滴头流量和滴头间距 通过几年来对不同滴头流量， 不同土质条件下的土壤水分运动规律研究可以看出， 重壤 土的土壤水分分布形状如同一个“碗” ，滴水点处水分增量最大，越向深处越小，湿润峰的 宽深比较大。在一定水量下，流量越大，湿润深度越浅，湿润宽度越大(图 1、图 2、图 3)。当滴头流量达到 3 升/小时，地表出现径流迹象。对中壤土来说，在滴水量相同时，滴 头流量越大，湿润宽度就越大，而湿润深度差别不大( 4、图 5、图 6)。当滴头流量大于 3 升 /小时，开始出现径流迹象，当滴头流量为 4 升/小时，径流更加明显。对砂土而言，土壤水 分主要以垂直人渗为主，当滴水量达到 4 升时，砂土湿润深度可达 60 厘米，此时地表湿润 宽度为 35 厘米左右(图 7、图 8)}综上所述，重壤土和中壤土滴头流量不宜超过 3 升/小时， 在不产生地表径流情况下取较大值以排盐效果和滴头抗堵效果考虑)。另外，根据土壤湿润 峰的变化情况，滴头间距也没必要太小，一般重壤土可选择 0.40 一 0.50 米，中壤土可选择 0.40 米左右。对砂土来说，滴头流量宜选择较大值，可取到 3 一 4 升/小时，滴头间距不宜 超过 0.30 米。同时，在有盐碱的土壤上，滴头流量的选择，在不产生地表径流情况下，宜 取其上限值，这样有利于在棉花根层形成淡化区，排盐效果较好。 目前,团场普遍赞同采用滴头流量大的滴灌带,主要是由于在实际运行中,实际流量没 有达到设计流量。 关于毛管间距确定 在滴灌系统投资中，毛管投资占有相当大的比重。由图 9、图 10 可以看出，在中壤土 上，土壤湿润宽度随滴头流量的增加而增大，滴头最大湿润直径可达 140 厘米。采用一管四 行棉花布置毛管，毛管到最边行棉花的距离为 55 一 60 厘米，机采棉棉花行距配置(66+ 10 厘米)中，毛管到最边行棉花距离只有 43 厘米。说明在壤土和重壤土类土壤上采用“一 管四行”方式布置毛管是完全可行的，这样毛管间距可由原来 90 厘米，增加到 120 厘米左 右，每亩毛管用量可减少 1/3，可充分发挥滴灌系统的效益，有效降低滴灌设施投入。 3 关于土壤湿润比 土壤湿润比是指在土壤计划湿润层内， 湿润土体与总土体的比值。 在田间由于滴头流量 和滴水量及土壤质地的变化，其湿润比是有差异的，通过试验和计算分析，三种土壤膜下滴 灌棉花花铃期平均土壤湿润比为 63%.因此，在滴灌工程设计中，壤土类土壤上棉花花铃期 膜下滴灌湿润比取 60%一 65%较适宜，重壤土取上限值，砂土和砂.壤土取下限值 4 最大日耗水强度 根据多年实测资料，在石河子垦区不同土壤膜下滴灌棉花花铃期平均日耗水率为 4.50 一 5.10 毫米(表 1)因此。 在该地区棉花膜下滴灌工程设计中.棉花最大日耗水强度取 1.50 一 5 毫米/天较适宜。其它地区棉花最大日耗水强度，可采用当地实测值确定，没有实测资料可 参考气候类似地区资料确定，也可用彭曼公式求得 5 计划湿润土层深度 膜下滴灌不仅湿润区域小，而且湿润深度也远比常规沟灌浅，属于浅层灌溉。根据大 量土壤水分监测结果分析，在棉花膜下滴灌合理灌溉制度下，滴灌的土壤湿润深度基本在 60 厘米以内，而沟灌一般都在 100 厘米以下。从土壤水分消耗来看，膜下滴灌 60 厘米土层 以内土壤含水量分布有波动(发生变化)，60 厘米深度以下，土壤含水量几乎没发生变化(图 11)， 说明 60 厘米以下土层水分没有消耗。 因此,膜下滴灌棉花最大计划湿润层深度不宜超过 60 厘米.一般取 50-60 厘米较适宜。 土壤适宜含水率上、下限 滴灌设计中所指的上壤适宜含水率上、 下限是指满足棉花花铃期需水要求， 土壤适宜含 水率上、下限值一般用占田间持水率的百分数表示。对常规沟细灌土壤适宜含水率上、下限 一般取田间持水率的 100%和 60%。膜下滴灌是一种控制灌概，可适时适量控制滴灌水量， 调节水分含量。通过多年试验，土壤计划润湿层内土壤水分上限控制在 80%一 85%，下限1控制在 60%一 65%较适宜。 7 关于干管工作压力的选择 在滴灌工程设计中，干管工作压力的选择，直接影响到工程的投资。从滴灌系统本身 工作需要来说。干管工作压力选 0.40Mpa 较经济但采用滴灌技术后，田间已没有任何渠道。 当种植小麦等密植作物时，采用喷灌方式灌溉，干管工作压力不够。因此，在滴灌工程设计 中，建议干管工作压力选择 0.60Mpa ,而且系统的地埋管道按喷、滴灌或滴灌、管道灌共用 考虑。轮灌小区的划分 对于目前普遍采用的支附管轮灌方式，划分轮灌小区时，一条分干管上的所有支管尽可 能同时运行，每条支管上各开启一条附管。这样运行，不容易造成漏开附管的现象，可以提 高灌水均匀度。操作人员不需盲目的到田间四处找球阀。 切记系统不要低压运行 在系统运行过程中，不要人为的多开或少开球阀。系统低压运行的后果是：按设计额定 工作压力的系统，灌水均匀度就能得到充分保证，当滴头压力下降时，灌水均匀度就差，在 设计完成的系统内一旦遇此情况， 作物长势必将不均匀， 直接影响到作物的产量和经济效益 的高低。通常滴灌系统首部压力在进入地下管道前不宜低于 2.5kg。 分干管不主张变径 在设计中，分干管按变径考虑，虽可节约一部分投资，但从长远来看，不变径更为合适， 其原因：如果按变径设计，在以后的运行中，滴灌带的型号就需按当时设计的型号采购，而 实际上滴灌带的型号每年都在不同程度的变化；分干管变径不适宜以后改为支管轮灌的方 式；实际运行中，采用了分干管变径的条田，灌水均匀度大都受到不同程度的影响。制定灌溉制度的具体方法有三种:①总结群众丰产的灌水经验:②总结灌溉试验资料:③ 按水量平衡原理推算。 大田膜下滴灌技术的灌溉制度是严格按照土壤水允许上下限指标进行控制灌溉的高 效节水型灌溉新技术。 其灌溉制度的制定原则和计算方法与一般性常规沟灌灌溉方法是一样 的。只是一个实时调整问题。但在滴灌下程技术设计中只是计算灌溉高峰期(如棉花花铃期) 的一次灌溉过程中的灌水定额、设计灌水周期、一次灌水的延续时间，它井不是全生育期内 的灌溉制度，所以必须按照设计单位提出的设计要求进行操作管理。 上述制度在实际操作答理过程中的必要性目前还没有被人们完全所认识，有此单位在 没有自然降水补充可利用的同等条件下，在自行制定的操作管理“办法”“规程”“要点” 、 、 ， 甚至一些自办的 “电视科普讲座” 中， 随意降低技术设计中所制定的灌水定额(亦有增加的)。 有的还人为延长灌水间隔时间(灌水周期)，这样操作的结果一是设计要求与实际操作脱节, 失去了设计灌水定额的意义；二是作物需水高峰期严重供水不足，受旱而减产。2 系统轮灌方式对降低投资的影响 大田滴灌系统中， 一般采用干支管轮流输水方式进行轮灌， 然而在同一条干管上若采用2不同的支管组合方式，如规划设计时考虑不周，必会增大干支管中的沿程水头损失，同时有 此单位由于盲目改变设计轮灌方式，也可能增大管道沿程损失，甚至还影响到支管，迫使增 大流速，超过适宜流速，总之，支管组合轮灌方式不同，干管中的流量变化也不同，合理的 轮灌方式可以减小部分干支管的管径，降低投资。 3 适宜经济流速对管径选择的影响 答径的选择应从技术和经济两个方面综合考虑，适宜经济 流速的选择合适与否，对整个滴灌系统的造价起重要作用。 滴灌系统各级管道管径的选择目前大部分采用经济流速计算选择。 那么各级管道的经济 流速的值或范围应是多少，微灌规范中没有规定范围，因而各地选择不一，通过查阅参考资 料，其结果也有差异，如: ①《农村水利技术实用手册》 》(董冠群等主编)中讲到:低压管道输水如塑料硬管适宜流 速为 0.6~ 1.3m/s、 ，压力管道经综上所述，目前兵团各团场的滴灌系统干管一般均低于上述范围，而不少支、辅管却 大于上述范围，笔者认为，滴灌系统的干管适宜流速一般应选择在 2m/s 左右，在与各方面 因索匹配的条件下， 尽量用足用够， 必要时可提高到 2. 5 m/s,要比现在一般采用的 1.2~ 1.8m/s 有所提高，至少不要低于上限。 PE 支辅答可用到 3.5m/s,否则目前我们已设计的滴灌系统 大部分不符合要求了， 上述情况事实上还未超过以色列有关资料中的限额指标， 只是我国还 未规范而已。 4 降压运行对滴灌带最大铺设长度、灌水均匀度的影响 滴灌系统灌水器的流量偏差率按规范要求不应大于 20%，而灌水器的工作水头又与流 量偏差率相互作用和影响。为此，已按规范要求设计并施工完善的滴灌系统，是一个相互协 调的整体。操作运行时若某一环节发生变化，在设计供水流量不变的情况下，最终受影响的 是滴灌带灌水器的工作压力。 系统内不管来自何方造成的压力变化， 如降压会导致毛管允许 最大铺设长度缩短，如在已建成的系统中继续运行必将影响灌水均匀度。 系统降压运行的后果是:按设计额定压力工作的系统，灌水均匀度可得到充分保证；当 滴头压力下降时， 灌水均匀度就差， 在已建成的系统内一旦遇此情况， 作物长势必将不均匀， 直接影响到作物的产量和经济效益的高低，同理，在系统内任意改变滴灌带的规格，也将影 响到系统运行效益的发挥。1 石河子乡节水灌溉存在的主要问题 1. 1 节水灌溉意识淡薄，宣传力度不够 农村土地实行承包到户后，个体农户成为实施 农田灌溉的基本单元， 政府的水管部门对灌溉只能进行宏观管理和控制。 因此很大一部分农 民凭借自己的经验，实行大水漫灌等十分粗放的灌水方法，根本无节水灌溉的意识。再加上 宣传力度不够，很多节水措施无法落实。 1. 2 节水灌溉规划工作薄弱到目前为止，石河子乡还未制定出一个完整的节水灌溉规划，因 此石河子乡节水灌溉的实施带有盲目性，还处于启蒙阶段，工作较被动，还未进入规范化， 标准化阶段。 1.3 灌区管理水平低，存在着重建轻管问题3目前，石河子乡灌区，还存在工程管理薄弱、用水管理粗放、生产管理落后、组织管理 不善等问题。规章制度制定的还不十分完善，贯彻得也不十分彻底，缺乏科学化、正规化管 理。这些问题的存在，严重影响着灌区水利工程效益的充分发挥。灌水方法即田间配水方法，就是如何将现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节 水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。只不过有些技术成 熟一些，有些技术还有待进一步研究，有些技术优点更多些，适用范围更广些，而有些技术 稍逊而已。 