1、构建现代化节水型生态灌区构建现代化节水型生态灌区增强农村水利可持续发展能力增强农村水利可持续发展能力 武汉大学水利水电学院武汉大学水利水电学院茆茆 智智二二八年七月八年七月 内容内容1.现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件2.从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的目标与措施的调整目标与措施的调整3.现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓4.现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减
2、污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果4-1合理的田间灌排技术及其减污效果合理的田间灌排技术及其减污效果4-2构建构建“灌溉灌溉-排水排水-小型湿地综合系统小型湿地综合系统”4-3“灌溉灌溉-排水排水-小型湿地综合系统小型湿地综合系统”的减污作用的减污作用4-4三道防线的防污减污的效果三道防线的防污减污的效果 我国水资源短缺我国水资源短缺.农业用水约占总用水量农业用水约占总用水量70%,节水潜力很大节水潜力很大.近年来近年来,农业面源污染十农业面源污染十分严重分严重.根据我国实际情况,在农村,为贯彻落实根据我国实际情况,在农村,为贯彻落实党的十七大提出的节约资源、保
3、护环境、加强社会党的十七大提出的节约资源、保护环境、加强社会主义新农村基础设施建设、增强农业综合生产能力、主义新农村基础设施建设、增强农业综合生产能力、保障农业生产和农村经济可持续发展的任务,有必保障农业生产和农村经济可持续发展的任务,有必要而且亦可能构建节水防污型灌区。着眼于推进社要而且亦可能构建节水防污型灌区。着眼于推进社会主义新农村建设的目标,与时俱进会主义新农村建设的目标,与时俱进,为符合更先为符合更先进、更长远和更全面的要求,我国灌区发展的方向进、更长远和更全面的要求,我国灌区发展的方向应是构建应是构建“现代化节水型生态灌区现代化节水型生态灌区”。1 1现代化节水型生态灌区的概念现代
4、化节水型生态灌区的概念及应具备的条件及应具备的条件1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件1-1 1-1 现代化灌区与现代化节水型生态灌区的概念现代化灌区与现代化节水型生态灌区的概念 现代化灌区现代化灌区实行灌溉现代化的灌区。联合国粮农组实行灌溉现代化的灌区。联合国粮农组织对灌溉现代化的定义是:织对灌溉现代化的定义是:1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件 对于实现灌溉现代化,国际灌溉系统现代对于实现灌溉现代化,国际灌溉系统现代化会议提出以下几个基本观点:化会议提出以下几个基本观点:n灌溉系统必须
5、符合农民的需要;灌溉系统必须符合农民的需要;n水量损失小;防止水污染,环境、生态系统良水量损失小;防止水污染,环境、生态系统良好好n对于过去习惯的农业种植结构须进行一些相应对于过去习惯的农业种植结构须进行一些相应的改变;的改变;n不仅是工程方面的变化,而且也是管理方面的不仅是工程方面的变化,而且也是管理方面的变化。变化。1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件 针对灌溉现代化的定义,国际灌溉系统现针对灌溉现代化的定义,国际灌溉系统现代化会议特别强调:代化会议特别强调:n不是单纯的对以往灌溉工程性状的恢复,而是提升、不是单纯的对以往灌溉工程性状的恢
