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1、节水农业概论,山西农业大学 孙敏,山西农业大学,第一章 我国水资源的特点及分布状况 第二章 农业用水现状及对策 第三章 土壤水的有效利用 第四章 地面节水灌溉技术 第五章 农艺节水灌溉技术 第六章 设施化节水灌溉技术 第七章 旱地蓄水保墒技术,学习内容,第一章 我国水资源的特点及分布状况,第一节 我国水资源的特点,水是生命之源，水是维持生态系统功能和支撑地球社会经济系统发展不可替代的资源。随着水资源危机的加剧和水资源质量的下降，世界范围的水问题日益严重。 我国是一个水资源短缺，水旱灾害频繁的国家，出现这种情况的根本原因是我国所处的经度、纬度位置及大的地貌构造割据导致的季风气候特点，从而水资源在
2、时空的分布上极不均匀，变异系数普遍较大。 水资源是水量和水质的高度和谐的统一，一个特定区域内水资源的量并不完全取决于水资源的数量，还决定于水资源的质量。 改革开放以来，随着工业生产的开展和人民生活水平的提高，在单纯追求高速度的经济发展模式及高享受的生活价值观的推动下，人们从环境中大量笛膜攫取的水资源，输给环境的是重污染的工业废水和有机污染严重的生活污水，造成我国水环境质量恶化，更进一步加剧了水资源短缺的局势。,我国水资源的特点,水资源总量丰富,我国水资源总量为28255108m3，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位。 河川径流量是水资源的重要组成部分，占我国全部水资源
3、总量的94.4%。与世界各国的河川径流量的5.8%，平均径流深度为284mm，为世界平均值的90%，低于日本、巴西、印度、美国和加拿大，而高于俄罗斯，居世界第七位。从水资源总量上看我国属于富水国。,水资源不仅指水资源的数量，而是水资源数量与质量的高度统一。劣质的水不仅不能带来效益，相反还会产生负效益，对生产、生活及生态环境造成危害，因此不能称其为水资源。 由于生活水平的提高和工业生产规模的扩大，我国日排放废水量呈逐年递增趋势，加上城市污水处理能力远远未达到需求水平，从而导致水环境质量下降，河流、湖泊污染严重。生活污水占3%。输出到环境中的污水超过环境的自然净化能力，造成水环境恶化，水问题突出。
4、,我国水资源的特点,人均及地均占有水量少,中国以占全球约6%的可更新水资源、9%的耕地支持了占全球22%人口的温饱和经济发展。如此比例差距，导致我国在世界排名第四的水资源总量按耕地面积和人口数平均却显得相当的小，使我国从富水国转变成贫水国。 按1997年人口统计，我国人均水资源量为2220m3，仅为世界年平均水平的1/4、美国的1/5，在世界上名列第121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。预测到2030年人口增至16108时，人均水资源量将降到1760m3。按国际上一般承认的标准，人均水资源量少于1700m3的为用水紧张的国家。因此，我国未来水资源的形式是严峻的。,我国目前有15个省
5、、区市严重缺水，有7个省、区（宁夏、河北、山东、河南、山西、辽宁、江苏）人均水资源量低于起码的生存线。目前，全国已有600多座城市缺水，每年城镇缺水200108m3以上，而农业用水每年亏缺300108m3，农村有8000万人口饮水困难。旱灾已成为我国覆盖面最广、成灾损失最大的灾害，而且受灾面积逐年扩大。,据统计，20世纪50年代全国农作物受旱面积为0.13108hm2，60年代达0.2108hm2，进入70年代以后扩大到0.27108hm2。目前，全国耕地实际灌溉面积仅40%，每年有60%的耕地无水灌溉。来自水利部门的调查和统计还表明，全国平均每年旱灾面积约为0.27108hm2。 今后，随着