节水灌溉技术可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等 4 大类别。 节水灌水方法 1.1.1 灌水技术要素的优化 灌水技术要素指沟、畦规格、入畦(沟)流量，改水成数。这些灌水技术要素的合理 的组合就会得到节水的效果，一般经验表明对沟灌和畦灌采用较小的畦、沟尺寸，就可以大 大提高灌溉均匀度和灌水效率，即常说的小畦短沟畦。至于沟畦尺寸多大为宜，则因不同地 形与土质而异，各地要通过试验来确定。 1_1.2 新的沟畦灌水工具 传统的沟畦灌水是用人工从配水渠开口放水入沟畦，这样既不准确又不方便，而 且常因放水口渗漏造成水的田间损失，国外早已采用虹吸管(用于明渠输水的情况)或闸门孔 管(用于管道输水的情况)放水，我国已做了一些试验，证明可提高田间水利用率 5%一 10%， 但目前有关的工具尚未批量生产，而且农民也不习惯，推广还有待时日。 灌水方法即田 间配水方法， 就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。 按灌溉水 是通过何种途径进入根系活动层，灌水方法可分为地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉。由于承压要求低，就可采用专门的低压管，单位造价即可大大降低。这主要用于地面 灌溉的输水系统，在美国现在中小渠道基本都被低压管道所取代。我国前几年从“小白龙” (即薄膜塑料管)开始，以后逐步改进成为一个专门技术措施―“管灌” ，即用低压管道输水 的地面灌溉。因此在无力发展喷灌和微灌的地方，采用管灌是一个方向，在井灌区，应逐步 用低压管来代替所有的中小型渠道。也可以取得显著的节水效果。在渠灌区，如果渠系配套 完整仍以采用防渗措施节水为宜，如果地形有一定坡度，且渠系配套不完整，则应考虑直接 采用输水管道进行配套。但是在非常平坦的自流灌区要采用管道输水则应填重斟酌。 目前有些地方，管灌只用管道将水送至地头，没有直接送入灌水沟，田间还得布置输 水沟，为了进一步节水，就应当生产闸门孔管，使得从水源直到引人灌溉沟(或畦)，水都在 管内流动。 综上所述，可见节水灌溉技术是多种多样的，每一种技术都有一定的适用条件， 每个地方，每一种条件都可以选择合适的节水灌溉技术。我们在开展节水灌溉工作中，一定 要因地制宜地选择使用一种或几种方法同时使用。 我们的目的是节水， 只要是有效的节水灌 溉技术，我们就要根据当地条件积极采用。首先选用投资最少而又能取得最好节水效果，节 约最多水的节水灌溉技术，由于当前我国广大灌溉面积上采用的灌水方法仍以地面灌溉为 主，而且节水的潜力也最大，所以我们首先应对地面灌溉的节水方法予以足够的重视，首先 要注意积极推广渠系配套，土地平整，管道输水，渠道防渗等技术。在北方早作地区积极试 验与推广不充分灌溉技术， 在经济条件许可的地方应考虑推广喷灌、 滴灌和微喷灌等先进的 灌水方法。在推广节水灌溉技术的过程中，最关键的是树立起全民的节水观念，大家对节水4都重视起来，大家都想办法节水，办法是很多的。有领导的重视，有群众的支持，又能采用 正确的科学的技术，我们相信我国的节水灌溉事业定会取得更大的成效。膜下滴灌技术是精准农业的关键技术，只有它才能对作物精准滴水和滴施肥料，使作物适时 获得水、肥、药的供给，从而大幅提高作物单产，得到农场农民群众的共识，增收增效成了 农场农工使用该项技术的主要动力。 但随着膜下滴灌技术推广应用范围和规模不断扩大， 也 出现了影响该项技术应用效果的诸多因素，通过在兵团各师局、农场的调查和分析认为，滴灌 系统的成本投人、工程系统运行可靠性和运行管理水平、以及与相关先进农业技术的科学配套应用是影响该技术效益发挥的主要因素。我国从20世纪七八十年代开始引进国外滴灌技术，在石河子大田试验种棉花亩投人成本高 达2400元以上，大田滴灌成了农民可望不可及的“贵族农业”，所以无法大面积推广应用。近 几年，由新疆天业集团公司通过引进、消化、吸收创新自主研发出的天业膜下滴灌系统，使滴 灌田间塑料节水器材亩投入降为240元左右，大大提高了滴灌技术产出效益的比率，从而加 快了膜下滴灌技术应用推广的速度。1．滴灌产品质量存在较为突出的问题是滴灌带的质量问题。根据对农八师各农牧团场的调 研座谈获知， 目前市场上滴灌产品质量存在较为突出的问题是滴灌带的质量问题， 在运行中发生破裂、刺水、跑水和连接件不可靠等问题，严重影响了滴灌系统运行质量，造成灌水均匀性 下降，作物所需水、肥等不能及时均衡供给，使作物长势高低不平，产量下降，影响了滴灌 技术的产出效益。因此，必须选择质量过硬、售后服务好的知名品牌和知名企业的滴灌器材， 才能确保滴灌系统的可靠性，实现精准农业增产增效的目的。2．在田间补种、放苗、除草中，防止损坏滴灌带和支管。(1)要重视铺滴灌带装置的质量，在播 种前要检查试好铺带装置，要求转动灵活，无毛刺，无锐角，防止挂伤和刺破滴灌带。要把这项检查作为一项制度定下来，否则，凡是用这台机子的滴灌带会全部受损而造成损失。(2)在滴灌系统正式应用前要进行抽样试滴，发现问题及时解决，保证正式使用时系统的可靠性。三、滴灌系统运行管理水平对滴灌技术应用 效益的影响1．滴灌系统运行管理水平的高低已经成为滴灌技术效益稳定发挥的重要影响因素之一。滴5灌系统工程应按照工程技术人员根据水源状况、种植作物和土壤质地设定的轮灌方案实施灌水及随水施肥，但在实际运行中，受管理理念及管理水平影响，大田中承包户不按轮灌方案随 意开启控制阀门， 更有甚者在滴灌带上用针扎孔， 使系统运行压力下降， 致 均匀性达不到要求， 影响作物生长发育。2．对于滴灌条件下的灌溉制度的研究还不够深人，还是参照沟灌的灌溉制度，设定灌水时间、 灌水量，次数少，灌水量大，没有按膜下滴灌的勤浇量小适度调亏的滴水原则办，造成不能很 好发挥滴灌技术增产增效的目的。如个别农户在常规灌溉时亩灌溉定额450m 。应用滴灌后灌溉 用水量反而有达到500m ,使土壤湿度偏高，影响微生物、氧气、养分的活动，使作物产量大大下3 3降。因此，必须通过不断加大宣传培训力度，统一农民群众的思想认识，提高工程运行管理水平，确保滴灌技术应用效益的全面发挥。膜下滴灌技术的应用，人们可根据作物的生理学特性，什么时候需水，需多少水，什么时候 需肥，需多少量，都可以通过系统供给作物吸收，作物应该是产量高、品质好。但近几年的 实践中依然存在不如人意、效果不显著的现象。因此，研究在膜下滴灌条件下的作物栽培模式是 提高该技术应用效益的主要途径。如对棉花而言，一要有早熟、抗病、抗逆、质好、丰产的 品种；二要有合理株行距和密度，使棉花理论株数1．8万株/亩，收获株数1．6万株／亩左右； 要根据土壤品质，按照勤灌、少量、适度的灌水原则和作物目标产量及生理特性设计适合作 物生长的滴水、滴肥方案，一般全生育期滴水l0一l2次，滴肥8～l0次;四要及时搞好化控和病虫 害防治。达到“上密度，控高度，挣齐度，抓匀度”的要求标准。防止棉花出现“蕾旺落蕾，铃旺落铃”现象，使作物减产。总之，在当前兵团大面积应用膜下滴灌技术中，出现很多的经验和成果，通过交流能给兵团 农业经济的发展起到推动作用，但对存在的问题，也应引起各级领导和技术人员的重视。主管局、科协、职教和宣传部门加大技术培训力度，作好经验交流、观摩活动，促进膜下滴灌技术效益的不断提高。1. 2 节能 膜下滴灌系统的工作压力在 100kPa 左右，水利用系数达 95%左右，且减少了田间蒸发 量，延长了灌水周期，减少了灌水次数，从而降低了能耗。动生产率，管理作物的定额山1hm2左右增加到4hm2左右，化肥利用率高，可节约(34%~40% )，提 高土地使用率(4%一6% )，降低生产成本，可节省机力、药费和人力，每公顷可节资2 500- 3 250 元。(二)低压管道输水技术 低压管道输水是利用机泵或电泵抽取井水，通过管道系统把水直接输人田间沟、 畦灌溉农田， 以减少水在输水过程中的渗漏和蒸发损失的一种灌概技术。 输水管道多采用双 壁纹 PVC 管、薄壁 PVC 管或水泥砂管、石屑混凝土管和现浇铸混凝土管等。田间节水可按 不同情况选择小畦灌、细流沟灌、半固定或移动管道式喷灌和小型机组移动式喷灌等方法。 低压管道输水较喷灌、微灌能耗低，而且设备简单，管理方便，是我国北方地区 发展节水灌溉的重要途径之一。当前，不利于节水灌溉技术全面推广应用的主要因素，一是 决策者的认识还有待提高;二是一次性投入较多。但从长远利益看，今后得到的回报将是难 以用货币计算的。从现在起，应采取科学的、技术的、工程的、经济的、法律的等一切有效6手段，大力发展节水灌溉农业，保持农业乃至国民经济持续稳定的发展。机井低压管道输水灌溉虽是一项成熟的节水灌溉技术， 且其工程建设、 工程管理都有严格的 规范，但在凤翔县工程运行管理过程中，仍发生过多次不该发生的事件。如灌概时，未打开 管道出水口，先开启水泵，导致出水口损坏;电网维护引起水泵半个多月的倒转运行等不该 发生的错误。在高科技发达的今天，发生这种事例，仍暴露出我们管理工作中存在的不足之 处。笔者认为在工程管理中要注意以下几个问题。 1 管理人员要认真负责，做到勤听、勤观察 人是管理工作的核心，勤奋是成功的保证。低压管道输水灌溉工程管理，必须选派责任 心强、对工作负责的人负责管理工作。在机泵运转时，一定要坚守工作岗位，做到勤听、勤 观察(即随时勤听水泵的运转声音)。目前机井多配套潜水电泵，电动机潜入水下，运转时的 噪音大小，直接反映机泵的完好程度。水泵同输水管道联接后，一般声音都有所增大，但无 异常声音。当水泵声音出现异常时，就可能是水泵出现故障或管路出现故障;声音增大，可 能是水泵有故障;声音变小，就可能是管道出现故障，必须立即停机检修，排除故障，避免 大的事故发生。 勤观察就是要经常观察出水口水量有无变化， 观察管道上部复土有无渗漏湿土， 如发现 出水口水量突然减少，就可能是水泵上水不足，水泵转速不够等原因所致。如发现管道上部 复土部分地段出现湿土，就是管道发生漏水现象，要立即组织修复，杜绝漏水、跑水现象， 保证工程高质量运行。 2 水泵开启前，先打开出水口 目前凤翔县建成的低压管道输水工程， 管道布置系统多采用水泵出水管与管道直接联接 的形式，管内压力由水泵扬程直接供给。水泵开启前，一定要先检查出水口是否已经打开， 是否能正常出水，有无卡堵现象。要严禁粗心大意，在未打开出水口前启动水泵，以防止管 内压力增大，造成憋管，损坏管道及出水口等设施。 