節(jié)水灌溉1.ppt

1、農(nóng)田水利研究的現(xiàn)狀及發(fā)展方向,武漢大學(xué) 水利水電學(xué)院 水利系 楊 金 忠,農(nóng)田水利綜合試驗(yàn)場(chǎng),匯報(bào)內(nèi)容,一、研究現(xiàn)狀分析 二、近年來(lái)的主要研究成果 三、農(nóng)田水利的發(fā)展方向 四、機(jī)遇和挑戰(zhàn),一、研究現(xiàn)狀分析,1. 研究課題分析 2. 研究?jī)?nèi)容分析,1. 研究課題分析_研究課題來(lái)源（96年以來(lái)）,研究以縱向科學(xué)研究為主，縱向項(xiàng)目是橫向項(xiàng)目的兩倍 基金項(xiàng)目在研究經(jīng)費(fèi)和項(xiàng)目個(gè)數(shù)最多，體現(xiàn)科學(xué)研究的水平和實(shí)力 國(guó)家項(xiàng)目主要是“ 863”、國(guó)家攻關(guān)。部級(jí)的項(xiàng)目偏少，應(yīng)進(jìn)一步增進(jìn)和相關(guān)部的聯(lián)系 橫向項(xiàng)目以規(guī)劃設(shè)計(jì)為主。面寬，內(nèi)容豐富，是聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的重要環(huán)節(jié) 平均每人每年的科研經(jīng)費(fèi)78萬(wàn)元,1.

2、研究課題分析_研究課題來(lái)源（96年以來(lái)）,2. 研究課題分析_研究方向,在所有類型的項(xiàng)目中，節(jié)水灌溉都是重要的研究?jī)?nèi)容 基金項(xiàng)目、國(guó)家項(xiàng)目和國(guó)際合作項(xiàng)目，偏重于節(jié)水和環(huán)境 部委級(jí)項(xiàng)目和橫向研究課題偏重于實(shí)用性的項(xiàng)目和規(guī)劃設(shè)計(jì),2. 研究課題分析_研究方向,二、 近年來(lái)的主要研究?jī)?nèi)容,1. 水稻節(jié)水灌溉 2. 旱作節(jié)水灌溉 3. 水環(huán)境與水資源 4. 排水標(biāo)準(zhǔn) 5. 大型灌區(qū)改造 6. 國(guó)際合作項(xiàng)目,1. 節(jié)水灌溉_水稻節(jié)水灌溉,主要典型研究課題,水稻水分生產(chǎn)函數(shù)及稻田不充分灌溉原理研究（基金） 水稻水分生產(chǎn)函數(shù)時(shí)空變化規(guī)律的研究（基金） 水稻灌區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)的不同尺度影響（基金） 水稻高效節(jié)水

3、灌溉技術(shù)與原理及其水肥運(yùn)移規(guī)律研究（基金）,1. 節(jié)水灌溉_水稻節(jié)水灌溉,主要研究成果,比較全面、系統(tǒng)地提出了我國(guó)南方及北方早、中、晚稻的水分生產(chǎn)函數(shù) 提出了我國(guó)南方和北方典型地區(qū)不同水資源條件下的水稻優(yōu)化灌溉制度 在國(guó)內(nèi)外首次提出了水稻水分生產(chǎn)函數(shù)與主要?dú)庀笠蛩叵嚓P(guān)的數(shù)學(xué)模型 探索了水稻水分生產(chǎn)函數(shù)隨時(shí)、空變化的規(guī)律，提高了點(diǎn)上短系列生產(chǎn)函數(shù)試驗(yàn)成果的實(shí)用價(jià)值,1. 節(jié)水灌溉_水稻節(jié)水灌溉,主要研究成果,揭示了水稻中、早期受旱復(fù)水后，耗水及生長(zhǎng)的“ 反彈”效應(yīng)，提出了充分利用此效應(yīng)的節(jié)水、豐產(chǎn)灌溉理論與方法 水稻生產(chǎn)函數(shù)、優(yōu)化灌溉制度的研究成果被山西、河北及廣西稻田應(yīng)用 以此研究為基礎(chǔ)，進(jìn)一

4、步開(kāi)展了與歐盟、美國(guó)、澳大利亞、國(guó)際水稻研究所等地區(qū)、國(guó)家和國(guó)際組織在水稻節(jié)水領(lǐng)域的國(guó)際合作研究,1. 節(jié)水灌溉_旱作節(jié)水灌溉,主要典型研究課題,農(nóng)田節(jié)水灌溉的增產(chǎn)及環(huán)境影響效應(yīng)的應(yīng)用研究（基金） 主要糧食作物的生產(chǎn)函數(shù)、灌溉模式及墑情監(jiān)測(cè)（基金） 寧蒙河套灌區(qū)水平衡機(jī)制及耗水量研究（基金） 田間保墑理論與應(yīng)用研究（基金） 節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)（95） 鄂西北山丘區(qū)農(nóng)業(yè)干旱問(wèn)題研究（基金）,1. 節(jié)水灌溉_旱作節(jié)水灌溉,主要研究成果,豐富和發(fā)展了農(nóng)田水循環(huán)和轉(zhuǎn)化理論，不同覆蓋條件下的覆蓋保墑理論 提出了冬小麥玉米一體化的節(jié)水高產(chǎn)栽培技術(shù)、冬小麥的噴灌增產(chǎn)模式 提出具有時(shí)域穩(wěn)定和地域適應(yīng)的作物