6、我国经济的高速增长以及工业化和城市化水平的提高，已经明显不足的水资源还要不断地向工业等非农产业转移，而且未来30年内，我国人口还将不断增加，人口的增加一方面会直接扩大用水需求，另一方面又会加大对农产品需求的压力，进而加剧农业用水短缺的矛盾。干旱缺水已经成为制约我国农业稳定发展和粮食安全供给的主要因素。,我国水资源的特点,水资源时空分布不均,我国水资源的时间分布受季风气候的影响，降雨年内分配极不均匀，年际变化也很大，一年里降雨集中在夏季，而其他月份旱情较严重；大部分地区汛期连续4个月降雨量占全年总降雨量的70%左右。具体的分布情况如下：长江以南及云贵高原以东的地区为60%左右，多出现在47月；长
7、江以北为80%以上；海河平原高达90%，多出现在69月；西南地区为6070%，出现于69月或710月。,汛期，即水资源集中期，有2/3左右是洪水径流量，形成江河的汛期洪水，华南及东北地区的河流春季会出现春汛，大多数河流为夏汛。受台风影响，东南沿海、岛屿及台湾东部河流会出现秋汛。汛期洪水造成河流水位暴涨，水资源白白流失，不仅如此，汛期洪水还对社会经济发展及人民生命财产造成严重的损失。而非汛期又干旱缺水，旱灾严重，影响农业生产。对我国农业来说，我论是从受灾面积和发生灾害的频率及危害程度上，旱灾都甚于水灾。,1959年至1961年是全国范围的三年连旱，长江、淮河、黄河和汉水流域等广大地区遭受了严重的
8、干旱，这次旱灾是我国建国以后最严重的一次自然灾害。三年共减产粮食600108kg以上，全国粮食产量直到1966年才恢复到1958年的水平。 1997年，仅华北地区各城市因缺水造成的工业和农业损失达200亿元，相当于当地当年GDP（国民生产总值）的3%。从全国水旱灾害统计来看，1997年，我国水旱灾害的成灾面积达0.27108hm2，其中水灾面积约0.07108hm2，旱灾0.2108hm2。水旱灾害严重地制约着我国农业发展和国民经济的增强。,我国水资源的空间分布极不均匀，总体表现是东多西少，东西差距较大；北方水资源贫乏，南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。长江及其以南地区的流域面积占全国总面积的
9、36.5%，却拥有占全国80.9%的水资源总量，西北地区及额尔齐斯河流域面积占全国的63.5%，而拥有的水资源量占全国的4.6%。,我国水资源的特点,水土资源配置不合理,我国水资源受降水的影响，时空分布极为不均。南方降雨在8002000mm，北方降雨在200800mm。长江流域及其以南地区耕地面积占全国的36.5%，而水资源总量占全国的80.9%，长江以北地区水资源总量仅占全国的19%。足可看出，南北水资源量相差十分悬殊，与农业耕地分布极其不匹配。,在全国耕地每公顷水资源占有量不足1.5104m3的15个省区中，北方地区占了13个。耕地每公顷水资源占有量超过3104m3的11个省区中，北方地区
10、仅有1个，耕地每公顷水资源占有量为1.51043104m3的有3个省区，北方地区占了1个。 从流域上看，黄河、坏和、海河三大流域，土地面积占全国的13.45，耕地占39%，人口占35%，GDP占32%，而水资源量仅占7.7%，人均约500m3，耕地每亩均少于400m3，是我国水资源最为紧张的地区。西北内陆河流域，土地面积占全国的35%，耕地占5.6%，人口占2.1%，GDP占1.8%，水资源量占4.8%。该地区虽属干旱区，但因人口稀少，水资源量人均约5200m3，耕地每亩均约1600m3。,我国这种水土资源在空间分布上极不匹配的状况，要求在科学指导下，合理开发利用水土资源，并安排相适应的经济结
11、构和控制人口的增长，以支持发展的需要，但必须十分注意保护包括天然绿洲在内的荒漠生态环境。,第二节 我国水资源分布概况,水资源主要是指与人类社会用水和生态环境保护密切相关而又能不断更新的淡水。 地表水 补给来源主要是大气降水 地下水,降 水,我国北方旱区年总降水量，除滨海和大致在黄河以南等少部分地区外，均在约600mm以下，由东向西，显著减少。 600mm以上降水量等值线大致沿燕山山脉、太行山、秦岭南侧向西南走向。 400mm年降水量线经内蒙古草原上的锡林浩特、呼和浩特，走向兰州。 其中黄淮中部和南部、陕西南部、吉林东部等地为8001200mm，新疆南部及内蒙古、甘肃、青海三省区的西部不足50m