6、复,而是提升、改善水资源利用的过程;改善水资源利用的过程;n既包括硬件(工程、设施等)方面的改变,也包括软既包括硬件(工程、设施等)方面的改变,也包括软件(管理、观念等)方面的改变;件(管理、观念等)方面的改变;n灌溉工程是服务于农民的,为了提高农业生产水平,灌溉工程是服务于农民的,为了提高农业生产水平,重要的一条是改进或完善对农民的配水服务。重要的一条是改进或完善对农民的配水服务。n并非意味只需要复杂的设备和软件,而是需要为了达并非意味只需要复杂的设备和软件,而是需要为了达到与其目标所需的恰当和适用的知识与设施,并真正到与其目标所需的恰当和适用的知识与设施,并真正应用这些知识和设施。应用这些
7、知识和设施。按照现代化灌区的定义或者要求,其本身就应是节按照现代化灌区的定义或者要求,其本身就应是节水型的,而且是能保持或促进灌区环境朝良性方向发展水型的,而且是能保持或促进灌区环境朝良性方向发展的,即节水型生态灌区的,即节水型生态灌区;否则,不能成为现代化灌区。否则,不能成为现代化灌区。有鉴于节水在中国的突出重要性,以及灌区亦存在有鉴于节水在中国的突出重要性,以及灌区亦存在水污染等环境与生态问题,而且未引起足够重视;为强水污染等环境与生态问题,而且未引起足够重视;为强调节水与环境、生态,故提出灌区发展的方向是现代化调节水与环境、生态,故提出灌区发展的方向是现代化节水型生态灌区。节水型生态灌区
8、。1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件 从原则上讲,灌溉现代化是一个过程,应与时俱进,符合从原则上讲,灌溉现代化是一个过程,应与时俱进,符合2121世纪中国的国情和时代精神世纪中国的国情和时代精神。这些原则运用于灌区,努力的方向是:这些原则运用于灌区,努力的方向是:用可持续发展的观念指导灌区建设与管理;用可持续发展的观念指导灌区建设与管理;用现代科技改造传统灌区;用现代科技改造传统灌区;用现代设备、材料装备灌区;用现代设备、材料装备灌区;用现代经营管理的体
9、制、制度、组织与方法管理灌区,特用现代经营管理的体制、制度、组织与方法管理灌区,特别是管理其灌溉排水工作。别是管理其灌溉排水工作。达到安全、高产、高效、环境与生态系统良好、可持续发展。达到安全、高产、高效、环境与生态系统良好、可持续发展。具体地,应具备以下七个方面的条件:具体地,应具备以下七个方面的条件:(1)(1)具有安全保障体系:能防止洪涝渍潮害,避免因灌溉工程带来的生命、具有安全保障体系:能防止洪涝渍潮害,避免因灌溉工程带来的生命、财产损失。财产损失。(2)(2)合理、优化地配置与使用水资源,有较完善的灌排系统和可靠的水源供合理、优化地配置与使用水资源,有较完善的灌排系统和可靠的水源供水
10、能力;广泛采用节水技术并取得高产;水资源供需平衡,充分发挥水资源的水能力;广泛采用节水技术并取得高产;水资源供需平衡,充分发挥水资源的经济效益与环境效益。经济效益与环境效益。(3)(3)能保护和改善环境与生态系统,具有较高的水污染防治水平,特别是能能保护和改善环境与生态系统,具有较高的水污染防治水平,特别是能保持与改善水源保持与改善水源、排水和退水容泄区、排水和退水容泄区以及灌区内地表水、地下水的水质;能保以及灌区内地表水、地下水的水质;能保护湿地;能保持地下水位动态平衡;能保护林地、草地;能防止水土流失。充护湿地;能保持地下水位动态平衡;能保护林地、草地;能防止水土流失。充分发挥灌区环境、生
11、态效益。分发挥灌区环境、生态效益。1-2 1-2 现代化节水型生态灌区基本特征现代化节水型生态灌区基本特征 -符合这种灌区的基本条件符合这种灌区的基本条件 1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件1 1 现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件现代化节水型生态灌区的概念及应具备的条件(4)(4)保障饮水安全,有达到水质标准的饮用水;有电;灌区内的居民具有清保障饮水安全,有达到水质标准的饮用水;有电;灌区内的居民具有清洁和较优美、舒适的生活与居住环境。洁和较优美、舒适的生活与居住环境。(5)(5)在工程建设、维修养护和运行管理中采用高科技;具有现代
