【正文】 過程中的滲漏、蒸發(fā)、跑水、漏水等無效損失，提高渠系水利用率。目前我省全部有效灌溉面積中，純井灌區(qū)僅占總面積的 30%，河井雙灌區(qū) 17%，利用地 面水的渠灌區(qū)占53%，渠灌區(qū)的灌溉水利用效率遠低于井灌區(qū)。 3)將先進節(jié)水灌溉技術與高效農業(yè)增產技術組裝集成 山西 省長期以來偏重于推廣應用單一的節(jié)水灌溉工程技術，強調了節(jié)水但效益不高。各地應根據不同的水資源分布特點，制定相應的井渠結合灌溉制度。同時，對于滲入土壤之中的水分，要采取措施盡量減少非生產性無效消耗。此外，要充分攔蓄利用本區(qū)降雨徑流。 太原理工大學工程碩士研究生學位論文 13 3)實施引洪補源和攔蓄地表徑流。地下水資源是本區(qū)農業(yè)用水的主要水源之一，由于地表水資源的衰減、引水需求量的增加、洪水的不可調節(jié)性與作物需水不同步、水資源缺乏統(tǒng)一管理等，地下水位處于持續(xù)下降狀態(tài)。因此，必須堅定不移地堅持大力發(fā)展節(jié)水灌溉。目前水資源的緊缺，除與水資源本身特性有關外，還與 水資源的浪費有關。年內降水多集中在 6～ 9 月份。根據我國人口、經濟的增長、生態(tài)環(huán)境的惡化，以及水資源緊缺和貧乏等基本國情，決定了水資源的開發(fā)利用必須走保護生態(tài)環(huán)境、保護水資源、合理利用和節(jié)約水資源的持續(xù)發(fā)展道路。糧食生產居全省十強縣（市）之一；蔬菜生產連續(xù)六年奪全省之冠；禽蛋和肉類產量分別名列全省第三和第四；果品產量居全區(qū)第二。 太原理工大學工程碩士研究生學位論文 11 社會經濟概況 榆次區(qū)為山西省 “全省超前發(fā)展改革試點 ”縣市之一，其模式為 “輕紡型 ”工業(yè)和 “城郊型 ”農業(yè)協(xié)調并重，共同發(fā)展。 農業(yè)生產及社會經濟概況 農業(yè)生產概況 項目區(qū)主要以農業(yè)為主，農業(yè)以種植業(yè)為主，主要種植作物為小麥、玉米、棉花、蔬菜 ，小麥的種植面積約占 42%～ 45%；玉米的播種面積約 %～ %；棉花的種植面積 4%～ 6%；蔬菜等經濟作物播種面積約 26%～ 32%，其它豆類等種植面積約為5%～ 8%，復播指數接近 30%，種植模式為：小麥復播豆類、蔬菜，次年種玉米，玉米收割后種小麥，這樣一種種植模式。畝均毛用水量 180m3/畝。目前，所鋪設管道的大部分用來解決無井地塊灌溉水的遠距離輸送，或小流量井之間的并聯，管灌面積的實際管網密度比 。 節(jié)水工程概況 項目區(qū)節(jié)水灌溉從 20 世紀 90 年代初開始發(fā)展，特別是高效用水模式與產業(yè)化示范工程實施以來，已發(fā)展節(jié)水灌溉面積 52020 畝，其中噴灌面積 8000 畝，微灌面積 1000畝，管灌面積 43000 畝。 排水工程概況 項目區(qū)地形平坦，當地徑流及城區(qū)污水通過退水區(qū)向項目區(qū)外排放。 灌區(qū) 95%的井灌渠道 ——管道系統(tǒng)與洪灌渠系分離，平行布設，很少有清洪共用渠道。 井灌工程概況 截止 目前 ，灌區(qū)共有灌溉機井 451 眼，其中出水量大于 30m3/h 的機井 110 眼，占%，出水量在 20～ 29m3/h 之間的機井 169 眼，占 %，出水量在 10～ 19m3/h 之間的機井 109 眼，占 %，出水量小于 10t 的機井 63 眼，占 %。民豐灌區(qū)共有渠系建筑物 3233 座，其中干渠建筑物 52座，完好率 73%（ 38 座），支渠建筑物 246 座，完好率 66%（ 162 座）。