3 制定合理的用水制度，减少出水口的开启次数 目前全县建成的低压管道输水工程， 多采用塑料和铸铁装配式出水口。 这两种出水口都 用橡胶止水圈止水。而橡胶止水圈极易磨损，且塑料出水口的装配件不耐高温、怕冻，铸铁 件容易生锈。灌溉季节野外气温一般较高或较低，在高温和寒冷情况下，橡胶止水圈及装配 件都极易损坏，多次开启必然会减少出水口使用寿命。最好在灌溉时按顺序安排灌水，或由 远到近，或由近到远，依次轮流，尽量一次浇完每个出水口附近的地块，而后再开启下一个 出水口。 4 杜绝人为破坏，保护好出水口 低压管道输水灌溉工程不同于渠道输水工程， 它暴露在地上部分目标较小， 只能看到出 水口，其余部分埋入地下，所以出水口的保护就成了重中之重。出水口要修建保护工程，平 时要严防农田耕作、农作物收获作业时，运输工具及牵引机械的碰撞破坏，并尽力避免农户 争水时的人为破坏。出水口周围易被冲刷，出现土坑，使出水桩暴露出地面，风吹日晒，将 减少使用寿命。故除修建防护池外，也可在灌溉时采用出水点上铺设蛇皮袋之类物品，防止 冲刷。如果发生损坏或破坏，要立即修复，保证工程完好。5 提高出水口设计档次，增加节 水能力 目前，凤翔县机井低压管道输水灌溉已建工程中，凡使用的出水口，都比较简单，仍有7不足之处。由于出水口相互间距较大，灌溉时常见到田间地下有管道输水，地上有土渠输水 的现象，影响水的利用和灌溉效益。在人们节水意识普遍增强、节水投人不断增加的今天， 目前使用的出水口已不能满足需要， 在再建输水工程或已建工程更换出水口时， 需增加出水 口的投人，将喷灌工程中使用的快卡式接头与出水口相联接，在出水口处用快 接延长一段软管，用软管将水送到田间小畦，以消除两相临出水口中间的土渠，提高水利用 率，降低灌溉成本，增加灌溉效益。1 低压管道输水灌溉的适用条件 由于低压答道输水灌溉是在低压条件下运行的，目前主要用于井灌区,也可用于大型灌 区的田间配水系统。由于它不受地形的影响，扬水站灌区、水库自压灌区均可应用，但要注 意压力水头和泥砂淤积问题。 管径是管道灌溉工程中的一项主要技术经济指标。 合理地 选用管径是管网设计中的一项重要工作。 在管网布置方案已定的情况下， 管径是影响工程费 用的主要因素。一般情况下，在管道压力、流量一定时，管径小，投资亦小，但管中流速大， 使管道水头损失增加，从而增加管网系统的水头，使年运行费增大;管径大，情况则相反。 为使管网设计达到经济合理， 必须选择合理管径。 一般管径大小与管网费用等诸多因素有关， 计算也比较复杂。我们一般根据设计流量管道适宜流速等因素，通过计算来确定管径大小。 目前，低压管道灌溉技术还存在着工程建设标准低，单位面积管道长度过短，畦田规 格过大及从机井抽水、 管道输水到畦田灌水整个系统的配置不合理等问题， 影响了节水效果 和整体效益的发挥。 针对低压管道灌区存在的问题，进行了与低压管道灌溉相配套的田间节水灌溉技术研 究，主要包括 2 个方面:低压管道灌溉灌区输水垅沟适宜长度及合理畦长、畦宽的研究;低压 管道改造，变低压管道灌溉为低压喷灌。 适宜的畦田规格是提高灌水质量、减少深层渗漏损失的重要措施，是田间灌溉工 程建设的一项重要指标。其包括畦田长度、宽度和入畦单宽流量。畦田规格的确定受灌水定 额、土壤质地、地面坡度等因素的影响。 低压管道出水口配接一定长度土渠输水进行畦 (沟)灌，是目前普遍采用的方法。渠道过长，输水损失增加，管道工程建设费用低；反之亦 然。正确的田间输水渠道长度，是衡量田间工程建设标准是否经济合理的一个重要指标。3灌溉管道系统的组成 灌溉管道系统是指从水源取水,并通过压力管网输水、 配水及向农田供水、 灌水的工程系统。 它通常由水源与首部枢纽、输配水管网、田间灌水装置以及附属建筑物和附属装置等部分组成。 1)水源。江、河、湖、井、泉、水库、塘堰等均可作为管道灌溉的水源。与渠道系统比较, 管道灌溉对水质要求较高,若水源含有大量污物、杂草和泥沙等杂质，则必须进行拦污、沉淀等。 2)首部枢纽。 首部枢纽的作用是从水源取水， 并进行适当的处理， 以符合输配水管网在水量、 水压和水质三方面的要求。 灌溉管道系统一般均可采用水泵机组加压。 若有自然地形落差可利用， 也可采取自压式灌溉管道系统。为使灌溉水质符合要求，通常采用过滤装置，有时还需设置拦污 栅、沉淀池等，以去除水中的固体杂质、微生物和藻类。 3)输配水管网。由管道、管件和附属管道装置相连接而成的输配水管道网络，担负着全系统 的输水和配水任务。它通常由干管,支管和毛管三级管道组成。管网控制面积较大时，有时也在 干管的上一级设置主管（或称总干管)。 4)田间灌水装置。田间灌水装置是灌溉管道系统最终将灌溉水均匀分布于田间、湿润 土壤并转化为田间土壤水分的装置。 它随灌水方法不同而不同。 管道布置要考虑灌水方向与种植 方向一致，即支管一般垂直耕作方向布置为宜，以便有利于地面灌水和排水，减少灌水时户与户 之间矛盾。 在土壤粘重，地下水位较高地区，要使排水效果好，一般需布设排水管道及鼠8洞两级地下排水系统， 并且鼠洞重直排水管道布置; 管网布置应与田间道路布置综合考虑， 以便实现机械化运行管理、交通运输和机耕。5)保护设备。为防止机泵突然关闭或其他事故等产生的水锤，致使管道变形、弯曲、破裂等 现象， 在管道系统首部或适当位置安装调压阀或进排气阀等保护设施， 以保证管道系统安全运行。 5管道系统的布置 管道系统布置时。应做到排水、道路、林带、供电系统等统筹安排，管网布置力求管线长度 短，控制面积大，管线平顺，减少拐弯和起伏。出水口间距，应适用于用户管理。根据水源位 置、控制范围、地面坡度、田块形状、作物种植方向，管网布设一般为树枝状网或环状网两类。 当水源(机井)位于田块一侧，常采用“一”字型、“T”字型、“L”型三种。这三种形式适用于 井的出水量20~ 40m / h，控制灌溉面积3.33~6.67hm 的田块。当水源位于田块中心，常采用“H” 或环型布置，这两种形式适用于井的出水量40~ 60m /h，控制面积较大或近似方形地块时，可布 置成梳齿、鱼骨型或环状网型，它适用于出水量60~100m /h，控制面积10~20hm 。 管道灌溉系统的运行管理 水击破坏管道的预防 当地埋固定管道放水或停水时，常会产生涌浪和水击，很容易发生管道爆裂。为此，必须采 取以下措施: 1）开机时应首先打开进排气阀和出水口，逐渐向管道内充水。当管道充满水后，再缓慢关 闭进排气阀和作为进排气用的其他出水口。 2)管道若为单条或单个出水口出流， 当第一条管道或第一个出水口出水灌溉时， 须先缓慢打 开第一条管道或第一个出水口，然后再缓慢关闭第一条管道或第一个出水口，以防因突开、突关 闸阀、给水栓而引起水击。 3&日常运行时，严禁突然关闭闸阀、给水栓、出水口，以防炸管或击坏水泵。 4)灌水结束时，应先停机或先缓慢关闭进水闸阀，然后在缓慢关闭给水栓、出水口。有多个 出水口停止运行时.应自下而上逐渐关闭给水栓。有多条管道停止运行时，也应自下而上逐渐关 闭闸阀，并同时借助进排气阀、安全阀或逆止阀向管内补气，以防止出现水击或负压破坏水管。 7. 2管道漏水的检查 地埋固定管如有漏水，不仅浪费水量，而且会影响管道和建筑物基础的稳固。检漏方法有直 接观察、听漏和分区检漏等方法，可根据具体条件运用。 1)实地观察即从地面上观察漏水迹象。 2)听漏法一般需在夜间进行， 以免受到车辆行驶和其它杂声的干扰。 可使用人听或半导体检 漏仪检听的方法. 3)分区检漏，是按管道分级、分段或分小区，利用水表、量水堰或量水装置测量管道的输水 损失量；若超过正常输水损失量过多，就表明该条、该段或该小区内的管道有损坏。 7. 3定时测定管网水压和流量。 在输水、灌水时，应经常测定各级管道的水压，了解管网的工作情况和水压变化，防止发 生水压超过管道的承受能力，或因水压过低导致产生负压现象等。3 2 3 3 2管径是管道灌溉工程中的一项主要技术经济指标。合理地选用管径是管网设计中的一项重要工 作。在管网布置方案已定的情况下，管径是影响工程费用的主要因素。一般情况下，在管道压 力、流量一定时，管径小，投资亦小，但管中流速大，使管道水头损失增加，从而增加管网系统 的水头，使年运行费增大;管径大，情况则相反。为使管网设计达到经济合理，必须选择合理管9径。一般管径大小与管网费用等诸多因素有关，计算也比较复杂。我们一般根据设计流量、管道 适宜流速等因素，通过计算来确定管径大小。灌溉系统设计扬程的计算和水泵的选配 灌水定额 根据设计扬程， 新选水泵的流量应满足灌溉系统设计流量的要求， 同时不大于机井的出水量; 水泵应在高效区工作 管道系统各管段的设计工作压力，应为正常运行情况下最大工作压力(不含冲击压力)的 1. 4 倍;最大工作压力应考虑到运行中可能出现的各种情况， 从而比较确定其值正常运行情况 下(不含冲击压力)，管道工作压力不得为负值。管道系统设置单向阀时，应验算突然停泵时 的水锤压力;在水锤的情况下，管道内 的压力超过公称压力或管内可能出现负压时，应采取防护措施。 灌溉系统设计流量 地面灌溉 1 平整土地，设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数 平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量， 缩短灌水时间， 提高灌水劳动效率和节水增产 的一项重要措施。结合土地平整，进行田间工程改造，划长畦(沟)为短畦(沟)，改宽畦为窄 畦，设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量，可大大提高灌水均匀度和灌水效率。 我国幅 员辽阔，各地地形和土质差异较大，因此难有统一标准，各地应根据田间试验结果，建立计 算机模型，通过实验和计算机模似，给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。实验表明,在入畦单宽流量每秒3一5升时,灌水定额随着畦长而变。当畦长由100米改为30米 时灌水定额减少到每公顷150-200立方米， 而当灌水定额小于每公顷675立方米时， 基本不发生深 层渗漏考虑到收割机方便和经济成本等问题在机井灌区畦长30米、 畦宽25米左右为合理的畦田规 格。评价灌水质量一般采用田间水利用率、 灌溉水储存率以及灌水均匀度三个技术指标。 