农田水利科技新进展及其展望

二、农田水利科学技术发展展望

21世纪初期，我国农田水利科学技术应重点发展的有以下几方面：

1.作物节水高效灌溉制度

作物节水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入获取最高效益而制定的灌溉方案，包括农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌溉定额。在灌区开展不同作物、不同生长条件下的耗水量研究，特别是随着作物种植结构的调整，应加大对各种经济作物的耗水量研究，寻求作物在不同生长环境条件下的节水高效规律。以此为基础，制定灌区在不同的供水、气象、农艺、管理等条件下的节水高效灌溉用水方案，采用现代化手段进行灌区实时灌溉预报，指导农民进行灌溉。

2．井渠结合灌区地表水与地下水联合运用技术

我国北方的引库、引河灌区，由于灌溉水源日趋紧张，大多数都采取井渠结合灌溉形式。在引库灌区采取井渠结合灌溉，既能重复利用渠道输水和田间灌溉渗漏的地表水，又能确保农作物适时适量灌溉用水，还可通过井灌抽水降低地下水位，增加土壤储水库容，防止内涝和次生盐碱化的发生和发展。在引河灌区运用井渠结合灌溉，则是抗旱、防涝、治碱、节水、减淤等综合开发利用河水和当地水资源的有效措施。因此，如何对这类灌区可利用的水资源进行优化配置和高效利用，已成为当前灌区节水技术改造研究的重要课题。

3．再生水灌溉高效安全利用技术

污废水的水质处理是再生水灌溉高效安全利用的基础。由于技术和经济上的原因，再生水要完全达到原始淡水的水质才用于灌溉农田是不现实的。因此，对再生水灌溉高效安全利用技术的研究重点应放在保证灌溉对作物和环境的安全性方面。为此需通过对污染物在土壤中的运移规律、污染物对作物生长及品质以及环境的影响进行研究，制定再生水灌溉的安全评价及控制指标体系，研究再生水灌溉制度、施肥方式及灌溉模式，以及灌溉后作物和农田残留物的快速测定技术和方法。

4．农业节水关键设备、产品及材料的产业化

考虑到我国农村劳动力向城镇的快速转移，农业生产向高效集约化经营发展的趋势，节省劳力、生产效率高、自动化程度高的节水灌溉机具应成为今后研究、开发和产业化的重点。如机械移管的喷灌机具，地下滴灌设备，大、中、小型的渠道防渗衬砌机具，农田精细平地、开沟、打畦机具，各种自动阀门，以及灌溉自动化控制设备等。

5．农田水利应用基础研究

土壤水与作物关系问题的研究是农田水利研究的基础，今后的研究应从均质走向非均质，从点的研究走向面(或区域)的研究，从理论研究推进到应用研究。土壤水运移机理研究应重点放在优先流、土壤水参数的测定和确定、土壤水参数的空间变异性、土壤水分运动的随机模型等几个方面。由于灌溉排水规律的复杂、水资源日趋紧张、综合利用供需矛盾的增加，应加强灌排自动化、GIS、GPS、RS、水情自动测报系统等技术的研究。水平畦田灌、波涌灌溉、地下滴灌、控制性分根交替灌溉是新发展起来的节水灌溉新技术，应进一步开展其节水增产的机理研究。

在排水控制涝渍和盐碱化治理方面，应继续对明沟排水、竖井排水、二元结构水文地质条件下的竖井排水、暗管排水、辐射井排水等开展研究，重点放在对田块、排域的排水模数研究上。分析节水灌溉技术的不同尺度影响，地理信息系统(GIS)在节水评价中的应用也是今后研究的热点问题。　■

5．农田生态保护、区域中低产田治理和南方的涝渍治理技术继续得到提高

以西部内陆河流域区农田生态保护为主要目标开展的叶尔羌河平原绿洲四水转化关系研究和塔里木河干流整治及生态环境保护研究开创了在内陆干旱区从水资源转化角度出发、以土壤水为中心研究水资源合理利用的先例，建立了不同层次的水资源平衡分析概念模型，包括平原绿洲总体水均衡或绿洲耗水模型、地下水均衡模型、农区一非农区水均衡模型、四水转化模型，把水资源开发利用与生态平衡和环境保护紧密结合，对于新疆内陆干旱区与类似地区的水资源转化消耗分析和水资源配置利用规划具有重要的指导意义和参考应用价值。以区域中低产田治理为主要内容的黄淮海平原持续高效农业综合技术研究，针对该区域中低产田水资源不足、农田肥力差、品种和栽培技术落后、水的利用效率和水分生产率低的特点，采取农水紧密结合的综合技术，对中低产田进行治理，取得了显著的增产增收效益。通过荷兰贷款项目排水技术的引进配套及新型合成过滤材料在河套灌区的开发应用的研究，率先在国内筛选出了暗管排水的新型外包合成过滤材料，并首次在田间进行了大面积的应用；开发生产出了优质的HDPE波纹塑料排水管，其主要性能刚度指标已超过了美国、德国、英国的标准；开发管材生产设备和引进的各种排水施工设备配套成龙，为大规模地下排水工程的实施奠定了基础。国家九五攻关项目农业涝渍灾害防御技术研究，针对农田排水工程建设中的关键技术，对涝渍兼治连续控制的动态排水指标、涝渍兼治的组合排水工程形式及其设计计算方法进行了深入研究，突破了以往涝渍分治的传统做法，针对实际存在的涝渍灾害特点，在国内外率先提出了涝渍兼治的连续控制的综合治理思路，建立了作物产量与涝渍综合排水指标的关系模型，提出了以经济效益最大为目标确定涝渍兼治综合排水标准的新方法和除涝治渍相结合的排水设计新方法；研究出地域特点有一定代表性的淮北平原综合防御涝渍灾害的组合排水工程形式、相应的规格标准，在该地区应用后取得明显的经济效益。