本課題所選灌區(qū)位于瀟河北岸的民豐灌區(qū)上游，屬北干二支、三支、四支及中三支的灌溉范圍。滾水壩全長 ，壩高 ，南、北沖沙閘各5 孔，每孔凈寬 ,總設計泄洪量 500m3/s。樞紐之上流域面積 3090km2。此外，還有榆次城區(qū)經處理的污水 500 萬 m3。耕層土壤肥力好 ，典型剖面土壤（ 0～ 20cm）的有機質含量 %，全磷含量 %，全氮含量 %，太原理工大學工程碩士研究生學位論文 8 PH 值 。主要分布有草甸土和褐土兩種主要類型的土壤。平均日照時數 小時，作物生長季節(jié)太陽輻射的日照相當充足，且與高溫多雨相結合，為農作物進行光合作用提供大量能源，光能利用潛力很大。總的氣候特征為：冬季漫長，干冷晴朗；春季升溫快，日 溫差大，干旱多風；夏季多雨；秋季短暫，天高氣爽。地勢東高西低，由東北向西南傾斜，平均地面坡度 1/1000，東西向坡降略緩于 1/1000。 太原理工大學工程碩士研究生學位論文 7 第二章 項目區(qū)基本情況 自然概況 地形地貌 該 項目 區(qū)位于太行山脈西麓，屬洪積傾斜平原地貌和沖積平原地 貌，由瀟河洪沖積物堆積而成。 技術路線 本文的技術路線如下： 1. 調查、篩選國內外與本課題技術集成有關的先進成熟技術，以農業(yè)高效用水和水環(huán)境改善為最終目標，擬定技術上可行，經濟上合理、實用、簡單而又具有超前性的技術集成方案、試驗方案等； 以既定的技術指標為目標，按試驗方案對重點技術進行小區(qū)試 驗，實現各項技術達標或優(yōu)化，為總體技術集成提供具體的技術支持； 按照所擬定的技術集成方案，組合裝配，進行技術集成試驗和效果觀測，實現太原理工大學工程碩士研究生學位論文 6 技術集成。在這樣一個地區(qū)開展節(jié)水農業(yè)技術研究，實現有限水資 源條件的最大農業(yè)產出是 非常必要的。 按現狀估計，灌溉用水利 用率提高一個百分點，可節(jié)約用水 80 億 m3。全國畝均灌溉用水量 。全國節(jié)水灌溉面積 億畝，全年凈增節(jié)水灌溉面積 1421 萬畝。 70 年代噴灌技術在我國受到普遍的重視，從而推進了我國噴灌技術的發(fā)展。 世界上節(jié)水灌溉比較發(fā)達的國家，都是根據各自的國情，綜合考慮社會、經濟、資源、環(huán)境和技術因素，采取適合本國特點的農業(yè)高效灌溉措施 [3436]。 滴灌技術隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而不斷進步。 采用節(jié)水和節(jié)能的灌水方法是當今世界灌溉技術發(fā)展的總趨勢。 太原理工大學工程碩士研究生學位論文 3 國內外節(jié)水灌溉技術的發(fā)展概述 節(jié)水灌溉是根據作物需水規(guī)律及當地供水條件，為了有效的利用降水和灌溉水，獲取農業(yè)的最佳經濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種措施的總稱 [23]。一些先進的農業(yè)節(jié)水技術和現代化的管理措施得不到大面積推廣，大部分灌區(qū)灌溉水利用率低、灌水定額偏大，造成水資源的大量浪費；二是對農業(yè)生態(tài)環(huán)境重視不夠。水和土地是糧食生產的戰(zhàn)略資源，在我國尤其如此，農作物生產中灌溉面積上的生產占有舉足輕重的作用，近 80%的糧食產于灌溉農田。節(jié)水灌溉是提高農業(yè)用水有效性的關鍵，它是科學進步的產物，也是農業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要內涵 [611]。