灌水均 匀度不高必然导致田间水利用率和灌溉水储存率两项技术指标不能兼顾， 为了保证作物对水 分的要求，往往以降低田间水利用率为代价换取必要的灌溉水储存率，造成田间水的浪费。 沟、畦灌不同于喷、微灌，灌水单元内沿沟、畦纵向各点并非同时受水，同时停水。各点的 累计受水时间由水流的推进曲线和消退曲线决定， 水流的推进曲线和消退曲线又受沟、 畦规 格，田面坡度，入沟、入畦流量，改水成数以及土质和地面平整状况等诸多因素的影响。生 产中这些灌水技术要素和基本条件之间往往难以形成最佳的组合， 造成灌水均匀度不高和水 利用率的低下。这就是说，改进沟、畦灌溉技术的基础在于根据当地条件合理确定各灌水技 术要素。 确定灌水技术要素是以给定的灌水定额为前提进行的。 确定方法有两种， 一是针对不同10土质、不同田面坡度等基本条件，通过对比试验选择灌水均匀度，田间水利用率及灌溉水储 存率均较高的灌水技术要素组合作为灌水的依据。 1 和表 2 分别是河南省引黄灌区在沟灌 表 和畦灌实验研究的基础上给出的灌水技术要素在不同土质条件下的适宜组合。 灌水技术 要素最优组合是指田间水利用率、 灌溉水储存率、 灌水均匀度均处于最高值的一组灌水技术 要素组合。 最优化的实现往往需要建立某种程度的数学模型， 故其分析结果除依赖于给定的 条件(如土质、田面坡度等)外，还受到数学模型完整程度的影响。实际上影响灌水质量的很 多重要因素在通常的分析中并没有考虑或难以考虑，如地面不平整、土质不均一、流量变化 等。确定灌水技术要素时应充分考虑上述因素的影响，不应把分析的结果绝对化，更不应与 小畦灌溉的结论对立起来。 此外，灌水技术要素的确定还受到供水流量、农业机械作业宽度、渠系布局等因素的 制约，应统筹考虑。 各地应在深入调研基础上,针对不同地区水资源情况和经济发展水 平,本着“因地制宜、量力而行”的原则,统筹考虑发展节水灌溉与农业现代化建设、林业建 设、村镇建设、道路建设和企业发展的有机结合。做出的规划,既要长远打算,又要兼顾眼前 既要珍惜民财民力,又要布局合理,体现出先进性和示范性。因此,应根抓当地的土壤、地形、 水资源、作物类型和经济状况来选择节水灌溉方式。各地应在深入调研基础上,针对不同地区水资源情况和经济发展水平,本着“因地制 宜、量力而行”的原则,统筹考虑发展节水灌溉与农业现代化建设、林业建设、村镇建设、 道路建设和企业发展的有机结合。做出的规划,既要长远打算,又要兼顾眼前既要珍惜民财民 力,又要布局合理,体现出先进性和示范性。因此,应根抓当地的土壤、地形、水资源、作物类 型和经济状况来选择节水灌溉方式。目前，我省节水灌溉的研究与推广成效显著，为节约水资源、增产增收做出了巨大 贡献。然而，对于节水灌溉的研究与推广，在认识上和实际操作中还存在不少问题。这些问 题的存在对于我省节水灌溉事业的发展具有较大影响，不可小觑。 河北省节水灌溉的主攻方向是什么?这是今后在节水灌溉推广与研究中应该明确的 基本问题。与喷微灌相比，地面灌溉需要增加畦埂、田间渠系，从而多占用耕地面积 10%~15%； 对于起伏较大的土地必需平整，这对于土壤浅薄的土地来说是不适宜的。然而，地面灌溉也 具有显著优点:①投资小，运行成本低;②对于土壤渗吸性能在中等以下、土地平整、坡度平 缓(在 5?以内)的田块，可以达到较高的灌水均匀度。在设计、操作合理的情况下，其灌水 均匀度一般可以达到 80%以上，接近于喷灌。目前，许多文献在研究喷微灌的节水效果时， 不是与合理的沟畦灌相比， 而是与大水漫灌相比， 这种比较结果常常被错误地理解为地面灌 溉均匀度太差，应予淘汰;③与低压管道输水技术配合的地面灌溉，可以达到较高的田间输 水效率，并减去了田间渠系占地;④在灌水过程中，地面灌溉的蒸发损失很小，而喷灌的漂 移损失较大(在风速较大时可达 10%~20%)；⑤作为一种灌水方法，地面灌溉对于水质无特 殊要求，而喷微灌由于防堵塞问题而对水质有较严格的要求。11由此可见，喷微灌和地面灌溉各有其优缺点，在适宜的条件下，加强设计与管理， 通过实施先进的地面灌水技术， 特别是与低压管道输水技术配合， 可以取得较好的节水效果。 因此，在推广喷微灌的同时，不应排斥地面灌溉， “大田喷灌化”等提法是不科学的。 1. 4 重视推广面积忽视实际效果 近几年来，在政府的倡导与支持下，我省的节水灌溉面积得到了飞速的发展，节 水效果非常显著。然而，一些地方在推广节水灌溉过程中，存在重视推广面积而忽视实际效 果的问题。 有些喷灌工程不坚持科学设计，结果造成喷嘴处的压力过低或过高，从而导致流 量不足、雾化不好或漂移损失过大等不良后果，影响了工程效益的发挥;有些节水灌溉工程 有节水效果无经济效益，有高投人无高产出，结果农民缺乏积极性，工程的管理与维护跟不 上，很快报废。 因此，在节水灌溉的推广过程中应认真规划、科学设计，并且要进行节水效益和 经济效益分析， 不但要扩大规模还要注重实际效果。 根据我省的缺水形势及节水灌溉现 状， 应坚持因地制宜的原则来确定节水灌溉的推广目标， 在推广过程中要做到工程措施与非 工程措施并举。以下针对我省的几种典型情况，提出节水灌溉的推广目标。3. 1 对于平原纯 井灌区，要扩大有低压管道输水的地面灌溉面积，同时采用田间综合节水技术措施，条件适 宜的地方也可采用喷灌 我省的平原纯井灌区较多，面积较大，占总灌溉面积的 7700，主要集中在沧州、 衡水、 廊坊等地表水资源紧缺的地区。 这些区域的土壤渗吸性能一般在中等或中等偏下水平， 目前仍以种植大田作物为主。 这类灌区节水灌溉推广的主要矛盾是由于作物的经济价值低，劳动力廉价，采用 高投入的节水灌溉工程措施，在经济上往往得不偿失。另外，许多地方的土壤较为粘重，渗 吸性能很低，在采用喷微灌时，地表容易形成积水，不能达到预期的“浸润”增产效果。 因此，从技术和经济两方面考虑，这些平原纯井灌区比较适宜采用地面灌溉，田 间输水采用投资和运行成本较低的低压管道， 并配合非充分灌溉、 覆膜灌溉等节水技术措施。 当然，地面灌溉不是指不讲究灌溉水利用率的大水漫灌，而是指先进的地面灌水技术，通过 优化畦田规格，合理控制灌水流量、改水成数，可以达到较高的灌溉水利用率。 对于土壤渗吸性能在中等或中等以上，经济条件较好的平原纯井灌区，经过经济 分析，适宜的也可采用喷灌。3. 2 对于经济发达地区和山前沙土地区，要稳步发展喷微灌面 积 随着经济的发展和观念的改变，农村劳动力向工业及第三产业的转移是必然趋势。 因此， 对于经济发达地区来说， 农业劳动力紧缺的现实将对机械化作业和集约化种植起着极 大的推动作用。 在这种情况下， 当技术条件允许时， 经过经济分析， 往往可以采用半移动式、 固定式喷灌或机械移管式喷灌。 对于山前沙土地区，由于土壤的渗吸性能极强，当采用地面灌溉时水流往前推进 极为缓慢甚至停滞不前，所以灌水均匀度极低。在这种情况下，种植经济作物，采用投资较 小的移动式或半移动式喷灌，一般可获得显著的经济效益。 3. 4 对于大型渠灌区，主要采取地表水和地下水联合调度的措施，同时采用先进的地面 灌水技术 对于大型渠灌区往往存在着来水量与灌溉需求在时间上错位的矛盾，对于这类灌 区，常采用渠井结合灌溉技术，进行地表水和地下水联合运用，充分利用包气带土壤的蓄水 功能，以解决枯水季节地表水源不足的问题。 这类灌区的水源一般流量较大，含沙量稍高，比较适宜采用先进的地面灌水技术。 同时考虑地表水地下水的联合调度，在丰水季节，可以人为地加大灌水定额，以补充地下水12源供枯水季节之用。 对于地块较大的农田可以考虑采用波涌灌溉技术， 以便在保证较高灌水 均匀度的前提下，加大畦田长度，提高工作效率。 对于这种渠井结合灌溉技术的运用，如果能结合水价的调节，在丰水季节适当降 低水价，在枯水季节适当抬高水价，则效果更为理想。3. 5 对于集约化种植的灌区，应加强 灌溉决策等方面的技术服务 对于集约化种植的灌区，由于具备土地集中、作物种植连片、灌溉用水集中管理 等特点，所以墒情监测、作物生育状况调查资料及据此所作出的灌溉决策代表性强、指导意 义明显，有条件的灌区应予以开展，已经开展的应予以加强。 4. 1 地面灌水技术的研究 地面灌水技术是在确定灌水定额的情况下， 解决如何控制灌水技术要素(入畦流量、 改水成数等)以便获得较好的灌水均匀度、灌水效率的问题。联合国粮农组织专家 Walker}s} (1994)认为， 20 世纪 70 年代以来，地面灌水技术的研究取得了 4 大成就:①地面灌溉水力 自 学模拟模型的开发;②波涌灌溉技术的发明;③激光平地;④灌水效果的实时评价。 目前，地面灌水技术理论已基本完善，已经达到实用的程度。在具体实施过程中， 需要做两个方面的研究工作:首先，估算田面水流运动的糙率系数和田间人渗参数。其次， 利用地面灌溉水力学模型模拟地表水流运动过程及人渗过程，并对灌水效果进行理论评价， 从而通过计算机模拟可以筛选出较好的灌水技术方案。 我省的地面灌溉面积占总灌溉面积的 95%，以往在这方面所做的研究工作较少， 需要加强。 在通过大量田间试验取得糙率系数和入渗参数的基础上， 根据各灌区的水源条件、 自然要素，利用计算机模拟，得到合理的畦田规格、优化的灌水技术要素，用以指导节水灌 溉技术的实施。 节约灌溉用水是缓解河北省水资源紧缺的重要途径，是必需之举。端正 认识，明确目标是我省节水灌溉事业发展中的重要问题。 在节水灌溉的推广工作中，应该切实坚持因地制宜、注重实效、工程措施与技术 措施并举的原则，按灌区的具体特点制定出不同的推广目标，对于先进的地面灌溉、喷灌、 微灌应遵照各自的适用条件进行推广。 对于平源纯井灌区， 要扩大有低压管道输水的地面灌 溉面积，同时采用田间综合节水技术措施，条件适宜的地方也可采用喷灌;对于经济发达地 区和山前沙土地区，要稳步发展喷微灌面积;对于城郊的设施农业，要逐步发展微灌面积;对 于大型渠灌区，主要采取地表水和地下水联合调度的措施，同时采用先进的地面灌水技术; 对于集约化种植的灌区，应加强灌溉决策等方面的技术服务。 我省节水灌溉的研究方向，应本着实用、先进、高效的原则，结合实际情况、推 广目标及已有的研究成果来确定。 今后的研究重点是地面灌水技术的研究， 覆膜灌溉综合技 术体系的研究，灌溉决策研究，非充分灌溉技术的持续与深人研究，作为技术储备的渗灌技 术应用研究。节水灌溉的形式多种多样，有输水过程中的节水，如渠道防渗、管道输水;有田间灌溉技术 的节水，如沟灌、畦灌、喷灌、滴灌等;有农艺栽培方而的节水，如水稻控制灌溉、浅湿干 灌溉、水稻旱种等。