6．软科学研究为国家提供宏观决策依据

以《全国农业节水发展纲要》的研究与制订为标志，农业节水进入有序发展阶段。尽管过去开展了许多基础研究与应用研究，各级政府亦十分重视农业节水，但大多从局部和单项技术的角度进行。2001年开始，由中农办、水利部牵头，国家计委、财政部、农业部、国务院研究室、农业综合开发办等单位参加，对农业节水现状进行了广泛调查，经过近几年的努力，对《农业节水的战略地位》《农业用水与农业节水现状》《21世纪初农业节水的目标与任务》《农业节水的对策措施》《国外农业节水发展的现状与启示》等5个专题进行了深入研究。在多次研讨和广泛征求有关部门和专家意见的基础上，完成了《全国农业节水发展纲要》。同时，完成了《全国节水灌溉发展规划》《全国灌溉发展规划》《全国灌溉用水定额》《21世纪初中国农村水利发展战略》《大型灌区节水改造策略》等方面的研究也取得阶段性成果；内蒙古自治区等地制订了《农业灌溉节水条例》。这些研究均着眼全局、着眼长远，不但为农业节水的健康发展奠定了基础，而且为国家发展农业节水提供了可靠的决策依据。

7．科技成果示范推广应用取得了显著效益

通过九五国家攻关项目、国家重大科技产业示范工程项目，在全国开展农业节水工程示范，先后在甘肃、宁夏、内蒙古、新疆、山东、河北、河南、陕西、山西、北京等地建立了国家农业节水科技产业示范工程示范区和农业节水高科技示范园区。水利部建成了300个节水增效示范县，对208个大型灌区进行了以节水为中心的续建配套和技术改造，兴建了668个国家级节水增效示范区，探索出多种适合不同类型区的农业节水发展模式和技术体系，重点推广了渠道防渗、低压管道输水、大田喷灌、棉花膜下滴灌等灌溉节水技术，秸秆覆盖、地膜覆盖、旱地龙抗旱剂、保水剂、优良耐旱品种等农业节水技术。在北方井灌区优先推广了管道输水、喷灌、小畦灌；在黄淮海平原积极发展井渠结合、渠道防渗、管道输水、喷灌、小畦灌；在西北干旱、半干旱地区喷灌、滴灌、微喷灌、膜下滴灌、膜上灌等；在西北、西南山丘区，有条件的地方发展集雨节灌；在南方水稻区，大力推广水稻薄、浅、湿、晒等节水栽培技术；在东部及沿海发达地区、城近郊区建立现代化农业节水园区，调整作物种植结构建设高效高标准旱涝保收农田；在山区和丘陵地区，大力发展果树等的喷、微灌；在温室和蔬菜大棚重点发展滴灌；在干旱、少雨、缺水地区，大力推广地膜、生物覆盖、保水性耕作、坐水种等技术，选育抗旱品种，推广抗旱保水剂、蒸腾抑制剂、抗旱种衣剂等蓄水保墒措施。

通过示范推广，带动了我国农业节水的全面发展。九五期间新增节水灌溉工程面积766.7万hm2，是八五完成数的1.9倍，其中：喷微灌面积159.1万hm2，渠道防渗灌溉面积423.1万hm2(防渗渠道23万km)，管道输水灌溉面积184.4万hm2(输水管道13万km)。到2000年底，全国节水灌溉工程面积累计达到1866.7万hm2，占有效灌溉面积的34%。

在中西部贫困山区建设雨水集蓄水窖、水池、水柜560万个，配合各种节水措施使干旱的122万hm2基本农田增强了抗旱能力，并大面积推广了多种形式的农业节水技术措施，新增粮食生产能力7亿多kg，新增节水能力近11亿m3。多数地方灌溉水利用系数从八五末的0.30～0.40提高到0.40以上。同时，农产品耗水量也明显下降，粮油、菜、爪、果、肉、蛋、禽、淡水鱼等主要农产品产量分别增加了10%～50%，而万元农业产值(含林牧渔)耗水量却从1917m3下降到1591m3,共下降了326m3。

8．国际科技合作进一步加强

2001年，受欧盟科学技术委员会、澳大利亚国际农业研究中心、福特基金会等组织的资助，武汉大学、中国灌溉排水发展中心、中国水利水电科学研究院等单位分别与国际水管理研究院(IWMI)、国际水稻研究所(IRRI)和美国、澳大利亚、法国、葡萄牙、荷兰、瑞士、印度等国的大学和科研机构合作开展了黄河流域节水灌溉策略研究中国节水灌溉技术及其影响研究提高灌区水分生产率研究劣质水利用研究中国灌溉水费政策研究等，在北京和武汉分别召开了国际学术研讨会。鉴于中国农田水利学科研究所取得的丰硕成果，在2002年加拿大蒙特利尔市召开的第18届国际灌溉排水大会暨第53届执行理事会期间，国际灌排委员会(ICID)举办中国日活动，专门介绍中国的灌排成就及节水灌溉等方面的经验。2002年在北京召开了雨水与再生水利用国际研讨会，参加研讨会的有来自美国、德国、日本、以色列、中国台湾地区的专家学者以及北京、河北、中科院、甘肃等省(直辖市)，以及清华大学等高等院校、科研院所的专家、学者。