1.1农田水利工程
所谓的农田水利工程，就是进行农业发展服务的水利事业项目。而就目前来看，国内的农田水利工程建设已经形成了一定的特征，并为国内的农业发展作为了一定的贡献。首先，国内的农田水利工程已经逐渐从政府主导变成了以农民为主导，而政府主要负责进行工程项目的指导，进而满足农民的生产需求。其次，国内的农田水利工程已经实现了从只考虑经济效益到综合考虑经济效益、生态效益和社会效益的转变。再者，现今的农田水利工程已经实现了投资方式的转变，既从国家、农民出资转变为社会出资和国家补助。
1.2节水灌溉技术
所谓的节水灌溉技术，就是在将传统灌溉技术与集约灌溉理念结合的情况下，按照农作物的生长规律和当地水文特征进行水资源的最大限度利用的灌溉技术。而这种技术的使用，是建立在使用生物技术和保证农产品健康生长的情况下，进行农作物的适当灌溉。所以，使用这种技术，可以使水资源得到充分的利用，进而在避免水资源浪费的情况下，实现农业生产效益的最大化。而对于我国这样一个水资源较为匮乏的国家来说，节水灌溉技术的应用使得农业生产压力得以缓解。所以，农田水利工程节水灌溉技术的应用，对于促进我国农业的发展有着积极的意义。
2节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究
2.1常见节水灌溉技术的应用
就目前来看，比较常见的节水灌溉技术是喷灌技术和微灌技术。其中，喷灌技术的应用原理是在压力作用下，利用管道进行水资源的输送，进而使农田得到充分的灌溉。而由于在进行农作物灌溉时，需要利用喷头进行水资源的喷射，所以该技术被称之为喷灌技术。而利用喷灌技术进行农作物的灌溉，可以使水资源均匀的喷洒至农田中，从而达成农作物的充分灌溉的目的同时，大大提高水资源的利用率，进而使用于灌溉的水资源得到节约。而具体来说，应用该种节水灌溉技术往往可以使水资源的利用率达到60%到85%，并节省30%到50%的水量。而不同于喷灌技术，微灌技术是一种较为新型的节水灌溉技术。从本质上来讲，该技术是建立在滴灌技术的基础之上发展而来的，主要通过滴灌、渗灌、微喷灌和小官涌流管这四种方式进行农作物的灌溉。而从技术内容角度，该技术则主要由水资源、输水管网、罐区首部和灌水器所组成。相较于其他节水灌溉技术，该技术的应用具有灌水流量小、灌溉时间长和灌水周期短的特征。所以，利用该技术可以很好的进行水量的控制，进而节省大量的水资源。就实际情况而言，利用该技术可以节省50%到80%的水量。
2.2应用节水灌溉技术需要注意的问题
为了更好的进行节水灌溉技术的应用，在农田水利工程中进行节水灌溉技术推广和应用时，应该进行一些问题的注意。一方面，由于不同的农田的水土条件不同，而与此同时，种植的农作物种类也不尽相同，所以应该进行不同的节水灌溉技术的应用。具体来说，就是在进行节水灌溉技术的选择时，应该根据不同地区的水土特点和农作物特点，进行合理的节水灌溉技术的选择。比如，在进行产出效益不高的农作物的灌溉时，就应该进行以地面灌溉为主的节水灌溉技术的选择。另一方面，由于每个地区都会定期进行农作物种植结构的调整，所以在进行节水灌溉技术选择时要考虑到这一因素。而所谓的调整农业种植结构，就是通过种植大面积林草来进行耕地种植面积的压缩，或者是扩大耗水较低作物的种植面积来进行耗水高的农作物种植面积的压缩。所以，在进行农业种植结构调整后，要重新进行节水灌溉技术的选择，从而更好的进行节水灌溉技术的应用。
3结论
党的十五届三中全会通过的《中共中央关于农业和农村工作若干重大问题的决定》，提出“制定促进节水的政策，大力发展节水农业，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大幅度提高水的利用率，努力扩大农田有效灌溉面积。”是指导我们当前水利工作的英明决策。
从国外发展节水灌溉的实践经验，可以了解到有很多办法可以提高农业灌溉用水的效率，包括新的和改进的灌溉技术，农业和技术人员对灌溉好的管理经验，以及灌溉制度的改进。但是，这些措施只有在有关的经济、法律、规定都鼓励节水的时候才能实现。目前，要促进我国节水灌溉的发展，首先要研究制定好的投入政策。
制定好的政策是节水灌溉稳步向前发展的首要条件。节水灌溉的实施即关系到农民的切身利益，又具有显著的社会效益，它是缓解社会用水供不应求矛盾的有效举措。20世纪80年代中后期，河北省节水灌溉事业发展步伐逐年加快，各级政府加强领导，各部门密切合作，许多地方政府成立了农业节水领导小组，主管农业水利的领导同志亲自担任领导，银行、各级财政部门也给予贴息支持。地方制定优惠政策，平价供给材料兴建节水灌溉工程，有的返还部分农村特产税，对发展节水灌溉工程的单位或个人给予适当补贴，通过召开各种形式的节水灌溉经验交流会及表彰会，有利的促进了河北省农业节水事业的发展。
农业节水的实施是以各种节水技术的实施为前提的，这需要大量的资金和劳力投入。在目前的国家财力有限条件下，这样大的投入完全由国家承担是不可能的。因此，要多渠道积累发展节水灌溉的资金，如基建及房地产开发占用耕地要对破坏的节水灌溉设施进行补偿，对于工业及城市用水大户要征收水资源费，投入发展节水灌溉。另外，从已建工程运行看，节水工程措施有一定的使用年限，这种投资若不能形成自我积累、自我发展、自我更新的机制，单纯由国家来承担这笔费用，也是不现实的。这就需要制定一个有利于节水农业发展的合理投资政策。节水农业带来的直接效益是扩大灌溉面积，提高灌溉保证率，减少水费的负担，这部分效益是地方和当地农民可以直接获得的；另一方面的效益是农业节水可以支援工业和城市生活用水，保护生态环境。因此，制定国家、地方、个人共同负担的原则筹措资金是比较合理的，可以根据收益程度及收益地区制定相应的投资政策。如对于果园、花卉、大棚菜等高附加值产品的节水工程，虽然一次性投资大，但由于有明显的经济效益，群众投资热情很高，在这种情况下，国家和地方的投资比例可以很低（甚至无），仅从贷款、建设方面给予支持即可；而对于大田粮食作物而言，虽然是群众直接收益，但直接效益并不明显，如果搞喷灌，由于一次性投资较大，经济上并不划算，这种情况，国家和地方的投资比例则应适当高一些。河北省从1998年推广喷灌节水工程，省、市、县三级政府都制定了喷灌工程的补助标准，井灌每亩补30元，其他不足部分当地群众以各种方式多方筹措；保证了河北省喷灌工程面积的实施。而其他传统的节水工程形式如管灌，有的群众积极性很高，志愿拿出资金进行投资，则当地政府在政策技术上进行相应的引导和指导就可以了，这些情况都说明了搞农业节水工程，投入政策制定往往可以因地制宜，根据不同区域的经济发展水平、项目、效益情况进行相应的投资政策。
从河北省近几年发展节水灌溉的情况看，运用市场经济规律，通过建立多元投资运行管理机制也不失为解决农业投资的一种有效途径。多年来，由于许多水利工程是政策投资兴建，老百姓无偿使用，造成管理维护不善，工程设施损坏严重，效益不能充分发挥。近几年来，政府通过积极应用市场经济的方法和手段，按照“股份制建设，企业化管理，商品化使用”的原则，通过股份制、股份合作制、拍卖、租赁等多种形式活化国家和集体水利工程存量资产，鼓励企事业单位、民营企业家、个体承包大户独资和合资兴办节水灌溉工程，并纳入行业规范化管理，通过“谁投资、谁受益”的原则，使得节水灌溉投资运行管理又前进了一步。
2调整水价，用经济手段抑制农业用水的浪费
水费是制约节水农业发展的另一个重要因素，大家普遍认为水费价格偏低制约了节水农业的发展，这种情况在我国北方的许多大型灌区确实存在。
无偿廉价用水是制约节水灌溉发展的主要因素。运用经济杠杆调节，将农业用水纳入收费管理，根据有关法律、法规研究农业地下用水资源费的征收形式和政策是促进节水灌溉快速发展的有效措施。河北省根据本省水利多年价格收费实际情况，相继出台了《河北省水利工程供水价格管理办法》，《河北省河道工程修建维护管理费征收管理规定实施办法》，《河北省县城及以下地区征收水资源费暂行规定》，《河北省水土保持设施补偿费、水土流失防治费计收管理暂行规定》，《河北省水利建设基金筹集和使用管理实施细则》等有关节水农业的收费政策法规。这些政策法规的制定，对征收的地下水资源费全部应用于发展节水灌溉工程建设，通过利益驱动，使农民增强节水意识，并自觉付诸行动，逐步把政府推动变为群众行动。只有这样，节水灌溉才能步入良性循环发展的轨道。
目前，我国农田灌溉水的水价不到实际成本的1/3，据统计，在农业生产中，1996年全省平均排灌费（包括机井灌溉的油电费）占生产成本的比重分别为：小麦：17.7％、玉米7.3％、蔬菜11.03％。水利和化肥同是农业增产的主要因素，而农民购买化肥的支出在农产品生产成本中所占的比重明显偏高，分别为小麦43％、梗稻35.1％、玉米49.73％、蔬菜31.23％。可以看出，水费支出在农业生产中所占比重明显偏低，是与河北省水资源匮乏的现状不相适应的。由于水价太低，舍不得在购买节水灌溉设备上花钱。从而导致农民不爱惜水。使得灌溉管理单位收取的水费入不敷出，反而鼓励农民多用水最终导致节水灌溉工程难以维修更新，工程老化失修，带病运行，节水效益日益下降。为此，国家要尽快制定有利于发展节水灌溉的水价政策，建立科学的水价体系，按水的成本征收水费并实行累进制，对超标准用水，加倍收取水资源，将灌溉用水纳入市场经济管理和法制管理的轨道。
3贯彻水法，建立健全节水组织，制定用水法规
1998年，我国颁布了《中华人民共和国水法》，但水法体系远未形成。针对节水灌溉的法律在《水法》里虽有所涉及，但具体操作还需要有相应的专项法律。水利优先发展的基础地位需要法律保障，水事活动所引起的社会矛盾需要法律调整，水利建设的成果需要法律保护，对水土流失、供水、水污染所造成的危害同样需要法律防治。目前在已有的《水法》指导下，又出台了《水土保持法》、《防洪法》、《水污染防止法》、《取水许可制度实施办法》等水法规，对依法治水已有基本遵循。但由于历史条件的限制和随着市场经济的发展，一些已出台的法律还有待进一步完善，加之我国水法体系尚处在建设过程中，水法体系还不配套，如取水许可制度实施细则，水资源费的征收，供水价格、农田水利建设等需要形成法律规章，补充配套，需要加大执法力度，人们的法制意识有待进一步加强。
