农业生态与环境保护（第二版）第2节水循环与节水农业电子课件.ppt

农业生态与环境保护（第二版）第2节水循环与节水农业电子课件 第二节第二节 水循环与节水农业水循环与节水农业一、水的分布一、水的分布 二、全球水循环及水资源特征二、全球水循环及水资源特征 三、我国水资源利用特征三、我国水资源利用特征 四、节水农业四、节水农业 水是地球表面分布最广泛和最重要的物质，水是地球表面分布最广泛和最重要的物质，是生物体内各种生命过程的介质，是参与地表物是生物体内各种生命过程的介质，是参与地表物质与能量转化的重要因素。水长期参与生态系统质与能量转化的重要因素。水长期参与生态系统的形成和发展过程。水分循环不仅调节了气候，的形成和发展过程。水分循环不仅调节了气候，而且净化了大气。水分的时空分布与状况在较大而且净化了大气。水分的时空分布与状况在较大程度上决定着农业景观生态类型与土地利用格程度上决定着农业景观生态类型与土地利用格局，同时水分的异常变化也会给农业带来巨大影局，同时水分的异常变化也会给农业带来巨大影响。因此，研究水分平衡具有十分重要的意义。响。因此，研究水分平衡具有十分重要的意义。一、水的分布一、水的分布 在自然界中，水以固态、液态和气态形式分布于在自然界中，水以固态、液态和气态形式分布于水圈、大气圈、岩石圈、土壤圈和生物圈几个贮存库中。水圈、大气圈、岩石圈、土壤圈和生物圈几个贮存库中。关于地球的总水量，目前存在许多不同的估计。关于地球的总水量，目前存在许多不同的估计。19701970年年国际水文学会统一了大致的数据，认为地球上水的总体国际水文学会统一了大致的数据，认为地球上水的总体积接近积接近151015108 8kmkm3 3（表（表4-14-1）。）。并把各部分水量在地球表面上的平均深度规定为它并把各部分水量在地球表面上的平均深度规定为它的当量深度。据估计，当量深度如下：的当量深度。据估计，当量深度如下：海水：约为海水：约为270027002800m2800m；冰和雪：约为；冰和雪：约为50m50m；地下水：大约地下水：大约15m15m；陆地水：陆地水：0.40.41m1m；大气平均水气含量：大气平均水气含量：0.03m0.03m。地球系统中地球系统中的水的组成的水的组成指存储于海洋、湖泊、指存储于海洋、湖泊、河流、冰川、沼泽等河流、冰川、沼泽等水体中的水水体中的水指赋存于土壤和岩石指赋存于土壤和岩石孔隙、洞穴、溶穴中孔隙、洞穴、溶穴中的水的水指含在生物体内的水指含在生物体内的水指悬浮于大气中的水指悬浮于大气中的水汽，包括以液态和固汽，包括以液态和固态形式悬浮于大气中态形式悬浮于大气中的水的水地球系统中水的组成地球系统中水的组成表表4-1 4-1 地球的水量估计地球的水量估计 （张季中，（张季中，农业生态与环境保护农业生态与环境保护，20072007）来源来源 水量（水量（km3km3）占总水量（占总水量（%）淡水湖淡水湖 125000 0.009125000 0.009河流河流 1250 0.00011250 0.0001土壤水和渗流水土壤水和渗流水 67000 0.00567000 0.005地下水地下水 8350000 0.618350000 0.61盐湖和内陆海盐湖和内陆海 104000 0.008104000 0.008冰盖和冰川冰盖和冰川 29200000 2.4129200000 2.41大气水分大气水分 13000 0.00113000 0.001海洋海洋 13700000001370000000 97.3097.30 第二节第二节 水循环与节水农业水循环与节水农业二、全球水循环及水资源特征二、全球水循环及水资源特征 地球上的水并不是处于静止状态的。海洋、大气和地球上的水并不是处于静止状态的。海洋、大气和陆地的水，在自身位能、太阳能、气象因子、生态环境陆地的水，在自身位能、太阳能、气象因子、生态环境以及人类活动的耦合作用下，进行着连续的大规模的交以及人类活动的耦合作用下，进行着连续的大规模的交换，使自然界中的水形成了一个随时间、空间变化的复换，使自然界中的水形成了一个随时间、空间变化的复杂的动态系统。这种动态交换过程，就是水分循环。由杂的动态系统。这种动态交换过程，就是水分循环。由于太阳辐射，海面和陆地表面每年约有于太阳辐射，海面和陆地表面每年约有488000km488000km3 3水分水分蒸发到太空中。蒸发到太空中。