农业高效节水灌溉模式选择研究进展

潘 宏

（黑龙江省哈尔滨市双城区友谊灌区服务总站，黑龙江 哈尔滨 150100）

近年来，我国有效集水面积比重呈上升趋势，占灌溉用地和农作物的绝大部分，发展速度却相对较慢，在高效用水模式的选择和应用上存在一定的盲目性，这不仅不适合发展高效节水农业，而且需要一个完善的灌溉方法来解决问题。

1.农业高效节水灌溉模式内涵及分类

农业高效用水模式是指根据不同地区的地形、气候、土壤、水资源、经济发展水平等特点，根据不同灌溉模式的特点，合理利用水资源。有效用水模式可分为下列几种类：

1.1 提(引)水工程+管道输水+微、喷灌技术+农艺节水+管理节水灌溉模式

这种模型的使用区域，多适用于我国的华北这些整体地形地势环境较为平坦地区、以及整体的地区经济情况比较发达的平原类型地区。进行喷罐方式或者是滴灌的方式。

1.2 蓄(提)水工程(或集雨工程)+自压喷灌( 或 管道输水)+田间灌溉工程+农艺节水+管理节水灌溉模式

该模型适用于水资源丰富、降水量大但时间分布不均、承载力低的山地丘陵地区。相对平原区地表径流与重力灌溉、溪流灌溉、农业灌溉重叠，以中大型水库为主，小型水库（塘）为辅，分布于山区，高积区位于小型水库、水坑、塘中，防止地表径流和引水，大力发展小型水库蓄水。

1.3 井渠结合灌溉+农艺节水+管理节水工程模式

该模型适用于具有渠灌条件的干旱半干旱半湿润地区，可以补充和改善地下水水质，如东北三江、宁夏北部、横峡等。井灌具有开启节流阀的双重功能，可利用“地下水库”积聚地表水和控制地下水位，提高土壤盐分，充分利用水的循环转化规律，提高水资源的再利用率。

2.农业高效节水灌溉模式选择

有效的农业经济技术。主要从水资源利用技术和农业肥料两个方面研究水资源利用的有效农业技术策略。例如，在黑龙江省，农业水运可能会损失总用水量的60%左右，这是该省的平均水平。因此，抽水过程对农业生产非常重要。在这些地区可以进行有效的研究和节水，本文还从防止过滤和渠道匹配的角度研究了低压管道输送农业用水的节水问题。通过对农业有效节水措施的分析，可以通过多种措施实现农田间的节水，研究限制作物蒸发和防止土壤蒸发的可能性。此外，还可以充分提高农用地用水效率，特别是通过抗旱和限制农业生产，可以提高土壤肥力，农田防潮措施和高效供水灌溉措施。节水管理措施的目的是优化作物肥力期有限灌溉水的配置，提高根系水分和灌溉水作为吸收剂的转化率，提高了光合作用的经济效益和效率。抗旱灌溉、少灌、低含水灌溉等措施，通过合理措施调整农田供水，充分利用有效降雨，提高水分利用效率的措施。小型灌溉系统的应用可节水30～40%，但对生产没有明显影响。只有科学管理，建立健全监管机构，完善规章制度，才能保证其他节水措施的实施，大力发展现代科技和科技成果，合理用水，最大限度地利用水资源。

3.我国农业高效用水探析

为了将高效用水技术引入我国农业，必须充分利用高分子材料、电子信息、相关的高新生物模拟技术等。当然这些技术不仅涉及农业用水的技术方面，但也不能在生物经济和农业水经济之间提供简单的联系。在了解有效用水和农业方法的基础上，它与水利、工程、农学、遗传学等领域有着密切的关系。农业用水的有效阻隔是以光合作用为导向的灌溉水、水土保持废水利用、植物干物质质量、作物循环等。此外，信息、生物、计算机、化工、水利工程是我国农业有效用水和节能的必要条件，是现代信息技术和现代生物技术的产物。为科技含量的实质性提高带来新的机遇，深刻影响农业高效用水技术的发展进程，其发展的主要特点是充分利用现代最新科技成果，实现我国传统农业技术的现代化和升级，在保证环境安全和农业水资源有效利用的前提下，高效用水在需要的地区将各种先进的节能技术与农产品有机地结合起来，使我国农业、技术、专利、工业、标准与现代高效节水农业相结合。