河北省历届政府对节水灌溉工作都十分重视，把节水灌溉工作列入农业发展战略规划和政府有限责任目标考核管理，先后制定了《河北省机井灌溉节水防渗工程规划》、“七字工程实施方案”、《河北省节水灌溉三年规划》，并出台了相应的资金补助政策，各级政府每年投入超亿元的资金补助节水灌溉工程，为其发展提供了有利保障，同时经过各级水利部门多年来不懈的努力，已从水资源管理，节水工程建设使用和管理维护，科学推广，效益测评，节水灌溉技术规范等诸方面形成一套相对完整的规范体系，这些都将为河北省节水灌溉的规范化、科学化起到重要的保障作用。
1998年，在中央国家机关机构改革中，水资源的统一管理工作得到进一步加强，包括节约用水管理在内的各项水资源管理职能都交给了水利部门，较好地理顺了部门之间的关系。为了管好节水，在水利部门设立了全国节水办公室，承担节水工作的组织、指导、监督职能。我省1997年成立了河北省节水工作领导小组办公室，但还只是协调机构，要真正落实组织、指导、监督全省节水工作的职能还有很长的路要走。
4建立健全灌溉设备生产审批、监督、检测制度
节水灌溉是一项现代化的工程技术无论是工程节水、还是农艺节水，管理节水都必须建立在节水灌溉材料设备实现产业化的基础上，这是大规模普及节水灌溉的前提条件。我国的大部分节水灌溉设备生产厂家小而分散，多以生产单项产品为主，质次价高，尤其是河北省的节水灌溉设备生产厂家多为集体或个体经营，规模较小。这些企业缺乏自身发展能力，生产的设备分散且配套性差，加上服务体系不很健全，抑制了农民购买的积极性。据有关材料统计，对全国46家节水灌溉专用材料设备生产企业的调查表明，固定资产没有超亿元的，年产值达到亿元的仅3家，一般均为几千万元，少的为几百万元。实际上不少企业的产品中节水灌溉材料设备仅占一部分或少部分。生产规模小制约了企业的发展，也严重制约了节水灌溉设备产品的更新和质量的提高。
所以，必须改革这种现有小生产方式发展大规模节水灌溉的模式，而代之以采用工业化的方式既实行规模化生产、企业化管理，将农业节水设备生产销售服务全过程纳入产业化的轨道，按市场经济规律发展，促进农业节水设备上档次、上规模，增效益。
当前，河北省农业节水设备产业化的时机已成熟，一是全省各地正在掀起建设节水灌溉的高潮，需要大量优质的节水灌溉设备，有广阔的市场；二是我国现有一批技术与生产条件雄厚的灌排企业，如中灌公司等，走与之联合的路子发展河北省的节水灌溉产品是大有可为的；三是河北省处在津京地区，交通便利，从事节水灌溉设备生产的企业众多，是全省实现节水灌溉设备产业化的技术依托力量。
河北省1998年完成喷灌面积14.67万hm2，在《河北省1998-2000年节水灌溉发展规划》中制定了3年每年新增“三灌”面积13.33万hm2以上的任务。1999年制定“十五计划”，五年新增“三灌”面积63.33万hm2。按每年新增“三灌”面积13.33万hm2计算，每年约需塑料管材14000t，薄壁铝合金管材2200t。通过近两年的实际操作情况看，河北省的喷灌工程建设在工程质量等方面还存在一些问题，主要有：①喷灌工程运行管理及设备管护制度不健全、不落实，管理工作跟不上。②设备产地多，产品规格不规范，质量难以保证。
1998年河北省及邻近省区喷灌发展力度较大，全国喷灌设备生产经营形势看好，利润较大，生产经营喷灌设备厂家骤然而起，仅本省就新建七、八家之多（多为组装厂家），之后竞争激烈，竞相降价争夺市场。一些厂家为了降低价格，一是减薄管材、管件壁厚，节省原材料；二是采用劣质原材料；三是简化生产工艺及检测程序，如一些厂家生产的喷灌铝管太薄，或不经氧化处理及逐根打压检测。特别是一些新上组装厂家，有的根本就没有质量检测设施，随购半成品随组装出售，根本没有质量保证；一些县、乡办塑料管厂生产的低密度聚乙稀管壁厚远小于设计工作压力要求的壁厚。另外，由于许多设备采购人员对喷灌设备技术指标、性能参数、质量要求不甚了解，所以设备安装运行后存在问题较多，特别是一些潜在隐患较多。若把这些不符合要求的材料用到工程中，将会导致管道系统瘫痪，造成人力物力的浪费。
针对这种情况，河北省目前还没有节水灌溉设备检测质检部门。为了保证全省喷灌工程建设巩固持续发展，长久发挥效益，应在水利研究部门建立必要的节水灌溉设备生产监督、检测机构，负责全省节水灌溉设备的质量检测工作。
5建立健全农业节水社会化服务体系
1概况
鄯善县总体地貌特征是三山夹两盆，即北有博格达山，南为觉罗塔格山，中有火焰山贯穿东西将鄯善县分为南北两个盆地。鄯善县海拔410米，由于地势低洼，冷湿空气不易进入，形成了极端干旱的温带内陆荒漠气候，其主要特点是热量丰富、极端干燥、高温多风、降水稀少、蒸发强烈、无霜期长、风大风多。研究区位于鄯善县山北地区，气候特征表现为夏季漫长且高温酷热，相对湿度低，无霜期较短，风沙危害小。鄯善县主要气象要素见表1。
表1鄯善县主要气象要素表项目
山南
山北
项目
山南
山北
年平均降水量(mm)
17.6
25.3
积温(℃)
5548.9
4525.5
年平均蒸发量(mm)
3216.16
2751
无霜期(d)
224
192
年平均气温(℃)
14.4
11.3
最大动土深度(cm)
90
90
7月平均气温(℃)
33
29.2
最大风速(m/s)
29
29
1月平均气温(℃)
-9.8
-11.2
平均风速(m/s)
4.8
4.8
年日照时数(h)
2957.7
3122.8
风向
西北风
西北风
年辐射总量千卡/cm2150.4
150.4
2水文水资源特点
鄯善县水资源主要由天山水系各河流年径流、泉水、潜流及山前侧渗组成。由于山区冰川较少，冰雪融水在地表水资源补给中只占10%，而山区降水占90%。鄯善县境内地表水的总特征是河流水量小、流程短，水系之间相对独立，河流出山口后迅速渗入到巨厚的冲积扇中，未形成平原河系。县内河流均为季节性河流，年内分配不均，汛期流量大，枯水季节径流量均较小。河流洪水均为暴雨洪水，洪水过程线尖瘦，暴涨暴落，洪水峰高量不大，持续时间较短。
地下水开采方式有坎儿井、机电井和泉水。地下水系统规模大，条件多变，承压水与潜水共存，含水层之间联系密切，补给、排泄途径多样，含水介质结构、边界条件复杂。
鄯善县水资源总量为3.125×108m3,地表水资源量为2.502×108m3,占水资源总量的80%，实际引用地表水多年平均为1.799×108m3,引水比为72%；地下水资源量0.623×108m3,占水资源总量的20%。由于鄯善县特殊的地貌特征，使得地下水多次转化、重复利用，地下水补给量3.067×108m3,可开采量2.813×108m3,实际引用量2.804×108m3。研究区地表水资源量0.3681×108m3，引用量0.3366×108m3；地下水补给量0.5848×108m3,其中可开采量为0.4679×108m3，引用量0.4964×108m3。各级渠道防渗率58.57%，综合渠系利用系数可达0.56；灌区有坎儿井39条，坎儿井的数量及流量呈下降趋势。由于农业灌溉大部分采用传统的大水漫灌的形式，灌溉定额高，造成田间水资源的大量浪费，加大了用水矛盾。因此，必须改善田间灌溉条件，发展节水型农业。
3滴灌条件下节水研究
鄯善县光热条件丰富，葡萄产量高，经济价值高，是重点葡萄种植区。水资源短缺是制约葡萄种植业发展的重要因素，必须走节水灌溉之路[2]。喷滴灌是目前国内外节水增产效果比较好的田间灌溉工程；但喷滴灌投资大，主要应用于高产值的经济作物，葡萄经济价值高，可应用喷滴灌工程。喷灌受风力和蒸发量影响较大，鄯善县平均风速4.8m/s，多大风天气，喷洒不均匀度高；年平均蒸发量3000mm左右，蒸发损失大。因此，喷灌不适合于鄯善县。滴灌向作物根区土壤供水，把田间深层渗漏和蒸发损失减少到最低；在灌水的同时还可以进行施肥，既减少用工又提高肥效，促进作物增产。因此，可采用滴灌节水技术。
滴灌实施前后，渠系防渗工程保持现状，渠系利用系数不变。滴灌实施前为机电井开采地下水，农渠输水灌溉，滴灌实施后为管道输水，其综合利用系数由0.92增长为0.95。由于采用滴灌灌溉，减少了田间损失及棵间蒸发损失，进而提高了田间水的利用率，田间水利用系数由0.81提高到0.95。实施滴灌部分灌溉水利用系数由0.75提高到0.90。
滴灌实施后葡萄灌水次数明显增加，但灌水定额则下降明显，总的用水量大大减少，滴灌的节水效果明显。滴灌前后葡萄灌溉制度变化见表2。
表2滴灌前后葡萄灌溉制度对比表滴灌实施前
滴灌实施后
灌水时间
灌水次数
灌水定额
灌水时间
灌水次数
灌水定额
3.20—3.30
1
60
3.20—3.24
1
20
4.10—5.5
2
120
4.5—4.25
3
60
5.10—6.10
2
120
5.1—5.30
4
60
6.15—6.25
1
60
6.1—6.25
4
80
7.1—7.30
2
120
7.1—7.30
4
80
8.10—8.20
1
60
8.5—8.25
3
60
9.5—9.15
1
90
9.5—9.9
1
20
10.5—10.15
1
70
10.10—10.14
1
20
合计
11
700
合计
21
400
研究区实施2万亩滴灌工程，年节水量0.0558×108m3，减少地下水开采量，缓解地下水超采现象。该项目具有极大的示范效益，全县12.3万亩葡萄，若全部采用滴灌灌溉，则可减少地下水开采量0.1986×108m3，使生态环境与水土保持朝良性循环的方向。项目建成后，年节水量0.0558×108m3，新增农田防护林0.2万亩。项目建成后，新增灌溉效益691万元，经济效益十分显著。项目建成后，可增加农田防护林0.2万亩，使灌区生态环境得到改善，绿色植被覆盖率加大，固结了土壤，保持了土壤养分和肥力，有效地控制和减少了土壤沙化、盐碱化和水土流失[3]。还可缓解由于地下水超采导致的坎儿井和泉水日见干枯的现象。
4结语
节水型农业是未来农业的发展方向，特别对干旱缺水地区的灌溉农业来说尤其如此。节水灌溉技术是实现节水型农业的关键，节水灌溉实施后可提高灌区的灌溉水利用系数与水资源利用率，防止土壤次生盐渍化；减少由于缺水导致的风蚀面积的扩大，改善生态环境。通过优化产业结构，采取高新灌溉技术，合理利用水资源，提高农作物产量，创造良好的经济效益。滴灌是一种适应于干旱地区降水稀少、蒸发强烈、水资源短缺特点的节水灌溉方式，应在干旱地区经济作物的灌溉中大力推广。
参考文献
[1]周和平,徐小波,马福忠,于江海.新疆21世纪初节水灌溉问题[J].中国农村水利水电,1999(10)：15-16.
[2]张志新.对新疆发展喷灌的认识[J].节水灌溉,2000(6):11-12.
[3]郑金丰.新疆塔里木河发展灌溉对环境的影响[J].中国农村水利水电,1999(6):8-9.
