1、水利經(jīng)濟(jì)，第25卷第2期,2007年3月中國科技核心期刊作者簡介梁春玲(1978，女，河南南陽人，碩士研究生，主要從事節(jié)水灌溉技術(shù)研究。低壓管道輸水節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展綜述梁春玲1,劉群昌2,王韶華1(1.北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京100022;2.中國水利水電科學(xué)研究院水利所北京100044摘要簡要總結(jié)低壓管道輸水灌溉的優(yōu)點(diǎn)，通過分析國內(nèi)外該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展及經(jīng)驗(yàn)提出了當(dāng)前我國所存在的問題，指出了今后發(fā)展的趨勢或領(lǐng)域，以期為該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供借鑒。關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)灌溉；節(jié)水技術(shù)；低壓管道中圖分類號(hào)S27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)10039511(2007020051021概述我國是一個(gè)水資源嚴(yán)重短

2、缺的國家，被列為13個(gè)嚴(yán)重的貧水國家之一。現(xiàn)在我國每年用水總量中農(nóng)業(yè)用水占70%左右;另一方面，農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)現(xiàn)象又十分嚴(yán)重。目前我國灌溉面積約053億hm2,但灌溉水的利用系數(shù)只有04左右,60%的水在輸水、配水和田間灌水工程中被浪費(fèi)掉，而先進(jìn)國家的灌溉水利用系數(shù)達(dá)到08以上，如果采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，將全國已建成的灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)提高01,則每年可節(jié)約水400億m31。因此，解決水資源問題的核心是提高利用水的效率與效益，節(jié)約用水和科學(xué)用水應(yīng)成為水資源管理的首要任務(wù)。2管道輸水灌溉的主要優(yōu)點(diǎn)所謂管道輸水是指以管道代替明渠的一種輸水工程措施，通過一定的壓力，將灌溉水由分水設(shè)施輸送到田間，可直

3、接由管道分水口分水進(jìn)入田間溝、畦或在分水口處連接軟管輸水進(jìn)入溝、畦。相對與明渠灌溉，管道輸水灌溉具有節(jié)水、省地、省工、低能耗等優(yōu)點(diǎn)成為節(jié)水灌溉技術(shù)中主要措施。2.1節(jié)約用水由于管道輸水時(shí)一般都采用地埋式，基本上消除了滲漏損失和蒸發(fā)損失。據(jù)測驗(yàn)，在輕壤土中采用管道輸水灌溉，水的利用系數(shù)為095097,與土渠、混凝土渠相比，分別提高30%和5%15%;再者，用軟管灌溉可順畦境由遠(yuǎn)而近逐段澆地，常畦短灌，灌水均勻，灌水定額為600m3/hm2,綜合以上因素管道灌溉比土渠灌溉可節(jié)省45%左右1o據(jù)實(shí)測，管灌比混凝土板襯砌渠道節(jié)水7%,比石砌石防滲渠道節(jié)水15%左右2。2.2占用耕地少，利于機(jī)械耕作井灌

4、區(qū)土渠一般占耕地1%2%左右。管道埋入地下代替土渠之后可增加1%的耕地面積。渠灌區(qū)輸水流量大，渠道占用耕地面積大，所以，在渠灌區(qū)實(shí)現(xiàn)管道灌溉后，減少渠道占用耕地的優(yōu)點(diǎn)尤為突出。對于我國人均耕地不足01hm2的現(xiàn)實(shí)來說，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。并且，土渠改為管道，尤其是地埋管，有利于機(jī)械耕作。2.3適時(shí)適量灌溉，縮短灌溉周期，省工、省時(shí)管道輸水灌溉比土渠輸水快、供水及時(shí)，可縮短輪灌周期，改善田間灌水條件，有利于適時(shí)適量灌溉，從而及時(shí)有效的滿足作物生長期的需水要求。特別是在作物需水關(guān)鍵期。土渠灌溉往往因?yàn)檩喒嘀芷陂L，灌水不及時(shí)，而影響作物生長造成減產(chǎn)，管道輸水灌溉較好的克服了這一缺點(diǎn)，從而起

