节水灌溉科普知识100问

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　　为什么我国被列为世界上十三个贫水国之一？

　　我国属于缺水国之列，人均淡水资源仅为世界人均淡水量的1/4，居世界第109位。在人均水资源方面，中国已被列入全世界13个贫水国家之一，而且分布不均，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方淡水资源的1/4。

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　　缺水会给工农业生产带来什么样的后果？

　　随着人口增长和社会经济的高速发展，工农业用水量不断增加，而供水的增长明显落后于需水的增长。按现状用水统计，全国在中等干旱年缺水360亿方。近10多年来，全国每年受旱面积都在0.2～0.27亿公顷（1公顷=15亩），约有0.07亿公顷灌溉面积由于缺水得不到灌溉。每年由于缺水少生产粮食600～700亿公斤以上。在全国640个城市中，缺水城市达300多个，其中严重缺水城市114个，日缺水量达1600万万。全国每年因缺水造成的直接经济损失达2800亿元，是洪水灾害损失的2.5倍以上。

　　由于缺水而过量开发利用水资源，造成黄淮海流域、辽河流域、胶东半岛诸河以及新、青、甘、宁、蒙内陆河流域等地区有的河流河水枯竭、河流断流、河道萎缩、湖泊干涸；有的地下水位下降，形成地下水漏斗、地面沉降、海水倒灌；有的土地荒漠化，对我国的生存与发展已构成严重威胁。

　　河湖水域污染，不少河常年流的是污水、臭水。河流入海水量减少，造成河道淤高、河口淤积。地表水不够用就转向超采地下水。河北、山东、辽宁、山西、北京等省市每年超采地下水数十亿方，河北中南部平原地区地下水位平均每年下降1～1.5米，机井深度从20～30米发展到300～400米。超采地下水造成水质变差，地面沉降，沿海地区海水入侵，良田变成盐碱地。甘肃省河西走廊的石羊河，上游过量用水，减少了对下游地区地下水的补给，民勤县绿洲萎缩，大面积沙枣树枯死，植被退化，土地沙化、碱化、腾格里沙漠向南进逼，已有十多万亩耕地撂荒等等。这些都直接威胁着我国工农业生产的发展。

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　　导致缺水的主要原因是什么？

　　就我国情况而言，导致缺水的主要原因有自然、人为两大因素。我国地理位置、地势条件决定了我国的一个基本的气候条件――季风气候，这样一个气候条件形成了我国每年自二月份开始，在暖湿气流的影响下，自南向北逐渐形成多雨区，到8月份止，此后便进入降温期，受西伯利亚寒流的影响，形成寒冷少雨季节。这样年复一年，循环不止，形成我国降雨主要集中在6-9月份，可利用的淡水不能有效的利用，白白流入大海，造成自然浪费。另一方面，人为地破坏生态环境加剧了水土流失浪费了水源。城市工业、生活用水和农业用水也存在浪费现象。工、农业的发展还对水资源造成严重污染。这些都是导致缺水的原因。

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　　我国解决农业缺水问题的对策如何？

　　制定和探讨21世纪水问题战略，已是世纪之交各国政府和国际组织的重点议题之一。发达的经济和社会必须要有高效率和可持续的水资源作为支撑条件，这在当今世界已成为共识。解决缺水有多种战略对策，但是必须因地制宜。对于许多缺水国家或地区来说，如何把有限的水资源用好，已愈来愈成为这些国家或地区用于解决其水资源紧缺的重要措施。

