农田水利学论文
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农田水利学的基本内容及农田水利在土地
整理项目中的应用
农田水利学是一门研究农田水分状况和地区水情变化规律,及调节措施消除水旱灾害以及利用水资源,为发展农业生产而服务的一门科学。“灌溉与排水”是世界上对本课程的一般命名,我国习惯称为“农田水利学”,原苏联称为“水利土壤改良”。
灌溉工程是以农业增产为主要目的的水利工程措施。任务是通过兴建和运用各种水利工程调节和改善农田水分状况和地区水利条件促进生态环境良性循环,是指有利于农作物的生长。
农田水利学研究农田水分状况及其调节措施。农田水分状况指农田地面水、地下水、土壤水状况和与其相关的通气养分状况。调节措施是灌溉措施即按照作物需要,通过灌溉系统有计划降水量输送分配田间以补充农田水分不足。排水措施即通过排水系统将农田内多余水分排入容泄区,易涝易碱地区有排渍排盐措施。地区水情是地区水资源的能量、分布、动态。调节措施是蓄水保水措施即水库、水土保持、田间蓄水拦蓄径流,调节引水措施即通过引水渠道,使地区之间流域之间水量相互调剂。研究农田水分、盐分运动规律,以及与作物生长的关系;研究不同地区灌溉工程形式及其规划设计方法;研究灌溉与排水工程的管理方法。研究地区水情及其调节措施。
我国水资源的主要特点是:总量并不丰富,人均占有量更低。中国水资源总量居世界第六位,人均占有量为2240立方米,约为世界人均的1/4,在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。地区分布不均,水土资源不相匹配。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%,其水资源量仅占全国水资源总量的19%。年内年际分配不匀,旱涝灾害频繁。大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70%以上,连续丰水或连续枯水年较为常见。对于这种状况,我们可以采取南方以防洪除涝防渍治碱综合,北方以灌溉为主的防洪、防涝、治碱、水土保持综合治理。
我国灌溉与排水发展历史是从夏商时期,黄河流域就出现了“沟洫”,即兼作灌溉排水的渠道。公元前六世纪,楚国人民兴建了芍陂,利用洼地建筑了长约100里的水库。到公元前四世纪,魏国西门豹治邺时,创建了引障十二渠。到公元前三世纪,李冰在四川兴建了我国古代最大的灌溉工程——都江堰。隋、唐、宋时期,中国农田水利进入巩固发展时期。太湖下游兴建圩田、水网,黄河中下游地区大面积放於;同时水利法规渐趋完备,唐有《水部式》,宋有《农田水利约束》等。元、明、清时期,农田水利进一步发展,明天启年间,《农政全书》问世,书中记载了我国农田水利史;《泰西水法》为我国介绍西方水利技术的最早述著。19世纪末,西方灌溉与排水技术在中国开始应用,20世纪30年代,陕西省建成泾惠、渭惠、梅惠等大型自流灌区。
建国后我国开展了大规模的水利建设,兴建了大量的水利基础设施。据2003年末统计,全国水库从解放初的20多座增加到85153座,全部水库总库容 5658亿立方米。累计加固新修堤防27.87万公里,全部堤防保护耕地面积 65813万亩,初步形成了七大江河的防洪工程体系。全国供水能力从1000多亿立方米增加到5800多亿立方米,其中城市供水量达到470亿立方米,供水普及率为96.8%。万亩以上灌区处数 5729处,万亩以上灌区有效灌溉面积 37866万亩。农田有效灌溉面积从2.4亿亩发展到83851万亩,节水灌溉面积 29164万亩,基本形成全国农田灌溉总体格局。水土流失治理面积 89.71万平方公里。
我国农田水利方面也有许多缺点如:防洪能力低,洪涝灾害严重。我国是世界上洪涝灾害最严重的国家之一,全国70%的固定资产、44%的人口、1/3的耕地、数百座城市,以及大