12、m，塔里木和柴达木盆地不足25mm。 全国有近一般国土处于降水量不足400mm的干旱和半干旱少雨缺水带； 南方地区一般为8001600mm，其中浙江南部、福建、江西、湖南东部、广东大部、广西东北部及海南大部等地为16002000mm，局部地区达2000mm以上，台湾全省平均降雨为2535mm。 青藏高原年降雨量一般为100800mm。,我国年降水总量约为 62000108m3,从流域分区上看，最大值出现在东南沿海诸河分区，其次为珠江华南诸河分区，最小值出现在内陆河流域分区，降雨量为158mm，黄河的降雨量值也相当小，仅仅为464mm。,从行政区划分上看，降雨量极端高值为海南省2170.4mm；
13、其次为福建省1853.5mm；最低值出现在新疆和内蒙古，分别为166.6mm，215.8mm。,地 表 水,地表水资源量是指河流、湖泊、冰川等水体的动态水量。按照多年平均年降水深、年河川径流深的地区变化，可将全国划分为5个地带。,1. 干旱干涸带 年降水深在200mm以下，年径流深在10mm以下，其范围大致包括内蒙古、宁夏、甘薯的荒漠和沙漠，青海的柴达木盆地，新疆的塔里木盆地和准格尔碰地以及藏北高原的大部分地区。这些地区属于没有灌溉就没有农业的地区。 2. 半干旱少水带 年降水深在200400mm，年径流深在1050mm的地区，包括东北西部，内蒙古、宁夏、甘肃的大部，青海、新疆部分山区和西藏部
14、分地区。这一带气候干燥，水资源十分缺乏，有些地区生活用水都很困难，农作物一般需要灌溉给予补充水量。中国牧区位于这一带。,3. 半湿润过渡带 年降水深在400800mm，年径流深在50300mm，即由于干旱向湿润的过渡带。这一带包括华北平原，东北、山西、陕西的大部，甘肃、青海东南部，新疆西北部山区，四川西北部和西藏东部。该地带的黄淮海平原降水集中，变率大，容易遭受旱涝威胁，是中国主要的旱作农业区。 4. 湿润多水带 年降水深在8001600mm、年径流深3001000mm的地带，大致包括淮河两岸至秦岭以南，长江中下游，云南、贵州、广西和四川的大部分地区。该地带人口十分密集，农业发达，是中国主要农
15、作区。 5. 多雨丰水带 该地带年降水深大于1600mm、年径流深大于1000mm，包括浙江、福建、广东等省的大部和广西东部、云南西南部、西藏东南以及江西、湖南、四川西部的山地。这一带降水量大，无霜期长，为中国主要双季稻产区和热带、亚热带经济作物区。,地 下 水,我国地下水资源的补给主要受大气降水的影响，分布极不均匀，与降水量和地表水的分布趋势大体相似，南方多，北方少。,水资源是人类生存必须的重要自然资源之一，地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位，由于地下水分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证程度高等，已经被广泛地开发利用。 我国南北方在地下水资源分布和城市供水结构方面存在较
16、大的地区性差异。在城市供水结构上，北方地区地下水所占分额较大，有的城市甚至以地下水为唯一水源。地下水开发利用程度最高的是华北地区，地下水供水量占全地区总用水量的52%。,水资源分布不均和不合理的开采布局，使城市地下水开发利用中存在着严重问题。在许多地区和城市，局部超采现象较为普遍。 北方大部分地区地下水资源处于超采或严重超采状态。其中呼和浩特市开采程度达193.6%，已严重超采。超量集中开采地下水，已造成地下水位大幅度下降，引起地面沉降。 有些地区虽然总体上地下水资源的开采量并未超过允许量，但由于地区间开采程度不平衡，造成局部开采程度分布不均，形成地下水降落漏斗。特别是城市地下水集中开采局部地段，已多处发生地面塌陷事故。 在我国沿海城市地区，由于超采引起的海水入侵问题已比较严重，同时，大量农药、化肥、生活污水及工业“三废”未经处理直接排放，成为地下水的污染源。,土壤水资源,土壤水资源是相当重要的农业水资源，不管是大气降水、地表水还是地下水，都必须通过土壤载体变成土壤水才能被作物吸收利用。土壤