AstudyonwatersavingirrigationinShanshancounty(1CollegeofEnvironmentalengineeringandEnvironmentalsciences,Chang’anuniversity;Shan’xi710054,China;2WaterresourcesandHydro-powerplaninstituteofKashiregioninXinjiang,844022,China;3WaterresourcesandHydro-powerplaninstituteofTulufanregioninXinjiang,838000,China)
不同形式的节水灌溉工程所用设备存在一定的共性，但更多的是特性，故设备往往是围绕各种节水灌溉技术开发和配套的，形成各自的体系。当前市场上需求程材料设备、管道输水工程式材料设备等到。
（一）喷灌设备
我国目前生产的喷灌设备主要是大、中、小、轻型喷灌机、喷灌用水泵、喷灌用地埋管道和地面移动管道、喷头、附属设备等。据统计，截止到1997年底，我国喷灌工程面积已达1900万亩，其中约75%采用轻、小型喷灌机，大中型喷灌机的喷灌面积约占10%，半固定管道式喷灌约占15%左右。
1喷灌机
（1）大型喷灌机。目前我国生产的大型喷灌机主要有DYP-415型电动圆形喷灌机，塔架为10跨，系统长度415m，一个作业点的控制面积为60k平方米。此外还有DPP-400型平移式喷灌机，塔架为10跨，系统长度356m，双侧配置，控制面积120h平方米。
大型喷灌机的自动化程度和作业效率高、单机控制面积大，亩投资较低（200--400元/亩），适用于要求机械化程度高的规模化农业发展节水灌溉的需要。
我国的大型喷灌机的开发、研制和生产应用经历了20多年的努力，积累了一定的技术基础，也有上千台的设备保有量，但产业发展举步艰难。其原因是方方面面的不能简单地归结为“不适合国情”的一个原因。大型喷灌机是机电一体化的大型机具，要求较好的产业基础和综合配套能力，从单项技术到集成技术，再到产品需要实现巨大的跨越。我国大型奔灌机产品的主要差距是能耗高，抗风性能差，整机重量大，专用零部件配套能力不足，防锈蚀工艺落后、系列短等。这些差距大多集中在产业化开发的五一节上，并非单纯的技术问题，而是技术与经济、企业与市场相互影响的结果。
据悉，中国灌排技术开发公司已实现了对上述大型喷灌机生产企业的控股，并确定在开拓大型喷灌机市场的同时，进行大型喷灌机的产业开发，形成2500台的年生产能力，可为每年发展200万亩大田作物的节水灌溉工程式提供优质产品。
（2）卷盘式喷灌机。我国目前批量秤的卷盘式喷灌机有JP40、JP50、JP65、JP75和JP90系列产品，其有较大提高，1998年下半年投放市场后，已销售300多台，形成了一定的生产规模，为发展产业奠定了较好的基础。
卷盘式喷灌机因结构的限制，供水管道和水涡轮上的水头损失较大，单喷头配置时入机压力较高，能耗偏大。但该机型机动性好，适应性强，对于补充灌溉单机的JP75型卷盘式喷灌机有效喷洒长度为300m，有效喷洒幅度50~60m，喷洒流量18--27立方米/h，单机控制面积达250亩，亩投资300元左右。
卷盘式喷灌机曾于1980年由原机械工业部立项并组织研制，但由于技术上的明显差距等原因，至1997年并未形成批量生产。该类产品的主要差距是PE管、大型喷头等到关键部件技术不过关，产品制造工艺落后，机具笨重等。中国灌排技术开发公司下属七州集团以仿制的大大缩短了设计、试制的周期。七州集团通过更新产品积极性，形成良性特环。中国灌排技术开发公司已确定了卷盘式喷灌机的生产规模和技术改造方向，计划1999年达到1000台的年生产供应能力，并组织大型喷头的技术攻关和PE供水管的协作攻关，完善生产制造的工艺装备和检测手段，力争尽快形成规模生产，进口设备。
（3）轻、小型喷灌机。轻、小型喷灌机使用最多的为手抬式和手推式的机组，是当前我国喷灌机具的主力军。我国轻、小型喷灌机已形成相当规模的生产能力，其中年生产能力在万台以上的生产企业有萧山水泵总厂、新昌喷灌机厂、金坛喷灌机厂、新郑喷灌机厂、太原喷灌公司等十余家，其中萧山水泵总厂的年生产能力已达10万台。估计仅这些已具有规模的企业的年生产能力就可达30万台。
轻、小型喷灌机组机动灵活，使用方便，亩投资低，适合我国当前的农村经济体制和农业经营规模，这是它应用广泛的主要原因。但是，这种机型的生产制造分散，产品质量和工艺水平参差不齐，一些企业虽小，但包括机、泵、秋、头，它的质量实际上反映了我国喷灌设备的总体水平。1991年原机电部进行的喷灌行业产品质量评比表明，产品总的合格率仅为57%，这种质量状况实际上也代表了轻、小型喷灌机的质量状况。造成质量不稳的原因：一是企业质量管理不善，缺乏长远考虑，没有真正树立质量是企业生命线的发展战略；二是技术上、装备上没有形成专业化生产的格局，生产工艺落后，缺少专用加工设备，缺少必要的检测手段。
2喷灌专用水泵
我国目前生产的喷灌专用水泵主要是1982年农机部下达任务研制的50BPZ、65BPZ、80BPZ等8种型号的自吸泵和65BP、80BP两种型号的非自吸泵，以及这些专用水泵的变型泵。喷灌专用水泵多是与轻、小型喷灌贡配套使用，基本上由喷灌机生产企业组织生产制造，其中金坛喷灌机厂的年生产能力已达8万台。
从1991年行业质量评比情况看，喷灌专用水泵的产品性能指标有40%~45%优于当时国内生产的一般农用水泵。产品质量和工艺水平也有所提高，如萧山水泵总厂的铸件成品率到1994年已提高到86%。但从整体上看仍存在工艺落后，质量不稳的问题，还没有形成龙头企业和名牌产品。
除喷灌专用水泵外，喷灌工程还广泛使用QJ系列井用潜水电泵等通用水泵，这类产品供应充分，市场竞争激烈。目前已初步形成了一些具有较强实力和竞争能力的企业，如泰丰潜水平与国外先进水平相比差距是明显的，突出反映在铸造水平上。
3管道
（1）地埋固定管道。我国喷灌工程的地埋固定管道一般命名使用硬质聚氯乙烯管、改性聚丙烯管、钢丝网水泥管、钢筋混凝土管、铸铁管等，这些管材均可满足喷灌工程的技术要求。其中范围限，塑料管供货充足，管件配套齐全，施工安装方便，但产品质量参差不齐，生产的规模优势难以形成市场优势。
管道式喷灌工程中的管道投资占材料设备费的70%～80%，降低管材的费用一直是发展喷灌的关键所在。一个发展提高管道的利用率，例如发展机组式喷灌，移动管道式喷灌，另一个发展方向是开发复合型管材，充分发挥不同材质的机械性能，如钢丝网水泥管。随着塑料工业的发展和应用范围的扩大，基于树脂的复合型管材倍受人们的关注。中国灌排技术开发公司新近组建的颈硕新型管材公司最近开发了加筋PE塑料管的生产技术和生产装备。这种管材具有耐压能力高、重量轻、耐腐蚀、水力性能好、价格低等优点。与1.0MPa级的管材比较，新管材的成本仅为一般PvC管的50%～65%，是其理想的替代产品。
（2）地面移动管道。我国地面移动管道主要使用带有快速接头的薄壁铝合金管和塑料软管。其中的薄壁铝管的生产工艺经历了冷拔、焊接、挤压三个阶段，已达到铝材生产的先进水平。挤村铝合金管较冷拔管的成品率高得多，而机械性能又优于焊接管。太原铝厂自80年代初期开始生产冷拔铝管，1986年又从奥地利引进铝焊接管生产线，1995年改产挤压铝管。挤压铝合金管的生产工艺较为简单，一般的铝加工企业，只要有600t以上的挤压机即可生产，如河北省肃宁县铝材厂原生产建筑门窗铝材，1997年开始秤喷灌铝合金管，年生产能力达5000t。
移动铝管除管除外，还要配上快速接头，才能成为移动管道。快速接头及其他附件一般是由喷灌机厂生产并成套供应移动管道式喷灌系统，职太原市喷灌集团公司生产的TPL型喷灌管道系列，规格从φ50到φ102，配套完整，年生产能力可供发展100万亩喷灌的需要。
地面移动管道中的塑料软管，我国也有足够的生产能力，如金坛喷灌机厂的维塑管年生产能力达100万m，泰州市喷灌机厂的涂塑软管年生产能力达200万m。
由于市场不规范，优质难以优价，不具备条件的小厂生产的移动管道质量难以保证。
4.喷头
目前我国生产和使用最多的是PY1、PY2铝合金摇臂式喷头以及PYS塑料喷头，凡生产喷灌机的企业几乎都生产喷头。我国喷头的生产能力充足，但产品档次不高，使用寿命短，品种单调。1987年投放市场的ZY系列喷头和最近投放市场的DY系列喷头引进国外生产线，以锌基合金和铜为主要材料制造，性能好，但价格较贵。在PYS塑料喷头基础上开发研制的PYS2系列喷头主要部件采用耐磨防腐金属镶嵌新工艺，提高了产品性能使用寿命，其性能价格比利时具有较强的市场竞争力。
我国在大型喷头的开发制造上与国外存在较大的差距，致使卷盘式喷灌机整机性能不佳，不得不依靠进口喷头配套。
（二）微灌设备
我国目前生产的微灌设备主要有过滤器、施肥器等首部枢纽设备、管材和连接件、滴灌管（带）、微喷头、渗灌管等。据统计到1997年底我国微灌面积已达200万亩，主要用于果树和设施农业作物的灌溉。
1.首部枢纽设备
目前我国批量生产的首部枢纽设备主要有北京通捷机电设备公司的离心过滤器、砂石过滤器、叠片过滤器、网式过滤器、施肥装置，山东莱芜塑料总厂的全塑网式过滤器和施肥罐，生产首部枢纽设备的企业还有河北龙达灌溉设备有限公司、燕山滴灌技术开发研究所等。目前生产的过滤器如适当组合，基本上可以满足不同灌溉水质的过滤要求。另据了解，通捷机电设备公司根据市场需求的增加，为进一步提高产品质量，降低生产成本，增加品种规模，目前技术改造，计划到2000年达到年生产4000台过滤器，2000台施肥设备的能力，口径从φ25～φ150，单台（套）过滤能力3～120立方米/h，过滤精度达到250目，可满足年发展10万亩微灌工程的配套需要。
微灌首部过滤设备是保证系统正常工作的关键，今后应进一步增加品种，开发新过滤材料（如特殊发泡材料等），形成规模化的专业生产，以提高产品质量，降低生产成本。应该说影响微灌首部枢纽正常工作的主要因素，并不完全是目前的产品规格和质量，设计上对过滤重视不够，施工中没有严格遵循操作规程，使用中缺乏必要的维护保养往往是造成微灌系统堵塞的主要原因。
水肥同步精确供给被以色列专家认为是微灌得以快速发展的主要原因。我国目前的施肥及配套设备在性能、操作性、配套性等方面尚有不小的差距，形式比较单一，使用中的问题也不少。今后应加大产品开发的力度，对生产应用也应加强示范和指导。
2.管材和联接件
微灌用管材大多是低密度聚乙烯管（LDPE），规格从4～80mm，市场货源充足。LDPE管材加工简单，利润率不高，技术条件好的企业不愿加工生产，小企业加工的管材质量不稳。联接件的问题则更大，为追求价廉和方便，施工中往往采用内插式的管接头，降低了联接处管材的耐压能力，管材本身也极易变形，造成漏水。
在目前的情况下，只能提请用户尽量选择正规企业的定型产品，特别应注意联接件的形式与质量。
3.灌水器
滴灌灌水器的发展趋势是灌水器与毛管一体化的滴灌管（带），我国目前批量生产的滴灌管有内镶式滴灌管、管上补偿式滴灌管、迷宫式滴灌带、双上孔滴灌带、普通滴灌带等。配套完整，使用较好的是绿源塑料联合公司生产的“八五”国家重点科技攻关产品内镶式滴灌管，目前已形成为每年发展10万亩滴灌工程配套的生产能力。除滴灌管外，微管式滴头、大流量滴头、补偿式滴头等也有生产和应用。
微喷头的种类很多，我国早期多生产和应用折射式喷头和缝隙式喷头虽早有产品，但质量尚不能符合SL67-94的要求，目前国内不少商家国外的这类产品。