　　我国地域辽阔、地形复杂、气候多样、降水量由南到北、由东向西递减，干旱半干旱、半湿润气候区域约占国土面积的2/3，水土资源分布不相匹配，降水量年内分配与年际变化很大，这些自然条件决定了灌溉在我国农业发展中的特殊地位。据有关研究资料显示，全国约70%的粮食、80%的棉花、90%的蔬菜都产自于仅占全国耕地面积1/2以下的灌溉土地上，灌溉面积的巩固和发展愈来愈成为影响中国粮食安全的主要因素。灌溉用水为全国主要用水大户，1993年全国总用水量为5198亿方，其中农业灌溉用水为3817亿方，占总水量73.4%。各级政府都非常重视节水，党的十五届三中全会明确提出要“加快现有大中型灌区水利设施的维修和完善”，“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效率”。为了大幅度提高水的利用率，国家决定“九五”期间（1996~2000年），每年安排节水灌溉贴息贷款，由中央和地方财政贴息，专门用于支持发展节水灌溉、打井等节水工程建设；安排一定规模的中央财政预算内专项资金和国债资金，专门用于大型灌区节水改造续建配套项目和节水增效灌溉示范项目建设。同时在“九五”期间还组织实施了全国300个节水增产重点县建设，旨在以点带面，推动全国节水灌溉的普及推广。据资料统计，“九五”期间全国用于发展节水灌溉的资金投入约430亿元，新增各类节水灌溉工程面积760万公顷（合1.15亿亩）。截止到2000年底，全国节水灌溉工程面积已达1860万公顷（2.8亿亩），占全国有效灌溉面积的比例从“九五”初期的21.8%提高到34.1%。由于节水灌溉的推广普及，实现了在灌溉用水总量零增长的情况下，农业生产条件进一步改善，抗旱能力有所提高，促进了农业产业结构和种植结构的优化调整，推动了农业和农村经济的发展。

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　　今后分配给农业的用水量为什么会逐年减少？

　　我国和世界上其他国家一样，随着国民经济的快速发展和城市化率的不断提高，用于工业和城市生活、环境的水必然越来越多，那么用于农业生产的水量必然会逐年减少。在20世纪50、60年代我国农业用水占社会总用水量的85%以上，而进入七十年代农业用水量占80%左右，而现在的农业用水量已不足75%，预计今后其比重还会降低。

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　　水少了还能增加灌溉面积吗？

　　随着经济的发展、人口的增加、社会的进步、工业和城市用水量的激增，农业用水量占全国总用水量的比重已从70年代的80%左右降到目前的70%左右，且仍有下降趋势，农业用水供需矛盾日益突出。但一方面农业缺水，另一方面农业用水浪费现象又普遍存在，我国目前的农业用水有效利用率只有30%～40%，也就是说有一多半的水在输送和灌溉过程中被白白浪费掉了，不能被农作物利用。而先进国家农业灌溉水的有效利用率高达70%～80%以上；我国单方水粮食生产能力只有1千克左右，而先进国家为2千克，以色列达2.35千克。就是说我国目前的农业用水利用率、生产效率都很低，若大面积采用渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术措施，将水的利用率提高到60%的话，其灌溉面积可是现在的1.5～2倍。因此，通过推广节水灌溉技术，水少了仍可增加灌溉面积，且可节省水资源用于发展国民经济其它各部门，促进国家、社会、经济的发展。但通过普及节水灌溉技术节约下来的水是否增加灌溉面积，还应科学合理地统筹安排和考虑。

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　　井水位为什么会不断下降？

　　机井抽取的是埋藏于储水沙层的地下水，按照其埋藏条件可分为潜水和承压水。地下水的补给源是降雨和地表水体，潜水（浅层地下水）直接受地面的降雨入渗、河渠渗漏补给、各种回归补给，自然循环期约为1~10年。而承压水（深层地下水）则是接受远在上游的山区入渗补给，其循环期在千年甚至万年以上。不管是潜水还是承压水每年的补给量是有限的。只要机井抽出的水量大于地下水的补给量，就叫超采地下水，井的水位就会不断下降，尤其是承压水一旦下降再恢复则是十分困难的。

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　　地下水漏斗是怎么回事？

　　大家知道漏斗的形状，即中间低周围高。地下水漏斗是指形状如漏斗状的地下水位分布。一个地区如果长期超采地下水，就会形成大范围的中间低周围高的地下水位漏斗区。

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　　地下水位下降会带来什么样的后果？

　　地下水位下降后，由于破坏了原地层的受力平衡，在地面载荷（压力）作用下被疏干的含水层就会被压缩，因此可造成地面下沉，建筑物倾斜、开裂，桥梁、道路变形等严重的后果。另外，地下水位下降还可引起海水倒灌、咸水入侵等污染淡水资源的现象。

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　　作物是怎样吸收水分的？

　　作物为了获得生长需要的水分，大都通过根系从土壤中吸收。根系也不是全部都能吸水，主要是在根尖部分进行。其中以根毛区的吸水能力最大，根冠、分生区和伸长区较小。由于根系吸水主要在根尖部位进行，所以农田灌水应考虑作物大部分根尖的深度。根系吸水有两种动力，就是根压和蒸腾拉力。