12、化信息管理在工程建设、维修养护和运行管理中采用高科技;具有现代化信息管理和优化配水的手段与能力。和优化配水的手段与能力。(6)(6)有符合国情、行之有效的管理体制、组织与良性运行机制以及科学的决有符合国情、行之有效的管理体制、组织与良性运行机制以及科学的决策程序,有合理的水价体系与征收办法;能做到依法管水,科学管水。策程序,有合理的水价体系与征收办法;能做到依法管水,科学管水。(7)(7)有一支素质较高的管理队伍,建立比较完善的灌排技术服务与推广体系有一支素质较高的管理队伍,建立比较完善的灌排技术服务与推广体系。2 2 从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要从常规灌区改造为现代化节水型生态灌
13、区需要进行的目标与措施的调整进行的目标与措施的调整2-1 2-1 目标与措施的调整目标与措施的调整 (1 1)从仅仅以高产、节水为主的目标,调整为高产、节从仅仅以高产、节水为主的目标,调整为高产、节水与保护、改善水环境相结合;而且应更着重于通过控水与保护、改善水环境相结合;而且应更着重于通过控制与改善水质来防止可用水量减少,达到持续高产、节制与改善水质来防止可用水量减少,达到持续高产、节水、防污、减污的目的。水、防污、减污的目的。(2)(2)从只着重于采取节约灌溉水量以提高水利用率、生产从只着重于采取节约灌溉水量以提高水利用率、生产率的各类技术与措施,调整为采取节水与防污、保持生率的各类技术与
14、措施,调整为采取节水与防污、保持生态系统良性循环相结合的综合技术与措施。态系统良性循环相结合的综合技术与措施。(3)(3)在田间节水方面,从孤立地进行工程的或农业、生物在田间节水方面,从孤立地进行工程的或农业、生物的节水技术和措施,调整为这两类技术和措施有机结合的节水技术和措施,调整为这两类技术和措施有机结合的综合技术和措施。的综合技术和措施。(4)(4)从常规供水与输配水系统的用水管理和调从常规供水与输配水系统的用水管理和调度,调整为现代化用水管理与调度。度,调整为现代化用水管理与调度。(5)(5)从着重采用自然科学技术方面的成果,调从着重采用自然科学技术方面的成果,调整为自然科学、社会科学
15、并重,积极采用整为自然科学、社会科学并重,积极采用管理中解决经济、社会问题管理中解决经济、社会问题(法律、体制、法律、体制、制度、政策等制度、政策等)的成果。的成果。2 2 从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的目标与措施的调整进行的目标与措施的调整2.2 2.2 随目标与措施调整在灌区建设与管理中需注意随目标与措施调整在灌区建设与管理中需注意的重点问题的重点问题(1)(1)水质性缺水与节水及生态需水水质性缺水与节水及生态需水.。(2)(2)节水引起的区域水循环及下游水量水质的演变。节水引起的区域水循环及下游水量水质的演变。(3)(3)既能高产、
16、节水,又能防污、减污,有利于水既能高产、节水,又能防污、减污,有利于水土环境和恢复生态系统的技术与设施。土环境和恢复生态系统的技术与设施。(4)(4)农村饮水安全:包括干旱缺水地区和水质不良农村饮水安全:包括干旱缺水地区和水质不良地区农村饮用水源建立、灌溉用水与农村清洁饮地区农村饮用水源建立、灌溉用水与农村清洁饮用水之结合以及简易农村自来水装置。用水之结合以及简易农村自来水装置。2 2从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的目标与措施的调整需要进行的目标与措施的调整(5)(5)渠系及田间用水管理现代化技术。渠系及田间用水管理现代化技术。(6)(6)灌区