渗灌在我国有悠久的历史，但到90年代初为止并没有形成产业，更没有产品面市。后随着国外渗灌管进入我国，人们才开始考虑现代渗灌的概念，我国有几个橡塑企业已着手开发不同材质的渗灌管。国内外对于渗灌技术素有不同的评价，笔者去法国考察时也向原来生产渗灌管的企业了解有关情况，得到的回答是“转入地下的意义不大，目前已不生产”。笔者认为渗灌确有其自身的特点，就技术而言应该占有一席之地，问题是合格的渗灌管的技术含量绝不在第五代滴灌管这下，国内产品和部分国外产品都还不含量。中国灌溉排水技术开发培训中心对国内外渗灌管的测试结果证实了上述认识。渗灌工程建设和运行管理与滴灌一样必须严格按技术要求进行，这也是发展渗灌必须面对的问题。
微灌设备的技术含量高于其他节水灌溉设备，高的技术会计师集中在灌水器上。这是因为微灌设备均是微量出流，流道细小，加工技术要求高；另外微灌属精确灌溉，对灌水器的性能要求也高。就总体而言，我国生产的微灌灌水器与国外先进产品相比，在品种、规模、性能、质量、耐久性等方面均有明显差距。降低微灌材料设备的价格无疑有利于大面积推广微灌，但低价格不应以牺牲产品性能和质量为代价。据悉，中国灌排技术开发公司正在开发经济型内镶式滴灌管，它是通过减薄壁厚（由目前的0.6～0.8mm减至0.2～0.4mm），增加科技含量，实现降低成本的，这种思路值得提倡。
4.自动控制设备
实现精确灌溉自动控制设备是必不可少的，这类设备我国虽有研制，但并没有形成产品，今后应引导这方面的工作，以提高我国微灌设备的配套能力和总体水平。
（三）渠道防渗新材料和施工机械
1.防渗膜料
膜料防渗具有防渗性能好，适应变形能力强、施工简便、造价低等优点，应用广泛，我国在60年代中期已将膜料用于渠道防渗，但当时没有专用的防渗膜料。目前我国生产的防渗膜料在抗穿刺、抗老化、增加与土的磨擦系数方面均有改进，特别是近几年生产的宽幅高密度线性低密度以及高充填合金聚乙烯膜料，其抗拉、抗撕裂性能均有大幅度提高。还开发出一布一膜、二布一膜等复合型土工膜料，但价格稍高。例如泰山塑料股份有限公司生产的防渗膜料幅宽3～10cm,厚度0.1～1.5mm，年生产土工膜料的能力达到500万平方米。膜料防渗前景广阔，今后应加强跨行业合作，进一步开发新型膜料，以适应渠道防渗因条件不同而提出的不同要求。
2.渠道防渗施工机械
U型防渗渠道施工机械的生产制造和应用已有一定的规模，保证了U形防渗渠道的大面积推广。目前生产的成套设备包括KU系列基槽开挖机、D系列小型U形渠道浇筑机、QJ系列可变断面（U形、矩形、梯形）混凝土渠道浇筑机等等。山东省高密市亚盛大水利机械厂开发的LZY系列混凝土构件成型机和WS型全自动砌块成型机，以普通材料拌合的干硬性混凝土，快速成型生产各种断面的混凝土防渗砌块，实现了工厂化批量生产，提高了衬砌质量，降低了施工成本。从产业化发展渠道防渗的角度看，中、小型渠道的混凝土防渗衬砌应选择“标准化设计、工厂化预制、现场装配”的方向。
（四）低压管道输水设备
“七五”期间原国家科委和水利部针对井灌区节水的需要组织了低压管道输水技术的攻关研究，带动了相关产业的发展。目前生产和应用的管材主要有薄壁PVC管、双壁波纹管、素混凝土预制管以及现浇管等。其中薄壁PVC管的生产已广泛扩散，产品供应充分，但质量参差不齐。有一些地区出现了生产并使用再生塑料管的极不规范的作法，产生的后果不难想象，规范低压管材的市场已成为当务之急。双壁波纹管的公称压力有0.2MPa和0.4MPa两档次，作为井灌区输水之用，耐压能力无法充分发挥，而价格又嫌太贵，作为喷灌之用，耐压能力尚不够，因此目前在节水灌溉中应用不多，有些生产企业的加工设备已停机。今后随着渠灌区大规模管道输水技术的应用，双壁波纹管当有一席之地。素混凝土预制管的主要生产技术在于制管机的开发，目前小批量生产的制机技术上已有很大改进，预制管的生产没有太大的问题。但是混凝土管不便长距离运输、生产的技术含量又不高，难以形成大规模生产的格局，基本上是就地使用就地生产。混凝土现场浇注成形技术，在大口径管道制造上有明显优势，在小口径管道制造上优势不明显，而且管道质量也难以保证，但在低压管道输出水技术发展初期，因价格便宜，种类现浇管道曾发挥了不小的作用。
出水口是井灌区农民从低压管道输水系统向地里放水的装置，因技术含量不高，产品定位偏低，尚不具备大批量产业化生产的条件，目前大多由县水利局或乡水管站结合自身建设节水灌溉工程的需要，自行组织加工或委托加工。
闸管系统是低压管道输水工程的田间配套设施，国外有硬闸管和软闸管两类产品。目前软闸管系统已通过“94.8”项目，引进国外技术在国内组织试生产，希望能对完善低压管道输水系统发挥作用。
管道输水是提高输水效率，合理利用自然水头，减少占地、减少水体被污染的有效措施，在国外普遍应用（有管道化的提法），而且配套完整，相关产业也很发达。我国低压管道输水技术是在80年代初节水灌溉任务紧迫，但投入又严重不足的情况下，在井灌区发展起来的，因此，技术定位偏低，系统定位靠下，难以带动相关产业的全面发展，反过来也制约了管道输水技术的发展和应用领域的扩大。今后随着水资源统一管理，灌区供水多元化的实现，管道输水技术及相关产业应有一个大的发展。
二、节水灌溉材料设备生产企业的现状
节水灌溉材料设备来源于生产它们的企业，企业的现状在一定程度上反映了产品的状况。
1.生产规模小
据对46家节水灌溉专用材料设备生产企业的表明，固定资产没有超过亿元的，年产值达到亿元的仅3家，一般均为几千万元，少的为几百万元。实际上不少企业的产品中节水灌溉专用材料设备仅占一部分或少部分。生产规模小制约了企业的发展，也严重制约了节水灌溉材料设备产品的更新和质量的提高。
2.专业化程度低
我国的节水灌溉专用材料设备生产企业不少是在原有生产领域的基础上，部分转产节水灌溉材料设备的，故绝大多数不是专业厂，产品结构复杂，关联性不强。这种状况决定了生产组织形式是以通用设备、普通工艺实现的小批量生产，产品质量难以保证，生产成本难降低。
3.生产技术装备落后
走进节水灌溉生产企业，往往看到的是70年代、60年代、甚至50年代的生产设备，这些设备有的是当年建厂时的设备，有有是从大企业淘汰设备中低价转让来的，生产技术装备的落后也往往决定了生产工艺的落后。
4.缺乏行业龙头企业的作用
在现代工业中，小而分散的加工生产并不一定意味着落后，关键是要有龙头企业发挥主机厂的作用，小企业应围绕龙头企业进行专业化生产。近期中国灌排技术开发公司收购江苏七州集团，控股中冠灌溉设备有限责任公司应该说是我国节水灌溉材料设备生产企业向规模化、产业化生产改组迈出的第一步。
三、节水灌溉材料设备的发展方向
节水灌溉所需材料设备涉及的范围很大，有不少是通用的建筑材料和机电设备，也有一定的专用材料设备，其发展方向主要取向于节水灌溉技术的发展和市场需求的变化。本文在节水灌溉材料设备现状综述中已对各主要设备的改进方向提出了一些粗浅的看法，不再赘述，现仅就其共性的东西补充几点意见。
1.节水灌溉材料设备需求的多元化
随着各项节水灌溉技术在我国的开发和应用，节水灌溉材料设备市场需求多元化的趋势明显，这不仅表现在产品的种类上，而且表现在同类产品的不同档次上。这种状况同我国地域广阔，各地自然条件和经济条件差异大有关。以往评价哪类地区应采用哪种节水灌溉技术时，往往并不太区分经济因素的作用，甚至将经济因素的作用看成是一种特例。如在80年代对北京推广半固定式喷灌的意义颇有分歧，而今天人们考虑的则是在经济较发达地区，半固定式喷灌溉今后的替代方式是什么？节水灌溉技术的多元化需求为材料设备产业发展提供了更为广阔的发展空间。建议主管部门对我国节水灌溉材料设备需求多元化发展的趋势组织调查分析和预测，加强对相关产业发展的宏观指导。
2.降低产品成本要走增加科技含量，实现规模化生产的路
一项节水灌溉技术的大面积推广，建设成本和运行成本是重要的制约因素。我国节水灌溉是在国民经济不发展的条件下起步的，“小花钱、多办事”有时成了唯一的准则。我国不少节水灌溉工程是提前报废的，原因很多，但片面追求低成本发展是重要的原因之一。在材料设备方面，不能以牺牲必要的性能和质量为代价来换取低成本。据悉，劲硕新型管材公司正在开发加筋PE塑料管，通过两种材料的复合使新材料在性能价格比上有明显提高。工艺难度大了，但材料消耗降低了，这种通过增加产品的科技含量，提高产品性能，降低产品成本的思路是可取的。
3.企业应主动与科研单位联合，实行技术经济一体化
我国节水灌溉材料设备生产企业的不少产品是70年代末、80年代初国家有关部门组织全国联合设计的成果，但在市场经济体制下，单纯依靠国家的科技投入已远远不够，企业应主动与科研单位联姻，并成为投入的主要承担者和成果的所有者。国家科技部已决定启动农业高效用水科技产业示范工程，并组建国家节水灌溉工程技术研究中心，目的都是为了推动节水灌溉相关产业的发展，实现技术经济一体化。我国的企业既要抓住当前节水灌溉市场发展的契机，也要抓住国家推动技术经济一体化的契机，实现产业的发展。
1.西北灌区是西北地区农产品的主要供应基地
我国西北大部分属干旱、半干旱地区，干旱地区无灌溉即无农业，半干旱地区降雨量虽在可从事旱作农业的范围之内，但由于降雨少且季节分布不均，农业仍高度依赖于灌溉。目前西北地区耕地总面积2.71亿亩，人均2.95亩，其中有效灌溉面积1.07亿亩，人均1.16亩，灌溉面积约占耕地面积的40%（见表1）。其中林果和草场灌溉面积分别为1690万亩和850万亩，分别占全国的35.8％和35.9％。据水利部门调查，西北地区灌溉农田的平均亩产在300kg左右，而非灌溉农田的亩产平均不足100kg，而且产量很不稳定。2000年西北地区粮食总产量为3169万吨，人均粮食产量为345kg，基本达到自给，其中70%的产量产自灌区，由此可见，西北灌区是西北地区农产品的主要供应基地，特别是宁蒙引黄灌区、陕西关中灌区、河西走廊和新疆等地，已成为我国重要的粮棉生产基地。
随着农业结构调整、退耕还林还草和城市化的发展，同时也由于水资源短缺和恢复生态平衡的需要，西北地区耕地面积和灌溉面积不会大幅增加，今后人口增长对粮食和农副产品的需求将更加依赖于现有灌区面积。
表1：2000年西北地区灌溉面积统计
地区流域总灌溉面积（万亩）农田有效灌溉面积（万亩）林果灌溉面积（万亩）草场灌溉面积（万亩）农田灌溉供水量（亿m3）农田实灌面积（万亩）农田毛灌溉定额（m3/亩）
西北地区总计13221106831690848666.59929.2671.3
内蒙古小计2238177514531879.11681.9470.3
黄河1729143412217373.61406.0523.4
内陆河511342241455.5276.0199.2
陕西小计18521635215231.71400.8226.3
黄河18521635215231.71400.8226.3
甘肃小计178916281342789.21425.8625.6
黄河707665281422.9585.4391.2
内陆河10829631061366.3840.4788.9
青海小计3853671820.0309.2646.8
黄河2882731513.4216.1620.1
内陆河989536.693.1708.9
宁夏小计70360197571.6591.31210.8
黄河70360197571.6591.31210.8
新疆小计6254.04677.01081496374.94520.2829
中亚西亚内陆河1065.3877.31018736.9866.0426
准噶尔盆地1470.01312.01332576.71235.9621
塔里木盆地3342.52289.5767286243.02227.41091
额尔齐斯河378.3198.38010018.3190.9959
2.发展节水灌溉对西北水资源合理配置与高效利用的影响