5、生產(chǎn)函數(shù)，建立了旱作區(qū)的水、肥耦合的作物生產(chǎn)函數(shù) 提出的一體化栽培技術(shù)與噴灌結(jié)合的灌溉模式在31萬(wàn)畝農(nóng)田上得到了大面積推廣,2. 水環(huán)境及水資源,主要典型研究課題,劣質(zhì)水資源化與灌溉技術(shù)（863） 再生水高效安全灌溉利用技術(shù)（863） 地表、地下水污染基本規(guī)律及預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型研究（基金） 污染物通過(guò)區(qū)域飽和非飽和土壤的運(yùn)動(dòng)理論（基金） 污水灌溉中污染物轉(zhuǎn)化運(yùn)移規(guī)律的基礎(chǔ)研究（基金） 排水條件下化肥的流失及其對(duì)環(huán)境的影響（基金） 西北水資源承載能力與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究（95） 西北干旱區(qū)鹽堿地改良排水多準(zhǔn)則優(yōu)化設(shè)計(jì)模型研究（基金） 南水北調(diào)受水區(qū)水資源系統(tǒng)運(yùn)行管理研究,2. 水環(huán)境及水資源,主要研究

6、成果,研究了污水灌溉技術(shù)方法，提出了污水灌溉中污染物的轉(zhuǎn)化運(yùn)移理論和模型 研究了化肥的利用和流失，提出了氮素流失的模擬方法和控制減少氮素流失的方法 根據(jù)土壤和介質(zhì)特征隨機(jī)分布的特征，研究了溶質(zhì)在非飽和介質(zhì)中運(yùn)移的基本方程和基本理論 研究了西北典型地區(qū)水資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于灌區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響,3. 排水標(biāo)準(zhǔn),主要典型研究課題,控制排水田間工程及水管理成套技術(shù)(948) 農(nóng)田地下排水動(dòng)態(tài)水管理模擬模型研究（基金） 澇漬災(zāi)害防御技術(shù)（95）,3. 排水標(biāo)準(zhǔn),主要研究成果,引進(jìn)國(guó)外的自動(dòng)給水栓技術(shù)，提出了技術(shù)要點(diǎn)，建立了自動(dòng)化和現(xiàn)代化的試驗(yàn)示范區(qū) 提出了澇漬兼治的排水指標(biāo)，根據(jù)澇漬兼治的理論，提出排水系

7、統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 提出利用累計(jì)地下水埋深SEW和受抑制天數(shù)SDI為指標(biāo)的排水標(biāo)準(zhǔn) 探討了水旱連作條件下，同時(shí)考慮農(nóng)田水分狀況和排水水質(zhì)的排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及排水規(guī)格的確定方法和步驟,4. 大型灌區(qū)節(jié)水改造,主要課題,內(nèi)蒙（河套） 河南（鴨河口，南灣等） 廣東（高州，青年運(yùn)河等） 湖北（顏家臺(tái)，洪湖，東風(fēng)，浠水，蓮花池）,4. 大型灌區(qū)節(jié)水改造,主要成果,鍛煉了教師解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力 研究了內(nèi)蒙河套灌區(qū)的秋澆灌溉和不同形式的井渠結(jié)合問(wèn)題，為河套灌區(qū)的節(jié)水改造提供有力的支持 了解了全國(guó)灌區(qū)發(fā)展的現(xiàn)狀，掌握了我國(guó)灌區(qū)的基本特征和存在的主要問(wèn)題,5. 國(guó)際合作,主要代表性課題課題,黃河節(jié)水策略（歐

8、共體） 中國(guó)水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及其影響（澳大利亞） 提高水稻灌區(qū)水分生產(chǎn)率的研究（澳大利亞） 遺傳水法理論及應(yīng)用研究（香港） 水稻灌區(qū)灌溉系統(tǒng)控制理論及其應(yīng)用（澳大利亞）,5. 國(guó)際合作,主要成果,拓寬了進(jìn)行農(nóng)田水利科學(xué)研究的資金渠道，提高了學(xué)科在國(guó)際同類研究中的相互了解 鍛煉了一批年輕學(xué)者，提高了國(guó)際合作和國(guó)際交流的能力 根據(jù)黃河上游和下游兩個(gè)不同類型灌區(qū)的觀測(cè)和試驗(yàn)，參與提出了節(jié)水的途徑和相應(yīng)技術(shù)方法，初步建立了節(jié)水灌溉的決策支持系統(tǒng),三、農(nóng)田水利研究的發(fā)展方向,1. 節(jié)水灌溉基本理論 2. 農(nóng)業(yè)水環(huán)境 3. 農(nóng)田水利信息化技術(shù) 4. 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)方法 5. 水政策,1. 節(jié)水灌溉基本理論（