17、管理体制、制度、政策、以及有关法律。灌区管理体制、制度、政策、以及有关法律。(7)(7)科学灌溉、节水灌溉技术服务、推广体系(组织、科学灌溉、节水灌溉技术服务、推广体系(组织、职责、经费等)。职责、经费等)。(8)(8)防止灌溉工程引起的人畜伤亡问题防止灌溉工程引起的人畜伤亡问题n问题现状及其重要性的调查与分析问题现状及其重要性的调查与分析n造成人畜伤亡责任的法律问题造成人畜伤亡责任的法律问题n预防人畜伤亡的技术与设施预防人畜伤亡的技术与设施2 2 从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的目标与措施的调整需要进行的目标与措施的调整总之,转变为两个并重:
18、总之,转变为两个并重:水量、水质并重;水量、水质并重;自然科学、社会科学并重。自然科学、社会科学并重。两个十分关注:两个十分关注:人的生命安全和健康;人的生命安全和健康;生态系统良性循环,水、土资源可持续生态系统良性循环,水、土资源可持续 利用,农业生产可持续发展。利用,农业生产可持续发展。2 2 从常规灌区改造为现代化节水型生态从常规灌区改造为现代化节水型生态灌区需要进行的目标与措施的调整灌区需要进行的目标与措施的调整3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓3-1 化肥施用严重过量化肥施用严重
19、过量 全世界平均化肥使用强度:全世界平均化肥使用强度:200KG/公顷公顷 为防水污染,国际上规定的施用上限:为防水污染,国际上规定的施用上限:225KG/公顷公顷 我国平均使用强度:我国平均使用强度:434KG/公顷公顷(为世界平均值的(为世界平均值的2.17倍,国际上限的倍,国际上限的1.93倍)倍)上世纪上世纪80年代初以来,全国耕地面积略有减少,但每年年代初以来,全国耕地面积略有减少,但每年化肥施用总量从约化肥施用总量从约1200万吨上升至万吨上升至2004年的年的4600多多万吨,上升近万吨,上升近4倍,还在逐年上升。施用强度及总量均倍,还在逐年上升。施用强度及总量均成为世界第一化肥
20、大国。成为世界第一化肥大国。图3 我国农药施用量变化图 图2 我国化肥施用量变化图 氮肥氮肥 全国耕地面积约占全世界全国耕地面积约占全世界 9%氮肥施用量约占全世界氮肥施用量约占全世界 30%每公顷的施用量为世界平均水平每公顷的施用量为世界平均水平 2.5倍倍 发达国家氮肥利用率:发达国家氮肥利用率:60%70%我国利用率:我国利用率:30%40%少数地区、少数作物利用率:少数地区、少数作物利用率:小于小于10%磷肥磷肥 磷肥施用量占全世界磷肥施用量占全世界 26%平均每公顷施用量为世界平均值的平均每公顷施用量为世界平均值的 1.86倍倍3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水
21、型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓n3-2 过量使用农药(特别是高毒性农药)过量使用农药(特别是高毒性农药)全国平均施用农药量从全国平均施用农药量从1980年到年到2000年上升年上升4倍。倍。一些高产地区,每年施药一些高产地区,每年施药 30多次,每公顷多次,每公顷300450KG。近年来,每年农药施用量更以。近年来,每年农药施用量更以10%递递速递增。速递增。更严重的是施用农药中高毒性农药比重过大。在更严重的是施用农药中高毒性农药比重过大。在260多种多种 农药中,杀虫剂在发达国家占农药中,杀虫剂在发达国家占30%,基本上无高,基本上无高毒
22、性农药,我国占毒性农药,我国占60%,其中约一半为高毒性农药。,其中约一半为高毒性农药。被禁用的农药(被禁用的农药(DDT等)、劣质和冒牌高毒性农药仍等)、劣质和冒牌高毒性农药仍在被偷偷地或明目张胆的施用。在被偷偷地或明目张胆的施用。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓3-3 畜禽粪便污染日益严重畜禽粪便污染日益严重 近年来,我国畜禽养殖业发展迅猛,但对其粪便排近年来,我国畜禽养殖业发展迅猛,但对其粪便排放缺乏有效管理,严重污染水体。放缺乏有效管理,严重污染水体。我国当前每年畜禽粪便达我国当
