南水北调
水规总院
节水灌溉

《堤防抢险实用技术》
董哲仁

《堤防除险加固实用技术》董哲仁

节水农业新技术研究
钱蕴壁  李英能  杨刚     等  编著

《节水农业新技术研究》编辑委员会

    主任委员:董哲仁
    副主任委员:杜占元 贾敬敦 冯广志 陈明忠
    委 员:(以姓氏笔画为序)
    王美婷 包献华 刘 敏 刘 健 朱耀泉
    祁建华 吴宏伟 李英能 陈霁巍 杨 刚
    赵竞成 钱蕴壁 郭志伟 黄铁青 蒋茂森
    主 编:钱蕴壁
    副 主 编:李英能 杨 刚
    主要编著人员
    钱蕴壁 李英能 杨 刚 徐茂云 龚时宏
    许 迪 彭世彰 王广兴 吴普特 王长德

内 容 提 要

    该书是”九五”国家科技攻关计划项目“节水农业技术研究与示范”研究成果的系统总结。通过调研、室内外试验,理论分析。模型计算及试验示范区建设、产品的定型中试等,取得了较好的研究成果;在成套技术研究力面.在国内首次研究提出了黄河高含沙水滴灌净化处理模式,与灌溉管理和农艺技术组装配套,形成引黄高沙水滴灌成套技术;首次系统开展激光土地精细平整技术的田间应用研究,提出波涌灌、水平畦田灌的适宜条什、设计及系统评价方法等,研究提出了节水高效灌溉条件下冬小麦、夏玉米、棉花的调亏灌溉指标及调亏灌溉综合技术体系;研究提出了综合水、肥、种、耕作、种植覆盖及化学制剂等技术要素组成的8套节水灌溉与农业综合配套技术模式;研究提出了不同集流面地表处理拄术和材料、水窖和沉沙池结构型式,以及雨水高效利用的农业综合配套技术体系;提出了适合我国国情和灌区实情的基于实时灌溉预报的渠系动态配水技术,墒情模拟及预测模型。在设备研发和改进方面,介绍了研发的19种节水灌溉设备在采用优化设计、改进制作工艺、新技术、新材料应用等方而的研究成果。以及成果的试验、示范推广和取得的节水增产效益。


    我国是一个农业大国,又是一个水资源相对贫乏的国家,农业是用水大户,占总用水量的70%以上,其中90%是灌溉用水。新中国成立以来,我国的农田水利建设取得了举世瞩目的成就,在占全国耕地面积41%的灌溉土地上生产了占全国总产量3/4的粮食、4/5的经济作物,使我国用占世界不足10%的耕地养活了占世界22%的人,但是,在取得这一成就的同时,我们也付出了巨大的资源与环境代价。目前,我国北方大部分地区水资源开发已接近极限,由于缺水,出现了河道断流,地下水位下降,天然绿洲萎缩,草原退化沙化,水土流失,浮尘扬沙天气频繁,河湖污染,生态环境日益恶化,严重威胁到我国农业可持续发展。我国农业一方面干旱缺水,但另一方面用水浪费却十分严重。灌溉水的利用率仅为43%,农田水分利用效率只有1kg/m3,与国际先进水平差距很大。因此,加强农业节水技术的研究与示范推广,提高灌溉水量从水源到形成作物产量过程中各个环节的转化效率,为建设高产、优质、高效和节水型农业创造条件,这是保障我国社会经济持续发展的一项十分重要的任务。
     “九五”国家科技攻关计划“节水农业技术研究与示范”项目从发展节水高效农业的总思路出发,以提高灌溉水利用率和农田水分生产效率为核心,针对我国西北、华北地区水资源最紧缺、节水潜力最大、生态环境极端脆弱的特点,将工程节水、农艺节水、管理节水三者联系起来研究,将应用技术和关键设备相结合形成完整的技术体系,研究成果与应用示范紧密结合,项目研究取得重大进展,为我国大规模发展节水农业提供了成套新技术和设备。
    该书比较全面系统地总结了我国节水农业技术发展的最新成果和最新进展,既包括节水农业的基础理论,又注意突出了应用技术,突出了农水结合的综合技术,期望本书的出版将在我国节水农业的研究方面发挥重要的推动作用。随着社会的发展,人们对节水农业将会提出更高更新的要求,发展具有中国特色的节水农业技术与设备任重而道远。我们必须持之以恒地加强科学研究,在理论和实践的结合中不断创新,并充分推广应用已取得的科技成果,使我国的有限水资源在保证生态环境良性循环的前提下,支持农业的不断发展,为中华民族创造一个更美好的家园。