这些节水灌溉形式适用范围不同，节水效果各异，经济指标有别。如何 因地制宜地选择节水灌溉形式， 对于促进节水灌溉事业健康发展具有十分重要的意义。 衡量 一种节水灌溉形式的优劣，应从技术的成熟程度、节水效果、经济效益以及是否易于群众接 受等诸多方面进行权衡考虑， 其中经济效益的高低是选取节水灌溉形式的关键因素。 本文结 合江苏省正在推广的几种节水灌溉形式进行技术经济分析和比较， 为各地选取适宜的节水灌13溉形式提供一些依据。农业是该流域的用水大户，节水最为先进的农八师、石河子市(石河子垦区)2000 年的农 业灌溉用水 14.81 亿 m3，占总用水量的 96.3%-94.6%，总灌溉面积为 267.25 万亩，其中喷 灌灌溉面积 0.10 万亩，滴灌灌溉面积 12.3 万亩，其它节水灌溉面积 53.98 万亩， 且滴灌面积在政府的大力扶持下迅速发展， 目前玛纳斯河灌区己形成了多种灌溉模式， 概括起来主要有以下几种:常规地面灌、膜下滴灌、喷灌、软管灌等。 常规地面灌 农八师系统农业灌溉由于受水的制约因素较大， 较为重视改进灌溉技术， 目前常规地面 灌水方式基本全是沟、畦灌，其中标准小畦田灌溉占灌溉面积的 30%，细流沟灌面积也不 断发展，灌溉定额得到了有效控制。 膜下滴灌 滴灌技术是当今世界上最先进的节水灌溉技术之一。美国、以色列应用的滴灌技术，不 使用地膜，直接用滴灌带滴灌。农八师根据当地的实际，1996 年开始对不同土壤条件下的 不同作物进行试验， 成功地将传统的地膜栽培技术与滴灌这一技术结合起来， 即膜下滴灌技 术，通过可控管道技术供水，使之与肥融合后的灌溉水成滴状，一滴一滴的均匀、定时、定 量浸润作物根系发育区域，作物主要根系区的土壤始终保持疏松和最佳含水状态;加之地膜 覆盖，在蒸发强烈的玛纳斯河灌区，大大减少了作物棵间蒸发，水的利用率达到了世界先进 水平。 试验作物品种也由棉花扩展到加工番茄、甜菜、玉米、各种蔬菜等。大田使用后，较常 规灌溉节水 50%左右，省肥 20%，省农药 10%，增产 10-20%，增加综合经济效益 40%以上， 大幅度降低了投入成本，收到了节水、省肥、增产、增收的效果，受到农民群众广泛欢迎。 2002 年，农八师石河子垦区 165 万亩棉田有 120 万亩采用了膜下滴灌技术，棉花平均 单产达 300 公斤， 创历史最高纪录， 为新疆干早地区高效节水技术的应用和研究做出了贡献。 软管灌 农八师 148 团膜下自压软管微孔灌技术， 是由 148 团农工自己发明设计的。 三年内以其 成本低、节水、节肥、增产和提高土地利用率等优点，迅速在北疆棉区推广，面积由 2001 年的 1000 亩扩大到今年的 400 多万亩。 喷灌 喷灌适应于任何地形和土壤，灌水均匀，利于作物生长发育，具有减少占地、扩大播种 面积、省时省工，调节田间小气候，提高农产品的品质及对某些作物病虫害起防治作用等优 点，同时有利于水肥的耦合，减少肥料淋失造成地下水污染的可能。但在玛纳斯河灌区十分 干旱少雨、多风沙的特殊自然条件下，仍是不尽人意。如作业受风影响，高温、大风天气不 易喷洒均匀， 喷灌过程中的蒸发损失较大等， 而且喷灌的投资比一般地面灌水方法投资要高。 因此喷灌在玛纳斯河灌区只用于少数的密植作物，比如小麦、玉米等，且面积不大，发展前 景没有滴灌好。 玛纳斯河流域灌区自解放以来发展迅速， 取得了显著的经济效益和社会 效益。但各灌区农业用水主要是灌溉用水，灌溉用水占总用水量的 90%以上。对农业用水 现状进行分析，主要存在以下问题: (1)不仅水资源总量不足，而且时空分布不均，不能满足农作物适时灌溉的要求，造成 生产效益降低。玛纳斯河流域的上游灌区及潜水溢出带地区，引水便利，地下水充足，总来 水量相对富余;下游地区输水距离远，蒸发强烈，水量损失多，供水明显不足，越是边远团 场(如 136 团、150 团、121 团)，早情越重。 &4)节水规模较小。灌区经过四十多年的发 展，节水面积已有一定的规模。例如:到 2003 年底，农八师垦区滴灌面积达到 102.6 万亩，14其它节水面积 38.25 万亩，节水措施面积约为 130.05 万亩，占总灌溉面积的 45%。这样看 来，节水已比较先进，但经过实际考察，农八师滴灌面积根据实际情况可达到 200 万亩，近 期也能达到 180 万亩。按滴灌较常规灌溉每亩地可省 60m3 的水计算，节水量也可想而知。 因此，节水面积发展较慢也是造成灌区灌溉用水量偏高的原因。 (5)水费过低，节水灌溉意识淡薄。长期以来，水价过低，淡薄了人们的节水意识，虽 然各级水利部门已经把节水灌溉工作摆在了重要的议事日程上， 但是一些管理部部门利益考 虑，害怕节水会减少水费收入，依照传统的观念和方法行事，并没有真正主动地开展节水工 作。因此，应调整水价，按照市场经济规律和价值规律的要求，充分发挥经济杠杆的作用， 制定合理的水费征收政策，用经济手段促进节水工作的开展。4.1 灌区的划分现以石河子垦区(农八师、石河子市)的农业需水为分析对象，共分为六大灌区，玛纳斯河灌 区、金沟河灌区、安集海灌区、宁家河灌区，其中玛纳斯河灌区包括下野地灌区，莫索湾灌 区和石河子灌区。4.2.1 灌溉面积 从 1991 年到 2000 年间， 石河子垦区农作物灌溉面积发生了很大变化， 从表 4-1 可以看 出，种植业结构受市场的影响较大，棉花价格的提高使其灌溉面积大幅度增长，由于水量一 定，小麦、玉米的灌溉面积随着棉花灌溉面积的提高而降低;同时，八一糖厂的倒闭使石河 子垦区的甜菜面积从历年来比较稳定的状态跌到了 2000 年的 190 公顷;其他一些自给自足作 物面积基本保持不变。资料来源:石河子市统计年鉴 石河子垦区现状年共有灌溉面积 267.25 万亩。农作物灌溉 面积 246.77 万亩，其中粮食作物 28.78 万亩，棉花 180.46 万亩，其他经济作物 28.57 万亩， 复播绿肥 8.%万亩;果林地灌溉面积 23.98 万亩;人工牧草灌溉面积 5.46 万亩。 农八师、 石河子市节水技术走在全疆的前列， 1996 年开始农八师采用高效节水模式， 从15进行小面积膜下滴灌试验，1999 年大面积推广应用，当年棉田应用 3 万亩，到 2000 年膜下 滴灌面积 11.77 万亩。农八师非常重视节水灌溉，节水灌溉技术创新己走在兵团的前列。到 2000 年己有节水灌溉面积 65.85 万亩，其中喷灌面积 0.1 万亩，滴灌面积 11.”万亩，节水 措施面积 53.98 万亩(指渠道防渗)。滴灌面积在农八师发展迅速，到 2001 年发展到 29.86 万 亩，2002 年有 77.79 万亩，2003 年增至 95.68 万亩。 玛纳斯河灌区经过多年的发展，形成了多种灌溉模式，概括起来主要有以下几种:常规 地面灌、滴灌(膜下滴灌)、软管灌、喷灌等。现代化节水灌溉工程的实施，大量减少了田间 水分的渗漏，降低了地下水位，减少潜水蒸发，既保护了地下水资源，又遏制了土壤的次生 盐碱化;发展节水灌溉，提高水的利用率，节约的水量不但可以满足人工生态灌溉用水需要， 而且还可以用于灌溉自然植被，防止水土流失、土地沙化等。4.2.2 净灌溉定额 作物的净灌溉定额为需要用灌溉方式满足单位面积上作物正常生长的那部分水量。 由净灌溉定额计算出的作物需水量为作物的净灌溉需水量。 目前流域各灌区灌溉水平较高，这与灌区重视田间灌溉管理、推广节水灌溉技术、加大 土地平整力度等是分不开的。并且继续灌区续建配套与节水改造，逐步提高渠道的防渗率， 从而提高水资源的利用率。2000 年灌区综合毛灌溉定额 554m3/亩(渠首)， 综合净灌溉定额 316m3/亩。现状年各种作物的不同灌溉制度下的灌溉定额详见表:4.2.3 灌溉水利用系数 渠系水利用系数用来反映灌溉水的用水效率，用水效率包括输水系统的用水效率和田 间水的灌溉效率， 因此灌溉水利用系数是由渠系水利用系数和田间水利用系数综合确定。 由 于无实测资料， 各级渠道水利用系数根据灌区实际情况， 采用渠道防渗率预测的方法进行计 算，参考《灌溉与排水工程设计规范》( GB50288-99)中公式 3.1.9-2 综合推算确定各级渠道 水利用系数。 各级渠道水利用系数的乘积即为渠系水利用系数。 各级渠道渠系水利用系数详 见表。16毛灌溉用水量是由灌溉面积、灌溉制度、种植结构、灌溉水利用系数等综合而得。 现状年流域内各灌区灌溉用水量详见表。根据历史资料表明:粮食的生产受年景气候、农业基础条件、科技进步和国家政策等多种因 素的影响，产量呈波动式增长，见表。17粮食的需求则由以下原因呈现增长趋势， 一是人口增加所形成的持续压力， 二是商品粮的需 求剧增，随着经济的发展，城市化的速度加快，对商品粮的需求大大增加，三是随着人民生 活水平的提高，对粮食人均占有量的需求也提高。从 1990 年到 2000 年间，石河子垦区农产 品产量发生了很大变化， 粮食产量从 1990 年的 263933 吨降到 2000 年的 143582 吨， 降低了 将近一半，人均占有量从 495.93kg 减少到 241.72kg，粮食产量呈快速下降趋势。而棉花产 量却大幅度增长，棉花产量从 1990 年的 52476 吨提高到 2000 年的 179354 吨，提高了 3.4 倍之多，年平均增长率为 13.08%，这与市场导向是分不开的， 由于近几年棉花的市场价格有了较大幅度提高， 相对来说农民种粮食成了作亏本生意， 因此 受到利益的驱使，农民都开始大面积的种植棉花。由于人民生活水平逐渐提高，水果产量近 几年稳中有增的趋势。综土所述，我们可以得出结论:判断矩阵中各元素权值的微小变化，都不会显著地影响18最终的层次总排序的次序，C:(控制地下水位夕的优先级仍为第一，这表明所进行的影啊因 素的重要性计算，算法的稳定性高，计算结果可靠。采取的原始万案具有较高的合理性与可 行性 4. 5 小结 层次分析法用于节水灌溉水管理影响因素的优选， 能将决策者们的思维过程数学化， 将 人的主观判断的定性分析与数学方法的定量化结合， 将各种判断指标的差异数值化。 通过指 标控制思维过程的一致性， 从而保证所做决策前后连续， 合理可行。 经过层次分析法的计算， 得出的结果如下: 4. 5 1 对于农业、生态效益最大这个总目标，针对节水灌溉水管理的影响因素，利用层次分 析进行影响因素的重要性排序。其结果为 4. 