5、到了增產(chǎn)增收的效果。管道代替土渠之后，避免了跑水漏水，節(jié)省管理用工，在渠灌區(qū)，省工的優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。2.4成本低，效益高試驗(yàn)表明，在機(jī)井或提水站供水的情況下，管道灌溉比渠灌減少能耗30%以上;管道輸水灌溉由于是有壓供水，可適應(yīng)各種地形，使原來土渠難以達(dá)到灌溉的耕地是灌溉,擴(kuò)大灌溉面積；在已有機(jī)泵的條件下，采用移動(dòng)式聚乙烯軟管灌溉，每公頃投資7590元,可使用2a左右;半固定式管道系統(tǒng)每公頃造價(jià)600900元。通過擴(kuò)大灌溉面積或增加灌水次數(shù)，且灌水適時(shí)，因而一般干旱年份可增產(chǎn)20%左右2。2.5適應(yīng)性強(qiáng)，便于推廣管道灌溉設(shè)備比較簡單，技術(shù)容易掌握、運(yùn)用、51網(wǎng)上投稿信箱:jj網(wǎng)址:http:!w

6、電話:025*管理較為方便。地面軟管可以越溝、爬坡、跨溝和拐彎；硬塑料管埋在地下，可延緩老化年限，防止凍裂；水泥管則便于就地取材。對于不同的水源、作物、土壤及流量都有較強(qiáng)的適應(yīng)性。鑒于管道輸水灌溉的優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)在我國已經(jīng)有了較大的發(fā)展。特別是20世紀(jì)80年代,隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，質(zhì)量輕、長度大、輸水阻力小、施工簡便的塑料管道在輸水中得到了日益廣泛的應(yīng)用，更加促進(jìn)了管道輸水這項(xiàng)節(jié)水工程技術(shù)的發(fā)展，特別是在滲漏損失大、干旱缺水的地區(qū)3。3國內(nèi)外管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展概況3.1 國外管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展概況管道輸水灌溉技術(shù)已成為世界上農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的一項(xiàng)關(guān)

7、鍵技術(shù)。在美國，低壓管道灌溉被認(rèn)為是節(jié)水最有效、投資最省的一種灌水技術(shù)，全美近一半大型灌區(qū)實(shí)現(xiàn)了管道化45,干旱地區(qū)的考契拉（CVWD灌區(qū)鹽河（SRP灌區(qū)等，灌區(qū)支渠以下的輸水系統(tǒng)大部分均采取了地埋管道形式。美國還采用大口徑地面可移管道，一般為快速連接鋁制管材和塑料軟管，通過帶有閘管的管道輸水，可便于進(jìn)行波涌灌溉。以色列的國家輸水管道工程堪稱國際一流，全國除個(gè)別偏遠(yuǎn)山區(qū)外，全部實(shí)現(xiàn)輸水管網(wǎng)化。以色列全國的輸水管道連接了大多數(shù)地區(qū)的供水系統(tǒng)，形成一個(gè)平衡的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可根據(jù)需要輸水、供水，且避免了在輸水過程中因蒸發(fā)和滲漏而引起的損失。輸水管道不僅用于供水，在冬季和旱季還是以色列北方地區(qū)的排水管，使

8、水重新進(jìn)入地下水層提高了水的回歸和再利用率，加速了以色列引、輸、灌水的自動(dòng)化水平。日本早在20世紀(jì)80年代，就有一半以上的新建渠系實(shí)現(xiàn)了管道化5。舊灌區(qū)改造中發(fā)展管道輸水技術(shù)也很受一些國家的重視，如加拿大伯塔灌區(qū)，灌溉水利用率由改造前的35%60%提高至I75%,澳大利亞的倫馬克灌區(qū)，改建地下管道后節(jié)約灌溉用水33%。發(fā)達(dá)國家的管道輸水灌溉有如下特點(diǎn)：多樣性，且質(zhì)量較好；管網(wǎng)多級(jí)性，由直徑大小不同的管道組成管網(wǎng)，最大管徑可達(dá)3m;灌水利用系數(shù)較高；量水和自動(dòng)控制技術(shù)先進(jìn)，科學(xué)管理水平較高，計(jì)算機(jī)控制在管道輸水灌溉中得到廣泛應(yīng)用。3.2 國內(nèi)管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展概況我國自20世紀(jì)50年代開始嘗

9、試低壓管道輸水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，隨著我國北方水資源供需矛盾的日益加劇和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在我國？七五#期間，低壓管道輸水灌溉技術(shù)被列入重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，在管道管材及配套裝置的研制上取得了一批成果。平原井灌區(qū)、渠灌區(qū)和提水灌區(qū)管道輸水灌溉技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，應(yīng)用推廣面積約520萬hm26。經(jīng)過？七五#期間對關(guān)鍵技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)，以井灌區(qū)為重點(diǎn)的低壓管道輸水灌溉技術(shù)得到迅速推廣和應(yīng)用。到2003年底，全國低壓管道輸水灌溉面積已達(dá)448萬hm2,覆蓋全國25個(gè)省市自治區(qū)，為緩解我國北方地區(qū)農(nóng)業(yè)用水矛盾，實(shí)現(xiàn)井灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到了十分重要的作用。我國低壓管道輸水灌溉具有以下特點(diǎn):?

