龍眼
[拼音]:nongtian shuili
[英文]:field water conservancy
為農業生產服務的灌溉、排水工程設施和技術措施。工程設施包括蓄水、引水和提水等灌溉水源工程、農田灌溉工程和為消除洪澇災害而修建的排水工程;技術措施包括管水、用水、保護水資源、防治水旱自然災害和人為水害的各種灌排技術和管理措施。農田水利的作用是合理開發地表水和地下水,調整區域水情,改善田間水分狀況,以提高土壤肥力,保證農業穩產高產。農田水利學是研究農田水分狀況和地區水情變化規律及其調節措施的一門學科,廣泛地涉及地質學、水文學、工程學、農學、管理學、水利經濟學等知識領域。
簡史
“水利”一詞始見於《史記·河渠書》:“用事者爭言水利”。“農田水利”一詞始見於北宋王安石實施的《農田水利法》。明代徐光啟著《農政全書》中有“農田水利”的篇章。自此“農田水利”成為中國始創的專用術語。而世界上許多國家則多稱之為“灌溉和排水”,蘇聯稱之為“水利土壤改良”。
在農業生產中,當降水與作物生長的需要不適應時產生灌溉排水問題。6000多年前,古埃及人用尼羅河洪水放淤灌溉,創造了古埃及文化;公元前2000年左右,幼發拉底和底格里斯兩河流域引洪灌溉,孕育了古巴比倫文化成為世界文化發祥地之一。近代農田水利建設始於19世紀初,印度在印度河流域修建了一批大型渠灌工程。20世紀初,一些歐美髮達國家以及亞非地區一些有條件的國家,相繼大興農田水利。第二次世界大戰後,隨著水利科學的發展,規劃、設計、施工和管理等技術水平的提高,農田水利設施的規模不斷擴大。至1984年,全世界的灌溉面積已達33.6216億畝。
中國古代有大禹治水的傳說。商、周時期,有了適應井田制的溝洫工程,起著農田灌、排水的作用。春秋、戰國至西漢時期,各地灌溉渠系相繼修建,如楚國在今安徽壽縣修芍陂,引淠河水灌溉;魏國西門豹在今河北臨漳修引漳十二渠;秦國李冰父子在四川修建著名的都江堰(見彩圖)等。東漢至南北朝,淮河流域發展了陂塘和陂渠串聯工程。唐代已有暗管排水,並制定了全國性的水利管理法規──《水部式》。當時太湖流域已形成浦塘制,縱橫交錯的河網既能灌溉,又能排水;在江蘇、浙江沿海則建起海塘工程,以防海潮入侵。宋代在圩田和放淤方面有發展,著有《河渠志》。元、明時代的《王禎農書》和《農政全書》中也論述了農田水利問題。20世紀30年代,李儀祉在陝西省修建渭惠渠、涇惠渠、洛惠渠等大型灌區,開創了中國近代農田水利事業。中華人民共和國成立以來,對長江、黃河、淮河、海河等河流進行了治理,到1986年止,已建成庫容10萬立方米以上的水庫 8.3萬座,總庫容達4432餘億立方米,水閘2.5萬座,機井236.4萬眼,機電排灌動力5978萬千瓦,建成30萬畝以上的大型灌區204處。全國灌溉面積達7.18億畝;同時鹽鹼地、低窪易澇地也得到不同程度的改良。
內容
主要包括下列3方面。
調整地區水情
地區水情主要指地區範圍內水資源的數量、分佈情況及其動態變化規律。它受該地區的自然條件,如氣候、河流水分狀況、地形及水文地質等條件的影響。不利的地區水情,如在某一時期水量過多,會引起洪澇災害,水量不足則會導致乾旱現象。調節地區水情時,對水資源要有全面規劃,以達到水資源供需平衡和相對穩定。其主要措施有:
(1)蓄水保水措施。通過大面積的田間蓄水工程,如塘壩、水庫、河網、湖泊、窪澱以至地下水庫等,形成水資源流通系統,攔蓄當地的徑流和河流來水,改變水量在時間上(季節或年際範圍內)和地區上的分佈狀況,以防止水土流失減少汛期洪水流量,避免暴雨徑流向低地彙集,增加枯水期河水流量及乾旱年分地區水資源的儲備(見蓄水灌溉工程)。
(2)引水調水措施。通過引水渠系,使地區內部和地區之間以至跨流域的水量相互調劑,當某一地區水源缺乏時,可借人工河道從水源充足地區調配水量;如汛期某一地區水量過多時,則通過排水河道將多餘的水量調運貯蓄在地區內部的蓄水設施內,或調運到其他地區。丘陵山區可通過穿山水渠、跨溝渡槽或高揚程揚水等措施進行引水。從全國水資源的平衡和供需要求出發,還可更大規模的開展區域性調水工程(見引水灌溉工程)。