水循环概念水循环概念 是指地球上各种形态的水是指地球上各种形态的水,在在太阳辐射和地心太阳辐射和地心引力引力等作用下，以等作用下，以蒸发蒸发水汽输送、凝结降水、水汽输送、凝结降水、下渗和径流下渗和径流等环节，不断地发生等环节，不断地发生相态转化相态转化和和周而周而复始复始运动的过程。运动的过程。水循环示意图水循环示意图降水降水 蒸发蒸发 径流径流 水汽输送水汽输送 入入渗渗 水循环过程的水循环过程的5个基本环节：个基本环节：蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流。内因内因 外因外因水水循循环环l内因内因水的水的“三态三态”变化，也就是在常温的条件下，水的气态、液变化，也就是在常温的条件下，水的气态、液 态、固态可以态、固态可以相互转化。这使水分循环过程的转移、交换成为可能相互转化。这使水分循环过程的转移、交换成为可能;l外因外因太阳辐射和地心引力。太阳辐射的热力作用为水的太阳辐射和地心引力。太阳辐射的热力作用为水的“三态三态”转化提供了条转化提供了条件；太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的件；太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）促成降水，并使水从高处向低处流动，从陆地到移动创造了条件。地心引力（重力）促成降水，并使水从高处向低处流动，从陆地到海洋。从而实现了水分循环。海洋。从而实现了水分循环。水循环发生的原因水循环发生的原因（水的物理特性）（水的物理特性）（太阳辐射和地心引力）（太阳辐射和地心引力）水循环机理（特征）水循环机理（特征）1.1.水循环服从质量守恒定律；水循环服从质量守恒定律；2.2.太阳辐射与重力作用是水循环的太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力基本动力；3.3.水循环广及整个水圈，并深入到大气圈、岩石圈及生水循环广及整个水圈，并深入到大气圈、岩石圈及生物圈；物圈；4.4.全球水循环是全球水循环是闭合闭合系统，但局部水循环却是系统，但局部水循环却是开放开放系系统；统；5.5.地球上的水分在交替循环过程中，溶解且携带某些物地球上的水分在交替循环过程中，溶解且携带某些物质运动。质运动。自海洋表面蒸发的水分，被气流带到陆地上自海洋表面蒸发的水分，被气流带到陆地上空以雨、雪、露和冰雹等形式降落到地面时，一空以雨、雪、露和冰雹等形式降落到地面时，一部分通过蒸发和蒸腾返回大气，一部分渗入地下部分通过蒸发和蒸腾返回大气，一部分渗入地下形成土壤水或潜水，还有一部分形成径流汇入江形成土壤水或潜水，还有一部分形成径流汇入江河，最终注入海洋，这就是水分的海陆循环。河，最终注入海洋，这就是水分的海陆循环。内流区的水不能通过河流直接流入海洋，它内流区的水不能通过河流直接流入海洋，它和海洋的水分交换比较少。因此，内流区的水分和海洋的水分交换比较少。因此，内流区的水分循环具有某种程度的独立性。但它和地球上总的循环具有某种程度的独立性。但它和地球上总的水分循环仍然有联系。从内流区地表蒸发和蒸腾水分循环仍然有联系。从内流区地表蒸发和蒸腾的水分，可被气流携带到海洋或外流区上空降的水分，可被气流携带到海洋或外流区上空降落，来自海洋或外流区的气流，也可在内流区形落，来自海洋或外流区的气流，也可在内流区形成降水。成降水。在水分循环过程中，只有少部分被动植物和在水分循环过程中，只有少部分被动植物和人吸收利用。植物吸收的水分中，大部分用于蒸人吸收利用。植物吸收的水分中，大部分用于蒸腾，只有很小部分被光合作用同化形成有机物腾，只有很小部分被光合作用同化形成有机物质，并进人生物链，有机物质在生态系统中最终质，并进人生物链，有机物质在生态系统中最终被生物分解并返回环境。被生物分解并返回环境。水在循环中不断进行着自然更新。据估计，大气中水在循环中不断进行着自然更新。据估计，大气中的全部水量的全部水量9d9d即可更新即可更新1 1次，河流约需次，河流约需101020d20d，土壤水，土壤水约需约需280d280d，淡水湖约需，淡水湖约需1 1100d100d，地下水约需，地下水约需300d300d。盐。盐湖和内陆海水的更新，因其规模不同而有较大的差别，湖和内陆海水的更新，因其规模不同而有较大的差别，时间约时间约101010001000年，高山冰川约需数十年至数百年，极年，高山冰川约需数十年至数百年，极地冰盖则需地冰盖则需16000d16000d，只有海洋中的水全部更新时间最，只有海洋中的水全部更新时间最长，要长，要37000d37000d。