水资源短缺是西北地区工农业发展和恢复生态平衡最主要的制约因素，解决西北缺水的关键是提高水的利用效率。农业是西北地区第一用水大户，农业用水量占全区总用水量的90%左右，灌溉用水占80%以上。西北地区现有灌溉面积1.07亿亩，但大多数灌区建于50～60年代，输配水系统老化失修、配套程度低，田间灌水技术落后，目前大部分灌区仍沿用传统的粗放灌溉管理模式，农业灌溉水利用系数平均不足0.4，农田平均灌溉定额为671m3/亩，比全国平均水平457m3/亩高214m3/亩。农业节水潜力很大。西北地区有30万亩以上的大型灌区近70处，控制灌溉面积6000多万亩，对这些灌区进行以节水灌溉为中心的技术改造，是解决西北水资源问题的重要措施。
随着西部大开发战略的实施，西北地区工业和城市用水将大幅度增加，恢复和保护生态的需水量必须保证，因此，在南水北调西线工程建成之前，西北地区农业用水总量不会增加，只会减少，否则将影响工业和城市的发展。西北地区灌溉农业只能走内涵式发展道路，通过灌区节水改造挖掘农业节水潜力，在节水中求得农业的发展。
3.发展节水灌溉对地区生态环境改善的作用
按照国家规划，实施西部大开发战略要把加强生态保护、改善生态环境作为重点，不能以牺牲生态换取经济的高速发展，更不能走先破坏，再治理的老路。西北地区生态建设和环境保护最重要的是解决水的问题，依存于稀缺水资源的生态系统十分脆弱，水资源一经开发，必然打破自然条件下的生态平衡。在天然生态系统中发展起来的人工生态，耗用了原属于天然生态的部分水资源，改变了流域水资源的天然分布，形成了社会经济用水和生态环境用水的矛盾。要维持荒漠绿洲的有限生存环境，保持人工生态与天然生态的平衡，就必须还以生态必需的水量。而恢复生态需要的水量大部分要靠减少农业用水解决。
西北地区的主要生态问题是土地退化，包括土地沙化，水土流失和土壤盐碱化。降雨稀少、蒸发强烈的气候特征决定了西北地区土壤受到的天然淋洗作用十分微弱，土壤盐碱化的威胁普遍存在。灌区采用不合理的灌溉方式，造成灌溉用水过多，引起高矿化度的地下水位上升，必然加速土壤蒸发积盐。例如青海的柴达木盆地和宁夏的引黄灌区，年灌溉用水量高达1200～1500mm，加之排水不良，盐碱化面积不断扩大。一些河流下游地区由于缺乏淡水资源，盲目打井引用盐化地下水灌溉，导致土壤含盐量增加。通过灌区节水改造，改善灌区灌溉和排水条件，可有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境。
二．西北地区节水灌溉发展途径
1.水资源按流域统一管理，合理配置
要实现西北水资源的可持续利用，首先需要解决的是水资源的统一管理和调配，包括协调流域水资源管理和行政区水资源管理的关系，进行水资源总量控制，加大规划管理力度。目前我国大部分地区的水资源管理仍沿用分级，分部门的管理体制，人为地将完整的水资源系统分割成条块进行管理，给水资源的合理调配，高效利用和有效保护造成困难。在目前水资源短缺导致用水竞争激烈，上下游、左右岸以及行业和部门之间用水矛盾日益突出的情况下，迫切需要协调流域水管理与行政区管理之间的关系，建立以流域为基础的水资源统一管理体制。
近几年水利部开始对黄河、塔里木河以及横跨甘肃省和内蒙古阿拉善盟的黑河实施流域水资源统一管理。这是一项重大的改革，实施此项改革已收到初步效果，黄河下游连年断流的情况得到了改善，塔河和黑河也成功实施了向下游调水。
水资源统一管理主要涉及中央、省、流域三个层面，既要考虑行政区划的分割现状，更要考虑水文、地理单元等自然状况，不能人为割裂。省或地区间协调的重点是落实分水方案，农业用水要实行总量控制、定额管理，要在统筹兼顾生活、生产、生态用水的基础上，明确各地区农业用水总量和灌溉用水定额两套控制指标，作为管理农业用水的基本依据。国务院水行政主管部门负责各大流域用水总量分配，各级地方政府根据分配的指标，逐级分解。各省（自治区、直辖市）水行政主管部门要合理制定本地区灌溉用水定额。各地区和用水户要在用水指标控制下节约用水、高效用水。国家和省级水行政主管部门应加强对水资源分配利用和地下水开采状况的监察、审计。
石羊河流域和新疆天山北坡和东疆各流域，水资源开发利用程度很高，普遍存在着地下水超采的情况，许多地区水资源的开发超过了水资源的承载能力，生态环境恶化，其中以石羊河流域的民勤县和天山北坡开垦河流域的奇台县最为严重。石羊河流域的治理，生态环境的恢复和改善，特别是解决下游民勤灌区水资源紧缺和生态保护问题具有重要的战略意义，应与黑河、塔里木河一样，列为国家重点支持项目。
灌区的改造与治理必须从全流域着手，为此，必须建立有权威性的流域机构，根据流域水资源承载能力，当前水资源开发利用情况和灌区存在的问题，制定流域长远水资源开发利用规划。流域水资源问题的解决，必须首先立足于挖掘本流域的潜力，对本流域水资源进行优化配置。必须在流域水资源承载能力的基础上，确定上下游灌区的适宜灌溉面积，切实调整优化农业结构，减少农业用水量，并在节水的基础上适当调用外来水。下游地区是中上游地区的天然生态屏障，调水的水费必须由全流域合理负担。为此，必须加强水资源的统一管理，充分发挥各流域各地区管理机构的功能，统一配置和调度流域内的水资源，根据流域和地区可利用的水资源总量，统筹上下游、左右岸和灌区间的农业工业生产、生活和生态用水关系，明确流域上下游的用水比例和水权，合理分配不同地区、不同用水部门、不同行业的水资源供给量，确定水资源的配置方案，确保流域和地区经济与生态环境建设协调发展。
2.控制和减少灌溉面积，提高用水效率
西北地区的自然特点是干旱少雨，水资源短缺，生态环境脆弱。气候特点决定了西北干旱地区没有灌溉就没有农业，也没有林、草业，在年降雨量200～400mm的半干旱地区农、林、草业的发展也离不开灌溉。因此在西北地区发展灌溉是必要的。但灌溉的发展必须与水资源的承载能力相匹配，同时还必须遵循水资源优化配置和高效利用的原则。在目前西北各大灌区上报的灌区节水改造规划中许多都有扩大灌溉面积的规划，甚至有灌溉面积翻番的提法。我们认为这是不现实的。主要从以下几方面分析：
（1）从水资源承载能力分析，西北大部分地区属资源型缺水区，目前灌溉用水量已占总用水量的80%左右，在西部大开发中进一步增加灌溉用水量是困难的。由于西北地区灌溉农业的效益比较低，如果继续扩大灌溉面积，不仅耗资巨大，而且会对非常脆弱的西部地区生态环境产生不利影响，也会影响西北地区工业化发展和城市化进程。因此今后西北地区农业的发展，必须改变过去外延式的发展模式，走内涵式发展的道路。
（2）是否需要扩大灌溉面积应根据人口发展对农副产品的需求确定。西北地区目前粮食供需基本保持平衡，从长远分析，西北地区不宜作为国家商品粮生产基地。尽管西北地区土地资源比较丰富，但水资源有限，生态环境脆弱。在西北灌溉农田生产同样的粮食其灌溉用水量一般高于华北地区近一倍，这不仅因为西北地区作物蒸腾蒸发量大，而且由于西北地区土壤普遍含盐量较高，灌溉用水中还要包括土壤脱盐用水和生态用水。因此西北地区的半干旱和半湿润地区，应实行灌溉农业和旱作农业并举，调整农业结构，发展适合当地气候条件的低耗水作物，控制灌溉面积的增长，发展集雨补灌面积，发挥旱地农业的增产潜力。
（3）由于扩大灌溉面积，导致地下水超采，生态恶化的地方，应缩减灌溉面积。根据民勤县资料，50年代石羊河上中游人口为70万，灌溉面积260万亩，90年代人口为148万，灌溉面积达到405万亩；50年代下游民勤县人口为18万。灌溉面积87万亩，90年代人口为30万，灌溉面积达到105万亩；由于中上游用水增加，下游来水日益减少，由50年代的5.424亿m3减少到1.138亿m3，但下游灌溉面积没有减少，和上中游一样都有增加，主要靠抽取地下水，从50年代没有开采地下水。到2000年地下水用量达到6.239亿m3，民勤县坝区和泉山区地下水位下降到20m，湖区下降到12m，造成草死、树枯，每年沙丘向灌区推进3～4m，有些地方达到8～10m。民勤地区近年来灌溉面积发展和农业用水情况见表2。为保护民勤这一绿色屏障，必须对全流域综合治理，力行节水，控制地下水超采，减少灌溉面积。石羊河灌区现有灌溉面积395万亩，实灌面积327万亩，应减少到300万亩以下，即减少100万亩。灌区水资源量17.5亿m3，以300万亩计算，灌溉定额也只有590m3/亩，低于西北地区平均值。新疆天山北坡准葛尔盆地南缘的奇台县也是灌溉面积逐年增大，地下水开采量逐年增加，地下水位逐年下降，地下水严重超采，生态环境恶化，灌区边缘风口处沙丘以每年2.5～2.8m的速度向灌区推进。奇台县已认识到当前问题的严重性，提出“绝不再打一眼井，绝不再垦一亩荒，绝不再砍一棵树”，全县决定缩减灌溉面积30万亩，保证必要的生态用水。
表2：民勤县灌溉面积和水资源开发利用情况
年份19841997199819992000
灌溉面积（万亩）72.71051039593
总用水量（万m3）7267076133750237190768791
毛灌溉定额（m3/亩）999725728757739
地表水用水量（万m3）2180011475992371296391
地下水用水量（万m3）5087064658648476477862392
地下地表用水比2.3335.6346.5359.0869.762
（4）稳定现有灌溉面积，提高灌溉保证率，是目前西北大部分灌区节水改造的主要任务。事实上，目前西北地区的许多灌区连原有的设计灌溉面积都保不住。据水利公报，2000年关中灌区实灌面积平均为有效灌溉面积的72%，个别灌区仅为50%。例如泾惠渠灌区，有效灌溉面积为125.9万亩，2000年实灌面积为：冬灌61万亩，春灌62万亩，夏灌43万亩。造成实灌面积远远小于设计灌溉面积的原因是多方面的，主要原因是利用河水灌溉水源保证率低，春季水源供水不足，夏季水源含沙量过高，加之水价提高而粮价下降，造成灌区农田失灌面积增加，还有许多本来可以用渠水灌溉的农田改用打井灌溉，大量开采地下水，造成地下水位连年下降。因此，目前灌区改造的重点应是稳定现有灌溉面积，提高灌溉保证率，控制地下水超采，而不是盲目扩大灌溉面积。
（5）西北内陆河流域的石羊河流域实际灌溉面积小于设计或有效灌溉面积，即有失灌面积存在，而天山北坡和新疆东疆等地的实际灌溉面积大于统计面积20%～30%。石羊河流域灌区出现的失灌，反映了地区已经发展的灌溉面积过大，灌溉用水量已超过了灌区供水能力。天山北坡存在的“帮忙田”，则显示灌区的实际灌溉面积，已经超过了原有规划设计的面积。这些地区都是由于灌溉面积的扩大，灌溉水量的增加，使供水量超过了水资源的承载能力。为了解决水资源的供需矛盾，需要根据地区的水资源量确定农、工业发展的规模，控制灌溉面积的发展，或退耕还林、还草，缩减现有的灌溉面积，并通过农业结构的调整，减少农业的用水量。
（6）西北灌区要在严格按照国家分配指标用水，基本保持灌溉用水量不增加的条件下提高农业产量，最有效的途径是推广农业节水技术，提高水的利用率和水分生产率，建立节水高效农业。对西北灌区进行续建配套和节水改造的重点应放在提高灌溉用水效率上，依靠提高水分利用效率，提高粮食单产，弥补大面积退耕还林还草引起的粮食短缺。将节约下来的水资源主要用于生态建设和特色农业，而将新开发的水资源主要用于第二、第三产业和城市生活用水。
总之，西北地区农业节水的最大潜力在于提高用水效率，适当地减少灌溉面积或控制灌溉面积的发展。应根据各地区的水资源和生态环境状况，合理确定灌区规模。在水资源严重超采，生态环境恶化的地区，要缩减灌溉面积。如：甘肃河西走廊的石羊河、黑河流域，新疆天山北坡的奇台县，这些地区已达到非减少灌溉面积不足以维护生态环境的地步。在水资源供需可基本保持平衡的地区，应控制灌溉面积发展，如：黄河流域，东疆和南疆的部分地区。在水资源开发利用潜力较大的地区可适当扩大灌溉面积，如：宁夏的扬黄灌区，新疆的伊犁河和额尔齐斯河流域。但要缩减水稻等高耗水作物，引导发展水分利用效率高的特色农业和林草业。总体上，西北灌溉面积发展规模应基本保持在目前1亿亩左右的水平。