調節農田水分
農田水分狀況一般指農田的土壤水、地表水和地下水的狀況及與其相關的營養、通氣和熱狀況。主要的調節措施有:
(1)灌溉。藉助水利工程設施,從河流、水庫、井泉等水源取水,根據作物的需水要求適時適量地補充降水的不足。按灌溉技術可分地面灌溉、噴灌、滴灌、地下灌溉等。
(2)排水。借排水系統將農田中多餘的水分排出。在土壤鹽鹼化地區,排水系統同時具有降低地下水位和排除鹽分的作用(見鹽鹼地排水)。根據排水的目的和排水地區的要求不同,可分排澇、防湆、沼澤地排水、圩田排水、海塗排水等。
合理利用水資源
包括作物需水要求、用水技術以及水資源的科學管理等內容。需水要求指作物對灌溉排水的要求。要在土壤、作物、施肥和耕作管理現代化的基礎上,根據氣象預測預報來制訂科學的灌溉排水計劃,並通過電子技術進行定量分析,制定出最優方案。用水技術指調節控制水源和田間灌排系統的技術,現已可採用自動化遙控裝置,實現灌溉排水自動化。水資源管理指水資源的開發利用、水資源的工程管理、灌區的經營管理和水利環境的監測等。
水利是農業的命脈。現代大農業的發展對水利提出了更高的要求,要在灌溉、排水、防洪、除澇的基礎上,調動自然界的大氣水、地面水、土壤水、地下水的相互轉化,調整農田水利設施範圍內的水分迴圈、水量平衡、水熱平衡、水鹽平衡,以建立有利於人類長遠利益的水利環境和生態環境。為此,須根據不同地區的水文特徵、氣象條件、水情動態變化規律,採取不同的農田水利措施。一般在溼潤、半溼潤地區,汛期重防洪、排澇,旱季要補充灌溉;在乾旱地區以灌溉為主,根據需要適當排水;半乾旱、半溼潤地區,由於受季風影響,洪、澇、旱害以不同的組合出現,且常伴有土壤的沼澤化、鹽鹼化,所以農田水利措施要因地、因時制宜。
教育及科研
世界上許多國家都有從事農田水利的教學、研究的高等院校、科研機構及農田水利學會等學術團體。1951年成立的世界灌溉排水委員會,現有80多個會員國,進行國際性的學術交流。
中國在1915年設立了南京河海工程專科學校,後又在一些大專院校內設立水利系。中華人民共和國成立後,水利部門於50年代中、後期建立了一批水利學院,並設定農田水利系,其中以武漢水利電力學院的農田水利係為重點。一些農學院校內也設立了農田水利系。研究機構有水利部和中國農業科學院共同領導的農田灌溉研究所,水利部北京水利電力科學研究院的水利科學研究所,以及省級水利科學研究機構內設立的農田水利室等。它們共同組成了中國的農田水利教育、科學研究系統。
中國水利工程師學會約成立於1932年。1957年在北京改名為中國水利學會,下設農田水利專業委員會。各省、市也相繼成立了水利學會和農田水利專業組,在各級科技協會領導下開展群眾性農田水利學術活動。中華人民共和國於1983年成為世界灌溉排水委員會的會員國。
發展趨勢
中國農田水利建設在加強經營管理、講究經濟效益的前提下,正循以下方向發展:
(1)繼續治理主要江河,開展小流域綜合治理,提高其防洪除澇標準和水資源的調控能力;
(2)完善現有農田水利工程設施的配套,開展節水、節能的技術改革,發掘灌排的增產潛力並擴大其經濟效益;
(3)有計劃地開展灌溉排水基礎理論的科學研究,有針對性地開展農田水利設施區域內水文動態、水旱規律、作物灌溉制度、排水規格、渠系內泥沙、防滲新技術裝備的研究以及灌區經營管理的研究;
(4)根據水土資源及工程技術條件,有選擇地發展新的灌排面積,側重開發大西北和東北地區較易開發的農牧區水土資源,發展對南方熱帶農業資源的灌排設施,同時注意改良北方鹽鹼地和南方下溼田;
(5)綜合利用水資源,充分發揮農田水利工程在防洪、灌溉、排水、城市和工業供水、發電、航運、漁業、旅遊等方面的綜合效益,加強水質臨測,防止水質汙染,以保護合理的生態環境,逐步控制水土流失,改變農業生產面貌。
參考書目
武漢水利電力學院:《農田水利學》,水利出版社,北京,1980。