地球系统中水的更新速度地球系统中水的更新速度 地球的总储水量约地球的总储水量约13.8亿亿k km3，但平均每年只有但平均每年只有57.757.7万万k km3的水参与水文循环，按的水参与水文循环，按此速度，地球上全部的水量都参与循环一次，或者说全部水量更新一次，大约需要此速度，地球上全部的水量都参与循环一次，或者说全部水量更新一次，大约需要 2400 年年。水体类别水体类别更新时间更新时间水体类别水体类别更新时间更新时间极地冰川、长极地冰川、长年积雪年积雪约约10000年年土壤水土壤水1年年世界大洋世界大洋2500年年河流水河流水16日日高山冰川高山冰川1600年年大气水大气水8日日深层地下水深层地下水1400年年生物水生物水12小时小时湖泊水湖泊水17年年全球全球2400年年沼泽水沼泽水5年年表表2-12-1：地球上各种水体中水的更新时间：地球上各种水体中水的更新时间 降水、蒸发和径流在整个水分循环中是降水、蒸发和径流在整个水分循环中是3 3个最重要的环节，个最重要的环节，在全球水量平衡中同样是最在全球水量平衡中同样是最主要的因素。主要的因素。若以若以P P表示降水量，表示降水量，E E表示蒸发量，表示蒸发量，R R表示径表示径流量，则海洋水量平衡式可写为流量，则海洋水量平衡式可写为E=P+RE=P+R；陆地水；陆地水量平衡式可写为量平衡式可写为P=E+RP=E+R。表表4-24-2是全球水量平衡的总体情况。是全球水量平衡的总体情况。全球的水分循环既使水圈成为自然生态环境全球的水分循环既使水圈成为自然生态环境演变的主要动力之一，又使陆地淡水资源成为陆演变的主要动力之一，又使陆地淡水资源成为陆地生物以及人类社会在一定数量限度内取之不尽、地生物以及人类社会在一定数量限度内取之不尽、用之不竭的可更新自然资源。但由于纬度位置、用之不竭的可更新自然资源。但由于纬度位置、海陆位置、海拔高度和生态环境的影响以及距太海陆位置、海拔高度和生态环境的影响以及距太阳远近的不同，水的分布及其形态存在着地域和阳远近的不同，水的分布及其形态存在着地域和季节上的差异。季节上的差异。水循环的作用及效应水循环的作用及效应 水循环是水文现象的根源，是地球上最基本水循环是水文现象的根源，是地球上最基本的物质大循环和最活跃的自然现象。的物质大循环和最活跃的自然现象。水循环深刻地影响全球地理环境，影响生态水循环深刻地影响全球地理环境，影响生态平衡，影响水资源的开发利用。平衡，影响水资源的开发利用。水循环的作用及效应水循环的作用及效应1.1.水循环与地球圈层结构水循环与地球圈层结构 水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参于水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参于了圈层之间界面活动，并且深入了圈层之间界面活动，并且深入4 4大圈层内部，将它们大圈层内部，将它们耦合在一起。耦合在一起。水循环，它上达水循环，它上达1515公里公里的高空，成为大气圈的有机的高空，成为大气圈的有机组成部分，担当了大气循环过程的主角；组成部分，担当了大气循环过程的主角；深入地表以下深入地表以下1-31-3公里公里深处，积极参与岩石圈中化深处，积极参与岩石圈中化学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力因素；学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力因素；同时水作为生命活动的源泉，生物有机体的组成同时水作为生命活动的源泉，生物有机体的组成部分，它全面的参与了生物大循环，成为沟通无机界和部分，它全面的参与了生物大循环，成为沟通无机界和有机界联系的纽带。有机界联系的纽带。2.2.水循环与全球气候水循环与全球气候 水循环一方面受到全球气候变化，尤其是大气环流水循环一方面受到全球气候变化，尤其是大气环流的影响，另一方面它又制约了全球气候。的影响，另一方面它又制约了全球气候。温室效应：温室效应：CO2、CH4和和水蒸汽水蒸汽大气热量的主要来源构成图大气热量的主要来源构成图 水循环的作用及效应水循环的作用及效应1.1.水循环与地球圈层结构水循环与地球圈层结构2.2.水循环与全球气候水循环与全球气候(1)(1)水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。