10、在低壓管道輸水灌溉面積中，移動(dòng)軟管部分所占比例逐漸下降，半固定式、固定式部分所占比例快速上升。井灌區(qū)塑料硬管所占比重大，南方地區(qū)預(yù)制管材發(fā)展較快。適應(yīng)低壓管道輸水灌溉的管材主要有塑料硬管、水泥預(yù)制管、現(xiàn)澆混凝土管及各種軟管。&經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)塑料硬管發(fā)展較快。如北京市的大興縣、上海市郊、河北省三河市和山東省威海市等，塑料硬管所占比很高。？從地域分布上看，山東、河北、河南、山西4省低壓管道輸水灌溉發(fā)展面積占全國管灌面積的795%6o目前低壓管道輸水灌溉已由北方旱作區(qū)向南方水田區(qū)、由井灌區(qū)向提水灌區(qū)、由平原區(qū)向丘陵山區(qū)發(fā)展。4國內(nèi)低壓管道輸水灌溉技術(shù)存在問題及發(fā)展展望4.1 存在問題盡管近十幾

11、年來管道輸水灌溉發(fā)展較快，但仍然存在很多問題值得研究，主要表現(xiàn)在以下6個(gè)方面:?管道輸水灌溉工程的標(biāo)準(zhǔn)低。20世紀(jì)80年代初期大規(guī)模發(fā)展起來的數(shù)百萬公頃的管道輸水工程，是在邊研究邊推廣中發(fā)展的，從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工到驗(yàn)收還缺乏嚴(yán)格規(guī)范的要求。缺少大口徑管材、系列配套管件及附屬設(shè)備。我國還沒有專門生產(chǎn)農(nóng)用管道系列管件、管材及附屬設(shè)備的廠家，特別缺乏適合大型灌區(qū)發(fā)展管道輸水灌溉技術(shù)的大口徑管材，即使井灌區(qū)用的管材、管件也沒有形成系列化、規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。這一現(xiàn)狀直接影響了管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展速度和工程質(zhì)量。&工程規(guī)劃設(shè)計(jì)水平有待提高。管網(wǎng)系統(tǒng)投資在整個(gè)管道輸水系統(tǒng)中占的比重最大，

12、特別是在大型灌區(qū)，對管網(wǎng)進(jìn)行總體優(yōu)化設(shè)計(jì)將會(huì)顯著降低工程投資提高灌溉效益。？提高田間工程的標(biāo)準(zhǔn)和配套程度。用給水栓或出水口向田間輸水壟溝灌水的配水裝置及配水技術(shù)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的定型產(chǎn)品和技術(shù)。（在低壓管道輸水灌（下轉(zhuǎn)第69頁52網(wǎng)上投稿信箱：jj網(wǎng)址:http:!電話:025*5旅游開發(fā)的資金保障淮安水利樞紐風(fēng)景區(qū)的功能作用有多種，惠及流域地區(qū)和全社會(huì)，因此，可采取靈活多樣的方式方法，動(dòng)員全社會(huì)力量參與建設(shè)與管理。根據(jù)水利產(chǎn)業(yè)政策？資金籌集的原則規(guī)定，在保證水利資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度支配和有效保護(hù)的條件下，對水利資源實(shí)行資產(chǎn)化管理。在確保國有

13、資產(chǎn)保值增值的條件下，從共贏思想出發(fā)，創(chuàng)建多元化建設(shè)管理投融資模式，或股份合作，或委托經(jīng)營，或租賃承包等，并爭取水利旅游產(chǎn)品在價(jià)格、收費(fèi)、稅收等方面優(yōu)惠政策的出臺(tái)，為淮安水利樞紐的旅游開發(fā)提供有力的資金保障。參考文獻(xiàn)1韓靜水利部關(guān)于公布第四批國家水利風(fēng)景區(qū)的通知EB/OL.2004071120060925http:/www.hwcc.2淮安市統(tǒng)計(jì)局.淮安市統(tǒng)計(jì)局關(guān)于2003年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的統(tǒng)計(jì)公報(bào)EB/OL.2004042020060925.3龔永泉.淮安建設(shè)？運(yùn)河文化長廊#N.人民日報(bào),20060517（11.4何文恒.統(tǒng)籌人水和諧，發(fā)展現(xiàn)代水利，努力把水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理工作推動(dòng)到新