3.节水灌溉基本措施及其有关政策问题
（1）充分利用降水
灌溉是补充降水对作物需水的不足，因此，灌溉用水应在充分利用降水的基础上进行补充灌溉。充分利用降水在规划上，表现在重视水、旱并举，不一定都要发展灌溉，尤其是在半干旱半湿润地区如关中地区年降水量500-700mm，更应充分利用降水，提高旱地农业的产量和质量。灌溉农业应重视灌区降雨的测报工作，如天气预报和墒情测报，尽量作到适时适量灌溉，有雨不灌。国内有些灌区如景泰和后套等灌区实行自动监测，信息管理，节水效果显著。
（2）合理利用地下水，保护生态环境
灌区应重视井渠结合灌排方式，使灌溉水和降水得以重复利用，既可节水又可防治土壤盐渍化，但地下水的开采应注意采补平衡，控制超采。近年来一些灌区，如华北、陕西关中、甘肃河西和新疆天山北坡，采用井渠结合都取得了上述实效，但也不同程度的发生地下水超采现象，必须采取措施，严格控制地下水超采，力求采补平衡。另外，西北一些灌区，如引黄宁蒙灌区、南疆塔里木河灌区，利用地下水很少，土壤盐碱化严重，应适当开采地下水，补充渠灌用水不足，并可改良盐碱地。西北地区应合理利用地下水，保护生态环境。
（3）灌区要有水源保证和排水出路，灌、排渠系配套
灌区规划首先应关注的是水源有无保证，排水有无出路。甘肃景泰电灌引黄灌区，扬程400余米，灌前地下水埋深百余米，开灌十多年一些洼地出现了土壤盐渍化，通过建立排灌系统，打通自然排水出路，耕地盐渍化得到了治理。
灌排渠系配套是灌区必备的条件，由于我国建设投资是国家管骨干，地方和农民管田间，结果许多灌区骨干渠系建成几十年，地方资金不到位，田间配套未完成，发挥不了灌区应有的效益，这种体制需要改革，否则半拉子工程难以避免。
（4）骨干渠道防渗
渠道防渗是灌区节水改造的主要措施，对提高渠系有效利用系数，加快输水速度确实有效，同时骨干渠道防渗被列为国家投资项目，因此灌区节水改造规划中，无不以渠道防渗为主，一些高标准灌区，干支斗农甚至毛渠全部衬砌，投资巨大，研究认为骨干渠道干、支渠应防渗。干渠地上渠和土质轻的地段要防渗，地下渠和地下水位高以及粘质土地段可不防渗，支渠应作防渗的重点，斗、农渠行水时间短，不一定防渗，采取井渠结合方式可提高水资源的利用率和防治土壤盐碱化，为了发展井渠结合，国家应适当提高补助。
（5）平整土地
在灌区节水改造中占有重要地位，土地不平，灌水不匀，不仅费水，还易产生盐斑。中国农谚：“平整土地定穷富”，即视其土地平整与否，即可知其生产如何，美国把平地作为灌区改造的首位工作。我国把平整土地作为非工程项目，不列入工程建设计划，这是不合理的。设想整平10cm高差，一亩地需搬运33m3土方，对于一个几十万亩上百万亩灌区，其工程量非常巨大。埃及的经验灌排渠系的投资占灌区建设投资的30%，平地占70%。平整土地在灌区节水改造中应列为重要工程项目。平整土地是节水农业基本措施之一，激光平地是国际上先进的平地技术，已在许多国家普及，我国大型灌区改造也应发展，但必须把平地列为工程项目才有可能推广，抓好这项工程，将使我国节水灌溉前进一大步。
（6）提高农业综合生产能力
增加农产品产量和产值全靠农业综合生产能力的提高，它包括农业生产结构调整，品种选育，土壤肥力提高，栽培技术改进，化控和病虫害防治以及农产品加工及市场销售等，不仅使粮食产量增加，还给农民带来显著收益，促进农村经济发展。因此，灌区节水改造不仅要做好工程建设规划，同时还要做好农业综合开发规划和确定灌区发展目标和步骤。如甘肃引大入秦工程浩大，207km干渠即有111km的隧洞，13km渡槽和1.9km的倒虹吸，已投资24.5亿元，94年干渠建成通水灌溉，设计灌溉面积98万亩，完成渠系配套面积57万亩，由于灌溉效益不高，已有弃耕面积9万亩，实灌面积仅有48万亩，秦王川灌区土层较薄，仅1～2.5m，而北部地区不足1m，不宜发展灌溉。建议该灌区转变以粮为纲的思想，组织力量进行灌区农业综合开发规划，与时俱进，不仅把灌区建成现代化农业基地，还应与兰州市建设结合起来，充分发挥引大入秦工程效益。
（7）加强灌区体制改革和管理
灌区实行用水户参与的自主经营管理体制已在一些灌区实施，应不断地总结提高，形成我国有效的灌区管理体系。为了促进我国节水农业进一步发展，使各地对农业节水从原则上（口头上）重视到见之于行动，则必须使节水对投资者有利。为此，
①应划分节水项目的受益者，对国家有利的项目，应国家投入，对农民有利的农民投入；
②实行水权制，定额管理，超额用水，收费累进制；
③调整农业结构，提高用水效益，增强农民承受能力；
④农业节水与改造中低产田结合，通过改善排水条件，防止土壤返盐，减少压盐用水，增加农作物产量，提高用水效率，使农民得到改良土地的实惠，同时也节约了用水。
4.节水灌溉的主攻方向是提高用水效率
节水农业是提高水的利用率和用水效率的农业，我国这两项指标都较低，水的利用率0.4左右，水的利用效率仅有1kg/m3左右，国际先进国家为0.8～0.9和2kg/m3。在国际上，各国发展农业节水的道路不同，灌溉面积小，国力、科技力量强的国家，如以色列和欧洲一些国家发展微灌和喷灌，水的利用系数高达0.9。一些灌溉面积大，国力、科技力量强的美国、俄国，既发展节水地面灌又发展喷、微灌，各占一半，水的利用系数0.7～0.8，灌溉面积大，国力和科技力量较弱的如印度、巴基斯坦和埃及主要发展地面灌溉，也发展小部分喷灌、微灌。我国属于后者，应结合国情走自己的路。
近些年国家重视节水农业，大型灌区节水改造列入国家建设项目，西北地区一些灌区防渗率已达到60%以上，井灌区水的利用系数已达到0.7左右。在继续提高水的利用率的基础上，节水农业建设的重点应转移到提高水的利用效率上来，加强节水农业增产技术的推广，把提高用水效率作为节水灌溉的主攻方向。
农业用水效率也称水分生产率（WUE，Kg/m3或Kg/mm·亩），即单位耗水量生产的作物产量。不同地区、不同作物的水分生产率不同，西北地区各省不同作物的水分生产率如表3。
表3:西北地区各省不同作物的水分生产率
作物地区产量水平(Kg/亩)水分生产率(Kg/m3)
春小麦宁夏294.80.70
冬小麦陕西336.11.30
甘肃345.41.04
春玉米陕西379.21.20
甘肃356.51.33
宁夏357.20.85
内蒙古545.41.50
夏玉米陕西364.21.52
高粱内蒙古336.52.56
水稻宁夏348.50.15
棉花内蒙古418.90.55
陕西80.680.21
农业用水效率随着农业综合生产能力提高。作物单产增加和节水技术提高，耗水量减少，农业用水效率提高。如陕西省泾惠渠灌区近20年来（1980~2000）灌溉面积减少，产量没有减少，反而有所增加，水的利用效率不断提高，从1980年的0.67kg/m3提高到2000年的1.4kg/m3（见表4）。
表4:陕西省泾惠渠灌区水分生产率
年份实灌面积(万亩)降雨量(mm)年灌溉引水量(万m3)地下水开采量(万m3)斗口下总用水量(万m3)田间净灌溉用水量净灌溉定额(m3/亩)总耗水(m3/亩)平均单产(kg/亩)水分生产率(kg/m3)
198098.0394.4410962140749311.236983.4377.4640.3425.90.67
198194.1654.2372901858443903.032927.9349.9786.1464.10.59
198292.2508.0391621433240923.030692.2332.9671.6578.50.86
198374.4791.2246561015926900.420175.3271.2798.7567.00.71
198469.0699.3207741184425949.519462.2282.1748.3553.00.74
198586.7447.2206151043924436.618327.4211.4509.5516.01.01
198683.0360.5260852185339564.729673.5357.5597.9524.00.88
198768.8476.9200221924032834.924626.2357.9675.9590.30.87
198866.4713.214696932319301.614476.2218.0693.5526.60.76
198978.7512.2199571485228375.821281.9270.4611.9571.70.93
199079.8522.4203101178825578.519183.9240.4588.7561.70.95
199171.1443.2203451648230296.322722.2319.6615.1566.20.92
199269.9569.7173362013231903.123927.4342.3722.1625.10.87
199364.3374.514914851718643.613982.7217.5467.1660.41.41
199488.6448.4143031750327214.720411.1230.4529.3588.61.11
199568.3416.9133451236021421.316065.9235.2513.2627.51.22
199670.6517.5161311308824040.918030.7255.4600.4641.31.07
199768.2295.6160851535326274.719706.0288.9486.0655.31.35
199870.7498.0121961006118342.113756.6194.6526.6715.01.36
199967.3428.8150041522525412.719059.5283.2569.1726.51.28
200068.5358.9123891698425396.119047.1278.1517.3724.51.40
泾惠渠灌区的实践可以说明，控制和减少灌溉面积，提高农业用水效率是可行的，这是我国农业节水最重要的途径之一。
我国农业用水效率最高的当属山东省桓台县，1999~2000年和2000~2001年为干旱偏枯年和平水偏丰年，选用旱麦莱农9214和莱州3279，只灌1~2次关键水，每亩平均产量517.75kg，比灌4次水的当地高产济麦增产66.75kg，全生育期耗水239m3/亩，水分生产率达到2.17kg/m3，2001~2002年为特大干旱年，降水量仅71.6mm，灌水3次（146m3），莱州3279小麦亩产平均548kg（最高地块达到641.6kg），水分生产率达到3.07kg/m3，比灌5次水的当地高产济麦增产51kg。提高以作物节水高产品种为主的农业综合生产能力，对农业节水有十分重要的作用。
近年来我国出现一些如“金谷子”“饲料桑”等节水高产作物，研究耗水少，高产农业大有可为。我国应在节水农艺措施方面加大科技和资金投入，建立我国节水农业综合技术体系，发展有中国特色的节水农业。
参考文献
1.《中国水利年鉴》编委会，2001，中国水利年鉴，2001，中国水利出版社，北京
2.陕西省泾惠渠灌区可持续发展与节水战略研究调研资料2001.9
3.刘斌，2002，以水定规摸、节水促发展是河西地区可持续发展的关键
关键词 灌溉用水基准定额；调节系数；灌溉用水定额；灌溉需水量；灌溉水利用系数
中图分类号 S274.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）14-0202-01
