灌溉,即用水浇地。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定,要适时、适量,合理灌溉。灌溉效率是全年或灌溉季节内平均一个流量(1立方米/秒)可灌的亩数,或指一次灌水期内,平均一个流量每昼夜可灌亩数。
水分是保证农业生产最为重要的条件。对于干旱区来说,由于天然的降水量较少,其农业生产主要依赖于灌溉。对于一个灌溉系统的灌溉效率,通常采用渠系水利用系数(输水效率)、田间水利用系数(田间灌水效率)、
灌溉水利用系数(灌区灌溉效率)来进行评价,其中,
渠系水利用系数(进入田间的净水量与自水源引水量的比值) 表示输水过程中的水分利用效率,
田间水利用系数(贮存在作物根系层的灌溉水量与进入田间净水量的比值) 表示农田灌水过程中的水分利用效率,灌溉水利用系数(贮存在作物根系层的灌溉水量与自水源引水量的比值) 则表示输水、灌水 2 个过程的综合水分利用效率。
灌溉是人工补充农田作物生产所需水分的技术措施;必须完成 4 个过程: 修建取水工程 , 从不同的水源,引取额定的灌溉水量作为灌溉用水;把引取的灌溉水量通过各级大小渠道分配到田间进水口;把进入到田间的灌溉水量采用各种灌溉方法供给作物;作物消耗水, 即作物根系从土壤中吸取水分供其生产, 最后形成实物产量。因此,主流节水概念是,在农田灌溉过程中采取各种工程措施或非工程措施,减少和防止水量的流失和损耗,使水从水源地流入农田到被作物吸收利用过程的损失减少到最低限度,并符合农作物生产、发育对水的需求。从广义上讲,涵盖着农业水资源的合理开发利用及保护技术,节水工程技术, 节水农业耕作技术,节水管理技术等方面的内容。
以
流域为尺度的灌溉效率提高的节水措施主要在于“ 资源型”和“ 效率型”节水,即指减少无效蒸腾蒸发量和其他不可回收水量或者降低平均单位粮食产量的净耗水量,即所谓的“ 真实节水”。IWMI 提出了流域灌溉效率的概念。流域尺度上来看,以农田为尺度的节水灌溉措施对于节约和高效利用流域水资源的作用常常要大打折扣。尤其是对于封闭的或接近封闭的流域,节水是相当困难的,因为水资源在各用水户之间已达到均衡。一个部门用水的增加,会引起其他用水部门的减少。部门水资源分配是一个零和博弈。常常因为非农业部门的水资源边际收益大于农业部门,水资源分配趋向于非农部门。灌溉用水受到水短缺的严重威胁,一个流域的农业用水的总产出有可能会下降,这会间接影响到一个国家或地区的粮食安全。我国内陆河流域部分地区已经接近于这种状态,这时只能采用真实的节水技术。为了理解流域灌溉效率,可以假设有一个理论上的流域。在有人类活动以前, 流域水资源可以通过流域入海水量进行估计。然后开始修建取水设施用以满足灌溉、饮水、工业需要,人类开始影响流域水循环过程。第一工程的取水量为天然水用水量。这些用水量有一部分被直接消耗进入大气,而余下部分排回河道中。随着时间的推移,假如在第一个取水设施的上游又修建了一取水工程, 其用水量有一部分用于直接消耗,一部分回流到河道中, 形成回归水。 下游的取水设施就可能取用了原河道中的天然水与上游的回归水。新建的水利工程越多, 天然水的开发程度越高,回归水利用系数也就越高。天然水用水量随着水利设施的修建而增加,流域内所有的水资源消耗量会越来越接近流域的最大可利用水量。即使是流域水资源开发利用率达到 100%,流域天然水也不可能全部被直接消耗,总有一部分水会排入海洋或沼泽地。这时,流域水资源回用系数提高,水质问题变得突出。由于洗盐、冲沙等生态用水的需要,最大可利用水资源量应包含
生态需水量。因此,从流域范围来看,减少水短缺的根本性问题在于提高流域水生产率。对灌溉农业来讲,提高产量不外乎 3 方面:①开发消耗更多的天然水;②提高已开发利用天然水的有益消耗;③提高单位消耗水的产出。水资源已经达到最大可利用量的流域,增加水资源总产出的办法是提高流域水资源的利用效率。