1、农田水利研究的现状农田水利研究的现状及发展方向及发展方向 武汉大学武汉大学 水利水电学院水利水电学院 水利系水利系杨杨 金金 忠忠农田水利综合试验场农田水利综合试验场汇报内容汇报内容一、研究现状分析一、研究现状分析二、二、近年来的主要研究成果近年来的主要研究成果三、农田水利的发展方向三、农田水利的发展方向四、机遇和挑战四、机遇和挑战一、研究现状分析一、研究现状分析1.1.研究课题分析研究课题分析2.2.研究内容分析研究内容分析1.1.研究课题分析研究课题分析_ _研究课题来源（研究课题来源（9696年以来）年以来）编号编号课题类型课题类型总经费总经费项目数项目数单项经费单项经费1 1基金基金4
2、70470343413.82 13.82 2 2国家项目国家项目430430151528.67 28.67 3 3部委级项目部委级项目350350111131.82 31.82 4 4国际合作国际合作3103105 562.00 62.00 5 5横向项目横向项目850850646413.28 13.28 合计合计 2410241012912918.6818.68n研究以纵向科学研究为主，纵向项目是横向项目的研究以纵向科学研究为主，纵向项目是横向项目的两倍两倍n基金项目在研究经费和项目个数最多，体现科学研基金项目在研究经费和项目个数最多，体现科学研究的水平和实力究的水平和实力n国家项目主要是国
3、家项目主要是“863”“863”、国家攻关。部级的项目、国家攻关。部级的项目偏少，应进一步增进和相关部的联系偏少，应进一步增进和相关部的联系n横向项目以规划设计为主。面宽，内容丰富，是联横向项目以规划设计为主。面宽，内容丰富，是联系实际、解决实际问题的重要环节系实际、解决实际问题的重要环节n平均每人每年的科研经费平均每人每年的科研经费7 78 8万元万元 1.1.研究课题分析研究课题分析_ _研究课题来源（研究课题来源（9696年以来）年以来）2.2.研究课题分析研究课题分析_ _研究方向研究方向 课题类型课题类型节水节水环境环境系统系统经济经济其它其它基金基金29.73%29.73%29.7
4、3%29.73%18.92%18.92%5.41%5.41%16.22%16.22%国家项目国家项目64.71%64.71%11.76%11.76%0.00%0.00%0.00%0.00%23.53%23.53%部委级项目部委级项目18.18%18.18%9.09%9.09%0.00%0.00%0.00%0.00%72.73%72.73%国际合作国际合作60.00%60.00%0.00%0.00%20.00%20.00%0.00%0.00%20.00%20.00%横向项目横向项目13.56%13.56%0.00%0.00%6.78%6.78%5.08%5.08%74.58%74.58%n在所有
5、类型的项目中，节水灌溉都是重在所有类型的项目中，节水灌溉都是重要的研究内容要的研究内容n基金项目、国家项目和国际合作项目，基金项目、国家项目和国际合作项目，偏重于节水和环境偏重于节水和环境n部委级项目和横向研究课题偏重于实用部委级项目和横向研究课题偏重于实用性的项目和规划设计性的项目和规划设计 2.2.研究课题分析研究课题分析_ _研究方向研究方向 二、二、近年来的主要研究内容近年来的主要研究内容1.1.水稻节水灌溉水稻节水灌溉2.2.旱作节水灌溉旱作节水灌溉3.3.水环境与水资源水环境与水资源4.4.排水标准排水标准5.5.大型灌区改造大型灌区改造6.6.国际合作项目国际合作项目1.1.节水