在计算农田灌溉需水量时通常采用定额法计算，即确定某作物灌溉用水基准定额及灌溉方式所产生的调节系数，计算不同保证率下的灌溉用水定额，再与种植面积相乘进而求得灌溉需水量。值得一提的是灌溉用水定额的计算需要注意如下问题：一是灌溉分区及灌溉方式的确定；二是种植作物、保证率和土壤性质的确定；三是以上2点确定灌溉用水基准定额及调节系数。
灌溉需水量采用定额法计算时还应注意作物的种植结构及复种指数。特别指出定额法求得灌溉需水量为净灌溉需水量，一般根据实际需要的是毛灌溉需水量，因此还应再考虑灌溉水利用系数的问题。下面以实际例子来计算灌溉需水量。分析区种植作物为玉米，种植面积为92.998 8 hm2，耕作制度为一年一熟。
1 灌溉用水定额
1.1 灌溉分区及灌溉方式
根据《河北省用水定额第1部分：农业用水（DB13/T1161.1 —2009）》[1]中的表1河北省灌溉用水定额编制分区表，分析区所处分区名称为冀西北山间盆地（分区编号Ⅱ）。
根据《灌溉与排水工程设计规范（GB50288—99）》[2]和《节水灌溉工程技术规范（GB/T50363-2006）》[3]，分析区内采用“机井+水泵提水”的方式灌溉，区内布井均匀，地埋管连接喷灌设备进行灌溉，地埋管道只设置干管一级管道。
1.2 灌溉用水基准定额
根据灌溉分区、种植作物、保证率和土壤性质来确定灌溉用水基准定额。分区内种植作物全部为玉米，保证率为50%、75%，土壤性质为壤土，按以上条件参考河北省用水定额确定不同保证率下分析区灌溉用水基准定额为：P=50%为90 m3/667 m2，P=75%为135 m3/667 m2。
1.3 调节系数
根据灌溉分区及灌溉方式确定分析区调节系数。分析区取水水源为地下水，灌溉规模大于13.33 hm2，采用喷灌方式灌溉，参考河北省用水定额表2农业灌溉用水基准定额调节系数，确定分析区规模调节系数1.10、工程形式调节系数0.50、水源调节系数1.00。
1.4 灌溉用水定额
灌溉用水基准定额和调节系数的乘积即为灌溉用水定额。根据以上数据计算，不同保证率下的灌溉用水定额为：P=50%为49.5 m3/667 m2，P=75%为74.25 m3/667 m2。
2 灌溉水利用系数
分析区灌溉水利用系数计算公式如下：η=ηs×ηf
式中，η—灌溉水利用系数，ηs—渠系（管道）水利用系数，ηf—田间水利用系数，ηf=0.90。分析区采用打井管灌式灌溉，管道水利用系数取0.98，由此计算得灌溉水利用系数为0.882。
3 灌溉需水量
3.1 净灌溉需水量
净灌溉需水量是不包括损失的灌溉需水量，指完全用于作物的水量，采用定额法计算，公式如下：Wj=AM
式中，Wj—净灌溉需水量（万m3），A—灌溉面积，为92.998 8 hm2，M—灌溉用水定额（m3/667 m2）。经计算分析区不同保证率下的净灌溉需水量为：P=50%为6.91万m3，P=75%为10.36万m3。
3.2 毛灌溉需水量
毛灌溉需水量是包含损失在内的灌溉需水量，即除作物吸收的水量，还包括输水过程和灌入田间的损失水量，采用下式计算：W=Wj/η
式中，W—毛灌溉需水量（万m3）。通过上式计算分析区不同保证率下的毛灌溉需水量为：P=50%为7.83万m3，P=75%为11.75万m3。
4 结论与讨论
灌溉需水量由三方面因素决定，即灌溉用水定额、灌溉面积和灌溉水利用系数，其中关键的是确定灌溉用水定额。灌溉用水定额由2个因素决定，即灌溉用水基准定额和调节系数。灌溉用水基准定额一般都采用既定标准里的数值，也是适合这一地区的经验值，决定因素为作物种类、保证率和土壤质地。调节系数的决定因素有水源类型、灌溉形式和灌区规模。定额法计算灌溉需水量方法简单，但通过上述分析灌溉需水量各个因素及其因素的因素，总结定额法计算灌溉需水量所要考虑的影响因素包含水源类型、灌溉形式、灌区规模、作物种类、土壤质地、保证率、灌溉面积、种植结构、复种指数和灌溉水利用系数等。这些影响因素在定额法计算灌溉需水量时应当首先考虑清楚，通过各影响因素的确定才能得到灌溉需水量正确的计算结果。
5 参考文献
[1] DB13/T 1161-2009 河北省用水定额[S].北京：中国标准出版社，2009.
关键词： α值法；灌溉系统；自动控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0081-02
1 研究背景与意义
1.1 我国农业灌溉用水现状 我国是一个严重缺水的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，水资源人均占有量将继续下降，加之水资源污染严重、水质恶化的同时，而农业是用水大户，近年来农业用水约占全国用水总量的62%，部分地区高达90%以上，但是农业用水浪费相当严重，灌溉水和自然降水利用率低，农业用水效率不高，区域缺水问题已经显现出来。
目前，传统的灌溉模式已不再适合我国国情的发展，农业节水灌溉普及较好，我国有效灌溉面积为9.25亿亩，节水灌溉工程面积4.38亿亩，其中高效节水灌溉工程面积1.87亿亩，虽然节水灌溉发展成效明显，但总体滞后于现代农业发展和推进农业现代化的需要，缺乏自动化灌溉，仍然存在灌溉水利用率低、田间渗漏量大，灌溉不及时等问题。发展适时灌溉，自动化节水灌溉农业已是国家可持续战略的重大举措之一。
1.2 研究的国内外发展趋势 随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施，国外灌溉自动控制系统已逐步趋于成熟、系列化。在国内，近30年间，农业还是依靠传统灌溉技术，自动化灌溉未能应用到灌溉工程中。国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的系统还不多见，我国研制自动灌溉系统技术还处在初级阶段，任然停留在理论的探讨以及小规模的试验；另外市场上的自动灌溉系统造价高，农户操作不方便，投资较大，这限制了一定灌区的普及。
1.3 研究的意义与目的 现代自动化灌溉系统与传统人工灌溉控制系统相比，具有节水、节省人工量等优点，而且可以避免灌溉中的人为因素，所造成的不利影响，能够准确性操作，利于灌区的科学管理。此外，通过自动灌溉系统可以适时、适量进行灌水，提高农作物产量，同时，也是现代农业发展的需要。本论文研究的目的在于：
①α值法自动灌溉系统的研究是按照作物土壤适宜含水率为上、下限变化参考值，确定灌溉时间，适时灌溉，提高灌水的及时性。②通过时间控制器，控制灌溉水量，定量灌溉，减少深层渗滤量，提高灌水的利用率，节约水资源，并有效的防止灌溉造成的土壤结构的破坏。③通过利用太阳能对灌溉水加热，提高土壤温度，促进作物生长发育。
2 研究内容
该自动灌溉系统是利用在充分灌溉条件下按照某时段内作物需水量ET和与ET同时段的水面蒸发量E0之间的关系式，即：ET=αE0，按照该时段作物土壤适宜含水率为上、下限，通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化，调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水，适时灌溉，提高灌水的及时性。如：某地区棉花幼苗期需水模系数α=0.65，棉花幼苗期土壤计划湿润层为35cm，土壤适宜含水率为55%～70%（以田间持水率的百分率计），土壤田间持水率为30%（以占土壤体积百分率计），则田间适宜最大含水量为7.35mm，适宜最小含水量为5.8mm，在无降雨的情况下采用适时灌溉，则棉花幼苗期的灌水定额为1.55mm，当蒸发皿（80cm口径）水位差为2.38mm，则蒸腾量：ET=αE0=0.65×2.38=1.55mm，此时该地达到适宜最小含水率，水源水箱开始给灌区灌水，灌水量为1.55mm，蒸发皿补给水箱为蒸发皿供水至上立柱点，到下一次再开始灌溉。
3 研究基础
3.1 理论科学性 传统的地面灌溉方式是按照土壤田间持水率为上限，作物允许土壤的最小含水率为下限，制定灌溉制度，确定灌水时间，灌溉制度制定后，遇到降雨和气象条件与设计典型年有变化时，灌水的及时性无法保证。本论文的研究的基础条件是充分灌溉制度下的灌溉，因为现行的灌溉制度大多是充分灌溉条件下的灌溉制度，这方面的研究资料比较完备。α值法的自控适时灌溉系统是按照作物土壤适宜含水率为上、下限，通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化，调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水，适时灌溉，提高灌水的及时性。这为论文的研究运用奠定了理论科学基础。
3.2 技术可行性 本论文的理论基础是用α值法计算作物需水量，该方法的理论研究、试验和生产运用都比较成熟，各地区灌溉试验站有大量的试验数据，为论文提供了充分的技术保障。在充分灌溉条件下，实现自控适时灌溉，该技术在模型设计中得到体现，并后期应用于试验田，通过试验统计说明，此技术能够使作物在最适宜的土壤水分状况下，达到丰产、高产的目的，而且该系统具有田间工程简单，需要的设备少，投资省，技术简单，操作方便，群众容易掌握，能耗少，节约水资源，节约灌溉时间，提高灌水利用率，能够推广使用是可行的。
3.3 设计思路 大量灌溉试验资料表明，气象因素（温度、日照、湿度、风速等）是影响作物需水量的主要因素，而当地的水面蒸发量又是各种气象因素综合影响的结果。
α值法是作物需水量的直接计算方法，是利用水面蒸发这一参数估算作物需水量，其计算公式为：ET=αE0；
其中：ET——某时段的作物需水量，以水层深度计，mm；E0——与ET同时段的水面蒸发量，以水层深度计，mm；E0一般采用80cm口径蒸发皿的蒸发值；α——农作物需水模系数，即同时期需水量与水面蒸发量之比值，一般由实验确定。测定土壤含水率，确定作物某生育期最优含水率的上限值和下限值，计算出在该含水率范围之间的土壤含水量，即确定了作物的需水量，利用α值法的计算公式，推算出蒸发皿的蒸发量。
利用蒸发皿的水位变化，适时监控土壤水分变化，在充分灌溉条件下，通过电磁阀等自动装置，控制灌水时间和灌水量，实现以水面蒸发为参数的自控适时灌溉，使作物在最适宜的生长土壤环境下，达到丰产、高产的目的。
4 系统实施
①系统参数确定。利用灌溉试验资料，确定作物不同生育期的需水模系数、土壤计划湿润层、土壤适宜含水率、土壤田间持水率，计算出作物不同生育期的一次灌溉用水量和蒸发皿的水位变化量。以甘肃省兰州市城关区某校农水实训基地试验田的棉花种植为例。
②灌溉系统制作。通过浮标、自动控制闸阀、时间控制器等设备把灌溉水源、蒸发皿、蒸发皿补充水箱、田间灌溉系统有机的结合起来，组装成一个完整的灌溉系统。
③田间试验阶段。在完成灌溉水量和灌水系统制作后，在部分实验田里使用，完成灌溉系统性能测试。
④产品开发利用。通过田间试验后，完善系统缺陷，逐步进行田间推广。如果该系统能够进行大面积的推广，该系统使用方便、维护简单、价格低廉、精度较高，具有良好的商品化开发及广阔的市场应用前景。
5 结语
α值法自动灌溉系统，农户可以利用此系统控制大面积的作物灌溉用水，而且在水量充足地区，同样适用于充分灌溉条件下的畦灌、沟灌和喷灌，在提高水的有效利用率的同时，还能节省人力、物力，操作简单，造价低，实际应用普及程度高。
参考文献：
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论文摘要：文中回顾了交城县节水灌溉的发展历史，论述了发展节水灌溉的巨大效益并提出了今后发展的思考。包括适宜的节水灌溉形式、加强水资源的管理、做好水资源规划、调整农业种植结构、增强土壤蓄水保墒能力、进行节水工程管理制度的改革等。