23、前每年畜禽粪便达25亿吨,摊到人均近亿吨,摊到人均近2吨,吨,是工业固体废物的是工业固体废物的2倍,而且还在逐年上升。倍,而且还在逐年上升。若将这些粪便在无害化、资源化方面处理好、管理若将这些粪便在无害化、资源化方面处理好、管理好,、是宝贵的有机肥(氮、磷),可以肥田、减好,、是宝贵的有机肥(氮、磷),可以肥田、减 少少化肥用量、提高肥力、改良土壤、持续高产。但是缺化肥用量、提高肥力、改良土壤、持续高产。但是缺乏此工作,大量排入水体,导致江、河、湖、库、和乏此工作,大量排入水体,导致江、河、湖、库、和近海富营养化,而且其中各种病原体、病毒引发流行近海富营养化,而且其中各种病原体、病毒引发流行病
24、病。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓3-4 严重后果严重后果(1)污染水体污染水体2005年监测统计年监测统计 江、河江、河7大水系大水系411个监测断面:个监测断面:干净的(干净的(类)类)41%脏的(脏的(、劣、劣 类)类)59%其中特脏的(劣其中特脏的(劣 类)类)27%(主要污染物为氨氮、化学需氧量等)(主要污染物为氨氮、化学需氧量等)湖、库湖、库监测监测25个个 干净的(干净的(、类)类)28%,没有,没有类类 脏的(脏的(、劣、劣 类)类)72%其中特脏(劣其中特脏(劣类类)
25、43%主要污染物为总氮主要污染物为总氮、总磷、总磷 大面积地下水质也受到污染大面积地下水质也受到污染 污染源来自农业面源污染的,总氮占污染源来自农业面源污染的,总氮占53%,总磷占,总磷占43%,分别超过和,分别超过和接近来自工业和城市生活污水点源污染总和,而且比例逐年上升。接近来自工业和城市生活污水点源污染总和,而且比例逐年上升。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓(2)污染土壤)污染土壤 长期过量施化肥,特别是氮肥,结果土壤板结,肥力长期过量施化肥,特别是氮肥,结果土壤板结,肥力下降,产
26、量和产品质量下降。典型调查测评:下降,产量和产品质量下降。典型调查测评:江西红壤:表土江西红壤:表土PH值值5.04.3,普遍严重板结,普遍严重板结 东北黑钙土东北黑钙土:有机质含量:有机质含量5%8%1%2%,肥,肥力下降。力下降。热带地区一些农田;土壤结构被破坏,有的丧失农耕热带地区一些农田;土壤结构被破坏,有的丧失农耕价值。价值。农药农药40%60%残留在土壤中,结果严重污染的面积残留在土壤中,结果严重污染的面积达达22.4亿亩以上,有的耕地因农药残留量高,无法种亿亩以上,有的耕地因农药残留量高,无法种蔬菜、粮食,改种其他园艺类作物。蔬菜、粮食,改种其他园艺类作物。3 3 现代化节水型生
27、态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓(3)污染大气)污染大气 田间不合理的施肥、施药与灌水,会加重大气田间不合理的施肥、施药与灌水,会加重大气污染污染 以水稻田为例:以水稻田为例:氮(氨)挥发量可占到总施入量的氮(氨)挥发量可占到总施入量的3050%。温室气体(甲烷等)排放量巨大,国外专家认为温室气体(甲烷等)排放量巨大,国外专家认为中国稻田温室气体排放量相当于中国汽车的排放中国稻田温室气体排放量相当于中国汽车的排放量,提出希望中国压缩水稻种值面积。量,提出希望中国压缩水稻种值面积。3 3 现代化节水型生态灌区防
28、污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓(4)影响农产品安全质量)影响农产品安全质量 频繁过量施氮肥,粮食、蔬菜中硝酸盐超标。频繁过量施氮肥,粮食、蔬菜中硝酸盐超标。过量施磷肥,氟、镉、砷超标。过量施磷肥,氟、镉、砷超标。北京市叶菜类蔬菜北京市叶菜类蔬菜60%70%品种硝酸盐超品种硝酸盐超标,市民每天摄取的砷是世界卫生组织规定标准标,市民每天摄取的砷是世界卫生组织规定标准的的120%。农药的影响更严重。农药的影响更严重。2005年农业部调查检测年农业部调查检测50多类蔬菜,抽样近多类蔬菜,抽样近4000个,农药残留严重超个,
