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及時章我國水資源概況和節(jié)水灌溉

一、我國水資源概況

(一)水資源量

2015年全國水資源總量279626億m3。全國水資源總量占降水總量的447%，平均單位面積產(chǎn)水量295萬m3/km2。

2015年全國地表水資源量269008億m3，折合年徑流深2841mm。從水資源分區(qū)看，北方6區(qū)地表水資源量為38362億m3，折合年徑流深633mm，比常年值偏少124%；南方4區(qū)為230646億m3，折合年徑流深6758mm，比常年值偏多33%。

2015年，從國境外流入我國境內(nèi)的水量2136億m3，從我國流出國境的水量51397億m3，流入界河的水量10612億m3；全國入海水量176009億m3。

全國礦化度小于等于2g/L地區(qū)的地下水資源量77970億m3，比常年值偏少33%。其中，平原區(qū)地下水資源量17114億m3；山丘區(qū)地下水資源量63835億m3；平原區(qū)與山丘區(qū)之間的地下水資源重復計算量2979億m3。

(二)水資源開發(fā)利用

2015年全國總供水量61032億m3，占當年水資源總量的218%。其中，地表水源供水量49695億m3，占總供水量的814%；地下水源供水量10692億m3，占總供水量的175%；其他水源供水量645億m3，占總供水量的11%。在地表水源供水量中，蓄水工程供水量占339%，引水工程供水量占321%，提水工程供水量占305%，水資源一級區(qū)間調(diào)水量占35%。在地下水供水量中，淺層地下水占911%，深層承壓水占85%，微咸水占04%。在其他水源供水量中，主要為污水處理再生利用量和集雨工程利用量，分別占815%和174%。

2015年全國總用水量61032億m3。其中，生活用水占總用水量的130%；工業(yè)用水占219%；農(nóng)業(yè)用水占631%；人工生態(tài)環(huán)境補水(僅包括人為措施供給的城鎮(zhèn)環(huán)境用水和部分河湖、濕地補水)占20%。

按省級行政區(qū)統(tǒng)計，用水量大于400億m3的有新疆維吾爾自治區(qū)(以下簡稱新疆)、江蘇和廣東3個省(自治區(qū))，用水量少于50億m3的有天津、青海、西藏自治區(qū)(以下簡稱西藏)、北京和海南5個省(自治區(qū)、直轄市)。農(nóng)業(yè)用水占總用水量75%以上的有新疆、西藏、寧夏回族自治區(qū)(以下簡稱寧夏)、黑龍江、甘肅、青海和內(nèi)蒙古自治區(qū)(以下簡稱內(nèi)蒙古)7個省(自治區(qū))，工業(yè)用水占總用水量35%以上的有上海、江蘇、重慶和福建4個省(直轄市)，生活用水占總用水量20%以上的有北京、重慶、浙江、上海和廣東5個省(直轄市)。

2015年全國用水消耗總量32170億m3，耗水率(消耗總量占用水總量的百分比)527%。各類用戶耗水率差別較大，農(nóng)業(yè)為643%，工業(yè)為232%，生活為419%，人工生態(tài)環(huán)境補水為808%。

廢污水排放量指工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活等用水戶排放的水量，但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。2015年全國廢污水排放總量770億t。

2015年用水指標，全國人均綜合用水量445m3，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值(當年價)用水量90m3。耕地實際灌溉畝均用水量394m3，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)0536。

(三)水資源質(zhì)量

2015年，對全國235萬km的河流水質(zhì)狀況進行了評價。全年Ⅰ類水河長占評價河長的81%，Ⅱ類水河長占443%，Ⅲ類水河長占218%，Ⅳ類水河長占99%，Ⅴ類水河長占42%，劣Ⅴ類水河長占117%。

2015年，對116個主要湖泊共28萬km2水面進行了水質(zhì)評價。全年總體水質(zhì)為Ⅰ～Ⅲ類的湖泊有29個，Ⅳ～Ⅴ類湖泊60個，劣Ⅴ類湖泊27個，分別占評價湖泊總數(shù)的250%、517%和233%。

2015年，對全國289座大型水庫、424座中型水庫及23座小型水庫共736座主要水庫進行了水質(zhì)評價。全年總體水質(zhì)為Ⅰ～Ⅲ類的水庫有596座，Ⅳ～Ⅴ類水庫104座，劣Ⅴ類水庫36座，分別占評價水庫總數(shù)的810%、141%和49%。

二、節(jié)水灌溉

(一)節(jié)水灌溉的必要性

世界淡水資源日益緊缺，而人類對糧食的需求也不斷上升，淡水資源已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展和世界糧食供應的安全威脅。據(jù)預測，到2050年，世界總?cè)丝趯⒂赡壳暗?0億人增加到90億人，人類對糧食的需求將在當前的水平上再增長70%～。要破解耕地面積有限、淡水資源緊缺和世界糧食需求上漲之間的難題，發(fā)展節(jié)水灌溉成為關鍵。

節(jié)水灌溉是以低限度的用水量獲得較大的產(chǎn)量或收益，也是較大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施。當前世界各國節(jié)水灌溉的主要措施包括渠道防滲、低壓管灌、噴灌和微灌等。