如果大气圈中的水汽含量减少一半，地球表面的平均气如果大气圈中的水汽含量减少一半，地球表面的平均气温将降低温将降低55，两极地区的冰盖将大大扩大，地球进入，两极地区的冰盖将大大扩大，地球进入冰期；如果完全没有水汽，平均气温将下降冰期；如果完全没有水汽，平均气温将下降16 16。(2)(2)水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。如果没有如果没有热平流（洋流）热平流（洋流）来调节高低纬度之间的这来调节高低纬度之间的这种热量分配的不均状态，那么赤道附近地区的温度要比种热量分配的不均状态，那么赤道附近地区的温度要比现今增加现今增加1010以上，两极地区则要降低以上，两极地区则要降低2020。水循环的作用及效应水循环的作用及效应1.1.水循环与地球圈层结构水循环与地球圈层结构2.2.水循环与全球气候水循环与全球气候(1)(1)水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。(2)(2)水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。(3)(3)水循环的强弱及其路径，水循环的强弱及其路径，会直接影响到各地的会直接影响到各地的天气天气过程过程，甚至可以决定地区的，甚至可以决定地区的气候基本特征气候基本特征。在这方面，。在这方面，海洋环流系统的气候效应表现得最为强烈。海洋环流系统的气候效应表现得最为强烈。水循环强的区域雨水补给充足，气候湿润，反之干水循环强的区域雨水补给充足，气候湿润，反之干旱。旱。洋流性质影响了地区的气候特征洋流性质影响了地区的气候特征。北大西洋暖流。北大西洋暖流1 1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15152020。水循环的作用及效应水循环的作用及效应1.1.水循环与地球圈层结构水循环与地球圈层结构2.2.水循环与全球气候水循环与全球气候(1)(1)水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者。(2)(2)水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。(3)(3)水循环的强弱及其路径，会直接影响到各地的天气水循环的强弱及其路径，会直接影响到各地的天气过程过程(4)(4)此外，各种天气现象此外，各种天气现象如云、雨、雪、霜及台风暴雨如云、雨、雪、霜及台风暴雨等，等，本身就是水循环的产物本身就是水循环的产物，没有水循环就不存在这类，没有水循环就不存在这类天气现象。天气现象。水循环与地貌形态及地壳运动水循环与地貌形态及地壳运动1.1.水循环过程中的流水、冰川水循环过程中的流水、冰川塑造了地表形态塑造了地表形态，如冰川地貌、海岸地貌、流水地貌、岩溶地貌如冰川地貌、海岸地貌、流水地貌、岩溶地貌 2.2.水循环影响到地壳表层内应力的平衡，是触水循环影响到地壳表层内应力的平衡，是触发地震，甚至发地震，甚至引起地壳运动引起地壳运动的重要原因。如水库的重要原因。如水库诱发地震。诱发地震。角峰与刃脊角峰与刃脊 水循环与生态平衡水循环与生态平衡1.1.没有水循环，就不会有生命活动，亦就不存在没有水循环，就不会有生命活动，亦就不存在生物圈。生物圈。2.2.水循环的强度及其时空变化，是制约一个地区水循环的强度及其时空变化，是制约一个地区生态环境平衡或失调的关键。生态环境平衡或失调的关键。3.3.水循环强度的时空变化，又是造成本区洪、涝、水循环强度的时空变化，又是造成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因。旱等自然灾害的主要原因。水循环与水资源开发利用水循环与水资源开发利用1.1.水循环的存在使水循环的存在使水资源具有再生性和可以永继利用水资源具有再生性和可以永继利用的特点。的特点。2.2.水资源的水资源的更新速度和补给量更新速度和补给量要受到水循环的强度、循要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约。（对于地区而言，可利用的水环周期的长短的制约。（对于地区而言，可利用的水资源量是有限的）资源量是有限的）3.3.只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及只有在开发利用强度不超过地区水循环更新速度以及控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能控制水污染的条件下，水资源才能不断获得更新，才能永继利用。