6、灌溉节水灌溉_ _水稻节水灌溉水稻节水灌溉主要典型研究课题 n水稻水分生产函数及稻田不充分灌溉原理水稻水分生产函数及稻田不充分灌溉原理研究（基金）研究（基金）n水稻水分生产函数时空变化规律的研究水稻水分生产函数时空变化规律的研究（基金）（基金）n水稻灌区节水灌溉技术的不同尺度影响水稻灌区节水灌溉技术的不同尺度影响（基金）（基金）n水稻高效节水灌溉技术与原理及其水肥运水稻高效节水灌溉技术与原理及其水肥运移规律研究（基金）移规律研究（基金）1.1.节水灌溉节水灌溉_ _水稻节水灌溉水稻节水灌溉主要研究成果主要研究成果 n比较全面、系统地提出了我国南方及北方早、中、比较全面、系统地提出了我国南方及北
7、方早、中、晚稻的水分生产函数晚稻的水分生产函数n提出了我国南方和北方典型地区不同水资源条件下提出了我国南方和北方典型地区不同水资源条件下的水稻优化灌溉制度的水稻优化灌溉制度n在国内外首次提出了水稻水分生产函数与主要气象在国内外首次提出了水稻水分生产函数与主要气象因素相关的数学模型因素相关的数学模型n探索了水稻水分生产函数随时、空变化的规律，提探索了水稻水分生产函数随时、空变化的规律，提高了点上短系列生产函数试验成果的实用价值高了点上短系列生产函数试验成果的实用价值1.1.节水灌溉节水灌溉_ _水稻节水灌溉水稻节水灌溉主要研究成果主要研究成果 n揭示了水稻中、早期受旱复水后，耗水及生长的揭示了水
8、稻中、早期受旱复水后，耗水及生长的“反弹反弹”效应，提出了充分利用此效应的节水、效应，提出了充分利用此效应的节水、丰产灌溉理论与方法丰产灌溉理论与方法n水稻生产函数、优化灌溉制度的研究成果被山西、水稻生产函数、优化灌溉制度的研究成果被山西、河北及广西稻田应用河北及广西稻田应用n以此研究为基础，进一步开展了与欧盟、美国、以此研究为基础，进一步开展了与欧盟、美国、澳大利亚、国际水稻研究所等地区、国家和国际澳大利亚、国际水稻研究所等地区、国家和国际组织在水稻节水领域的国际合作研究组织在水稻节水领域的国际合作研究1.1.节水灌溉节水灌溉_ _旱作节水灌溉旱作节水灌溉主要典型研究课题 n农田节水灌溉的增
9、产及环境影响效应的应用研究农田节水灌溉的增产及环境影响效应的应用研究（基金）（基金）n主要粮食作物的生产函数、灌溉模式及墒情监测主要粮食作物的生产函数、灌溉模式及墒情监测（基金）（基金）n宁蒙河套灌区水平衡机制及耗水量研究（基金）宁蒙河套灌区水平衡机制及耗水量研究（基金）n田间保墒理论与应用研究（基金）田间保墒理论与应用研究（基金）n节水灌溉与农业综合技术（节水灌溉与农业综合技术（9595）n鄂西北山丘区农业干旱问题研究（基金）鄂西北山丘区农业干旱问题研究（基金）1.1.节水灌溉节水灌溉_ _旱作节水灌溉旱作节水灌溉主要研究成果主要研究成果 n丰富和发展了农田水循环和转化理论，不同覆盖条丰富和
10、发展了农田水循环和转化理论，不同覆盖条件下的覆盖保墒理论件下的覆盖保墒理论n提出了冬小麦玉米一体化的节水高产栽培技术、提出了冬小麦玉米一体化的节水高产栽培技术、冬小麦的喷灌增产模式冬小麦的喷灌增产模式n提出具有时域稳定和地域适应的作物生产函数，建提出具有时域稳定和地域适应的作物生产函数，建立了旱作区的水、肥耦合的作物生产函数立了旱作区的水、肥耦合的作物生产函数n提出的一体化栽培技术与喷灌结合的灌溉模式在提出的一体化栽培技术与喷灌结合的灌溉模式在3131万亩农田上得到了大面积推广万亩农田上得到了大面积推广2.水环境及水资源水环境及水资源主要典型研究课题 n劣质水资源化与灌溉技术（劣质水资源化与灌
11、溉技术（863863）n再生水高效安全灌溉利用技术（再生水高效安全灌溉利用技术（863863）n地表、地下水污染基本规律及预测数学模型研究（基金）地表、地下水污染基本规律及预测数学模型研究（基金）n污染物通过区域饱和污染物通过区域饱和非饱和土壤的运动理论（基金）非饱和土壤的运动理论（基金）n污水灌溉中污染物转化运移规律的基础研究（基金）污水灌溉中污染物转化运移规律的基础研究（基金）n排水条件下化肥的流失及其对环境的影响（基金）排水条件下化肥的流失及其对环境的影响（基金）n西北水资源承载能力与生态环境保护研究（西北水资源承载能力与生态环境保护研究（9595）n西北干旱区盐碱地改良排水多准则优化设