實行節(jié)水灌溉工程后，可以減少灌溉過程中勞動力配置，滴灌通過局部濕潤灌溉，田間土壤疏松，通透氣性良好，易溶性肥料、植物生長調(diào)節(jié)劑、內(nèi)吸殺蟲劑等可隨水滴入，可減少中耕、施肥、噴藥、鋤草等的作業(yè)次數(shù)和勞動力投入，節(jié)省了大量的人力物力。通過節(jié)水灌溉，農(nóng)作物得到及時的灌溉，提高了灌溉保障率，能有效促進糧食增產(chǎn)增收，這也是節(jié)水灌溉工程的主要效益。此外，節(jié)水灌溉還能實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)地、節(jié)電等效益。

目前，歐美等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家在節(jié)水灌溉方面已經(jīng)取得重大進展，節(jié)水灌溉的普及程度較高。在發(fā)達國家，噴灌、微灌、渠道防滲、管道輸水等節(jié)水灌溉技術(shù)已經(jīng)較為成熟。其中，噴灌、滴灌又是的節(jié)水灌溉技術(shù)，歐美發(fā)達國家60%～80%的灌溉面積采用噴灌、滴灌的灌溉方法，農(nóng)業(yè)灌溉率約為70%以上。數(shù)據(jù)顯示，目前全世界的總耕地面積僅為15億hm2，有灌排設施的耕地面積僅占27%，卻生產(chǎn)出全世界55%的糧食，預計今后新增的糧食產(chǎn)量中80%～90%將來自有灌排設施的耕地。

(二)節(jié)水灌溉主要技術(shù)

1渠道防滲

渠道輸水是目前我國農(nóng)田灌溉的主要輸水方式。傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為04～05，差的僅03左右，也就是說，大部分水都滲漏和蒸發(fā)損失掉了。渠道滲漏是農(nóng)田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術(shù)后，一般可使渠系水利用系數(shù)提高到06～085，比原來的土渠提高50%～70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)搶季節(jié)、節(jié)省土地等優(yōu)點，是當前中國節(jié)水灌溉的主要措施之一。

根據(jù)所使用的材料，渠道防滲可分為三合土護面防滲、砌石(卵石、塊石、片石)防滲、混凝土防滲和塑料薄膜防滲(內(nèi)襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護面)等。

2管道輸水

管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉，以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。發(fā)達國家的灌溉輸水已大量采用管道。目前中國北方井灌區(qū)的管道輸水推廣應用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(軟)管和金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比，具有輸水迅速、節(jié)水、省地、增產(chǎn)等優(yōu)點，其效益為：水的利用系數(shù)可提高到095；節(jié)電20%～30%；省地2%～3%；增產(chǎn)幅度10%。目前，如采用低壓塑料管道輸水，不計水源工程建設投資(以下同)，畝投資為100～150元。

在有條件的地方應結(jié)合實際積極發(fā)展管道輸水。但是，管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失，而要真正做到高效用水，還應配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設備的地方，對管道布設及管材承壓能力等應考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費。

3噴灌

噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段，并通過噴頭分散成細小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式，在很多發(fā)達國家已廣泛采用。

噴灌的主要優(yōu)點是節(jié)水效果顯著，水的利用率可達90%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1m3水可以當2m3水用。作物增產(chǎn)幅度大，一般可達20%～40%。其原因是取消了農(nóng)渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%～20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗；改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量；減少了農(nóng)民用于灌水的費用和投勞，增加了農(nóng)民收入；有利于加快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化；避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。常用的噴灌有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式和輕小型機組式。

移動管道式噴灌通常將輸水干管固定埋設在地下，田間支管和噴頭可拆裝搬移、周轉(zhuǎn)使用，因而降低了投資。北京市順義區(qū)數(shù)萬畝糧田均采用這種灌溉形式。十多年來的實踐證明，移動式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產(chǎn)、省工、減輕農(nóng)民負擔和有利于農(nóng)業(yè)機械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化等優(yōu)點以外，還具有設備簡單、操作簡便、投資低、對田塊大小和形狀適應性強、一戶或聯(lián)戶均可使用等優(yōu)點，是目前較適合中國國情、可以大力推廣的一種微型噴灌形式，可適用于大田作物、蔬菜等，畝(1畝≈667m2。全書同)投資為200～250元。

固定管道式噴灌是將管道、噴頭安裝在田間固定不動，其灌溉效率高，管理簡便，適用于蔬菜、果樹以及經(jīng)濟作物灌溉。但是投資較高(畝投資一般在1000元左右)，不利于機械化耕作。

中心支軸式與平移式大型噴灌機，只能在預定范圍內(nèi)行走，行走區(qū)域內(nèi)不能有高大障礙物，土地要求較平整。其機械化和自動化程度高，適用于大型農(nóng)場或規(guī)模經(jīng)營程度較高的農(nóng)田。使用國產(chǎn)設備，每畝投資為300～400元。