永继利用。第二节第二节 水循环与节水农业水循环与节水农业三、我国水资源利用特征三、我国水资源利用特征（一）水资源总量（一）水资源总量 我国水资源总量为我国水资源总量为2.82.8万亿万亿m m3 3。其中地表水。其中地表水2.72.7万亿万亿m m3 3，地下水，地下水0.830.83万亿万亿m m3 3，由于地表水与地下水相互转换、，由于地表水与地下水相互转换、互为补给，扣除两者重复计算量互为补给，扣除两者重复计算量0.730.73万亿万亿m m3 3，与河川径，与河川径流不重复的地下水资源量约为流不重复的地下水资源量约为0.10.1万亿万亿m m3 3。按照国际公认的标准，人均水资源低于按照国际公认的标准，人均水资源低于3000m3000m3 3为轻为轻度缺水；人均水资源低于度缺水；人均水资源低于2000m2000m3 3为中度缺水；人均水资为中度缺水；人均水资源低于源低于1000m1000m3 3为重度缺水；人均水资源低于为重度缺水；人均水资源低于500m500m3 3为极为极度缺水。度缺水。我国目前有我国目前有1616个省个省(区、市区、市)人均水资源量人均水资源量(不包括不包括过境水过境水)低于严重缺水线，有低于严重缺水线，有6 6个省、区个省、区(宁夏、河北、宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于人均水资源量低于500m500m3 3。三、我国水资源利用特征三、我国水资源利用特征（一）水资源总量（一）水资源总量（二）我国水资源的主要特点（二）我国水资源的主要特点 总量并不丰富，人均占有量更低。我国水资总量并不丰富，人均占有量更低。我国水资源总量居世界第六位，人均占有量为源总量居世界第六位，人均占有量为2240m2240m3 3，约，约为世界人均的为世界人均的1/41/4，在世界银行连续统计的，在世界银行连续统计的153153个个国家中居第国家中居第8888位。位。地区分布不均，水土资源不相匹配。长江流域及地区分布不均，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其以南地区国土面积只占全国的36.5%36.5%，其水资源量占，其水资源量占全国的全国的81%81%淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的，其水资源量仅占全国水资源总量的19%19%。年内年际分配不匀，旱涝灾害频繁。大部分地区年年内年际分配不匀，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内连续四个月降水量占全年的70%70%以上，连续丰水或连以上，连续丰水或连续枯水年较为常见。续枯水年较为常见。（三）水资源开发利用中存在的主要问题（三）水资源开发利用中存在的主要问题1.1.供需矛盾日益加剧供需矛盾日益加剧 首先是农业干旱缺水。随着经济的发展和气候的变首先是农业干旱缺水。随着经济的发展和气候的变化，我国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。化，我国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。目前，全国仅灌区每年就缺水目前，全国仅灌区每年就缺水300300亿亿m m3 3左右。上世纪左右。上世纪9090年代年均农田受旱面积年代年均农田受旱面积26672667万万hmhm2 2，干旱缺水成为影响，干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素；全国农村有农业发展和粮食安全的主要制约因素；全国农村有20002000多万人口和数千万头牲畜饮水困难，多万人口和数千万头牲畜饮水困难，1/41/4人口的饮用水人口的饮用水不符合卫生标准。不符合卫生标准。其次是城市缺水。我国城市缺水现象始于其次是城市缺水。我国城市缺水现象始于7070年代，以后逐年扩大，特别是改革开放以来，城年代，以后逐年扩大，特别是改革开放以来，城市缺水愈来愈严重。据统计，在全国市缺水愈来愈严重。据统计，在全国663663个建制个建制市中，有市中，有400400个城市供水不足，其中个城市供水不足，其中110110个严重缺个严重缺水，年缺水约水，年缺水约100100亿亿m m3 3，每年影响工业产值约，每年影响工业产值约20002000亿元。