节水灌溉技术发展状况及今后发展趋势

作者:莱芜市农机局 朱恒涛 本站发布时间:2012年12月20日

    一、节水灌溉势在必行

  1、什么是节水灌溉?

  节水灌溉——就是指以较少的灌溉水量取得较好的生产效益和经济效益。它的基本要求就是要采取最有效的技术措施,使有限的灌溉水量创造最佳的生产效益和经济效益。

  节水灌溉技术包括:喷灌、微灌和滴灌。

  节水灌溉的目的就是:节约大量水资源,使作物增产,使农民增收。

  2、为什么说节水灌溉势在必行?

  因为节水灌溉能够节省大量的水资源。水是生命之源,人体的70%是水。人类的生存需要水,我们的生活和经济社会系统的运转都离不开水这一基本物质。目前,全世界的水资源越来越少,还有超过10亿的人口用不上清洁的水,人类每年有310万人因饮用不洁水而患病死亡。

  地球上的水97.5%是咸水,无法饮用,人类真正能够利用的是江河、湖泊以及地下水的一部分,仅约占地球总水量的0.26%.

  世界上淡水资源分布极不均匀,约65%的淡水资源集中在不到10个国家,而约占世界人口总数40%的80个国家和地区却严重缺水。

  全球性的水资源短缺问题日益加剧;因此,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。2012年的世界水日,联合国秘书长潘基文指出:“清洁饮水已经成为稀缺资源,而且随着气候变化的到来将变得更加稀缺”。

  在有些缺水国家,饮用水的价格比同等数量的牛奶还要贵。在沙特阿拉伯淡水的价格是汽油价格的几十倍,是真正“滴水贵如油”的国家。一些学者、专家得出这样的结论:如果一些国家为争夺石油而发动战争,那么在若干年内,掀起战争的就可能是水资源的短缺。美国2006年6月的一期?外交?杂志认为:如果说石油资源是20世纪最紧俏的资源,那么21世纪世界最紧俏的资源将属于水资源。该杂志根据大量资料列出水资源紧缺的前三个国家:中国、印度和美国,中国排名第一。我国的水资源总量为28124亿m3,但人口达13亿之多,人均占有水资源不足2200 m33,约占世界平均水平的28%,我国已经被联合国列为13个贫水的国家之一。我国华北、东北、西北地区常常出现水荒。据统计,全国699个城市中有400个城市常年供水不足,有14个省、自治区、直辖市的人均水资源拥有量低于国际公认的1700 m3用水紧张线。

  我们应该清醒的认识到:水是无可替代的宝贵资源,如果人类不从现在节约水源,保护环境,人类看到的最一滴水将是自己的眼泪。任何一个国家可以在全世界范围内获取石油、天然气和矿产等资源以维持其经济体系的运转,但大规模的用水却无法通过国际贸易获得保障。

  人类可利用的淡水资源按用途可分为生活用水、工业用水和农业灌溉用水,而农业灌溉用水在人类用水中所占比重很大,大致在70%(发达国家)至90%(发展中国家)之间。但是,灌溉水有效利用率很低,平均仅50%左右,既通过工程措施引入灌区的水量大约有一半损失掉了。而采取节水灌溉措施,能使单位水量发挥可能最大的经济效益,喷灌能节水50%,微灌节水60%,滴灌节水70%。因此,在水资源日益紧缺的条件下,全面推广和普及节水灌溉技术是迫在眉睫的,更是势在必行的。

  二、节水灌溉技术的世界发展状况及今后发展趋势

  世界上最早发明和应用节水灌溉技术的国家是以色列。最早取得滴灌技术专利的是以色列水利工程师西姆哈.布拉斯。以色列人丹尼尔.希勒尔发展并在世界上许多国家推广了节水灌溉技术。被称为“水管理学之父”。他是最早警告全球气候变暖会给人类带来巨大灾难的科学家之一,20世纪80年代被聘为世界银行的第一位环境问题顾问。当地时间2012年10月10日晚在美国得梅因市丹尼尔.希勒尔被授予世界农业粮食领域的“诺贝尔奖”——2012年世界粮食奖,联合国秘书长潘基文在颁奖时称赞丹尼尔是与干旱斗争的“卓越科学家”。(我国的袁隆平也曾获得过世界粮食奖,被称为“水稻之父”)。