14、水平C/OL.20051025.（收稿日期:20060925編輯:徐廣生（上接第52頁溉技術(shù)上的投資目前還比較少，相對于以色列在90%以上的農(nóng)田實(shí)現(xiàn)了管道輸水的狀況，我國還需加大在這方面的投資。+雖然大口徑低壓管道在很多灌區(qū)已經(jīng)代替明渠輸水，但是由于運(yùn)行管理的不到位，致使許多設(shè)備利用率較低，造成資源浪費(fèi)，今后應(yīng)在這方面加大研究力度。4.2展望基于國內(nèi)外低壓管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，對比我國目前發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)存在的問題，筆者認(rèn)為今后我國低壓管道輸水灌溉技術(shù)研究的重點(diǎn)為以下5個(gè)方面:?提高井灌區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)管道輸水與田間灌水配套技術(shù)水平，包括數(shù)字化、自動(dòng)化在管道輸水工程管理中的應(yīng)用技術(shù)，特別是多級(jí)配水的

15、自動(dòng)控制和群井聯(lián)合調(diào)度技術(shù)等。配套管件及其附屬設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。研發(fā)較大口徑可移動(dòng)輸水管材及快速連接管件，有助于這項(xiàng)最容易普及的管灌技術(shù)從井灌區(qū)向渠灌區(qū)擴(kuò)展;新型管材管件的研制開發(fā)，尤其是低成本高性能的高分子管材，而復(fù)合材料是高分子管材的主要發(fā)展方向。&研發(fā)低能耗、低投入、高效率的設(shè)備。從我國耕作地塊和林網(wǎng)，以及井的流量小和土地經(jīng)營規(guī)模等條件來看，應(yīng)研發(fā)適應(yīng)國情并具有較好經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的適用設(shè)備，包括分水、量水、測壓設(shè)備等。？吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)指導(dǎo)渠灌區(qū)大口徑管道輸水技術(shù)應(yīng)用與示范，全面發(fā)揮低壓輸水管道節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、增產(chǎn)等優(yōu)勢。（加強(qiáng)低壓管道輸水灌溉工程標(biāo)準(zhǔn)體系研

16、究，包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程建設(shè)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)等705結(jié)語渠灌區(qū)節(jié)水是我國農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點(diǎn)。目前，我國井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉技術(shù)已經(jīng)成熟，該技術(shù)推廣面積約占井灌區(qū)總面積的1/4，還有3/4適宜發(fā)展低壓管道輸水。我國目前農(nóng)田水利的主要任務(wù)是圍繞提高農(nóng)民的生活質(zhì)量、提高灌水效率、提高農(nóng)田自動(dòng)控制程度等，用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)施來改造農(nóng)田水利工程，不斷向現(xiàn)代化邁進(jìn)。灌溉輸水管道化能夠?qū)崿F(xiàn)合理控制輸配水、減少耕地占用、降低灌溉用時(shí)，且效益高、適用性強(qiáng)，應(yīng)該是農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水的主要措施。此外，迫切需要開展農(nóng)業(yè)高效用水投入機(jī)制、政策、法規(guī)及管理服務(wù)體系研究，以節(jié)約灌溉用水，促進(jìn)低壓管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展

17、。參考文獻(xiàn)1白子韶.埋地高分子柔性管的受力形態(tài)分析研究EB/OL.20030708.2周福國，高占義.渠灌區(qū)管道輸水灌溉技術(shù)C/匡尚富，高占義,許迪.農(nóng)業(yè)高效用水灌排技術(shù)應(yīng)用研究.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:187.3陳志愷.中國水資源的可持續(xù)利用J.中國水利,2000(8:3840.4薛克宗.國內(nèi)外壓力管道灌溉發(fā)展概況J.節(jié)水灌溉,2003(1:3537.5吳景社.國外節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢J.世界農(nóng)業(yè),2004(1:2030.6劉群昌.低壓管道輸水灌溉技術(shù)發(fā)展回顧與展望C/匡尚富，高占義，許迪.農(nóng)業(yè)高效用水灌排技術(shù)應(yīng)用研究.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:156161.(收稿日期:

