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農(nóng)田水利是發(fā)展灌溉排水,調(diào)節(jié)地區(qū)水情,改善農(nóng)田水分狀況,防治旱、澇、鹽、堿災害,以促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的綜合性科學技術。農(nóng)田水利在國外一般稱為灌溉和排水。農(nóng)田水利涉及水力學、土木工程學、農(nóng)學、土壤學,以及水文、氣象、水文地質(zhì)及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟等學科。其任務是通過工程技術措施對農(nóng)業(yè)水資源進行攔蓄、調(diào)控、分配和使用,并結(jié)合農(nóng)業(yè)技術措施進行改土培肥,擴大土地利用,以達到農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。
簡要介紹
農(nóng)田水利(irrigation and drainage)以農(nóng)業(yè)增產(chǎn)為目的的
水利工程措施,即通過興建和運用各種水利工程措施,調(diào)節(jié)、改善農(nóng)田水分狀況和地區(qū)水利條件,提高抵御天災的能力,促進
生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán),使之有利于農(nóng)作物的生產(chǎn)。
農(nóng)田水利的原理與實踐,防治灌溉土地鹽堿化、沼澤化和
水土流失,研究水利土壤環(huán)境的改善,以及咸水、廢污水的改造與利用等技術措施。農(nóng)田水利與農(nóng)業(yè)發(fā)展有密切的關系,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成敗在很大程度上決定于農(nóng)田水利事業(yè)的興衰。
漢語詞源
農(nóng)田水利一詞始見于北宋熙寧二年(1069)頒布的水利法規(guī)《農(nóng)田水利約束》。《史記·河渠書》中已有水利一詞,當時主要指農(nóng)田水利。灌溉一詞起源亦早,《莊子·逍遙游》有“
時雨降矣,而猶浸灌”,《史記·河渠書》有
鄭國渠“溉澤鹵之地四萬余頃”的記載。在《漢書·溝洫志》中,溉、溉灌與灌溉三詞并用,同指灌溉農(nóng)田,灌溉一詞沿用至今。排水的排字意為排泄?!睹献印る墓稀酚小皼Q汝、漢,排淮、泗”;《漢書·溝洫志》有“排水澤而居之”等語。
歷史沿革
農(nóng)田水利這一古老工程技術可以遠溯至新石器時代。從世界范圍來說,有文字記載的最早的灌溉工程,是公元前3400年左右
美尼斯王朝修建在埃及
孟菲斯城附近截引
尼羅河洪水淤灌工程。約公元前2200年,
巴比倫在底
格里斯和
幼發(fā)拉底河河谷建造了當時世界上規(guī)模最大的奈赫賴萬灌溉渠道。在
漢穆拉比法典中已有灌溉管理的條款。中國、
印度、
古羅馬、古波斯等國灌溉起源也都很早。2000多年前,
錫蘭(今
斯里蘭卡)即修建水庫,公元前300年即有大面積灌溉土地可以一年兩熟。20世紀30年代,印度開始應用現(xiàn)代工程技術修建大型自流灌溉工程,同時發(fā)展小型提水灌溉及井灌。波斯(今
伊朗)、
敘利亞、
意大利等國的灌溉,已有幾千年的歷史。在
西班牙人進入
美洲之前,
墨西哥、
秘魯以及
美國西南部已有灌溉設施。19世紀中葉,在美國西部
大鹽湖河谷地帶開始了移民墾殖開發(fā)灌溉;20世紀初,
美國聯(lián)邦政府開始在西部17州進行以灌溉為主的水利綜合開發(fā)。蘇聯(lián)約有 1/4國土面積年降雨量小于400mm,灌溉農(nóng)業(yè)也有較長歷史;十月革命后灌溉事業(yè)有了較大的發(fā)展,主要集中在
中亞細亞。以水利
土壤改良為基礎的蘇聯(lián)灌溉排水科學技術已自成體系。
中國在長江下游考古中,發(fā)現(xiàn)有新石器時代灌溉種稻的遺跡,約有5000年的歷史。公元前1600~前1100年中國實行
井田制度,劃分田塊,利用
溝洫灌溉排水。到西周時代,
溝洫工程進一步發(fā)展,并出現(xiàn)了蓄水工程。約公元前600年,