5 2 层次分析法用于影响因素的重要性权值优选，其主观评价的内容主要是在建立判断矩 阵时，要对元素两两进行相比，给出重要权值的大小，通过建立鲜明的层次结构性和参考两 两相比时的重要性准则， 以及一致性的判断， 使整个的决策过程的主观误差有了一定的界定 范围。这样，所得 4.5.2 层次分析法原理简单、思路清晰，便于编制软件包，利用软件的视 窗操作性， 可将专家和决策者的知识经验与理性的定量分析有机的结合起来， 编制成相关软 件， 从而便于决策制定的达成性和决策执行的可行性， 保证了层次分析法在影响因素优选方 面具有较广的应用前景。 4.5.3 在层次分析过程中，各层因素的判断矩阵的建立，对最终决策的制定具有较大的影响， 而在建立判断矩阵过程中，各种重要性权值的得来具有一定的随意性(取决于决策者的偏好) 和片面性，因此，对判断矩阵的建立过程中的客观性和科学性方面还需进一步的研究。 4. 5. 5 对制度影响因素的层次分析优选过程中，得出最为重要的因素是 C;(控制地下水位)， 对整个过程进行了灵敏性分析检验， 仍能得出控制地下水位是最为重要的因素， 说明其因素 优选的过程科学合理，得出结论具有较高的参考价值。的结论具有较高的科学性、合理性。19202122本文针对灌区内区域灌溉水管理的现状，对灌区内区域节水灌溉水管理优化模型进行了 研究。研究针对农业水资源短缺的现状，在节水灌溉条件下，对作物的灌溉制度进行优化模 型探索，寻求最优灌溉策略。全文围绕节水与高效用水，综合应用了系统分析、灌溉排水及 节水灌溉的原理和知识， 研究了灌域内主要作物春小麦的灌溉制度的变化规律， 建立了春小 麦灌水制度的多维动态优化模型:建立了非生育期的秋浇制度的盐分淋洗模拟模型;对节水 灌溉水管理的影响因素的重要性进行了排序研究。Hillel(1972)指出，节水灌溉理论研究的根本目的并非单纯节约用水，而是通过供水和其 它环境变量的优化提高劳动生产率。福田仁志(1973)也认为，灌溉的目的是土地和劳动生产 率二者协调一致的提高， 即缺水时单位水量所获得的产量和水管理的集约化问题。 开始采用 灌溉经济学和系统工程学的原理评价灌溉行为，逐渐形成了现代灌溉目标:不但要取得最优 的灌溉效果，同时要具有更高的灌溉效率。因此，节水灌溉的根本目标是在有限水量的条件 下，能以最小的费用、最大限度地获得单位水量的灌溉产值(或产量)，即力争以最小费用获 得最大的净效益。 层次分析法自 20 世纪 80 年代引入我国在各方面都有了很大的发展。首先是其在应用 范围有了长足的发展，被广泛应用于能源、资源分配，工艺方案评比.环境预测、评价环保 规范等诸多方面。在水利方面，谢铁笋、纪昌明等(2002)将层次分析法(AHP)和多目标模糊 优选理论相结合，建立水利工程评标模型。卢铁光、付强等( 2003) 采用层次分析法(AHP)， 建立了水资源综合评价模型，对三江平原农业水资源供需状况进行评价。王好芳、董增川 (2002)依据可持续发展理论，运用层次分析法计算系统指标的权重，建立了区域水资源可持 续开发的指标体系，对区域水资源可持续开发进行了评价。其次是其与模糊优选、灰色理论 甚至遗传算法(GA)相结合，建立耦合优化模型。水利方面，潘峰、梁川等(2002)在物元分析 的基础上，结合模糊集合的概念，提出了一种节水灌溉工程评标的模糊物元分析方法。张礼 兵、金菊良等(2002)利用层次分析法(AHP )确定系统水资源工程环境影响指标的权重中，结 合遗传算法理论，针对 AHP 中判断矩阵的一致性问题、直接从判断矩阵的定义出发、给出 用加速遗传算法同时计算 AHP 中各要素的排序权值和检验判断矩阵一致性的新方法23(_AGA-AHP) 这些研究拓展了系统工程理论的应用范围，丰富了优化建模理论，为层次分析法在 节水管理方面的应用提供了理论依据。 在河套灌区节水管理决策中， 常常面临大量相互关联、 相互制约且很难定量的影响因素。如何分析这些因素，只能借助于人的知识、经验和判断， 特别是有丰富经验和知识专家的判断， 通过层次分析法将专家的判断定量化， 用定量与定性 相结合的分析方法来解决影响因素的不确定问题。 谢铁笋， 纪昌明等.多目标模糊优选理论在水利工程评标中的应用， 武汉大学学报， 2002， 35(2):18-21 卢铁光，杨广林，付强，王立坤.基于 AHP 方法的三江平原农业水资源供需状况评价与 分析.农业系统科学与综合研究，-):53-55 潘峰，梁川，付强.基于层次分析法的物元模型在土壤质量评价中的应用.农业现代化研究， ):94-96 王好芳，董增川.区域水资源可持续开发评价的层次分析法.水力发电，2002, (7): 12-15 张礼兵， 金菊良等.确定水资源工程环境影响评价指标权重的方法.农业系统科学与综合研究， ): 192-198 金菊良，魏一鸣，付强，丁晶.层次分析法在水环境系统工程中的应用.水科学进展，2002， 13（4） ：468-472 4. 2 层次分析模型河套灌区灌溉管理节水难以迅速提高的原因是多方面的， 除自然条件的限制外， 还有社会条 件的制约和技术经济条件的制约，是一个比较复杂的技术难题。因此，应采用系统分析的方 法，综合考虑分析各方面的联系与制约关系，采取相应的措施去解决，力图达到以较少的水 量投入取得最佳的治理效果。4. 2. 1 层次结构的建立 根据各个因素的相互关联的隶属关系建立递阶层次模型，层次模型分为 3 层:目标层、 准则层和指标层。 用框图形式说明层次的递阶结构与因素的从属关系考虑沙壕渠试验区的土 质、土壤、盐碱性以及黄河水的水量等因素之间的互相制约性，利用多年的分析研究，结合 调查研究和各分析人员的经验， 建立如下层次结构模型。 在节水管理影响因素的权值决策 中，以河套灌区的农业生态效益最大为总目标。根据准则层对目标层的贡献，可以从水资源 节约灌溉用水、生态环境 耕作层脱盐效果好、农业生产来进行计算。在最低层的指标层为 节水灌溉管理中相关的影响因素 管理节水中的相关影响因素涉及面广， 种类繁多。 用所有影响因素来进行重要权值计算， 势必会造成层次结构复杂， 计算困难， 而且最终的结果也显著不出所想要的较为重要的影响 因素。因此，因素选取要达到两个目的。一是使结构体系能够完整准确地节水管理决策所需 的影响因素的全貌；一是使结构体系最简最小化。 “简”是结构概念明确，调查度量方便易 得。 “小”是影响因素总数尽可能少，使调查度量经济可行。为此，影响选取应遵循以下原 则:（1）完整性原则:结构系应尽可能全面地反映节水管理各方面的影响状况;（2)简明性原 则:影响因素概念明确，易测易得； （3）重要性原则:各因素应是诸多方面的重要指标;(4)独立 性原则:某些因素间存在显著的相关性，反映的信息重复，应择优保留。根据以上原则，确 定了指标层的各影响因素: 4.2.2 判断矩阵的建立24依据层次结构框图给定的各项因素即可进行定量分析，对结构中各层次及其构成元素， 可根据其重要性给出重要性分值，具体步骤为: 4. 2. 2. 1 对每一层的元素，以上一层元素作为标准，进行两两比较决定其重要性，对比较结 果进行评分，由此可得判断矩阵，根据上一层的元素数可得到相应的判断矩阵。 4. 2. 2. 2 评分采用 9 分制，高分表示其重要性强，低分表示次之，对重要性的描述见表。4. 2. 2. 3 重要性的次序由一系列判断矩阵表示，并且这些矩阵是倒数矩阵。判断矩阵是由本 层元素针对上一层元素的重要性不同即权重不同，而将其两两比较所得。如:4.2.3 层次排序 4. 2. 3. 1 层次单排序 在判断矩阵的基础上，计算是对于其上一层次而言的、本层次与之有联系的元素的重 要性次序的权重。 排序计算的实质是计算判断矩阵的最大特征根值及相应的特征向量。 在专 家构造判断矩阵时， 不可避免地产生认识上的不一致， 为考虑层次分析得到的结果是否基本 合理，需要对判断矩阵进行一致性检验，经过检验后得到的结果即可认为是可行的。运用层 次分析层次单排序可以通过解特征值问题求得，即对判断矩阵 A，计算满足25层次单排序一致性检验可以用一致性指标 CI 表示，其计算公式为: 式中λ max 判断矩阵的最大特征根，n 为判断矩阵的阶数。 若 CI≤ 0.10 时，认为层次单排序的计算结果具有令人满意的一致性。 4. 2. 3. 2 层次总排序 所谓层次总排序为同一层次所有因素对于最高层(总目标)相对重要性的排序权值。 层次总排序需要从最高层次到最低层逐层进行。 4.2.3.3 一致性检验 评价层次总排序计算结果的一致性， 可用随机生成的判断矩阵的方法模拟前后一致 的情况，得出平均一致性指标 RI，模拟值 RI 的结果见表:层次排序随机一致性指标 CR当 CR 愈小时，判断矩阵的完全一致性愈好，其极限值为 0； 当 CR&0.10 时，认为层次总排序的计算结果具有令人满意的一致性； 当 CR&0.10 时，建立的判断矩阵为不可接受，重新赋值，修正。 根据同一层次中所有层次单排序的结果， 计算对上一层次而言本层次所有因素重要 性计算的权值，这就是层次总排序。 假定一层次 B，因素， （i=1,2， ，n)的排序均已完成，得到的权值分别为 b，与 b， 对应的本层次因素妈（j=1,2, . . . ,m)单排序的结果为[]丁，总排序结果为表所示，若 C 与 b， 无关，则=0 为评价层次总排序的计算结果的一致性，用下式检验:式中 C 乔一与对应的 C 层次判断矩阵的一致性指标; RI,一与 b，对应的 C 层次判断矩阵的随机一致性指标; CR。一层次总排序随机一致性比例。