                                                        钱正英
                                                      2002年7月27日   

前 言

    我国水资源严重不足,但农业用水浪费现象又十分严重。农业用水约占全国用水总量的70%,其中90%以上用于灌溉。由于工程设施不配套、管理粗放、与农业措施结合不够等原因,目前全国平均灌溉水利用率仅为43%,而发达国家灌溉水利用率达到80%以上,因此我国节水潜力很大。同时我国农田水利用效率也很低,水分生产率不足1.0kg/m3,不到发达国家的1/2。随着农业结构战略性调整和高效农业、现代农业的发展,农业对水提出了更高的要求。如何以有限的水资源支持农业增产、农民增收,建设现代化农业,是我国面临的艰巨而紧迫的任务。
    面对21世纪,保证我国粮食安全面临着因人口的增长对农产品需求增加与水资源不足、耕地减少等尖锐矛盾。大力推进节水农业,提高水的生产效率,改善农业生产条件,为先进农业技术应用创造条件,提高农业综合生产能力和农业的整体效益,是解决这一矛盾的主要途径。为此,科技部于1996年下达了“九五”国家科技攻关汁划“节水农业技术研究与示范”项目,由水利部、农业部和中国科学院组织实施。攻关的任务是以减少渠系输水损失、提高灌溉水利用率和农田水分生产效率为核心,以节水增产增效为目标,以我国西北、华北水资源最紧缺、节水潜力最大的地区为重点,突出科技创新和成果的技术集成组装配套,形成适用于不同地区的节水农业技术体系;突出先进实用的灌水技术的试验示范、辐射推广与成果转化;突出设备及产品的标准化、系列化及产业化;使我国灌溉水利用率和农田水分生产效率得到显著提高,节水农业关键技术和设备取得创新和突破。
    该项目F设7个专题,即喷、微灌设备的研制与改进,滴灌技术研究与示范,田间节水灌溉新技术研究,主要农作物节水高效灌溉制度研究,节水灌溉与农业综合技术研究,人工汇集雨水利用技术研究,灌溉系统配水关键技术研究。由中国水利水电科学研究院,水利部、中国农业科学院农田灌溉研究所,河海大学,中国科学院、水利部西北水土保持研究所,武汉水利电力大学,西北农林科技大学,中国农业大学,江苏理工大学,水利部西北水科所,水利部牧区水科所,中国科学院石家庄农业现代化研究所,兰州沙漠研究所,甘肃省水科所,于夏回族自治区水科所,宁夏农林科学院,内蒙古自治区水科院等单位共
同承担。
    在项目组全体人员的共同努力下,通过调研、室内外试验、理论分析、模型计算以及试验示范区建设、产品定型中试等,已全面完成各项研究示范任务。共提出重大研究成果35项,发表科技论文344篇,出版专著6部,建成试验示范区1340.64hm2,辐射面积9081.7hm2,推广面积6.67万hm2,突破关键技术45项,年直接经济效益1993.5万元。项目成果于2001年由科技部组织鉴定,达到国际先进水平。在新设备研制方面,有19种节水节能灌溉新设备投入中试生产,其中11种产品实现产业化。有6项成果达国内领先水平,6项成果达到国际先进水平,7种产品获国家实用新型专利。在成套技术研究方面,首次研究提出了黄河高含沙水滴灌净化处理模式,和灌溉管理与农艺综合技术组装配套,形成引黄高含沙水滴灌成套技术;在国内首次系统开展激光土地精细平整技术的田间应用研究,开发研制了适合国情的波涌灌成套设备;
提出波涌灌、水平畦田灌的适宜条件、设计及系统评价方法等,研究提出了节水高效灌溉条件下冬小麦、夏玉米、棉花的调亏灌溉指标,提出大田作物调亏灌溉综合技术体系;研究提出了适合我国北方地区应用的节水灌溉与农业综合配套技术,综合水、肥、种、耕作、种植覆盖及化学制剂等技术要素组成的8套节水灌溉与农业综合配套技术模式;研究提出不同集流面地表处理技术和新型地表处理材料,适于黄土高原地区应用的3种水窖和沉沙池结构型式,以及雨水高效利用的农业综合配套技术体系;提出了适合我国国情和灌区实情的基于实时灌溉预报的渠系动态配水技术、墒情模拟及预测模型、墒情及旱情信息的监测和传递技术。
    为了全面总结和介绍“九五”国家科技攻关计划项目“节水农业技术研究与示范”取得的科技成果,在水利部国际合作与科技司的主持下,组织参加该项目研究、示范工作的技术骨干力量,以该项目成果为主要材料(为保持全书的完整性,有关渠系输配水系统关键技术部分吸收了国内同期其他项目研究取得的相关成果),撰写了《节水农业新技术研究》这部专著,希望能对我国节水农业的发展起到一定的参考作用。
    “节水农业技术研究与示范”项目在实施过程中,得到了科技部、水利部、农业部、中国科学院及其他部门许多领导、专家的指导和帮助;试验示范区所在地的北京市、山西省、河南省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区、甘肃省、陕西省、新疆维吾尔自治区的各级领导部门和科技人员也给予了大力支持,为项目的研究、示范和设备研发提供了良好的工作、生活条件,在此一并表示最衷心的感谢。此外,参加研究和管理的工作的人员还有:I山西省水利厅贾宏骥、孙小平,霍泉灌区水管处纪珠宝;北京市水利局黄五璋;北京市昌平区水资源局姚文成;宁夏回族自治区科技厅杨汉森,水利厅王昕华;甘肃省科技厅李琪;内蒙古自治区科技厅闫树国;中国水利水电科学研究院刘晓辉、武文凤。本书的出版也有这些同志的辛勤劳动。
    在本书的编写过程中,参考和引用了许多国内外文献,在此对这些文献的作者表示衷心的感谢!限于编著者水平,书中还存在许多不足之处,恳请读者批评指正。