3.1 目前，高水位农业服务政策十分明确

我国的政策要求，各种从事农业活动的相关人员需要进行一个合理有效的对水资源的使用，如此一来能够行之有效地对整个农业活动当中水资源进行保护，确保整个农业能够处于一种健康的可持续发展状态。就目前来看，在我国的立体农业、新型的生态以及有机农业当中，全都应用这种方式。尤其是对于地下灌溉、微灌、营养液栽培、膜下灌溉等技术措施，这些都是可以采用的新模式。

3.2 目前研究开发的灌溉机械以综合利用工程为目标

进一步节约能源和水资源，仍是大田作物大规模机械化灌溉的主要手段。近年来，农药施用与节能结合取得显著成效。虽然不同的雨淋机优点不同，但考虑到其条件，软管盘管式自动雨淋机存在的主要问题是平面移动式自动喷水灭火器和手动移动式管道喷水灭火器的通讯方向。

3.3 现代地下水灌溉技术是农业灌溉中最有效、最经济的方法

虽然推广实施步伐缓慢，认知度较低等。但基于这项技术的高技术含量，相信这些理论实践在不久的将来会得到很好的研究和解决。

3.4 在干旱地区的农业设施中开发高效、综合的机械保湿措施具有很大的潜力

在这方面，建立了许多农业制度。如采用深耕、轮作、带状种植、化学药剂等方法进行防潮。这些技术措施，如果采用机械化农业耕作制度，将对我国农业现代化产生积极影响。

4.高效节水灌溉模式选择的影响因素

4.1 高效节水灌溉模式选择的影响因素分析

从东南沿海到西北，中国分为湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区。湿润地区年平均降水量大于旱作作物田间耗水量，水资源总量大于旱作作物种植量；半湿润地区年平均降水量与旱作种植需水量基本一致，但由于降水分布不均，旱年和旱季缺水较多；如果没有灌溉条件，农业生产就不会巩固。如果这类地区没有灌溉状况，征地和耕作会破坏自然植被，容易导致沙漠化；干旱地区没有灌溉就没有农业。这些地区水资源非常缺乏。江水主要来自高山降水和冰雪融水，这不仅取决于工农业的发展，也取决于沿江自然植被的生存。因此，利用河流灌溉必须兼顾自然生态用水。按照具体的适应性原则进行相应的分析，本篇文章将以高效的用水模式为基础，进行对其影响因素的研究与分析，得出结论，其中可以分为：自然因素、生态因素、社会因素以及经济技术因素。

4.2 高效节水灌溉模式选择的影响因素评述

有研究者认为，灌溉方式的选择在很大程度上取决于天气因素，对资源环境影响较大的是灌溉方式的选择。定量研究和数学分析得出的结论已被证明是有效的，尽管大多数研究倾向于影响、主要偏向以及具体的适应因素等方面，同时研究还包括了多种多样灌溉区域的自然因素不同情形展开相应的主观分析。目前来看，农业节水灌溉系统的选择使用不单单受其自然的因素影响，同时也取决于社会的因素。但目前我国社会中有着建设资金数量不足、工程建成后管理不到位、灌溉管理水平低、缺乏相应的工程配套、灌溉设施设备陈旧等诸多物理因素，制约了高效用水的健康发展。供水灌溉工程投资率高，短期投资收益很小，农民对高效经济的灌溉方式和水资源管理的认识水平较低，农民很难估算灌溉工程的利润。

一个效率较高的节水灌溉模式，往往受着多方面的因素影响，这其中可以有直接以及间接因素，但需要注意的是，它同时也受着技术因素的影响。不同的高效用水模式具有不同的技术因素，因此灌溉的均匀性应得到充分考虑，灌溉用水率、灌溉强度和经济可行性取决于不同地区的情况，简言之，有效用水模式的选择取决于一系列因素，如对灌溉模式的内涵和理解不同，研究重点不同，基础理论不同，指标和权重的选取不同。但研究者倾向于进行自然科学研究，社会、经济和技术因素，高效用水和灌溉模式需要对其影响进行分类，在选择影响因素时必须考虑适应性和功能性原则。有效用水模式选择中缺乏较为完善统一的指标体系来研究影响因素，也缺乏对两极分化程度高的影响指标的选择，缺乏规范的选择标准，对各种影响因素的规模效应进行了研究。这就导致了灌溉模式的选择与实践的不一致，而区域灌溉模式的选择是盲目的，缺乏实践指导。今后的研究重点应放在灌溉方式选择的适应性上。