  以色列的面积为2万多平方公里,有一半以上的国土被沙漠所覆盖。以色列的农村人口只占总人口的9%,一个农业人员可以养活90人,农业出口占据全国出口总值的9%,按照以色列的农业水准,地球可以养活3倍于现在的人类。以色列的农业科学家,在贫瘠的土地上培育良种,建造温室、大棚,并在“滴水贵如油”的中东发展出各种节水的灌溉技术,以色列从一片贫瘠的沙漠变成了世界农业的典范。

  现在,微灌技术已经在以色列和其他中东国家被广泛的采用。在美国、印度、墨西哥等每年都要受到干旱威胁的国家,微灌技术也开始生根发芽。

  目前,以色列的滴灌已经占灌溉总量的60%.自1951年以来,以色列灌溉面积增加了 5倍,农业生产增加了12倍,而用水量则只增加了3.3倍。通过与联合国与世界银行的合作,以色列已经向超过30个国家和地区传播滴灌技术,这些国家包括约丹、阿拉伯联合酋长国、巴基斯坦以及亚洲和非洲的部分国家。

  今后的滴灌技术必须不断创新以适应不同地区不同农作物对生长的要求。2012年10月31日,越南王发布了一条信息:题目是?越南大学生研发出一套太阳能滴灌系统?,胡志明市理工大学的5人学生小组研发出了一套自动太阳能滴灌系统,成功应用于宁顺省葡萄柚农场,这一系统泵部安有检测器,可在白天自动灌溉农场。通过太阳能板吸收能量为泵供能,这一系统还能收集降雨,以供农民家庭使用。

  节水灌溉用的管道材料也在不断创新,从过去的塑胶管发展到现在的陶瓷以及新材料管道。我国的鞍山盛世美亚节能公司(2011年成立)发明了用废旧轮胎加工成节水灌溉管,属世界一流的高科技技术和产品,已经投入使用。目前签约订单有:辽宁省208万元渗水灌溉项目,还有沈阳苏家屯区政府1500个农业产业大棚。

  未来的灌溉系统应该不仅仅是控制土壤的湿度和营养,控制植物的整个生长环境是下一代灌溉系统的重点。光的强度和风力,甚至植物的基因构成,都可以通过灌溉系统来控制。

  三、中国节水灌溉技术发展状况及前景展望

  温家宝总理曾经提出:大力推广节水灌溉,要把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓,广泛采用渠道防渗、管道输水等措施,推广喷灌、滴灌、微灌技术,使有限的水资源发挥更大的效益。

  刚刚闭幕的党的十八大报告,将推进生态文明建设独立成篇集中论述,并系统性地提出了今后5年大力推进生态文明建设的总体要求。

  十八大报告特别提出:要全面促进资源节约、保护环境。节约资源是保护生态环境的根本之策。要节约、集约利用资源,推动资源利用方式根本转变,加强全过程节约管理,大幅降低能源、水、土地消耗程度,提高利用效率和效益。

  十八大报告进一步昭示了我们党加强生态文明建设的意志和决心。

  人类对环境的保护归根结底是基于保护地球上日益枯竭的资源,保护人类生存发展的最起码条件——保护水资源首当其冲。

  节水灌溉能够节约大量的资源,能够提高水的利用效率,能使有限的灌溉水量创造最佳的生产效益和经济利益,目前,党和国家如此高度重视节约水资源,我们有理由相信:节水灌溉技术一定会在全国很快得到推广和普及。

  早在20世纪50年带,中国就在经济作物区和部分大田作物区开始修建喷灌系统,70年代开始修建滴灌系统。

  近10年来,全国净增有效灌溉面积9200多万亩,改善灌溉面积2.3亿亩,使我国农田灌溉面积达到9.25亿亩,全国节水灌溉工程面积由2002年的2.79亿亩增加到2011年的4.38亿亩,其中喷灌、微灌、低压管道输水等高效节水灌溉面积由1亿亩增加到1.87亿亩。在节水灌溉项目区,农田灌溉系数由0.43提高到0.51,亩均灌溉用水量由403 m3下降到367 m3农业灌溉用水总量占全社会用水的比例由61.4%降低到55%左右,连续30年灌溉用水总量保持零增长。