                                                                  编者著
                                                                  2002年6月

目 录

前言
第一章概论
    第一节 节水农业的概念 
    第二节 我国水资源现状及对发展节水农业的需求
    第三节 国外节水农业技术的新进展
    第四节 我国节水农业技术的发展现状及趋势
第二章 渠系输配水系统关键技术
    第一节 概述
    第二节 管道输水灌溉系统工程
    第三节 渠道防渗工程技术
第三章喷、微灌设备的研制与改进
    第一节 概述
    第二节 喷灌新设备
    第三节 微灌新设备
第四章 高含沙水净化处理技术与设备
    第一节 灌溉渠道中泥沙分布规律与特点
    第二节 组合过滤模式与设备
    第三节 抗堵塞滴灌灌水器
    第四节 大田粮食作物滴灌灌溉制度与运行管理
    第五节 滴灌设计CAD系统
第五章 田问节水灌溉新技术
    第一节 波涌灌溉设备的开发研制
    第二节 间歇供水条件下的土壤特性分析
    第三节 波涌灌溉的田间适应条件与管理系统
    第四节 组合平地技术及应用
    第五节 激光控制平地方法经济可行性分析
    第六节 田间平整精度对畦灌系统性能的影响
    第七节 水平畦田灌水技术
    第八节 地下滴灌灌水器研制
    第九节 地下滴灌条件下土壤水运动和溶质运移
    第十节 地下滴灌系统灌水设计参数对土壤水、肥运动的影响
第六章  主要农作物节水高效灌溉制度
    第一节 主要农作物关键需水期及节水高效灌溉指标
    第二节 主要农作物需水规律、耗水量估算模型及水分生产函数模型
    第三节 主要农作物经济灌溉模式
    第四节 主要农作物调亏灌溉技术
第七章 节水灌溉与农业综合技术
    第一节 不同灌溉方式下水肥耦合及调配施用技术
    第二节 间套种格式和耕作措施的优化与改进技术
    第三节 农田覆盖与配套灌水施肥技术
    第四节 不同间套模式下农水措施结合的综合配套技术
第八章 人工汇集雨水高效利用技术
    第一节 雨水汇集工程规划设计与地表处理技术
    第二节 雨水存储与净化技术
    第三节 汇集雨水高效利用的综合农艺技术
    第四节 小型提水灌溉机具
第九章 灌溉系统动态配水关键技术
    第一节 概述
    第二节 灌区动态配水技术
    第三节 土壤墒情预报
    第四节 灌区量水新技术研究
第十章 节水农业新技术的应用与示范
    第一节 引黄高含沙水滴灌技术应用与示范
    第二节 田间节水灌溉新技术应用与示范 
    第三节 节水高效灌溉制度应用与示范
    第四节 节水灌溉与农业综合技术应用与示范
    第五节 人工汇集雨水利用技术应用与示范
参考文献

Copyright©
主办:水利部国际合作与科技司
承办:中国水利水电科学研究院