5.高效节水灌溉模式综合绩效评价研究

5.1 高效节水灌溉模式综合绩效评价指标体系

水利灌溉综合效益评价指标体系的建立是灌溉方式决策的基础。我国科学家认为，水资源综合效益评价不仅是“有利”或“不利”的，而且指标体系是一个动态变化的过程，必须考虑灌区用水的经济指标。社会和环境指标综合评价。通过朱梅等人对小型农业改良项目绩效的综合评价发现：对于绩效指标的系统构建，需要拥有充足的信息资源，以及完备的指标系统。

5.2 综合绩效评价指标权重的确定

总结了前人的研究成果，有效用水模式的选择是区域性的，指标权重的确定影响区域灌溉模式的综合效果评价，评价指标权重的确定和适应彰显有效用水模式的必要性。综合评价的期望效应分为三种类型：主观赋权法（AHP）分析、有序关系分析，再应用客观赋权法，运用这三种方法时必须依赖足够的数据和样本问题区域，以及复杂的计算方法和合适的小尺度量化，确定权重是实现决策目标的有效突破口。

结论：从评价模型和指标选择两个方面对水管理方法的效果进行了综合评价，从数量和质量上看，水管理方法比较成熟，规模较大，没有统一协调的指标体系，也没有相应的应用评价模型。虽然有些科学家通过在其他知识领域运用方法论和模型来拓展研究，但他们大多使用评估，以显示整体的积极或消极结果，以及较为中性的性别结果，而没有表现出明显的货币形式，总结活动的结果。当然，社会环境指标货币化是研究的难点，必须借助其他学科的知识来突破新的研究方法。

6.高效节水灌溉模式选择的风险研究

风险分析的科学研究可以追溯到20世纪。早在20世纪80年代，风险分析就被应用于财政投资等领域的研究，建设水利设施，降低洪水风险。分析了节水灌溉工程的风险不确定性，并对经济风险进行了决策。如曹静等人运用风险决策方法对风险决策的影响进行量化，并进行常规决策，结果表明，根据气象条件进行灌溉风险决策，可以减少灌溉用水量，提高灌溉效率；刘文忠等人以新疆节水灌溉工程建设为例，分析了工程建设运营阶段可能存在的风险，结果表明，识别风险因素有利于降低不确定性风险。在有效用水模式选择过程中，可分为自然不确定性、社会不确定性和环境不确定性，考虑到各种不确定因素，存在一系列不可控因素，为了得到不同的结果，必须根据风险做出灌溉决策，而且有效做出风险决策。由于在选择灌溉方式时采用了不可控因素，灌溉用水可能会用尽，从而减少了用水量，因此用于灌溉是为了节约用水。高效节水灌溉模式选择的风险评价可分为风险研究和风险分析法评价两个阶段。有人认为风险分析方法可以分为单独的风险分析方法（直接积分法、蒙特卡罗法、等效归一化法等）。比如李胜斌等人，在对灌溉工程进行概率评价和风险变量分析的基础上，提出了灌溉工程经济效益变化概率的随机分布，为定量风险评价提供了理论依据。

所以，风险分析在不同的研究领域得到了广泛的应用，但在高效用水模式的选择上相对较少，它取决于不同地区高效用水模式选择的不确定性因素和不同灌溉模式的风险程度，具体情况应因地制宜。有效用水模式的选择取决于多种风险因素，因此有必要对灌溉模式选择的风险因素进行分类，特别是复杂的社会环境风险因素需要通过跨学科知识进行分析。如何对不同地区的不同灌溉方式进行适当的风险分析，如何选择适当的风险因素进行社会和环境风险的定量和货币化评价，以及风险选择与绩效指标之间的定量关系，值得进一步研究。

7.结束语

农业生态灌溉技术是振兴我国农业的重要工程措施，未来要完善农业水资源管理体制和政策，我国智能农业发展需要更高标准的水利灌溉支撑。加强节水灌溉科技研究，并且相应部门应该对灌溉系统的可持续发展进行相应的投入与研究，以期能够行之有效地增强整体社会的经济效果。这种系统的建立以及使用，将大大增强从事农业活动人员的经济效益。同时，也有助于为人与自然的和谐共处关系，因此，仍然需要加强对于此项工程的研究进展。希望本篇文章能够为相关从业人员提供一定的参考依据。