国内外节水灌溉自动化技术的发展及趋势
古丽巴哈尔·亚森
摘要：在我国，由于独特的地理环境及气候，降雨时空分布不均，农业生产对水的依赖性很强，有水才能做到稳产高产。目前，我国灌溉用水量的比例在经历明显的下降过程后，呈稳定态势，但从长远看，随着工业，城市，生活，生态用水的不断增加，由于新增加水资源的开发潜力越来越小，开发代价越来越大，因此乃将有一部分灌溉用水转为其他行业用水。目前，农业用水占全国总有用水量的70%，由于受工程配套状况和管理水平所限，灌溉用水效率仅有水资源短缺的主要对策之一。如何通过各种节水措施，有效地提高灌溉水资源的使用效率是发展农业节水的根本任务。
关键词：节水灌溉；存在问题；发展方向
近年来，随着人口增加，经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水与水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。目前，我国农业用水比重已从1980年的88%下降到目前的70%左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。我国农业灌溉用水量大，灌溉效率底下和用水浪费的问题普遍存在。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时量的“精细灌溉”，真有重要的现实意义和深远的历史意义。
1.节水灌溉存在的问题
节水灌溉还存在以下问题：
①设备欠完善。主要表现在缺乏系列化，标准化，配套化差，产品的水利功能及耐用寿命同国外先进技术相比从在较大差距。②综合性不够。节水工程技术单打一的较多，缺乏与农业技术的综合。⑨对现有工程的利用重视不够。许多荒原只修建了干渠主干工程，田间工程不配套土地不平衡，工程老化失修，效益摔减。④管理跟不上。法制不健全，缺乏鼓励农业综合，高效利用水的控制利用和调控手段。
2.节水灌溉发展趋势和方向
2.1因地制宜，继续普及与推广先进的喷，微灌技术：目前，我国节水灌溉工程中，喷，微灌技术所占的比重还比较低，与发达国家相比较还有大的差距。目前，国内外喷，微灌技术正朝着低压，节能，多目标利用，产品标准化和系列化及运行管理自动化方向发展，任何一项节水灌溉技术都有其适用的自然条件，经济条件，普及与推广喷，微灌技术必须坚持因地制宜的原则。在有条件的地区，应大力发展地下滴灌技术，就是在灌溉过程中，水通过地理毛管上的灌水器缓慢渗入附近土壤，再借助毛细管作用或重力扩散到整个作物根层的灌溉技术。由于在灌溉过程中几乎没有水分蒸发损失，而且对土壤结构的破坏经，因此在各项节水灌溉技术中，该项技术的节水增产效果最为明显，而且使于农田作业和管理，特别适合于在我国西北地区干旱，高温，风大的自然条件下推广应用。
2.2实现灌溉渠系管道化：我国已基本普及了井灌区低压管道输水技术，今后的发展方向是大型渠灌区渠系管道化，并加快相应大口径塑料管材的开发生产。
2.3发展现代精细地面灌溉技术：土地平整是改进地面灌溉的基础和关键，由于我国地面灌溉量大，面广，急需推广应用激光控制平地技术，水平畦田灌溉技术，田间闸管灌溉系统以及土壤墒情自动监测技术等一切改进地面灌溉措方缸，逐步实现田间灌溉水的有效控制和适时适量的精细灌溉。
激光控制平地技术是目前世界上最新近的土地平整技术，在发达国家已被广泛应用。这是一项“傻瓜式”的高新技术，具有自动化程度高，作业效率高，操作简单等特点，便于大规模推广应用。机关控制平地设备由激光发射装置，激光接收装置，控制器，平地铲运设备等四部分构成。激光发射装备被水平安装在矗立于田间的三角支架上，它产生的激光光束被高速旋转的棱镜反射，在田间上方产生一个激光平面，该平面作为平地作业的基准面。家光接收装置则垂直安装在平地铲运设备桅杆上。平地作业时，铲运机具刀口的初始位置一旦被确定，无论天面地形如何起伏，受激光发射和接受系统的控制，控制器始终通过液压升降系统将铲运刀口与平地作业的基准面保持在某一恒定值，能够实现高精度的土地平整。结果表明，该项技术能够大幅度改善农田的平整状况，土地平整精度达到了标准偏差值小于2～3cm；通过科学的田间设计与管理，田间灌水效率达到了70%～80%。水利部组织召开现场会，农业部和科技部先后发文，对该项技术给予了充分肯定，并在东北，新疆，山东等地开始推广应用。水平畦田灌水技术是建立在激光控制平地技术基础上的一种地面灌溉技术，自20世纪80年代起首先在美国应用，随后在许多国家推广。该技术适用于多种粮食作物灌溉，经过合理的系统设计和田间管理，水平畦田灌溉可以取得与压力灌溉系统相媲美德灌溉效果。
2.4研究和推广非充分灌溉技术：非充分灌溉理论源于传统的充分灌溉理论，但不是简单的延伸，它将与生物技术，信息技术及“四水”转化理论等高新节水技术和理论相结合，创建新的灌溉理论及技术体系，它将对现有灌溉工程的规划设计及灌溉管理模式等生产巨大的冲击和影响。我国北方一些地区已经实行了减少灌溉次数等非充分灌溉方式，一些科研单位和灌溉试验站也开始了一些非充分灌溉的实验研究。
2.5“3s”技术在农业节水灌溉中的应用：进入21世纪，空间遥感得到了大力发展，更多的卫星被送上太空，从而使“3s”技术在农业节水领域中应用成为可能。如应用“3s”技术建立“土壤墒情监测网系统”，对全国农田墒情进行监测，为农业灌溉用水和抗旱减灾服务。在监测土壤墒情的同时，与当时当地的作物需水量相结合，可科学确定灌溉用水计划。目前，发达国家的一些先进灌区以土壤墒情监测作为灌溉用水管理的主要依据，根据气象观测资料，土壤墒情资料，作物长势资料等确定作物的灌溉水量及灌溉时间，及时提供用水信息，从而使农业灌溉管理更加科学，精确。我国农业结构和水土资源分布具有很强的区域性，各地区发展不平衡，应当根据不同地区的自然经济状况，气候条件，农业生产经营方式，作物种类，经济发展水平等，科学确定不同地区，不同阶段的节水灌溉发展模式，加快研究开发先进，适用的农业高效用水技术与设备。
2.6走综合节水，系统节水的路子：回顾世界和我国节水灌溉发展的历程，最重要的启示是，必须把追求综合效益最大化作为出发点和立足点，坚持适用，方便，自愿的原则，积极探索与生产关系相适应的节水途径和措施，走综合节水，系统节水的路子。这是发展农业节水灌溉的生命力。