交城县位于吕梁山东侧，太原盆地西部边缘，全县总面积1812km2，其中92．7％是山区；全县21．6万人，农业人口16．8万人，为全县总人口的78％；全县耕地面积1．47万hm2，其中水地面积为0．77万hm；全县水资源总量1．9亿m3，人均占有量914m3，但人均可用水资源仅为320m，，为全省人均水资源381m3的84％，60％的水资源由文峪河流出境内，形成“交城的山，交城的水，不浇交城浇文水”的残酷历史和现实。由此可见交城是一个严重缺水的内陆县之一，水资源严重不足已成为交城发展经济、提高人民生活水平的主要制约因素。
1交城县节水灌溉发展历史
为了解决缺水问题，交城自古就有引水灌溉的历史。从一千多年前交城、文水两县合并开发甘泉渠为始，历朝历代十分重视农业灌溉，特别是清康熙年问组织开发龙门渠更是交城人民解决农业灌溉用水短缺的历史见证，虽然因多种原因未能实现，却充分说明交城水资源短缺的历史。到了近代。
特别是2O世纪6O年代到70年代水利事业得到长足的发展，农业灌溉条件也有很大的改观，机电灌站、井灌如雨后春笋般地发展壮大，但是面临的问题是灌溉水利用率低，浪费水电资源严重，所以发展节水灌溉、提高水灌溉率就成为发展农业灌溉的重要课题。从2O世纪70年代开始，主要对水库灌区，机电灌站进行渠道防渗。80年代主要进行井灌区节水建设，从预制砼矩形渠槽到现浇u型渠道防渗，节水工作得到群众的普遍认可。到了90年代大力推广渗灌、管灌等节水技术，渠道水利用率大幅度提高。进入2l世纪，以低压管道输水技术为主，结合喷灌、滴灌为辅的节水新技术，以其适用性，高效节能性得到空前发展，逐步取代了以往各种节水形式，并建成了各种形式的高效节水园区。截至目前交城县已发展低压管道254km，可灌溉面积0．33万hm；建成标准化节水园区2处，达标节水面积353hm。
2发展农业节水灌溉的巨大效益
2．1促进了农民收入稳步增加
农业灌溉一改传统灌溉方式，跑、漏水现象基本杜绝，降低了农业生产成本，保证了农业作物适时、适量需水要求，使农作物达到了优质高产，提高了农民种粮的积极性和种地的经济效益，而且新的灌溉技术节能高效，有效地促进了农业生产效益的全面提高和农民收入的稳步增加。
2．2提高了水土资源的使用效率
实施节水灌溉后，灌溉水利用率显著提高，增加了灌水面积和灌水亩次。我县王村发展节水灌溉后，全部采用低压管道浇灌，灌溉水利用率由原来的40％一50％，提高到95％以上，而且可以长距离灌溉，扩大了灌溉范围，使一块地势较高，独立的地块得到灌溉，深受当地群众称赞。节水灌溉不仅缩短了灌溉时间和轮灌周期，而且有效地利用了光热资源，提高了水土资源的使用效率。
2．3为城市发展和工业发展提供了有力保障
近年来，我县城市和工业发展速度突飞猛进，城市人口由2000年的5．37万人，增加到2007年5．6万人；工业总产值由2000年的374507万元，增加到2007年的753336万元。这些都得益于大力发展节水园区建设后，有充足的水资源可供调配用于工业。2003年兴建的瓦窑集中供水工程和2006年兴建的西营集中供水工程都是从西营镇取水的远距离调水工程，分别供县城和夏家营工业园区用水需求，两工程年供水量分别为180万m和200万m3。
2．4促进了现代种植技术、栽培技术和灌溉技术的推广和应用
兴建节水工程后，灌溉用水量大幅度减少，促进了现代化种植技术、栽培技术和灌溉技术的推广和应用，在我县日光温室大棚内普遍采用了先进的种植技术、栽培技术和节水灌溉技术，使农产品达到高产优质，绿色环保，成为农民致富的主要经济来源。
3发展农业节水灌溉的思考
3．1因地制宜。按不同水源分区采取适宜的节水灌溉形式
交城县山地面积大，沟壑纵横，地形地貌十分复杂，气候十年九旱，水资源分布极不均匀的特点，决定了农业灌溉应网地制宜采取不同的灌溉方式。所以选择最适宜的农业灌溉方式是今后发展农业生产，节约用水的主要目的。经过几十年的灌溉实践，建议采取以下分区灌溉形式。
(1)井水灌区：在交城文峪河及磁窑河冲积平原区具有地下水埋深浅、输水距离短、水量小、水质好的特点，发展低压管道节水灌溉最为适宜，在这类灌区实现输水管道化，可将渠系损失控制在5％左右。同时结合先进的喷滴灌技术．可减少农业灌溉地下水用量，为工业用水提供支持；可维护文峪河及磁窑河洪积平原区地下水采补平衡。
(2)水库灌区：水库灌区来水含沙量多、流量大、来水时间短都为明渠输水，对支渠采取防渗措施，斗农渠需清除渠内杂草淤泥，防止灌水时堵塞，无需防渗。这类灌区的关键是做好田问工程配套，变大水漫灌为小畦灌，防止跑漏水和深层渗漏现象发生。
(3)小泉小水灌区：全县小泉小水达500余处，出流量多在0．1—5L／s，出流量最大的西治泉，出流量120L／s。这些都是山区农业灌溉的主要水源，对出流量大、已防渗的引水渠考虑渠顶加盖，变明渠为暗渠减少蒸发；对出流量小的则采用低压塑料软硬管相结合方式输水。这样既节省耕地便于耕作，又可使防渗渠道安全越冬；既可延长渠道使用寿命，义能减少渠系水蒸发，达到节水灌溉的目的。
3．2加强水资源管理。做好水资源规划
首先，要对全县的水资源总量进行综合评价，在可利用的水资源总量中确定工业、农业川水和城市生活用水的比例，防止各行业超计划用水，促使节水农业的发展。其次，要根据各地区农业用水资源的承载能力，制定和完善各项政策法规，确定节水工程规模，使水资源配置更加合理。
3．3加强农业种植结构调整。增强土壤蓄水保墒能力
首先，采用合理的种植制度，根据各种农作物的生长发育期不同需水量调整农作物品种、种植比例，充分利用现有的灌水工程适时灌溉。其次，采取耕作措施保墒、涵养水资源。夏秋深耕、疏松土壤，积蓄雨水，减少径流；增施有机肥、改良土壤结构，增加保水保肥能力；适时耙耱切断土壤毛细管，减少蒸发，保持土壤水分。
3．4加快节水工程建设，进行节水工程管理制度改革
交城工农业生产及城镇生活用水总量5122万m，其中农业灌溉用水4622万m，，占总用水量的90．2％，由此可见，加快农业节水_T程建设，发展节水农业是解决交城水资源供求关系紧张的一条最佳出路；同时要大力进行节水工程管理制度改革，建立供水公司，直接供水到农户，收费到农户；确定基本灌水定额，节约用水奖励，浪费用水处罚，使节约用水真正落到实处。
论文关键词：节水灌溉,管理体制,措施
1引言
榆林地处干旱半干旱，多年平均降水量398mm，多年平均水资源量32.01亿m，人均水资源量910m，属水资源短缺地区，水资源不能满足建设适合人类生存和发展的良好生态环境用水的需求。灌溉用水是用水大户，其用水量占全市总用水量的70％以上。发展节水灌溉是解决榆林水资源供需矛盾的重要途径，榆林市在这方面已取得了可喜的成就，但随着用水、生活用水和生态用水的增加以及农业持续发展对灌溉要求的提高，相应地对农业节水灌溉也提出了更高的要求。另外，随着管理体制改革的进一步深化，发展农业节水灌溉面临着新形势。
2节水灌溉取得的成就
2．1节水灌溉面积
榆林市近年来节水灌溉发展速度较快，十一五期间，全市新增节水灌溉面积17万亩，至2007年底，全市各种形式的节水灌溉面积已发展62.81万亩，其中：喷灌面积1.37万亩，微灌面积0.44万亩，低压管道输水灌溉面积7.25万亩，防渗渠道控制灌溉面积25.3万亩，其他工程节水灌溉面积24.84万亩。近几年来围绕大中型灌区节水改造项目、农业综合开发水利骨干项目等，建成了30多个不同规模的以节水灌溉技术为支撑的农业示范园，这些示范园初步形成了从输水到灌水、从工程到管理、从微观到宏观的立体化、多样化、系统化农业节水格局。
2．2节水灌溉技术
已由过去的单项节水技术研究发展到综合节水技术体系研究，把工程节水技术、管理节水技术、农艺节水措施作为农业节水体系的组成部分开展了综合试验研究。根据全市各地经济条件的不同，提出了黄土丘陵区、井灌区、等不同类型的节水模式。涌现出米脂孟岔、靖边东坑等一批节水高效产业典型。
2．3节水灌溉设备
建成了节水设备开发中试基地，研制或引进了管灌、喷灌的系列配套管件，温室大棚微灌成套设备，低压喷水管喷灌成套设备，新型混凝土构件成型机等。同时积极引进和消化吸收高新技术，引进推广使用了美国雨鸟、英特耐克、以色列艾森贝克、法国、澳大利亚、奥地利以及北京绿源等国内外知名公司或厂家的几十种节水灌溉设备，建成了一批具有国内领先水平的高标准节水示范工程。
3面临的形势与存在问题
3．1面临的形势
榆林市水资源严重不足，工农业生产、生活和生态“三生”争水现象较为突出。工业用水和生活用水在全市总用水量中所占比例虽然不高(约占25％)，但其对用水保证率要求高，越是干旱年份或干旱季节，工业用水和生活用水挤占农业灌溉用水的现象越突出，而且随着经济发展和社会进步，工业用水、生活用水和生态用水将大幅度增加。过去以向农业灌溉供水为主的水库，不同程度地转为向城市或工业供水，因而可供农业灌溉的用水量越来越少。
目前的状况是一方面水资源明显不足，另一方面，全市农业灌溉中仍存在着严重的浪费水现象，水的利用效率不高。据统计分析，全市灌溉水利用系数目前平均仅为0．45。在现行农产品价格体制下，农业供水收益远远低于工业供水和生活供水，随着用水“多元化”的加剧，农业用水的缺水局面有更加严峻的趋势。
随着国家对农村税费改革的进一步深化，农民劳动积累工和义务工被逐步取消，村内所需劳务实行一事一议，节水灌溉工程资金面临地方筹集和匹配困难难度增大，且不能向农户指令性摊派的新形势，发展节水灌溉如仍沿用过去的工作方式、工作习惯则难有成效。
3．2存在的突出问题
一是节水灌溉新技术、新设备推广力度小，喷、滴灌等高效节水灌溉技术目前也仅局限用于经济作物，只是作为示范工程，有待于在更大范围和更大规模推广。二是全市灌区和节水灌溉工程都程度不同的存在着产权关系不明、管理职责不清、政事企不分、监督激励机制缺乏、管理粗放、调度不灵活等问题。三是受经济利益，水资源相对充足地区的农民对搞节水灌溉积极性不高。四是资金投入不够。已建灌溉工程维护资金不足、老化失修，灌溉面积及灌溉效益逐年衰减和降低；新建节水灌溉工程建设资金短缺，特别是配套资金往往不到位，达不到应有的发展规模。五是有些地方在推广先进节水技术过程中不能够因地制宜规划，可行性论证不够，存在针对性差的问题，致使有些节水工程不能正常发挥效益。六是节水灌溉工程设备质量参差不齐，设备不配套，标准化、系列化程度差，维修服务跟不上。
4加快节水灌溉的措施
4．1改革现行管理体制和运行机制
采取的措施：对灌溉工程采取承包、租赁、拍卖及股份合作等形式；加大灌区用水者协会、供水协会、农民合作社等各种群众组织参与灌溉工程管理经验的推广和规范力度。
根据榆林的实际情况，供水单位可采取以下三种组织形式：一是按照《公司法》组建有限责任公司和股份公司；二是非公司法人性质的非赢利企业；三是事业单位实施企业化管理。广泛吸收用水户产参与灌区经营管理，明晰产权，合理确定灌区专管机构与用水者协会的责、权、利，改革运营机制，以充分调动与激发用水产参与管理的积极性。
4．2全面推行农业节水奖惩机制
对灌溉超定额用水要加价收费，对节水灌溉工程要根据其节水效果并结合当地发展水平给予补偿，要使农民对节水灌溉的投资获得不低于平均投资利润，利用经济杠杆推动节水灌溉发展。
4．3多渠道融资，加大投资力度
改革灌溉工程建设和维护的投资体制，积极探索在市场经济条件下，农村水利资金高效利用、滚动使用的合理方式，开辟股份制、股份合作制、合资、独资等各种资金渠道，实行“多元化”融资，改变过去灌溉工程建设和维护过分依赖政府的局面。
4．4进一步搞好节水灌溉规划
要根据各县区经济、水资源、土壤、作物种植等具体条件，选择适当的节水灌溉技术，因地制宜地制定发展规划，切忌盲目引进、盲目搞不适合当地推广的“样板工程”。要根据加入WTO后国际市场的需要，结合农业产业结构调整，大力发展设施农业。
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