而且水資源在時間上的分布也十分不均，江水過于集中，一般地區(qū)每年汛期（一般 3~4 個月）降水量占全年的 70%太原理工大學工程碩士研究生學位論文 2 左右，這意味著將有大部分水量形成洪水徑流而流失 [4]。預計到 2030 年，我國畝均水資源 1900m3，相當于世界畝均占有量的 4/5。但如今隨著世界人口和經濟的增長，人類對自然資源過度開發(fā)，導致水資源不斷遭到破壞，再加上基礎設施投入嚴重不足等因素的影響，水資源的供應量已經遠遠不能滿足人類生產和生活的需要， 這 嚴重制約了社會和經濟的正常發(fā)展，如今水資源短缺問題已經受到世人的 密 切關注，成為 21 世紀 亟待 解決的全球性問題。全世界 26 個國家約 億人口已經面臨缺水，另有 4 億人口用水速度超過水資源的更新速度，世界上約有 1/5 人口得不到符合衛(wèi)生標準的淡水 [13]。 關鍵詞： 節(jié)水農業(yè) ， 干旱地區(qū) ， 井渠 ， 晉中市 太原理工大學工程碩士研究生學位論文 III RESEARCH ON THE TECHNOLOGY OF SAVING WATER AGRICULTURE IN IRRIGATIVE AREA OF MANY WATER SOURCE ABSTRACT At present there are three primary problems in water resource using: first, we only regard construct on water conservancy , but despise manage on agricultural water resource. Some advanced agricultural saving water technology and modern managing measure can not be extended in large area, in the great mass of irrigative area irrigative water using efficiency is low, irrigative ration is large, so water resource is heavy wasted。 針對目前農業(yè)生產及農業(yè)水資源利用中存在的主要問題，本課題選取了典型的井渠結合灌溉灌區(qū)，就 晉中市 井渠結合灌區(qū) 普遍存在的水資源利用不合理、水環(huán)境惡化、節(jié)水措施單一、節(jié)水效果得不到充分發(fā)揮、灌溉效益不高等一系列問題進行技術研究和探索，將對農業(yè)生產的進步、經濟的可持續(xù)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用發(fā)揮重要作用，同時對類似地區(qū)也有重要的指導意義。太原理工大學工程碩士研究生學位論文 I 多水源 灌區(qū) 節(jié)水農業(yè)技術研究 摘 要 目前水資源利用中存在的主要問題是：一是重視水利工程建設，輕視農業(yè)水資源管理。三是灌溉工程老化不配套，灌溉面積下降。 通過本項目的實施所形成的節(jié)水農業(yè)綜合技術集成體系及其一系列關鍵技術和成果，將對 晉中市 井渠結合地區(qū)解決水資源高效利用和農業(yè)節(jié)水增產問題起到一定 指導性作用。隨著世界人口的增長和經濟的發(fā)展，水資源將嚴重不足。水資源是一種 戰(zhàn)略性經濟資源， 更 是一個國家綜合國力的重要組成部分，在國家經濟和民生中起著舉足輕重的作用。但人均水資源量為 2200m3，僅相當于世界人均占有量的 1/4，被聯合國機構稱為處于嚴重缺水的邊緣。