12、计模型研究（基西北干旱区盐碱地改良排水多准则优化设计模型研究（基金）金）n南水北调受水区水资源系统运行管理研究南水北调受水区水资源系统运行管理研究2.水环境及水资源水环境及水资源主要研究成果主要研究成果 n研究了污水灌溉技术方法，提出了污水灌溉中污研究了污水灌溉技术方法，提出了污水灌溉中污染物的转化运移理论和模型染物的转化运移理论和模型n研究了化肥的利用和流失，提出了氮素流失的模研究了化肥的利用和流失，提出了氮素流失的模拟方法和控制减少氮素流失的方法拟方法和控制减少氮素流失的方法n根据土壤和介质特征随机分布的特征，研究了溶根据土壤和介质特征随机分布的特征，研究了溶质在非饱和介质中运移的基本方程
13、和基本理论质在非饱和介质中运移的基本方程和基本理论n研究了西北典型地区水资源的开发利用对于灌区研究了西北典型地区水资源的开发利用对于灌区生态环境的影响生态环境的影响3.3.排水标准排水标准 主要典型研究课题 n控制排水田间工程及水管理成套技术控制排水田间工程及水管理成套技术(948)(948)n农田地下排水动态水管理模拟模型研究（基金）农田地下排水动态水管理模拟模型研究（基金）n涝渍灾害防御技术（涝渍灾害防御技术（9595）3.3.排水标准排水标准主要研究成果主要研究成果 n引进国外的自动给水栓技术，提出了技术要点，引进国外的自动给水栓技术，提出了技术要点，建立了自动化和现代化的试验示范区建立
14、了自动化和现代化的试验示范区n提出了涝渍兼治的排水指标，根据涝渍兼治的理提出了涝渍兼治的排水指标，根据涝渍兼治的理论，提出排水系统的设计方法和设计标准论，提出排水系统的设计方法和设计标准n提出利用累计地下水埋深提出利用累计地下水埋深SEWSEW和受抑制天数和受抑制天数SDISDI为为指标的排水标准指标的排水标准n探讨了水旱连作条件下，同时考虑农田水分状况探讨了水旱连作条件下，同时考虑农田水分状况和排水水质的排水设计标准及排水规格的确定方和排水水质的排水设计标准及排水规格的确定方法和步骤法和步骤4.4.大型灌区节水改造大型灌区节水改造 主要课题 n内蒙（河套）内蒙（河套）n河南（鸭河口，南湾等河
15、南（鸭河口，南湾等）n广东（高州，青年运河等）广东（高州，青年运河等）n湖北（颜家台，洪湖，东风，浠水，莲花池）湖北（颜家台，洪湖，东风，浠水，莲花池）4.4.大型灌区节水改造大型灌区节水改造主要成果主要成果 n锻炼了教师解决实际工程问题的能力锻炼了教师解决实际工程问题的能力n研究了内蒙河套灌区的秋浇灌溉和不同形研究了内蒙河套灌区的秋浇灌溉和不同形式的井渠结合问题，为河套灌区的节水改式的井渠结合问题，为河套灌区的节水改造提供有力的支持造提供有力的支持n了解了全国灌区发展的现状，掌握了我国了解了全国灌区发展的现状，掌握了我国灌区的基本特征和存在的主要问题灌区的基本特征和存在的主要问题5.5.国际
16、合作国际合作 主要代表性课题课题 n黄河节水策略（欧共体）黄河节水策略（欧共体）n中国水稻节水灌溉技术及其影响（澳大利亚）中国水稻节水灌溉技术及其影响（澳大利亚）n提高水稻灌区水分生产率的研究（澳大利亚）提高水稻灌区水分生产率的研究（澳大利亚）n遗传水法理论及应用研究（香港）遗传水法理论及应用研究（香港）n水稻灌区灌溉系统控制理论及其应用（澳大利水稻灌区灌溉系统控制理论及其应用（澳大利亚）亚）5.5.国际合作国际合作主要成果主要成果 n拓宽了进行农田水利科学研究的资金渠道，拓宽了进行农田水利科学研究的资金渠道，提高了学科在国际同类研究中的相互了解提高了学科在国际同类研究中的相互了解n锻炼了一批