26农户调查问卷 1,调查农户(在您同意的后面打“√”) (1)文化程度: 高中( )初中( )初中以下( ) (2)户主性别 男( )女 ( ) (3)种植作物亩产值 ( )公斤/亩 (4)户主年龄（ ） (5)种植业收入占一家庭收入比重（ ） (6)农户家庭年收入（ ） (7)家庭劳动力数量（ ） (8)采用的灌溉技术 漫灌( )喷灌( )畦灌( )低压管道灌溉 ( )沟灌( )膜下滴灌( ) (9)劳动投入( )工日/亩 化肥和农药投入( )元/亩 (10)平均每块耕地面积大小 ( )亩/块 ( )亩/块 (11)不同作物近几年亩用水量 玉米( )棉花( )小麦()甜菜()(油料() (12)干早年份播种时，最常用的节水方法 漫灌( )喷灌( )畦灌( )低压管道灌溉 ( )沟灌( )膜下滴灌( ) (14)想过节水灌溉 没想过( )知道水资源短缺想过节水灌溉( )采用节水灌溉( )取水不如以前便利打算 (18)对节水设备的要求 只要好使，价格无所谓( )物美价廉( )不需要( ) 其它( ) (19)用水设备是否打算更新为节水设备27想( )因为太贵不想采用( ) 因为不宜掌握不想采用( )保水技术是否打算采用由于设备造价高不愿息采用( 由于费事不愿采用( ) 由于技术不易掌握不愿采用( ) 由于其他原因不愿采用( ) (22)灌溉费用所占种植总花费的比例( )无所谓( ) 2、村里或乡(镇)里调查 (1)政府对节水技术使用是否扶持( ) (2)水费征收标准，想没想过改革(3)水泵台班: 1 台班( )小时 1 台班需油( )升 油( )元/升 (5)主要作物价格 玉米( )元/公斤 甜菜( ) 元/公斤)小麦( 油料()元/公斤 ) 元/公斤棉花() 元/公斤28石河子垦区近几年有效灌溉面积 灌溉比重越高， 意味着农业发展对水资源依赖程度 越大。 即水资源的丰欠在很大程度上决定着农业发展的前景。 但石河子垦区水资源的日益短 缺给农业生产带来了不利影响。因此，水资源短缺成为制约垦区社会经济发展的主要因素。给相对充足的条件下， 通过节水农业技术创新对节水农业贡献的测算， 对我国节水农业现状 有一个量化的认识， 有助于我们发现不足与差距。 在节水农业技术推广应用过程中有许多影 响因素，通过对这些各种因素的认真分析，做出正确的判断，以便于寻求合理的解决方案， 从而能够更有效的推广节水农业技术，最终实现节水增产的目标。（2)根据我国节水农业技术创新发展的现状，对节水农业技术进步贡献率进行了测算， 确定了技术进步对节水农业贡献现状。 （3)针对农户灌溉技术选择进行实证分析，从而确定影响农户灌溉技术选择的一些主要 因素。 (4)结合我国实际情况，对节水农业技术的推广扩散的主要影响因素进行了比较评价， 确定它们的重要性的顺序， 并根据该结果有针对性的提出一些关于促进加快节水农业技术推 广扩散的建议与措施。 在测算科技进步贡献率时，测算方法很重要，数据的选取同样重 要，可以说，测算结果可靠性，可信度在很大程度上依赖于所用数据的统一性、科学性、合 理性。特别重要的是，各种数据必须具有相同的统计口径。现实的情况是，不同的统计出版 物，甚至同一统计出版物中的一些指标的统计口径可能是不一致的。因此，测算的结果只能 是大致情况， 很难做到精确。 由于统计资料相对缺乏， 故只对近几年的数据进行测算。 农 户作为利润最大化者，他们是在既定技术、经济条件下的理性选择者。假设技术因素不变， 在一定的产权安排， 既定的组织结构和现行的灌水价格下， 他们的选择受以下经济条件约束:P 为农产品价格，q 为土地质量，W 为水价，a，为何公顷灌溉水量，h;动为第 i 种技术条件 下第 q 种土质下的灌水效率，RC 动为 q 质量土质租金，f (e)为灌水生产函数，C，为第 i 种 技术条件下的每公顷土地上的投入成木。 ‘=a;为每公顷有效水量。可以看出，农户对灌溉技术的采用有很多影响因素制约，故农户对节水灌溉技术采用 的行为和决策模型可表示为:29式中，π 为第 1 户农户采用某种节水灌溉技术的期望利润(假设利润为农户生产的 目标函数)，q(x)为新技术采用后的生产函数;gCz}为技术采用决策或信息的转换变量函数， 取决十 z(影响技术采用的各种因素);X 为 J 种生产投入(X.J)的投入向量;P 和 r 分别为产出(x) 和投入品(X)的价格。假设一种新的节水灌溉技术有相对的效益优势，没有任何风险，农户 对新技术的所有特征、产量水平、生产效益、节水效果等等有充分的了解和掌握，g(劝为 1 即类似十公式 4-1 情况，在这种情况下，技术完全被采用。相反，即使某种节水技术在生产 上可能产生较高的生产效益，若农户对其毫无了解，g(劝值为 0，技术采用率为 0)但在实际 情况下，g(劝值往往是介十 0)1 之间。农户节水灌溉技术采用的中心的理论就是研究影响农 户采用节水灌溉技术的因素分析。(1)模型选择 本文选择逻辑斯谛（ Logistic）模型对影响农户对节水灌溉技术选择的因素进行研 究。 Logistic 模型的估计方程为具有特征 Xj 的用户面临传统灌溉技术与节水灌溉技术选择的 概率。即对节水灌溉技术选择的概率是:其中:z=B0+ B1X1+ B2X2?+ BiXi (i 为农户特征量的数量) 不采用节水灌溉技术的概率为: Prob}noevent)=1 一 Prob(event) 为了理解 Logistic 回归系数的含义，可以将方程式重新写为某一事件发生的比率，一个 事件的比率被定义为它发生的可能性与不发生的可能性之比。 Logistic 方程写作几率的对 把 数，命名为 Logit。通过极大似然估计法，可以得到估计系数。从公式可以看出，逻辑斯谛方程的回 归系数可以理解为一个单位的自变量的变化所引起的几率对数的改变值。 如果一个自变量的 系数为正，它意味着几率将会增加，此值将会大于 1;如果一个自变量的系数为负值，它意味 着几率将会减少，此值将会小于 1；当 Bi 为 0 时，此值等于 1。 (2)变量选择 由于农户灌溉技术选择受所面临自然因素，经济因素和社会环境等影响，因此， 本文选择自然环境因素， 农户自身因素等对此问题进行研究。 考虑到变量之间有些会存在高 度的相关性，尽可能选择有代表性，具体选择方法如下: 反应耕地情况的变量 本研究是考察每块耕地拟采用的灌溉技术，一般说来每户 的耕地是相连的，因而选择每户的耕地面积(公顷/户)。 反应农户自身因素的变量 选择户主的文化程度、劳动力数量、年收入。户主的 受教育程度分为小学、初中、高中三个层次(分别用 1, 2, 3 表不)。 反应制度因素的变量 如果农户拟采用的灌溉技术是在省、市、县乡有关部门资30金扶持(农民只投义工，如:节水示范农户)下进行的。说明政府对技术采用者采用支持行为， 则取值为 1，如果是由村民集资或农户自发进行的，则取值为 Oo 所选变量的均值如表所示。4. 2. 2 农户节水灌溉技术选择影响因素的分析 估计结果如表所示。模型结果表明: 农户年净收入、耕地面积、文化程度和政府扶持是决定农户决定采用灌溉技术的 重要因素。由表可以看出，比较采用节水灌溉技术与传统灌溉技术，显著性较高的是农户年 净收入、耕地面积、文化程度和政府扶持，且这三个因素的系数为正，以上表明农户的年净 收入越高，农户越易采用节水灌溉技术；农户的种植面积越大，越易采用节水灌溉技术；加 强政府扶持能够促进农户采用节水灌溉技术； 农户教育水平的差异对灌溉技术的选择产生不 同的影响。受到教育高一些的农户更易采用节水灌溉技术。括号内的数宇为显著水平值， *表示在 1%的水平上显著， **表示在 5%水平上显著， ***表示在 10%水平上显著。4. 2. 3 农户节水灌溉技术选择行为实证研究的结果分析 （1）政府扶持是决定农户采用节水灌溉技术的关键因素 先进的节水灌溉技术的节水效果明显但成本高，由农户完全承担技术改造成本， 在现行以粮食作物为主的种植结构和较低的农产品价格条件下， 节水灌溉技术带来的收益的31增加不能补偿技术改造导致的农业生产成本的增加或是增加的效果不明显， 有时是经过较长 时间才能补偿改造成木。因此，在没有政府扶持的情况下，农户对所种的作物实行节水技术 的内在动力不足。 政府的扶持可以使农户不支付技术改造的成本， 而使其享受技术改造的收 益，这有助于增加农户的节水动力。这表明，在传统灌溉技术向现代节水灌溉技术的转化过 程中，适当的政府扶持是必要的。 (2)作物的收益是影响农户灌溉技术选择的重要经济因素 农户在面临技术选择时，农户在经过技术改造的成本与收益进行权衡后，耕地面 积大、农业收入较高的农户一方面是由于耕地面积大，亩均技术改造成本就相对降低，整体 效益会提高。这表明，收益的提高，可以相对减轻农户技术改造的压力，从而促进先进节水 技术的采用。 (3)农户对节水技术了解程度与掌握程度也是影响农户灌溉技术选择的重要因素。 先进的节水技术可以带来很大的经济效益，但实际上通过调查我们发现我们让农 户在一种具体节水灌溉技术与传统的灌溉技术做出选择时， 只有 15.8%的农户是由十设备造 价高不愿采用，但也只有 19.2%的农户愿息采用，而其余的农户主要是因为对技术不很了解 或是觉得不易掌握而不打算采用， 这说明尽管有好的技术， 但由于农户的受教育水平有限而 不能较好的理解， 应该加强技术的宣传与培训力度， 使农户真正了解新的节水灌溉技术优点， 促进农户对节水技术的采用。在我国的节水农业推广扩散过程中，会受到许多因素影响，包括自然环境，社会状 况，农户自身，节水技术，政府行为五个主要影响因素，每一种具体影响因素可以进一步细 化为多个影响因子，按照最终目标，一级子目标，二级子目标几个层次将节水农业技术推广 扩散的影响因素分析层次化，从而构成了我国节水农业技术推广扩散的影响评价结构模型。 5. 2. 2. 1 问卷调查 (1）调研及统计方法 本次问卷调查对象主要是全国各地高校的农田水利专家、石河子地区的水利部门 工作者、农业部门工作者、科技部门工作者、基层农业推广站工作人员。问卷中各影响因素 是通过阅读大量文献及和有丰富经验的农田水利专家家进行访谈而确定的。在问卷调研阶 段， 又通过被调查者反馈对问卷进行修改， 接受调查人员普遍反映问卷中所列举的影响因素 还是相当全面的。 本次问卷调查的内容是要求受调查者根据经验对已识别出的各影响因素的重要性 做出评价。为了便于进行统计分析，在问卷中要求受调查者按照标度法(见表 5-2 对各影响 因素进行两两比较。从而可以构造判断矩阵如表 5-1 所示。 本次问卷调查的内容是要求受调查者根据经验对已识别出的各影响因素的重要性 做出评价。为了便于进行统计分析，在问卷中要求受调查者按照标度法(见表 5-2 对各影响 因 素 进 行 两 两 比 较 。 从 而 可 以 构 造 判 断 矩 阵 如 表 5-1 所 示 。32（2）调查概况: 本次调查总共发放问卷 320 份，问卷发放及回收情况具体见表 5-3 。 表 5-3 问卷回收率将本次问卷调查的回收率 26%与类似问卷调查的回收率 15%o CR. L. 1996) 进行比较，可见结果是可以接受的。受调查人员从业年限情况见图 5-2 0Bingetal}上述数据说明受调查者的从业经验都相当丰富，不仅了解国家政策，我国水资源情况 和节水农业技术机理， 同时对农民对技术采用状况也有相当清晰的了解， 这确保了本次调查 最终结果的可靠性。