孫叔敖興建期思
雩婁灌區(qū),是中國最早見于記載的灌溉工程。
春秋戰(zhàn)國時代曾修建過多處大型自流灌溉工程,著名的有引漳十二渠、
都江堰、鄭國渠(見鄭白渠)等。在此期間也已經(jīng)使用秸槔提水灌溉。當時人們已認識到農(nóng)田水利的重要意義,《荀子·王利》曾指出:“高者不旱,下者不水,寒暑和節(jié),而五谷以
時熟,是天下之事也”。秦漢時期,灌溉排水及其他
農(nóng)田水利建設已由黃河、
長江和
淮河流域擴展到
浙江、云南、
甘肅河西走廊以及新疆等地。隋、唐、宋時期,中國農(nóng)田水利進入鞏固發(fā)展的時期。太湖下游興修
圩田、水網(wǎng);黃河中下游地區(qū)大面積放淤;同時,水利法規(guī)漸趨完備:唐有《
水部式》,宋有《農(nóng)田水利約束》等。元、明、清時期,長江、
珠江流域,特別是兩湖、兩廣地區(qū),農(nóng)田水利得到了進一步開發(fā)。明天啟年間《
農(nóng)政全書》問世,書中《水利》為中國
農(nóng)田水利學濫觴;《泰西水法》為介紹西方水利技術的最早著述。19世紀末,西方灌溉、排水科學技術開始在中國應用。20世紀30年代,
陜西省建成涇惠、渭惠、梅惠等大型自流灌區(qū)。其他各省也相繼舉辦了一些不同類型的農(nóng)田水利工程。與此同時,從南方的
廣東、江蘇到北方的陜西、
寧夏等地,先后開展了一些灌溉、排水的科學研究工作。
基本內(nèi)容
主要是灌溉和排水,兼及中小型河道整治,塘壩水庫及
圩垸建設,低產(chǎn)田水利土壤改良,農(nóng)田
水土保持、土地整治以及農(nóng)牧供水等。由于各農(nóng)業(yè)地區(qū)的自然條件和生產(chǎn)方式千差萬別,需要進行農(nóng)業(yè)水利區(qū)劃和相應的灌排系統(tǒng)規(guī)劃。農(nóng)田水利還包括一些具有明顯地區(qū)特征的類型,如
黃淮海平原旱澇堿綜合治理、
鹽堿地改良、
圩區(qū)水利、
牧區(qū)水利和
墾荒水利等。
在干旱、半干旱地區(qū),灌溉是主要的,但為了防治土壤次生鹽堿化,也需要排水;在鹽堿化威脅較大和開墾鹽堿荒地的地區(qū),必須灌排并重,甚至無排水即無灌溉。在濕潤、半濕潤地區(qū),由于降雨量較多,排水是主要的,但是雨量的季節(jié)分布并不完全符合農(nóng)作物生長的要求,需要進行補充性灌溉。灌溉與排水兩者相輔相成,便構成農(nóng)田水利的主要內(nèi)容。
水利灌溉
水利排水
排水 排除農(nóng)業(yè)土地上多余的水分,以改善地區(qū)或土壤的水分狀況,防止作物受害,還可改良土壤結(jié)構,便利田間操作,延長作物生長季節(jié),提高地溫及土壤通氣,加大作物根層深度及為作物提供更多的養(yǎng)料。根據(jù)被排除水的性質(zhì),可分為
除澇、
治漬及控制地下水位;根據(jù)農(nóng)田排水技術可分為
明溝排水、
暗管排水和
鼠道排水以及
豎井排水等。此外,還有針對特定地區(qū)情況的
冷浸田排水、
沼澤地排水和
海涂排水等。
科學的
排水管理是排水系統(tǒng)正常運行的必要條件,要經(jīng)常保持排水系統(tǒng)通暢及控制地下水位的能力。
現(xiàn)存問題
中國農(nóng)田水利存在如下問題:
①灌溉水源日見短缺,很多灌區(qū)用水得不到保證。隨著工業(yè)用水和城市生活用水不斷增加,今后缺水問題將日益突出。
②水量浪費較大,自流灌區(qū)渠系有效利用系數(shù)一般僅0.4~0.6。灌溉效率低加劇了灌溉水源的供需矛盾。
③現(xiàn)有工程設施尚未全部配套,如有的灌區(qū)缺乏田間工程,有的有灌無排,有的設施已經(jīng)老化,加上管理體制不健全,管理措施不力,工程效益還未充分發(fā)揮。
④新建工程難度越來越大,造價越來越高,需要更多的人力物力投入。
解決途徑
解決以上問題需要采取多種途徑:
①進一步完善與更新現(xiàn)有灌溉排水設施,加強管理,提高工程效益。
②增加農(nóng)業(yè)投入,繼續(xù)興修農(nóng)田水利工程,逐步擴大灌溉面積,以適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。