黃河、海河、 淮河三流域，土地面積占全國的 %，耕地面積占 %，人口占 35%，而水資源占有量僅為 %，人均年占有量約為 500m3，是我國水資源最為緊張的地區(qū)。長期以來 ， 由于技術和管理水平落后、灌溉設施老化失修等原因，目前我國灌溉水的利用率僅為 45%左右 ,與發(fā)達國家 80%的利用率相差甚遠，農業(yè)節(jié)水潛力很大。因此，在未來的半個世紀內，我國糧食產量必須在現有 5 億 t 左右產量的基 礎上再提高 ～ 2 億 t,才能基本滿足人口增長和生活水平提高的糧食需求。 農業(yè)水資 源利用中存在的主要問題 目前在水資源利用中存在的主要問題是：一是重視水利工程建設，輕視農業(yè)水資源管理。 針對目前農業(yè)生產及農業(yè)水資源利用中存在的主要問題，本課題選取了典型的井渠結合灌溉灌區(qū)，就華北半濕潤偏旱 井渠結合灌區(qū)普遍存在的水資源利用不合理、水環(huán)境惡化、節(jié)水措施單一、節(jié)水效果得不到充分發(fā)揮、灌溉效益不高等一系列問題進行技術研究和探索，將對農業(yè)生產的進步、經濟的可持續(xù)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用發(fā)揮重要作用，同時對類似地區(qū)也有重要的指導意義。 經過不斷發(fā)展和研究，逐步發(fā)展到 噴灌、微噴灌、滴灌、 滲灌 、涌泉灌等節(jié)水高新技術 。在美國干旱的西部 17 個州噴灌得到了廣泛使用， 1996 年美國噴灌面積達到了 1082 萬 hm2，占全美國灌溉面積的 44%，其中圓形和平移式大型自走噴灌機的噴灌面積占全國噴灌面積的 64%；羅馬尼亞的噴灌面積占全國耕地面積的 80%以上，絕大部分是移動管道式噴灌。 以色列是世界上滴灌領域的主導者， 60％的農田使用滴灌技術； 以色列回收水用于農業(yè)的比率世界最高，城市污水總量的 70％被回收用于農業(yè)；以色列擁有水設備發(fā)展的前沿技術并提供多種多樣的先進設備 。 50 年代末期我國開始從國外引進先進的節(jié)水灌溉技術和設備，但這時期推廣使用的噴灌設備主要是柴油機或電機帶動的單機單噴頭的手臺式或小推車式的輕小型噴灌機。 截止 2020 年底，全國灌溉面積 億畝，全年凈增灌溉面積 1061 萬畝；全國農田有效灌溉面積 億畝，占耕地總面積的 48%，全年凈增農田有效灌溉面積 1035 畝。 2020 年全國灌溉用水量為 億 m3，大型灌區(qū)灌溉用水量占總灌溉用水量的比例最高，達 %，中型、小型、井灌區(qū)的灌溉用水量分別占總灌溉用水量的 %、%和 ％。 綜上所述，可以看出，我國 灌溉水利用率相對較低，水的利用系數僅為 。隨 著經濟與社會的發(fā)展，水資源矛盾更加突出，傳統(tǒng)的地面水源已不能保證 灌溉的需求，從上世紀 70 年代開始，大量開發(fā)地下水用于灌溉，形成了多水源（河井雙灌、井渠結合）的灌區(qū)。提出各種技術集成組合形式的投入產出效益關系。 研究方法 本試驗采用理論與試驗相結合、小區(qū)試驗與大田示范相結合、軟件和硬件措施相結合的方法進行研究。海拔高程在776m～ 803m 之間。 自然資源 1）光熱資源 該 項目 區(qū)氣候屬溫帶大陸性半干旱氣候，四季分明，光熱資源豐富。年均無霜期約 171 天，終霜日出現在 4 月下旬，初霜日出現在 10 月上旬。受地形、母質、地下水位等因素的影響。土壤粘粒比表面積大，粒間排列密實，毛管孔隙多，非毛管孔隙少，通氣透水性差，好氣性微生物活動受到抑制，有機質分解慢，田間持水量大，保水抗旱力強。畝均擁有水資源量為 193 m3，只有全國畝均占有量的 %，全省畝均占有量的 %。瀟河灌區(qū)