节水技术的应用和推广必须遵循经济性的原则，即必须遵循以最小代价获得最大收益的原 则。在不同情况下，经济性原则可以体现为各种不同的具体原则，如收益最大化原则、成本33最小化原则、相关效果原则、发展原则以及相容性原则等。文章将以 一、节水技术应用必要性的经济分析 节水技术的应用有没有必要，首先是看水资源是否短缺，即节约下来的水有没有用处。 如果节约下来的水没有任何用途，那么节水技术的应用是没有必要的。其次，在水资源短缺 的前提下， 节水技术的应用有没有必要则主要看节水技术应用的成本与开发新水源的成本的 比较，即开源(外延扩张)与节流(内涵挖潜)两者的成本比较。如果节水技术应用的成本大于 开发新水源的成本，那么节水技术的应用也是没有必要的。 如上所述，我国水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和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。另外，根据贾大林的研究结果 表明:我国目前节水技术应用的成本远远小于开发新水源的成本，前者大约是后者的 1/3，因 此节水技术的应用是非常有必要的。 这也是符合新制度经济学制度变迁理论的。 制度变迁理 论认为， 资源稀缺导致的资源相对价格的变化是制度变迁的根本动因。 伴随着水资源相对稀 缺程度的变化， 水资源的利用也正逐步从开发新水源向应用节水技术的变化。 这一变化的深 层动因，即开发新水源的成本在增加，而应用节水技术的收益在提高，节水技术的应用是必 要的。 二、节水技术应用的可行性经济分析 节水技术能否得到应用应该符合成本效益原则。即应用节水技术的收益必须大于 应用节水技术的成本。 1.应用节水技术项目传统意义上的财务评价 根据技术经济学的基本原理，一项技术要具备经济上的可推广性，其产生的收益 必须大于本身的成本。 对于节水技术项目而言， 应表现为采用某项节水技术的节水年金收益 必须大于该项技术的年金成本，而且节水年金收益与年金成本的差值越大，表 明该项技术的推广可能性越大。 应用节水技术的成本主要包括三个方面。一是建设节水设施的支出，即用于减少 水的无效消耗(指非直接用于作物生长)的节水设施建设成本和维护成本;二是加强节水管理 的管理成本，包括人员增加的成本、人员培训的成本;三是减少作物有效用水而损失的作物 产出效益。 应用节水技术的收益包括两个方面。一是采用节水技术后节约下来的水费支出;二 是采用节水技术后节约下来的劳动力或土地可能带来的收益。 由此，从传统意义上看，判断一项节水技术项目能否被执行，则要看节水年金收 益是否大于节水年金成本，即式中，P1 为用水者协会购买水的水价； △Q 为应用节水技术所获得的节水量； △C 为应用节水技术后所造成的年金成本的增加； △B 为应用节水技术后所带来的除水费节余以外年金其他收益的增加。 2.应用节水技术项目的可持续意义上的评价 可持续发展的经济学含义包含对项目进行可持续性意义上的成本效益评价。由此， 我们在评价能否执行一项节水技术项目时， 不仅要进行通常意义上的财务评价， 还必须进行 可持续意义上的评价。 如上所述，节水技术项目的执行是具有外部性的，我们必须把节水技术项目实施34可能造成的外部性纳入到经济评价当中。 这里的外部性包含两个方面， 一是节水项目实施者 由于目前水资源不能转让所造成的损失， 即通过节水项目实施所节约下来的水并非由节水项 目实施者使用所损失的收入;二是节水项目实施可能带来的环境后果，总的来看节水项目实 施的环境后果都是正的。 如果能把节水技术项目实施的外部性内化， 那么节水技术实施者的 收益则将增加。 由此，与传统意义上的财务评价相比较，可持续性意义上评价中节水技术实施者 的收益增加了， 在进行节水年金收益与节水年金成本比较时， 项目经济上的可推广性则增强 了。式中，P1 为用水者协会购买水的水价； △Q 为应用节水技术所获得的节水量； △C 为应用节水技术后所造成的年金成本的增加; △B 为应用节水技术后所带来的除水费节余以外年金其他收益的增加; B 外 1 为应用节水技术后所带来的年金节水项目实施者收益的损失; B 外 2 为应用节水技术后所带来的年金环境收益的增加。 1.水价对节水技术应用的影响 根据公式 7-1 可以看出，水价对节水技术的应用有着非常重要的影响。因为节水技 术应用于某种作物的节水量是一定的， 所以因节水技术应用所节约下来的水费支出， 即公式 左边的一项与水价成正比。水价越高，节约下来的水费支出也就越高。在 目前缺乏水权以及水市场的制度安排下，只有当水价达到应用某项节水技术所节约下 来的节水收益大于公式右边， 即应用节水技术后所造成的年金成本的增加以及除水费节余以 外年金其他收益的增加的差值时，该项节水技术才有可能推广应用。由此可见， 节水技术的推广与水价有直接关系，水价的提高有助于节水技术的应用。3.节水投资对节水技术应用的影响 国家对节水项目的投资可以通过多种方式实现，如补贴、节水设施投资等。 首先，我们先探讨一下国家是否应该对节水技术的应用进行投资。 如上所述，节水技术的应用具有改善生态环境、保障国家粮食安全等明显的外部 性特点，这些都是不能通过市场来解决的，因此，国家有必要对节水技术的应用进行投资。 其次，我们应该探讨一下国家应该如何对节水技术的应用进行投资。投资。 其次，我们应该探讨一下国家应该如何对节水技术的应用进行投资。 国家可以对节水设施建设进行投资，国家节水设施建设投资产生的直接结果是降 低应用节水技术的成本。在公式}-1 中，应用节水技术成本的降低表现为△C 的减少，从而 增加了公式中左侧大于右侧的概率，从而应用节水技术的可能性增加。 国家还可以对应用节水技术给予补贴，其直接结果是增加节水技术实施者节水的 收益。在公式 7-2 中，B 外 2 即可被认为是国家对节水技术给予的补贴，即节水对粮食安全以 及环境改善等的外部收益的增加，从而增加了公式 7-2 左侧大于右侧的概率，从而应用节水 技术的可能性增加。35众所周知，中国一家一户式的小规模分散经营与水利工程的规模，中国农户较低的 教育程度与节水技术的高科技含量， 中国农户较低的收入状况与节水技术的高投入特点都不 相匹配。另外，由于同一用水者协会内农户生产以及水资源利用具有趋同性、 水量计量非常困难、以及一家一户参与水市场交易的交易成本非常高等特点，决定了 个体农户应用节水技术节水得不偿失。4 资料及数据来源 (1)刘庸老师主持的国家自然科学基金项目“少数民族地区节水农业问题研 究” (2)公开发行的历年的石河子统计年鉴、石河子水利年鉴和统计报告等 (3)各个政府部门:水利厅，农业厅和内蒙占河灌总局 (4)实际调研棉花种植密度一般在每666．7m 1―1．2万株左右。然而随着植棉水平的进一步提高和植棉面积的不 断扩大，植棉密度对棉花产量的影响愈来愈大，尤其是在土壤瘠薄，盐碱较重及新垦荒的地上表现更 为明显。 1999年我师共播种棉花近8万公顷， 其中高密度棉花示范种植2800公顷， 主要分布在下野地垦区的l222团、135团和莫索湾垦区的149团的盐碱地，沙土地，肥力瘠薄的开荒地上种植。一般高密度棉花收获株数在每666．7m 16 000株左右，比常规棉花收获株数高3O％左右，在同样土地条件下，收获产量 高5―15％ 。 高密度棉花栽培是通过缩小行距，增加行数，从而增加单位面积收获株数，依靠群体增加产量的一 种栽培方法， 因为目前棉花播种所用鸭子咀间距一般在10―11厘米左右， 。 很难进一步缩小， 因此1999 年我师高密度植棉团场都是在单膜上增加1―2行，达到缩行增株的目的。。因为高密度棉花群体较2大，易产生疯长郁蔽现象，影响光合效率，从而导致中空产量下降，因此高密度棉花株高应控制 在50―55cm左右。因密度增加，田间郁蔽，高密棉花的单株果枝数、铃数及单铃重都有所下降， 蕾铃脱落率也有所增加。但由于其收获群体有大幅度提高，籽棉每666．7m 分别比常规棉花增加28．7kg和19.2kg，增产幅度为9．6％和7．6％。 1.界限温度与高密度植棉2棉花是喜温作物，其生长的最适温度为20―25℃ 。在棉花生长发育过程中有两个阶段 对温度条件最敏感。一是在棉花播种至出苗期间，其处于发芽期时最不抗冷，随着日平均气温≤12~C低温强度的增强，低温日数增加，棉花烂种烂芽愈严重。二是在棉花开花至吐絮阶段，温度条 件不仅影响棉花的产量，还严重影响棉花的品质。 2.稳定≥ 10°C的日期― ― 棉花的生长期 稳定≥10°C的日期是棉花的生长期。在北疆棉区，≥ 10°C的活动积温为3 500°左右，初日一般在 4月中旬，终日一般在10月上旬，历时175天左右。地膜棉花要求气温稳定≥10°C 播种，所以北疆棉区的适宜播种期在4月中、下旬。如果盲目早播，常遇低温冷害而烂种烂芽。 3. ≥15°C的持续日数：棉花的安全生长期 ≥15°C的持续日数是棉花的安全生长期。在北疆棉区≥l5℃的活动积温约为2900°C，初36日一股在5月上旬，终日多在9月中旬，历时140天左右，决定了棉花的安全生长期较短。4. ≥20℃的持续日数――棉花的活跃生长期 ≥20℃的持续日数是棉花的活跃生长期。在北疆棉区，≥20℃的活动积温为1850℃左右，初日多 在6月上旬，终日多在8月下旬，此期正好与棉花蕾铃生长期吻合，要求温度较高。还原糖转化为 纤维素及棉纤维细胞壁的加厚均要求温度在20℃ 以上。在20―30℃ 范围内，温度越高细胞壁加厚越快， 当温度低于20℃时还原糖只能积累，不能转化成纤维素，影响纤维素的沉积。棉纤维的成熟度、 强度与≥20℃的持续日数呈正相关。 采用高密度植棉能使单位面积上有更多的蕾铃在此 期发育，能更充分地利用这段“黄金时段”，从而达到提高棉花品质的目的。2 光资源与高密度植棉北疆棉区全年日照时数为2 620―2 856小时左右，日照百分率达59％ ――64％ 。而4―6月 由于苗小，叶面积系数小，使得棉田温光损失特别大，而高密度植棉有效地增大了这段时期的 叶面积，大大提高了光能利用率，提高了产量，本站滴灌高密度试验测定可证明(如表)。虽然日一8月1日的低温冷害致使棉花大幅度减产，但高密度植棉仍然呈增产趋势。北疆棉区在棉花生长季(4―9月)的光资源丰富，在这段时间里，晴天多，日照时间长，植株光合作用的时间长，利于干物质的形成，利于棉花丰产。光照条件}