絞盤式噴灌機是靠管內(nèi)動水壓力驅(qū)動行走作業(yè)，與中心支軸式及平移式的大型噴灌機相比，具有機動靈活、適應大小田塊、畝設備投資低等優(yōu)點。目前進口設備每畝投資為50元左右，設備國產(chǎn)化后可進一步降低投資，這是一種適合中國國情、有發(fā)展前景的噴灌形式，可適用于大田作物、蔬菜等。絞盤式噴灌機有噴槍式和折架式兩種，后者具有霧化好、耗能低的優(yōu)點。

輕小型機組式噴灌，可以手抬或裝在手推車或拖拉機上，具有機動靈活、適應性強、價格較低等優(yōu)點，通常用于較小地塊的抗旱噴灌。每畝投資為100～200元。

4微灌

微灌包括微噴和滴灌兩種方式。微噴是新發(fā)展起來的一種噴灌形式，微噴又分為吊掛微噴和地插微噴，特別適合農(nóng)業(yè)溫室大棚內(nèi)投入使用，它比一般噴灌更省水，更均勻地噴灑于作物上，它是通過PE塑料管道輸水，通過微噴頭噴灑進行局部灌溉的。更可以擴充成自動控制系統(tǒng)，同時結(jié)合施用化肥，提高肥效。一個標準大棚微噴系統(tǒng)設備投資一般在800元左右。

滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約16mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。目前，國產(chǎn)設備已基本過關，有條件的地區(qū)應積極發(fā)展滴灌。

按管道的固定程度，滴灌可分固定式、半固定式和移動式3種類型。固定式滴灌，其各級管道和滴頭的位置在灌溉季節(jié)是固定的。其優(yōu)點是操作簡便、省工、省時，灌水效果好，國產(chǎn)設備畝投資為700(果樹)～1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌，其干、支管固定，毛管由人工移動，畝投資為500～700元。移動式滴灌，其干、支、毛管均由人工移動，設備簡單，較半固定式滴灌節(jié)省投資，但用工較多，畝投資為200～500元。

結(jié)合中國勞動力多、資金缺乏的具體情況而研究開發(fā)的半固定式、移動式滴灌系統(tǒng)大大降低了工程造價，為滴灌在大田作物和經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)推廣應用創(chuàng)造了條件。

儲水滴灌，是通過雨水集流或引用其他地表徑流到水窖(或其他微型蓄水工程)內(nèi)，或利用儲水罐蓄水作為小型移動水源，再配上滴灌以解決干旱缺水地區(qū)的農(nóng)田灌溉問題。它具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、家家戶戶都能采用的特點。對于干旱貧困山區(qū)實現(xiàn)每人有半畝到一畝旱澇保收農(nóng)田，解決溫飽問題和發(fā)展庭院經(jīng)濟有重要作用，應在干旱和缺水山區(qū)大力推廣。

地下滴灌，是把滴灌管埋入地下作物根系活動層內(nèi)，灌溉水通過微孔滲入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距離鉆一個小孔，埋入地下植物根部附近進行灌溉，群眾俗稱“滲灌”。地下滴灌具有蒸發(fā)損失少、省水、省電、省肥、省工和增產(chǎn)效益顯著等優(yōu)點，果樹、棉花、糧食作物等均可采用。其缺點是:當管道間距較大時灌水不夠均勻，在土壤滲透性很大或地面坡度較陡的地方不宜使用。畝投資為400～1000元。其效益為：節(jié)水50%～60%，省電40%～50%，增產(chǎn)30%左右。

5膜上灌溉和膜下滴灌

用地膜覆蓋田間的壟溝底部，引入的灌溉水從地膜上面流過，并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉，這種方法稱為膜上灌溉，在新疆等地已大面積推廣。采用膜上灌溉，深層滲漏和蒸發(fā)損失少，節(jié)水顯著，在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用，并能起到對土壤增溫和保墑作用。

在我國水資源較匱乏地區(qū)可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉，這稱為膜下滴灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優(yōu)點(提高水的利用率)，又具有地膜覆蓋的優(yōu)點(提高積溫)，尤其在北方節(jié)水增產(chǎn)效果更好。

6控制灌溉

根據(jù)水稻不同生育期對水分的不同需求，進行“薄、淺、濕、曬”的控制灌溉，既節(jié)約用水，又有利于農(nóng)作物生長，改變了以往水稻大水漫灌、串灌的舊習慣。它不需增加工程投資，只要按照節(jié)水灌溉制度灌水即可。“薄、淺、濕、曬”(薄水插秧、淺水育秧、分蘗前期濕潤、分蘗后期曬田)、“旱育稀植”(旱育旱栽，稀植，適當補水)等技術(shù)均屬這一范疇，近年已在廣西、吉林等10多個省、自治區(qū)大面積推廣。一般每畝可節(jié)水100m3，增產(chǎn)稻谷25kg，效益顯著。水稻節(jié)水灌溉技術(shù)已獲國家科技進步一等獎，應在水稻區(qū)大力推廣。

江蘇、上海、浙江等經(jīng)濟條件好的地區(qū)采用鋪設暗管系統(tǒng)進行控制灌溉和田間排水，有利于節(jié)水、節(jié)肥和作物生長，為實現(xiàn)高產(chǎn)、高效、品質(zhì)農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了有利的條件。

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