亿元。（三）水资源开发利用中存在的主要问题（三）水资源开发利用中存在的主要问题1.1.供需矛盾日益加剧供需矛盾日益加剧2.2.用水效率不高用水效率不高 目前，全国农业灌溉年用水量约目前，全国农业灌溉年用水量约38003800亿亿m m3 3，占全国，占全国总用水量近总用水量近7070。全国农业灌溉用水利用系数大多只有。全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.30.30.40.4左右。发达国家早在左右。发达国家早在40405050年代就开始采用节年代就开始采用节水灌溉，现在，很多国家实现了输水渠道防渗化、管道水灌溉，现在，很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水的利用系数达到的利用系数达到0.70.70.80.8。其次，工业用水浪费也十分严重。目前我国工业其次，工业用水浪费也十分严重。目前我国工业万元产值用水量约万元产值用水量约8080亿亿m m3 3，是发达国家的，是发达国家的10102020倍；我倍；我国水的重复利用率为国水的重复利用率为4040左右，而发达国家为左右，而发达国家为75758585。我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计，全国我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计，全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%15%2020。（三）水资源开发利用中存在的主要问题（三）水资源开发利用中存在的主要问题1.1.供需矛盾日益加剧供需矛盾日益加剧 2.2.用水效率不高用水效率不高 3.3.水环境恶化水环境恶化 20002000年污水排放总量年污水排放总量620620亿亿t t，约，约80%80%未经任何处理未经任何处理直接排入江河湖库，直接排入江河湖库，90%90%以上的城市地表水体，以上的城市地表水体，97%97%的城的城市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开采量超市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开采量超过补给量，全国已出现地下水超采区过补给量，全国已出现地下水超采区164164片，总面积片，总面积1818万万kmkm2 2，并引发地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。，并引发地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。（三）水资源开发利用中存在的主要问题（三）水资源开发利用中存在的主要问题1.1.供需矛盾日益加剧供需矛盾日益加剧 2.2.用水效率不高用水效率不高 3.3.水环境恶化水环境恶化 4.4.水资源缺乏合理配置水资源缺乏合理配置 华北地区水资源开发程度已经很高，缺水对生态环华北地区水资源开发程度已经很高，缺水对生态环境己造成了影响。目前黄河断流日益严重，却每年调出境己造成了影响。目前黄河断流日益严重，却每年调出9090亿亿m3m3水量接济淮河与海河，因此，对水资源的合理配水量接济淮河与海河，因此，对水资源的合理配置和布局，区域间的水资源的调配要依靠包括调水工程置和布局，区域间的水资源的调配要依靠包括调水工程在内的统一规划和合理布局。在内的统一规划和合理布局。（三）水资源开发利用中存在的主要问题（三）水资源开发利用中存在的主要问题1.1.供需矛盾日益加剧供需矛盾日益加剧 2.2.用水效率不高用水效率不高 3.3.水环境恶化水环境恶化 4.4.水资源缺乏合理配置水资源缺乏合理配置 5.5.经济发展与生产力布局考虑水资源条件不够经济发展与生产力布局考虑水资源条件不够 在计划经济体制下，过去工业的布局，没有充分考在计划经济体制下，过去工业的布局，没有充分考虑水资源条件，不少耗水大的工业却布置在缺水地区；虑水资源条件，不少耗水大的工业却布置在缺水地区；耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展，人为加剧了水资耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展，人为加剧了水资源合理配置的矛盾。