量的重要基础设施和工矿企业都位于大江大河的中下游地区,受洪水威胁严重。现有防洪工程体系仍然较为薄弱,江河防洪标准仍然偏低。拦蓄洪工程建设不足,且有40%的水库带病运行,非工程措施体系不健全,蓄滞洪区安全建设严重滞后,缺乏灵活运用的基本条件,启用困难;干旱缺水严重,水资源供需矛盾尖锐。我国降雨时空分布不均,人均占有水资源量少,水资源分布与耕地、人口、经济布局不相匹配,北方地区干旱缺水严重。由于投入不足、管理粗放等原因,供水工程建设严重滞后,部分地区水资源浪费与水污染严重,水供需矛盾不断加剧。目前,全国每年缺水量达400亿立方米。90年代以来,平均每年因旱受灾的耕地面积达3.7亿亩,年均减产粮食200多亿公斤。2000年,我国发生大面积干旱,全国累计受旱耕地面积达6亿亩,粮食减产约450亿公斤。灌溉工程管理工作也比较薄弱,重建轻管的问题尚未从根本上扭转,管理粗放。部分工程配套不齐全,有些工程老化失修严重,灌溉效益衰减;水土流失严重,水环境不断恶化。全国水土流失面积367万平方公里,约占国土面积的38%。水土流失导致江河湖库淤积严重,土地贫瘠,生态环境恶化,工程效益衰减,加剧了洪涝干旱和风沙灾害。根据水质监测统计,全国废污水年排放量达600多亿吨,其中近80%未经处理直接排入江河湖库水域。水污染加剧了水资源的紧缺;全国地下水超采严重,已形成了部分区域性地下水位下降漏斗,导致部分地区地面沉降、海水入侵。这些都是我们需要解决的问题。
农田水利在土地整理项目中也有很大的作用,我们可以将在农田水利课上所学的东西应用在土地整理项目中。
土地整理是指通过采取各种措施,对田、水、路、林、村综合整治,提高耕地质量,增加有效耕地面积,改善农业生态条件和生态环境的行为。广义土地整理一般可分为两大类,即农地整理与市地整理。根据我国国情,现阶段土地整理的重点在农村地区,主要内容包括,1、调整农地结构,归并零散地块。2、平整土地,改良土壤。3、道路、林网、沟渠等综合建设。4、归并农村居民点、乡镇工业用地等。5、复垦废弃用地。6、划定地界,确定权属。
7、改善环境,维护生态平衡。狭义土地整理支农地整理,土地整理包含土地开发,土地复垦。即在一定地域范围内,按照土地利用规划和土地利用的要求,采取行政,经济,法律和工程技术手段,调整土地利用和社会经济手段,改善土地利用结构,科学规划,合理布局,综合开发,增加可利用土地数量,提高土地的利用率和产出率,确保经济、社会、环境三大效率的良性循环。同时土地整理是一项对土地权属和土地的用途,布局、结构等进行全面调整整的综合措施。
我们可以利用农田水利所学的知识加入到土地整理项目中,可以避免一些不必要的话费。比如说:我们可以通过计算土地含水量,田间耗水量,渗透量,计算作物需水量来规划如何进行农业生产。
作物需水量是生长在大面积上无病虫害作物,土壤水分和肥力适宜时在给定的生长环境中能取得高产潜力的条件下为满足植株蒸腾棵间蒸发的需水量,是指在适宜的外界环境条件(包括土壤水分,养分的充分供应)下作物正常生长发育达到或接近该物品种的最高产量水平时所需要的水量即所谓的“蒸发蒸腾之和”但要在水肥条件适宜,无病虫害且取得高产的条件下。田间耗水量是就某一地区而言,具体条件下作物获得一定产量时实际的消耗水量。对水田来说,一般把作物水量和田间渗透量之和称为田间耗水量。影响渗透量的因素有土壤性质,水文地质条件。
计算作物需水量可以采用直接计算法和间接计算法。直接计算法适用于旱田水分不足的地区,这个公式仅能计算全省预期的作物需水量,计算各阶段需水量要求,这种方法有助于进行灌溉经济分析,实用价值大。这样可以选用土地种植适当的作物,是土地得到充分利用,还可以保护土地。
我们可以通过灌水水源的确定,进行灌溉设计。这样既可以节省土地,也可以节省资源。