　　根压。由于根系的生理活动使液流从根部上升的压力。根压把根部的水压到地上部位，土壤中的水便补充到根部，这就形成根系的吸水过程。

　　蒸腾拉力。叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，如此下去，便通过一系列导管最后根细胞从土壤中吸取水分。这种吸水是由蒸腾失水而产生拉力所引起的根部被动吸水。蒸腾拉力是蒸腾旺盛时根系吸水的主要动力。大田作物绝大部分的水是靠这种动力来吸收的。

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　　农谚说“有收无收在于水”有科学道理吗？

　　凡种过地的人都经常听说过“有收无收在于水”这句农谚。这句话形象地概括了作物对水的需求，和水在农业生产中的作用和地位，有一定的科学道理，但不太全面。因为，每一种作物从种到收整个生育过程中每时每刻都需要水，而且有一定的需水规律，并不是水越多越好。在任何时候，当土壤中的水多于作物正常生长所需要的水时，作物反而不能正常生长。当长期处于多水状态时，作物有可能受浸或受涝而死。因此说作物离开水不行，水多了也不行。

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　　传统灌溉模式是什么样子的？

　　传统的灌水方法水是从地表面进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤，所以也称为重力灌水法。这种办法是最古老的也是目前应用最广泛、最主要的一种灌水方法。按其湿润土壤方式的不同，可分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌。

　　⑴ 畦灌 畦灌是用田埂将灌溉土地分割成一系列长方形小畦。灌水时，将水引入畦田后，在畦田上形成很薄的水层，沿畦长方向移动，在流动过程中主要借重力作用逐渐湿润土壤。

　　⑵ 沟灌沟灌是在作物行间开挖灌水沟，水从输水沟进入灌水沟后，在流动的过程中，主要借毛细管作用湿润土壤。和畦灌比较，其明显的优点是不会破坏作物根部附近的土壤结构，不导致田面板结，能减少土壤蒸发损失，适用于宽行距的中耕作物。

　　淹灌（有称格田灌溉）淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时格田内保持一定深度的水层，借重力作用湿润土壤，主要适用于水稻灌溉。

　　⑷ 漫灌漫灌是在田间不做任何沟埂，灌水时任其在地面漫流，借重力渗入土壤，是一种比较粗放的灌水方法。灌水均匀性差，水量浪费较大。

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　　土渠输水能浪费多少水？

　　根据我国对多数灌区的统计，土渠输水渠系水的有效利用率不足40%，也就是说引水100方,到田间以前有60 方水被浪费掉了。

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　　大水漫灌时水到哪里去了？

　　农田水分消耗的途径主要有植株蒸腾、株间蒸发和深层渗漏（或田间渗漏）。大水漫灌由于灌水量大，使得土壤含水量接近甚至达到饱和，增加了土壤水的蒸发能力，大量的水消耗于无效的株间蒸发；超过土壤田间持水率的水分，在重力的作用下，渗漏到作物根系层以下，形成深层渗漏；有部分水消耗于植株蒸腾。

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　　什么是作物需水量？

　　作物需水量就是作物生长发育过程中所需的水量，一般包括生理需水和生态需水两部分。生理需水是指作物生命过程中各项生理活动（蒸腾、光合作用和构成生物体系等）所需要的水分。生态需水是指给作物正常生长发育创造良好生活环境所需要的水分，如调节土壤温度、影响肥料分解、改善田间小气候等所需要的水分。由于上述各项需水量不好测定和计算，在生产实践中用作物的蒸腾量和颗间蒸发量来表示作物需水量，又叫腾发量。作物生长过程中可以从天然降雨和地下水获得一部分水分，差额部分就是需要灌溉的净水量。

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　　节水灌溉究竟要节哪些水？

　　将灌溉水自水源输送到农田，满足作物的需要，可以分为三个环节，即通过输配水系统把水送到田间；在田间为作物所利用；作物吸收的水通过光合、蒸腾作用最后产出收获量。节水灌溉在这三个环节中都有水可节。即减少输配水损失；在田间减少深层渗漏和株间蒸发；在第三个环节中，提高水分的产出率也是节水。

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　　节省灌溉水的途径有哪些？

　　采用各种防渗措施和管道输水，再加上加强管理可以减少输配水损失。采用节水的灌水技术，如小畦灌、喷滴灌、水稻控制灌溉等可减少田间损失。采取节水灌溉制度和农业措施可提高水的产出量。以上措施都要硬件和软件相结合，才能效果更佳。