29、农药残留严重超标的近标的近10%。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓(5)严重危害人体健康)严重危害人体健康 恶性肿瘤发病率持续升高;恶性肿瘤发病率持续升高;肠道传染病的流行加重;肠道传染病的流行加重;初生儿发生缺陷的比率提高。初生儿发生缺陷的比率提高。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓 总之,农业面源污染的这些恶果,严重地制约总之,农业面源污染的这些恶果,严重地制约农业生产、农田水利
30、和农村经济的可持续发展。农业生产、农田水利和农村经济的可持续发展。构建现代化节水型生态灌区的目的,不仅是单构建现代化节水型生态灌区的目的,不仅是单纯从水量方面解决灌溉、排水问题,而且还须有纯从水量方面解决灌溉、排水问题,而且还须有助于减轻农业面源污染的危害。采取相应的技术助于减轻农业面源污染的危害。采取相应的技术与设施可以达到此目的。与设施可以达到此目的。3 3 现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性现代化节水型生态灌区防污、减污的必要性治理我国农业面源污染刻不容缓治理我国农业面源污染刻不容缓4-1 合理的田间灌排技术及其减污效果合理的田间灌排技术及其减污效果 以水稻灌排为例。以水稻灌排为例。
31、我国因地制宜已研究开发并推广了多种我国因地制宜已研究开发并推广了多种 水稻节水稻节水灌排模式。主要有以下三类:控制灌溉(无水水灌排模式。主要有以下三类:控制灌溉(无水层灌溉或半旱栽培),间歇灌溉,浅湿晒灌溉。层灌溉或半旱栽培),间歇灌溉,浅湿晒灌溉。节水灌溉不仅节水高产,而且可有效降低水和节水灌溉不仅节水高产,而且可有效降低水和大气污染。大气污染。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果(1)随地表排水流出农田的氮、磷减少)随地表排水流出农田的氮、磷减少 用节水灌溉,田面经常是浅水层或无水层,用
32、节水灌溉,田面经常是浅水层或无水层,降雨后允许一定的蓄雨深度,与常规的长期较深降雨后允许一定的蓄雨深度,与常规的长期较深淹灌相比,地表排水的次数少,排水量小。淹灌相比,地表排水的次数少,排水量小。在南方,地表排水量约减少在南方,地表排水量约减少15%30%。排水量不同但水中氮、磷浓度相同条件下,排水量不同但水中氮、磷浓度相同条件下,节水灌溉随地表水流出农田的氮、磷约减少节水灌溉随地表水流出农田的氮、磷约减少15%30%。事实是:采用节水灌溉,地表排水量减少,事实是:采用节水灌溉,地表排水量减少,排水中的氮、磷浓度也减小。排水中的氮、磷浓度也减小。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现
33、代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果数据表明:数据表明:对于早稻地表排水中,总氮的浓度,采用节对于早稻地表排水中,总氮的浓度,采用节水灌溉时下降水灌溉时下降20%25%,总磷的浓度下降,总磷的浓度下降20%30%。排出稻田的氮、磷量为排水量排出稻田的氮、磷量为排水量浓度。可知,浓度。可知,采用节水灌溉可减少氮流失采用节水灌溉可减少氮流失30%48%,平均,平均39%,磷流失减少,磷流失减少30%50%,平均,平均40%。作为概数,采用节水灌溉,从地表排水中排作为概数,采用节水灌溉,从地表排水中排的氮、磷均可减少约的氮、磷均可减少约40%。