③推廣應用新技術,厲行節(jié)約用水,包括改進地面灌溉技術,發(fā)展低造價噴灌、滴灌,大力推廣管道輸水灌溉等,提高灌溉效率。
④加強排水,重視鹽堿地、沼澤地和冷浸田的改良以及除澇、治漬工作,促進農(nóng)田水利進一步發(fā)展。
⑤開展水利土壤環(huán)境的研究,保護水資源和生態(tài)平衡。
⑥逐步實現(xiàn)灌排工程施工機械化和管理運用自動化。
常用術語
1、農(nóng)田水利
irrigation and drainage
為防治干旱、漬、澇和鹽堿災害,對農(nóng)田實施灌溉、排水等人工措施的總稱。
2、灌溉
irrigation
按照作物生長的需要,利用水利工程設施將水送到田間,以補充農(nóng)田水分的人工措施。
3 農(nóng)田排水
farmland drainage
將農(nóng)田中過多的地面水、土壤水和地下水排除,改善土壤的水、肥、氣、熱關系,以利于作物生長的人工措施。
4 機電排灌
pumping drainage and irrigation
利用水泵抽水對農(nóng)田進行排水或灌溉的措施。
5 農(nóng)田水利基本建設
capital construction of farmland water conservancy;capital
construction of irrigation and drainage
為建設旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田所采取的工程技術措施。
6 旱澇堿綜合治理
comprehensive harness of drought,waterlogging,salinization
and alkalization
為防治旱、澇、漬、堿等災害,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境所采取的水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生物和化學等綜合措施。
7 小流域綜合治理
comprehensive harness of small basin
為保持小流域的水土,減輕自然災害,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,合理開發(fā)和保護水、土資源而采取的工程和生物等措施。
8 水利土壤環(huán)境
soil environment and water conservancy project
施行水利措施,使農(nóng)業(yè)土壤性狀發(fā)生變化的現(xiàn)象。
9 農(nóng)業(yè)水利區(qū)劃
zoning of agricultural water conservancy
為合理開發(fā)利用區(qū)域水土資源,按照各地區(qū)的自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件及水利條件劃分不同區(qū)域進行綜合開發(fā)治理的規(guī)劃工作。
10 開荒水利
irrigation and drainage of uncultivated land reclamation
在開發(fā)荒地資源中,為改善荒地土壤水分狀況和生態(tài)環(huán)境而采取的水利工程措施和水管理工作。
11 旱澇保收田
farmland to ensure stable yields in drought and waterlogging
按一定設計標準建造水利設施以保證遇到旱澇災害仍能高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)田。
12 圩區(qū)水利
water conservancy in polder area
在圩區(qū)內(nèi)進行的防洪、除澇、灌溉、航運、滅螺等工程建設及管理工作。
13 圍海造田
poldering
修建水利工程和采取生物措施將海灘或淺海水域圍起,改造成為農(nóng)田的工作。
14 防病改水
improvement of water quality for prevention and control of
endemic diseases
為改善飲用水條件,減輕或防治與水源有關的地方病所采取的水利措施。