源合理配置的矛盾。综合上述，我国水资源总量并不丰富，地综合上述，我国水资源总量并不丰富，地区分布不均，年内分配集中，北方部分地区水资区分布不均，年内分配集中，北方部分地区水资源开发利用已经超过资源环境的承载能力，全国源开发利用已经超过资源环境的承载能力，全国范围内水资源可持续利用问题已经成为国家可持范围内水资源可持续利用问题已经成为国家可持续发展战略的主要制约因素。续发展战略的主要制约因素。第二节第二节 水循环与节水农业水循环与节水农业四、节水农业四、节水农业 节水农业指的是在农业生产的各个环节上，节水农业指的是在农业生产的各个环节上，都严格依照节水相关标准，充分利用及调节土壤都严格依照节水相关标准，充分利用及调节土壤中的水分，从而增强农业的粮食产量，提高水资中的水分，从而增强农业的粮食产量，提高水资源的利用率。源的利用率。节水农业是我国实现农业生产可持续及发节水农业是我国实现农业生产可持续及发展可持续的重要保障，对于我国将来的粮食产值展可持续的重要保障，对于我国将来的粮食产值问题有着十分关键的作用。问题有着十分关键的作用。现今，节水农业的相关技术仍需要进一步的现今，节水农业的相关技术仍需要进一步的实验与探索，一方面提高粮食作物的产量，研发实验与探索，一方面提高粮食作物的产量，研发旱性能强、需水量低的作物培植，另一方面研发旱性能强、需水量低的作物培植，另一方面研发新的节水浇灌设备及方法，并且探索管理保水型新的节水浇灌设备及方法，并且探索管理保水型田地的方案等。田地的方案等。近些年来，我国科技工作者进行了不懈的努力各种近些年来，我国科技工作者进行了不懈的努力各种节水灌溉技术机械化设施理论研究与实践，使我们对灌节水灌溉技术机械化设施理论研究与实践，使我们对灌溉有了新的认识。原中国农业大学教授工程院院士曾德溉有了新的认识。原中国农业大学教授工程院院士曾德超指出，作物生长活动根区深度，在不同的生长期是不超指出，作物生长活动根区深度，在不同的生长期是不同的，而作物吸水量的同的，而作物吸水量的70%70%来自活动根区的上半层，也来自活动根区的上半层，也就是说，在灌溉时，只要作物活动根区的上半层有能满就是说，在灌溉时，只要作物活动根区的上半层有能满足生长需要的水份，就可以保证作物高产，这就是节水足生长需要的水份，就可以保证作物高产，这就是节水灌溉的理论基础。灌溉的理论基础。我国正在研究和推广应用的节水灌溉技术措我国正在研究和推广应用的节水灌溉技术措施很多，主要有渠道防渗、低压管道输水灌溉技施很多，主要有渠道防渗、低压管道输水灌溉技术、喷灌技术、微灌技术等。术、喷灌技术、微灌技术等。现今我国现代农业节水技术的研究进展如下：现今我国现代农业节水技术的研究进展如下：四、节水农业四、节水农业（一）农业工程方面的节水（一）农业工程方面的节水 对地面进行精细浇灌十分适用于当前的农业对地面进行精细浇灌十分适用于当前的农业土地经营，这种方法不但可以高效预防土壤间的土地经营，这种方法不但可以高效预防土壤间的空间变异情况，同时还可以提升地面浇灌的准确空间变异情况，同时还可以提升地面浇灌的准确性，提高水资源利用率，降低灌溉运水体系浪费性，提高水资源利用率，降低灌溉运水体系浪费的水量。伴随着世界防渗渠道高分子建材的发展的水量。伴随着世界防渗渠道高分子建材的发展与应用，地面精细浇灌技术定会受到人们越来越与应用，地面精细浇灌技术定会受到人们越来越多的关注，并大力推广、应用。多的关注，并大力推广、应用。四、节水农业四、节水农业（一）农业工程方面的节水（一）农业工程方面的节水 （二）农业工艺方面的节水（二）农业工艺方面的节水 农业工艺方面的节水指的是利用调控化学药剂或覆农业工艺方面的节水指的是利用调控化学药剂或覆盖耕作等方法调节农田的蓄水情况及水体盖耕作等方法调节农田的蓄水情况及水体 分布状态，分布状态，从而增强农田水分生产效率及水体的使用效率。利用这从而增强农田水分生产效率及水体的使用效率。利用这种方法，将作物的湿润形式与浇灌技术结合起来，进而种方法，将作物的湿润形式与浇灌技术结合起来，进而极大程度增强养分及水分的耦合效率，减少土壤养分及极大程度增强养分及水分的耦合效率，减少土壤养分及水分的流失危害，对水肥的耦合性进行优化，增强农业水分的流失危害，对水肥的耦合性进行优化，增强农业作物的质量及产量。作物的质量及产量。