得了一定成效。近年來渠道防滲,噴、微灌等節水新技術和低壓管道輸水灌溉得到迅速發展。為了減少田間灌溉水的損失,很多地區采用了平整土地、膜上灌、稻田濕潤灌溉、改進畦溝灌等節水措施,效果也較顯著。但是,節水灌溉在我國畢竟還處於發展階段,發展不平衡,規模也不大。
一、節水灌溉的內涵及其範疇
節水灌溉是根據作物需水規律及當地供水條件,為了有效地利用降水和灌溉水,獲取農業的最佳經濟效益、社會效益、生態環境效益而采取的多種措施的總稱。
在我國,人們習慣用“節水”這一提法,更確切的提法應當是“高效節水”,國外多用後者。節水是相對的概念,不同的水源條件,不同的自然條件和社會經濟發展水平,對節水灌溉有不同的要求。因此,不同國家、不同地區、不同曆史發展階段,有不同的節水標準。
節水灌溉,主要是對符合一定技術要求的灌溉而言。由於灌溉是補充天然降水的不足,從而促使作物高產高效,節省灌溉用水,當然首先要提高天然降水的利用率。因此,把“節水灌溉”僅僅理解為節約灌溉用水是不全麵的,應當在考慮灌溉的同時,還要把各種可以用於農業生產的水源,如地麵水、地下水、天然降水、灌溉回歸水、經過處理以後的汙水、“廢水”以及土壤水等都充分、合理地利用起來,並采用各種節水措施提高水的有效利用率。節水灌溉不僅包括灌溉過程中的節水措施,還包括與灌溉密切相關、提高農業用水效率的其他措施,如雨水蓄集、土壤保墒、渠井結合、渠係水優化調配、農業節水措施、用水管理措施等。廣義的節水灌溉包含了農業高效用水的大部分內容。
灌溉通過給農田補充水分來滿足作物需水要求,創造作物生長的良好環境條件,以獲得較高的產量,從水源到形成作物產量要經過以下四個環節:
(1)通過渠道或管道將水從水源輸送至田間;
(2)將引至田間的灌溉水盡可能均勻地分配到所指定的麵積上轉化為土壤水;
(3)作物吸收、利用土壤水,以維持它的生理活動;
(4)通過作物複雜的生理過程,形成經濟產量。
前兩個環節主要決定於工程技術條件和管理水平。從水源引水至田間,需修建渠道(或管道)和必要的水利工程建築物;同時還需要一定的管理組織和管理技術。由於自然的、管理的和工程技術等原因,有一部分甚至一半以上的水在沿途損失了。據有關資料分析,灌溉輸水損失水量在美國約占總引水量的47%,原蘇聯為50%,日本為40%,我國平均為50%左右。這種水量損失程度可用渠係水利用係數來反映。渠係水利用係數一般根據流量計算,為了反映水量損失情況,在管理上也有以水量計算的,即從灌區的末級固定渠道供給田間的毛水量和與同一時期“渠首”引進水量(不含非灌溉用水量)之比。因此,灌溉水從水源輸送至田間沿程水量損失越大,渠係水利用係數越低。實踐證明,通過工程和管理措施可以顯著地減少這一環節中的水量損失,提高渠係水利用係數。引入田間的灌溉水在轉化為土壤水過程中也有水量損失,如深層滲漏和地麵徑流等損失。以水量計算的田間水利用係數可以反映田間灌溉水的損失程度,它是指同一時期內田間實際灌水麵積計劃濕潤層內土壤中得到淨水量與灌區末級固定渠道供給田間毛水量的比值。田間灌溉水損失越大,田間水利用係數越小,田間灌溉水有效利用程度與田間工程、土地平整以及所采用的灌水方法和技術有密切關係。例如,根據陝西省洛惠渠管理局的統計,實行小畦灌溉比大水漫灌可降低灌溉定額17%~35%;又據文獻報道,在半幹旱地區用塑料軟管代替水溝進行長畦分段灌溉,比一般的長畦灌溉可省水40%~60%,微灌時水的利用率更高,一般要比地麵灌溉省水30%~50%,也比噴灌省水15%~25%。由水源引水到田間灌水,都不與農作物吸收和消耗水分的過程直接發生關係。但是,這兩個環節的節水潛力比較大,措施比較明確,是當前節水灌溉的重要方麵。