18、20060926編輯:梁志建69網(wǎng)上投稿信箱：jj網(wǎng)址:http:!電話:025*dents,andtheinnovationofwaterprice,managementmeasuresandwatersavingsystemishelpfultothesolutiontotheshortageofwaterdemandofurbanresidents.Keywords:waterprice;mathematicalmodel;predictionofwaterdemandAnalysisofchangelawofwaterconsumptioni

19、nGuangzhouCity/WANGYan,etal(SchoolofCivilEngineering,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,ChinaAbstract:CombinedwiththeresultsofempiricaldispatchingmodesinGuangzhouCity,thechangelawaswellasitsinternalandexternalfactorsofwaterconsumptionisanalyzedfromthemacroscopicviewpoint.Thechangelawofwaterconsumpt

20、ionondifferentfestivalsandholidaysandatdifferentworkperiodsisanalyzed.Itwillprovidebasisfortheoptimumdispatchingsoastoreachthegoalofsavingenergysourcesandraisingproductionandeconomicbenefits.Keywords:changelawofwaterconsumption;factor;festivalandholiday;analysisofwaterconsumptionNecessityofestablish

21、mentofwaterbankforthemiddlerouteofSouthtoNorthWaterTransferProject/ZHANGYu,etal(SchoolofUrbanandEnvironmentalSciences,NortheastNormalUniversity,Changchun130024,ChinaAbstract:WithregardtothesituationofthemiddlerouteofSouthtoNorthWaterTransferProject,thatis,largescope,manyusers,nonuniformspatiotempora

22、ldistributionofwaterresourcesandlargeperiodicchangeofhydrology,thenecessityofestablishmentofwaterbankforthemiddlerouteofSouthtoNorthWaterTransferProjectisanalyzedbyuseofthesuccessfulexperiencefromwatertransferprojectsinCaliforniaofUSA.Efficientdispatchingmodesandadvancedmanagementsystemofwaterresour

23、cesareneeded.Keywords:waterbankinCalifornia;SouthtoNorthWaterTransferProject;circulationofwaterrightWaterrightconflictsofundergroundwaterandtheircoordinationmechanism/RONGLili,etal(EconomicsandManagementCollege,ShandongAgriculturalUniversity,Tai,an271018,ChinaAbstract:Withtheincreaseofundergroundwat

24、erdemand,thewaterrightconflictshavegraduallyincreased.Thereasonliesinthatthewaterrightofundergroundwaterandtheexternalpropertyrightduringtheutilizationarenotdefinitelydetermined,andthecorrespondingtradingmechanismofwaterrightisnotavailable.Therefore,throughthedefinitedeterminationoftheinitialwaterri

25、ghtandexternalpropertyrightofundergroundwater,arationaltradingmechanismisestablishedsoastosolvethewaterrightconflicts,raisetheefficiencyofwaterutilizationandrealizetheoptimumallocationofundergroundwaterresources.Keywords:undergroundwater;waterright;waterrightconflict;externality;tradingmechanismRevi

26、ewofthedevelopmentofwatersavingirrigationtechnologybyuseoflowpressurepipes/LIANGChunlin,etal(CollegeofArchitectureandCivilEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,ChinaAbstract:Theadvantagesofirrigationbyuseoflowpressurepipesarereviewed.Throughtheanalysisofthedevelopmentandexperiencea

27、thomeandaboard,theexistingproblemsinChinaarepresented,andthedevelopmenttrendorfieldsinfutureareputforwardsoastoprovidebasisforfurtherpopularizationandapplicationoftheirrigationtechnology.Keywords:agriculturalirrigation;watersavingtechnology;lowpressurepipeStrawcoveragetechnologyinfarmlandsanditsdeve

28、lopmenttrend/LIUYuhan,etal(ModernAgriculturalEducationDept.,HohaiUniversity,Nanjing210098,ChinaAbstract:Thecharacteristicsofstrawcoveragetechnologyareanalyzed.Theuptodatedevelopmentandtrendsofstrawcoveragetechnologyathomeandabroadarediscussed.Thedisadvantagesandresearchemphasisinfuturearepointedout,andtheprospectofitsapplicationisputforward.Keywords:strawcoverage;uptodatedevelopment;developmenttrendPersistenceofcomprehensivetreatmentandenhancementofwaterlogcontrolcriteria/SUYa,et