17、年轻学者，提高了国际合作和国锻炼了一批年轻学者，提高了国际合作和国际交流的能力际交流的能力n根据黄河上游和下游两个不同类型灌区的观根据黄河上游和下游两个不同类型灌区的观测和试验，参与提出了节水的途径和相应技测和试验，参与提出了节水的途径和相应技术方法，初步建立了节水灌溉的决策支持系术方法，初步建立了节水灌溉的决策支持系统统三、农田水利研究的发展方向三、农田水利研究的发展方向 1.1.节水灌溉基本理论节水灌溉基本理论2.2.农业水环境农业水环境3.3.农田水利信息化技术农田水利信息化技术4.4.农业节水技术方法农业节水技术方法5.5.水政策水政策1.1.节水灌溉基本理论节水灌溉基本理论（水、盐、
18、作物）（水、盐、作物）水分及盐分运动的基本理论研究水分及盐分运动的基本理论研究 n农田土壤水分的转化问题与农田水分的有农田土壤水分的转化问题与农田水分的有效利用效利用n水热和溶质的耦合运移水热和溶质的耦合运移n土壤土壤-植物植物-大气连续体中的水热运移大气连续体中的水热运移n水肥交互作用机理研究水肥交互作用机理研究n土壤水分及溶质运动的随机模型土壤水分及溶质运动的随机模型1.1.节水灌溉基本理论节水灌溉基本理论（水、盐、作物）（水、盐、作物）水分及盐分运动的基本理论研究 n土壤水分及溶质的优先流土壤水分及溶质的优先流n土壤水参数的测定和确定土壤水参数的测定和确定n土壤水参数的空间变异性土壤水参
19、数的空间变异性n尺度效应问题的研究，节水灌溉技术的不尺度效应问题的研究，节水灌溉技术的不同尺度影响同尺度影响1.1.节水灌溉基本理论节水灌溉基本理论（水、盐、作物）（水、盐、作物）节水灌溉条件下的需水规律节水灌溉条件下的需水规律n作物受水分胁迫条件下需水规律的研究作物受水分胁迫条件下需水规律的研究n间作套种条件下作物的耗水规律研究间作套种条件下作物的耗水规律研究n非充分灌溉制度的研究，优化灌溉制度非充分灌溉制度的研究，优化灌溉制度n淡水和微咸水交替灌溉条件下灌溉制度研究淡水和微咸水交替灌溉条件下灌溉制度研究n微咸水的开发利用技术微咸水的开发利用技术n水分供给状况对农产品品质影响研究水分供给状况
20、对农产品品质影响研究2.2.灌溉用水的循环机制，灌溉用水的循环机制，GSPACGSPAC系统的研究系统的研究 n灌区水量的循环机制（地表、地下、转换、生态）灌区水量的循环机制（地表、地下、转换、生态）n作物耗水机理及作物耗水量的预测分析理论作物耗水机理及作物耗水量的预测分析理论n水资源合理开发利用技术（调度、优化、分配）水资源合理开发利用技术（调度、优化、分配）n井渠结合措施及对于水循环的影响（井渠结合与渠道井渠结合措施及对于水循环的影响（井渠结合与渠道防渗，井渠结合与地下水利用，井渠结合模式、井渠防渗，井渠结合与地下水利用，井渠结合模式、井渠开采量比例）开采量比例）n季风气候区的雨水利用和城
21、市雨洪利用季风气候区的雨水利用和城市雨洪利用n不同尺度水循环过程的耦合不同尺度水循环过程的耦合n利用遥感遥测技术辨识作物、土壤含水量等区域农田利用遥感遥测技术辨识作物、土壤含水量等区域农田数据的理论与技术数据的理论与技术3.3.农业水环境农业水环境 n非点源污染方面的研究，人类活动对地下非点源污染方面的研究，人类活动对地下水环境影响的预测水环境影响的预测n劣质水灌溉对农田环境影响劣质水灌溉对农田环境影响n节水灌溉对区域水资源循环体系和大田作节水灌溉对区域水资源循环体系和大田作物生态环境影响研究物生态环境影响研究n区域水资源开发和灌溉对于区域生态环境区域水资源开发和灌溉对于区域生态环境的影响的影
22、响农田区域水环境农田区域水环境3.3.农业水环境农业水环境 n劣质水灌溉技术方法和理论（标准，保障技术）劣质水灌溉技术方法和理论（标准，保障技术）n排水条件下的养分流失和转化排水条件下的养分流失和转化n污水处理和利用相接合的综合技术及污染物转化污水处理和利用相接合的综合技术及污染物转化理论理论n地下水及土壤的污染及修复技术（物理、化学、地下水及土壤的污染及修复技术（物理、化学、生物、电动、生物、电动、P&TP&T）劣质水利用及环境问题劣质水利用及环境问题4.4.农田水利信息化技术农田水利信息化技术 n信息技术：信息技术：水利信息的采集、传输、存储和处理，水利信息的采集、传输、存储和处理，网络技