四、节水农业四、节水农业（三）农业生物方面的节水（三）农业生物方面的节水 农业生物方面的节水主要包含部分干燥技术及分根农业生物方面的节水主要包含部分干燥技术及分根区交替浇灌技术区交替浇灌技术2 2方面内容。利用维持土壤水平面或者方面内容。利用维持土壤水平面或者竖直面区域土壤的干燥性，仅让部分土壤获取水分，保竖直面区域土壤的干燥性，仅让部分土壤获取水分，保持湿润，进而相互对植物根系的干燥及湿润进行控制，持湿润，进而相互对植物根系的干燥及湿润进行控制，确保让不同部分的植物根系获取水分紧缺练习，提高根确保让不同部分的植物根系获取水分紧缺练习，提高根系的水分吸取功能，起到既不消耗植物光合作用，又降系的水分吸取功能，起到既不消耗植物光合作用，又降低蒸发水的作用。同时，农业生物方面的节水还可以降低蒸发水的作用。同时，农业生物方面的节水还可以降低植物间的湿润面积，防止植物深层渗漏或蒸发低植物间的湿润面积，防止植物深层渗漏或蒸发造成的水量损失。造成的水量损失。四、节水农业四、节水农业（一）农业工程方面的节水（一）农业工程方面的节水 （二）农业工艺方面的节水（二）农业工艺方面的节水 （三）农业生物方面的节水（三）农业生物方面的节水 （四）农业水管理方面的节水（四）农业水管理方面的节水 对浇灌水进行管理的技术正逐渐向信息化、对浇灌水进行管理的技术正逐渐向信息化、自动化、智能化方面迈进。现如今，浇灌水管理自动化、智能化方面迈进。现如今，浇灌水管理体系可以在降低浇水数量及资金投入的同时，确体系可以在降低浇水数量及资金投入的同时，确保农业浇灌的需要，防止浪费水资源，增强浇灌保农业浇灌的需要，防止浪费水资源，增强浇灌体系的工作效率。体系的工作效率。当前我国农业节水灌溉发展着力点：当前我国农业节水灌溉发展着力点：1.1.西北、华北、东北地区西北、华北、东北地区 资源性缺水严重，降水量少，蒸发量大，干旱缺水资源性缺水严重，降水量少，蒸发量大，干旱缺水成为农业发展的主要瓶颈，年际间产量因旱波动较大这成为农业发展的主要瓶颈，年际间产量因旱波动较大这些地区主要通过推广应用节水农业技术，积极发展玉米、些地区主要通过推广应用节水农业技术，积极发展玉米、马铃薯、棉花等大宗作物在没有灌溉条件的地区，坚持马铃薯、棉花等大宗作物在没有灌溉条件的地区，坚持蓄水和保墒并举，通过保护性耕作深松耕土壤改良，营蓄水和保墒并举，通过保护性耕作深松耕土壤改良，营造土壤水库，提高蓄水保水能力。造土壤水库，提高蓄水保水能力。合理开发抗旱小型水源，推广抗旱坐水种，科学应合理开发抗旱小型水源，推广抗旱坐水种，科学应用抗旱剂、用抗旱剂、保水剂，解决春季抗旱保苗问题；大力推保水剂，解决春季抗旱保苗问题；大力推广地膜秸秆覆盖技术，实现集雨保墒；在有灌溉条件的广地膜秸秆覆盖技术，实现集雨保墒；在有灌溉条件的地区，大力发展膜下滴灌、微灌、喷灌、集雨补灌、水地区，大力发展膜下滴灌、微灌、喷灌、集雨补灌、水肥一体、化旱作节水机械化等高效节水技术。肥一体、化旱作节水机械化等高效节水技术。2.2.黄淮海小麦主产区黄淮海小麦主产区 资源性缺水和工程性缺水并存，缺水与浪费并存，资源性缺水和工程性缺水并存，缺水与浪费并存，大水漫灌较为普遍，地下水严重超采，用水矛盾日益突大水漫灌较为普遍，地下水严重超采，用水矛盾日益突出重点是推广测墒节灌技术，改善灌溉制度，优化输水出重点是推广测墒节灌技术，改善灌溉制度，优化输水灌水方式灌水方式 通过开展土壤墒情监测，科学制定灌水方通过开展土壤墒情监测，科学制定灌水方案，重点推广应用案，重点推广应用“小白龙小白龙”输水、输水、“小地龙小地龙”喷灌、喷灌、长畦改短畦等技术模式。长畦改短畦等技术模式。围绕水果、蔬菜等园艺作物围绕水果、蔬菜等园艺作物生产，大力推广微灌水肥一体化技术。在适宜地区，实生产，大力推广微灌水肥一体化技术。在适宜地区，实施保护性耕作，采取深松镇压、划锄覆盖等保墒措施，施保护性耕作，采取深松镇压、划锄覆盖等保墒措施，提高土壤蓄水保墒能力。提高土壤蓄水保墒能力。3.3.南方地区南方地区 重点是加强坡改梯以及田间集雨灌排设施建重点是加强坡改梯以及田间集雨灌排设施建设，增强蓄水调水能力，围绕玉米马铃薯等作设，增强蓄水调水能力，围绕玉米马铃薯等作物，主推地膜覆盖、生物覆盖和集雨补灌等技术。物，主推地膜覆盖、生物覆盖和集雨补灌等技术。在经济园艺作物上发展以现代微喷灌、水肥一体在经济园艺作物上发展以现代微喷灌、水肥一体化为核心的高效节水技术。在水田推广水稻浅湿化为核心的高效节水技术。在水田推广水稻浅湿薄晒灌溉、控制灌溉等技术，促进水肥耦合。薄晒灌溉、控制灌溉等技术，促进水肥耦合。