34、4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果(2)随渗漏水流入地下水的氮、磷减少)随渗漏水流入地下水的氮、磷减少 节水灌溉模式下,田面水层浅或无水层,渗节水灌溉模式下,田面水层浅或无水层,渗漏量减少。漏量减少。随着渗流的量的减少,漏入地下水的氮、磷随着渗流的量的减少,漏入地下水的氮、磷量亦显著减少。量亦显著减少。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果 这些数据表明,采用节水灌溉,随渗漏水流这些数据表
35、明,采用节水灌溉,随渗漏水流入地下水的氮大约可减少入地下水的氮大约可减少25%35%,平均,平均30%;磷可减少约;磷可减少约55%。地表水与地下水流失的氮、磷量综合分析,地表水与地下水流失的氮、磷量综合分析,节水灌溉可减少氮、磷的流失量均约为节水灌溉可减少氮、磷的流失量均约为35%40%。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果浙江永康2004年试验,节水的薄露灌与传统灌溉相比,稻田排水中氮、磷及有机质的排放负荷均显著降低,其中总氮(TN)、氨氮、硝氮、总磷(TP)、磷酸盐和COD分别降低了3
36、4%、63%、27%、37%、23%和48%。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果(3)对温室气体排放及氨挥发影响)对温室气体排放及氨挥发影响 温室气体主要是甲烷温室气体主要是甲烷CH4、二氧化碳、二氧化碳CO2和氧化亚和氧化亚氮(氮(N2O)。)。土壤中土壤中CH4细菌在厌氧条件下产生。控制灌溉、间细菌在厌氧条件下产生。控制灌溉、间歇灌等,使土壤经常直接接触空气,曝晒阳光,有利于歇灌等,使土壤经常直接接触空气,曝晒阳光,有利于氧化还原电位提高,破坏甲烷菌产生和生存条件,能有氧化还原电位提高
37、,破坏甲烷菌产生和生存条件,能有效地抑制甲烷的形成和排放。效地抑制甲烷的形成和排放。河海大学试验研究的初步结果,采用控制灌溉模式河海大学试验研究的初步结果,采用控制灌溉模式可减少甲烷排放量达可减少甲烷排放量达39%85%,中国土壤研究所等单,中国土壤研究所等单位研究采用间歇灌溉模式,可减少位研究采用间歇灌溉模式,可减少42%45%。总之,偏旱使土壤经常直接接触空气,曝晒阳光的总之,偏旱使土壤经常直接接触空气,曝晒阳光的高效节水模式能较大幅度减少甲烷排放。高效节水模式能较大幅度减少甲烷排放。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及
38、其效果防污、减污技术与措施及其效果 氮施入稻田,会因氨挥发损失氮施入稻田,会因氨挥发损失30%50%,不仅,不仅影响肥效,也污染大气。偏旱的灌溉模式,田面氮浓度影响肥效,也污染大气。偏旱的灌溉模式,田面氮浓度高,氨挥发量比长期深灌时高,与施肥制度改革相结合,高,氨挥发量比长期深灌时高,与施肥制度改革相结合,可以降低氨挥发量。可以降低氨挥发量。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果19962001年在广西桂林与湖北荆门的试验,长期淹灌条件下,氮肥适宜的施肥制度为基肥:追肥=70:30;在间歇灌溉
39、条件下,基肥:追肥=30:70;与基肥加一次追肥相比,采用基肥(总氮30%)及三次追肥(总氮量的30%、30%、20%),能减少20%左右的氮肥挥发损失。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果(4)减轻农药污染)减轻农药污染 节水灌溉降低株间空气湿度,增加土壤曝晒节水灌溉降低株间空气湿度,增加土壤曝晒时间,提高株间昼夜温差,有利于减轻病虫害,时间,提高株间昼夜温差,有利于减轻病虫害,从而减少农药用量,减轻农药污染。从而减少农药用量,减轻农药污染。4 4 现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性现代化节水型生态灌区防污、减污的可能性防污、减污技术与措施及其效果防污、减污技术与措施及其效果(未完未完)