  我国以占世界6%的淡水资源、9%的耕地,解决了占世界21%人口的吃饭问题,灌区新增粮食生产能力160亿公斤。

  目前,我国的节水灌溉技术和产品已经输出国外,走向世界。

  新疆生产建设兵团(农五师九十团)20年前从以色列引进滴灌节水技术,经过消化吸收和再创新,技术产品已经输出国外。截止现在,这个团累计已有100多名职工走出国门,向非洲、中亚等地区的18个国家输送节水技术,实验示范总面积为4.67万亩。

  新疆天业集团公司生产的滴灌器材大量输出国外,仅哈萨克斯坦就已经推广滴灌器材5000余亩,乌兹别克斯坦1万多亩。

  我国的节水灌溉技术发展呈以下趋势:

  (1)、喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。

  (2)、地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。

  (3)、地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水由低压管道化方向发展的趋势。

  (4)、农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时、空、量、质上的精确灌水,是今后公关的重点。要根据作物需水要求,适时适量地灌水,用先进的科学技术手段对土地墒情和灌区输水系统的水情进行检测、数据采集和计算机处理,可以科学有效的控制土壤水分含量,进行合理调度,做到计划用水、优化配水,以达到既节水又增产的目的。

  (5)、节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。

  北京市顺义县全县数万亩良田全部采用移动管道式喷灌技术。不但省水、增产、省工,还能减轻农民负担,有利于农业机械化、产业化和现代化发展。他的特点是:设备简单、操作简便、投资低,对田块大小和形状适应性强,一户或联户均可使用,比较适合中国国情。

  滴灌比喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效1倍以上。是目前缺水干旱地区最有效的一种节水灌溉方式。

  在东北地区,黑龙江大庆正在推广建设玉米膜下滴灌项目。膜下灌是将滴灌管放在膜下,或利用毛管通过膜上的小孔进行灌溉。它既具有滴管的特点又具有地膜覆盖的优点,节水增产效果非常明显。

  2012年9月29日,中国新闻网发布消息:国家863计划研究课题——“主要粮食作物滴灌关键技术与装备”膜下滴灌水稻示范基地进行了产量测定:平均单产728.9公斤/亩,最高点每亩803公斤/亩,产量比国内水稻提高了一倍。该研究课题由新疆生产建设兵团承担,新疆天业集团公司负责试验和研究。该示范基地位于新疆石河子市北工业园区天业化工生态园,目前以建设600亩膜下滴灌水稻示范基地,集成示范了小流量高频灌溉技术,无线远程控制技术、土地改良技术、穴直播一体作业技术等现代农业技术,并获得国家专利。

  随着人口日益增长,灌溉水源逐渐减少和灌溉成本越来越高,实行节水灌溉,建立节水型农业,已成为世界范围的发展方向。今后在水资源开发利用,新灌区兴建和已成灌区改建、扩建中,节水灌溉都是优先考虑的问题。

  今后,在吸取现代科学技术成就的技术上,灌溉技术将向着节水节能、优化调度、现代化的管理与检测预报等方向发展。在中国水资源严重短缺的西北、华北和东北部分地区,推广节水灌溉,建立节水型农业,已成为当务之急。在华东、华南等区域日益兴旺的现代设施农业、园艺及园林建设中,同样需要发展科学灌溉方式。

  我国节水灌溉产品生产企业存在的问题:

  目前,我国节水灌溉产品生产企业规模普遍不大,产品品种偏少,自主创新能力不强,节水效率等级偏低,寿命可靠性较差,产品质量监督抽查合格率长期在低位徘徊,质量总体水平亟待提升。节水产品市场竞争有待进一步规范,中低端产品的同质化竞争严重,仿制、滥制问题突出,社会认识度低,产业发展环境亟待改善。

  针对上述问题,2012年9月14日,国家质检总局、水利部和全国节约用水办公室联合发布了?关于加强节水产品质量提升与推广普及工作的指导意见?,要求所有节水产品生产企业一定要严格执行各项政策法规,严格按照技术标准的要求组织生产,保证生产的产品质量稳定可靠。节水产品生产企业要加强全面质量管理,建立健全质量责任制度和质量管理体系,严格原材料进厂把关、生产过程控制和出厂检验等质量管理。要加大对新材料、新品种、新技术和新工艺的研发力度,不断改进工艺技术、优化产品结构,增加产品技术含量,提高产品节水效率,切实提升自主创新和质量保障能力,要把质量主体责任意识融入到企业文化里,落实在经营活动中,依法诚信生产经营,及时主动解决生产过程和售后服务中发现的产品质量问题,通过自我声明的方式向社会公开质量责任承诺。.