23、术、网络技术、3 3S S技术等，发挥多学科的综合优势，充技术等，发挥多学科的综合优势，充分利用现有的资源和设施建立农田水利工程软件开分利用现有的资源和设施建立农田水利工程软件开发基地发基地n农田水利模型：农田水利模型：灌溉排水的均衡、预测、优化、分灌溉排水的均衡、预测、优化、分析、模拟、仿真、规划、设计等应用模型，逐步形析、模拟、仿真、规划、设计等应用模型，逐步形成灌区及地区灌溉管理的决策支持系统成灌区及地区灌溉管理的决策支持系统n数据库建设：数据库建设：需水、耗水、灌溉水资源、作物分布需水、耗水、灌溉水资源、作物分布及种植、地理、社会、经济、地表水资源、地下水及种植、地理、社会、经济、地表
24、水资源、地下水资源；已建和在建的灌排工程；用水、供水、耗水、资源；已建和在建的灌排工程；用水、供水、耗水、污废水排放信息污废水排放信息，实时监测、实时监测、信息的规范化和标准信息的规范化和标准化化5.5.农业节水技术方法农业节水技术方法 n不同尺度下农田墒情预报方法不同尺度下农田墒情预报方法n精细农业。即对灌水位置、灌水时间、灌水数精细农业。即对灌水位置、灌水时间、灌水数量、灌水成分、空气湿度和土壤墒情进行自动量、灌水成分、空气湿度和土壤墒情进行自动监控，科学管理监控，科学管理n现代灌水技术现代灌水技术n土壤保水剂及作物蒸腾调控技术土壤保水剂及作物蒸腾调控技术n旱地（雨养）农业的水分利用技术旱
25、地（雨养）农业的水分利用技术n地面灌溉技术。激光控制平地、水平畦田灌溉地面灌溉技术。激光控制平地、水平畦田灌溉技术、田间闸管灌溉系统。技术、田间闸管灌溉系统。5.5.农业节水技术方法农业节水技术方法 n渠道防渗技术与防冻胀技术：材料的研究，模渠道防渗技术与防冻胀技术：材料的研究，模式，技术措施，养护式，技术措施，养护n控水、量水技术：低水头、高精度、自动化、控水、量水技术：低水头、高精度、自动化、低造价的量水设备，自动闸门，灌区的上游控低造价的量水设备，自动闸门，灌区的上游控制和下游控制技术制和下游控制技术n海水的淡化和利用技术海水的淡化和利用技术n回归水的拦蓄和利用技术回归水的拦蓄和利用技术
26、n人工降雨的催化和利用技术人工降雨的催化和利用技术n输配水自动量测及监控技术输配水自动量测及监控技术6.6.水政策（水价、水管理、机制）水政策（水价、水管理、机制）n水权、水价的形成机制以及效益补偿机水权、水价的形成机制以及效益补偿机制制n农业节水效益和投入机制的研究农业节水效益和投入机制的研究n灌溉用水水价调整机制及其对于节水和灌溉用水水价调整机制及其对于节水和农业的影响农业的影响n农业节水灌溉的法律法规保障体系农业节水灌溉的法律法规保障体系四、我校农田水利科学研究应掌握的机遇四、我校农田水利科学研究应掌握的机遇 机遇和挑战机遇和挑战 n目前和其余学校和研究单位在同一个新的起跑线上，目前和其
27、余学校和研究单位在同一个新的起跑线上，无形资产优势和地理位置的劣势无形资产优势和地理位置的劣势n充分利用新学校管理体制的契机，加强和专业领导部充分利用新学校管理体制的契机，加强和专业领导部门的联系，拓宽发展途径门的联系，拓宽发展途径 n利用新武汉大学的多学科门类的优势利用新武汉大学的多学科门类的优势 n3 3S S系统系统n经济、法律经济、法律n充分发挥已有优势，优化学科结构充分发挥已有优势，优化学科结构 n强项：基本理论，节水灌溉强项：基本理论，节水灌溉n加强：环境，排水，灌溉技术加强：环境，排水，灌溉技术n发展：信息技术，水政策发展：信息技术，水政策谢谢 谢！谢！以上报告仅根据本人掌握的有限资料以上报告仅根据本人掌握的有限资料和比较熟悉的专业范围而得到的初步看法，和比较熟悉的专业范围而得到的初步看法，不妥之处敬请批评指正。不妥之处敬请批评指正。