  今后,将逐步提高节水产品门槛,淘汰技术落后,耗水量高的用水设备及产品。以组织机构代码实名制为基础,以物品编码为追溯手段,逐步完善节水产品生产企业质量信用档案和产品质量信用信息平台,将企业违法违规等不良记录和奖励等良好记录全部记录档案。将严重违法行为纳入质量失信“黑名单”加大惩戒力度。加强部门间企业质量信用信息共享,完善对失信企业的联合惩戒机制。

  今后,我们国家将进一步鼓励节水新技术、新装备的研发和产业化,研究制定加快推广普及节水新技术、新工艺、新装备的政策措施。加强节水新产品的技术鉴定工作,制定发布节水产品的推广指导目录,引导和促进节水科技成果转化。

  节水灌溉的国内最新动态:

  今年年初启动的东北四省区“节水增粮行动”,计划用4年时间,发展3800万亩高效节水灌溉面积,总投资380亿元。

  2012年6月10日,中国灌溉排水发展中心与广西北海市银海区签订了高效节水灌溉技术示范项目建设战略合作协议,计划用3年时间,实行节水灌溉10万亩,打造西南地区的现代高效灌溉示范基地。

  2012年9月28日,“广西高效节水灌溉技术推广工作站”(全国第六个)在南宁揭牌成立。

  2012年9月28日,中国灌溉技术发展中心与广西水利厅签订了高效节水灌溉规模化发展战略合作协议,计划用5年时间,在广西全省实现节水灌溉。

  目前,世行贷款节水灌溉二期项目正式启动。世行贷款8000万美元,总投资10.8亿元,计划发展节水灌溉面积87.7万亩,涉及河北、山西、宁夏三省,计划用5年时间。

  2012年11月2日,灌溉网站发布最新消息:今冬明春我国农田水利基本建设总投资达到3039.5亿元,新增节水灌溉工程面积4235万亩。大力推广低压管道输水灌溉、喷灌、微灌等高效节水灌溉技术,确保节水灌溉再上一个新台阶。

  2012年11月11日,山东电视台新闻报道:山东省今冬明春农田水利建设总投资241.8亿元。

  2012年11月19日,召开了全国和全省的今冬明春农田水利基本建设电视电话会议,会议对全国以及全省的今冬明春农田水利基本建设工作分别作了具体部署。

  2012年12月15日中国政府网公布了《国务院办公厅关于印发国家农业节水纲要(2012—2020年)的通知》,明确到2020年,在全国初步建立农业生产布局与水土资源条件相匹配、农业用水规模与用水效率相协调、工程措施与非工程措施相结合的农业节水体系。基本完成大型灌区、重点中型灌区续建配套与节水改造和大中型灌排泵站更新改造,小型农田水利重点县建设基本覆盖农业大县;全国农田有效灌溉面积达到10亿亩,新增节水灌溉工程面积3亿亩,其中新增高效节水灌溉工程面积1.5亿亩以上;全国农业用水量基本稳定,农田灌溉水有效利用系数达到0.55以上;全国旱作节水农业技术推广面积达到5亿亩以上,高效用水技术覆盖率达到50%以上。

  纲要指出,要优化配置农业用水, 调整农业生产和用水结构,推广农机、农艺和生物技术节水措施,健全农业节水管理措施。在水资源短缺、经济作物种植和农业规模化经营等地区,积极推广喷灌、微灌、膜下滴灌等高效节水灌溉和水肥一体化技术。

  通过以上综合分析,使我们充分认识到:我们国家在未来的长期发展中,对节水灌溉技术产品的需求量将是极其巨大的,并将会与日俱增。节水灌溉技术产品生产企业赢来了前所未有的发展机遇,希望我们莱芜的节水灌溉生产企业能够紧紧跟上国家和人类社会的发展,牢牢把握好这次大好时机,奋力拼搏,积极创新,不断加强新产品的自主研发,努力打造知名品牌,争取在国内占据更大的市场份额,把我们莱芜的节水灌溉生产企业做大、做强,使我们莱芜真正成为全国节水灌溉生产基地。努力使自己的产品走出国门、走向世界,为全社会乃至全人类创造更高的经济效益和社会效益,为我国的生态文明建设和人类社会可持续发展做出积极的贡献!(莱芜市农机局  朱恒涛)

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