9、水、鹽、作物）,水分及鹽分運(yùn)動(dòng)的基本理論研究,農(nóng)田土壤水分的轉(zhuǎn)化問(wèn)題與農(nóng)田水分的有效利用 水熱和溶質(zhì)的耦合運(yùn)移 土壤-植物-大氣連續(xù)體中的水熱運(yùn)移 水肥交互作用機(jī)理研究 土壤水分及溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)模型,1. 節(jié)水灌溉基本理論（水、鹽、作物）,水分及鹽分運(yùn)動(dòng)的基本理論研究,土壤水分及溶質(zhì)的優(yōu)先流 土壤水參數(shù)的測(cè)定和確定 土壤水參數(shù)的空間變異性 尺度效應(yīng)問(wèn)題的研究，節(jié)水灌溉技術(shù)的不同尺度影響,1. 節(jié)水灌溉基本理論（水、鹽、作物）,節(jié)水灌溉條件下的需水規(guī)律,作物受水分脅迫條件下需水規(guī)律的研究 間作套種條件下作物的耗水規(guī)律研究 非充分灌溉制度的研究，優(yōu)化灌溉制度 淡水和微咸水交替灌溉條件下灌溉制度研究

10、 微咸水的開(kāi)發(fā)利用技術(shù) 水分供給狀況對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)影響研究,2. 灌溉用水的循環(huán)機(jī)制，GSPAC系統(tǒng)的研究,灌區(qū)水量的循環(huán)機(jī)制（地表、地下、轉(zhuǎn)換、生態(tài)） 作物耗水機(jī)理及作物耗水量的預(yù)測(cè)分析理論 水資源合理開(kāi)發(fā)利用技術(shù)（調(diào)度、優(yōu)化、分配） 井渠結(jié)合措施及對(duì)于水循環(huán)的影響（井渠結(jié)合與渠道防滲，井渠結(jié)合與地下水利用，井渠結(jié)合模式、井渠開(kāi)采量比例） 季風(fēng)氣候區(qū)的雨水利用和城市雨洪利用 不同尺度水循環(huán)過(guò)程的耦合 利用遙感遙測(cè)技術(shù)辨識(shí)作物、土壤含水量等區(qū)域農(nóng)田數(shù)據(jù)的理論與技術(shù),3. 農(nóng)業(yè)水環(huán)境,非點(diǎn)源污染方面的研究，人類活動(dòng)對(duì)地下水環(huán)境影響的預(yù)測(cè) 劣質(zhì)水灌溉對(duì)農(nóng)田環(huán)境影響 節(jié)水灌溉對(duì)區(qū)域水資源循環(huán)體系和大田

11、作物生態(tài)環(huán)境影響研究 區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)和灌溉對(duì)于區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響,農(nóng)田區(qū)域水環(huán)境,3. 農(nóng)業(yè)水環(huán)境,劣質(zhì)水灌溉技術(shù)方法和理論（標(biāo)準(zhǔn)，保障技術(shù)） 排水條件下的養(yǎng)分流失和轉(zhuǎn)化 污水處理和利用相接合的綜合技術(shù)及污染物轉(zhuǎn)化理論 地下水及土壤的污染及修復(fù)技術(shù)（物理、化學(xué)、生物、電動(dòng)、P&T）,劣質(zhì)水利用及環(huán)境問(wèn)題,4. 農(nóng)田水利信息化技術(shù),信息技術(shù)：水利信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)和處理，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S技術(shù)等，發(fā)揮多學(xué)科的綜合優(yōu)勢(shì)，充分利用現(xiàn)有的資源和設(shè)施建立農(nóng)田水利工程軟件開(kāi)發(fā)基地 農(nóng)田水利模型：灌溉排水的均衡、預(yù)測(cè)、優(yōu)化、分析、模擬、仿真、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等應(yīng)用模型，逐步形成灌區(qū)及地區(qū)灌溉管理的決策支持系統(tǒng) 數(shù)

12、據(jù)庫(kù)建設(shè)：需水、耗水、灌溉水資源、作物分布及種植、地理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、地表水資源、地下水資源；已建和在建的灌排工程；用水、供水、耗水、污廢水排放信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化,5. 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)方法,不同尺度下農(nóng)田墑情預(yù)報(bào)方法 精細(xì)農(nóng)業(yè)。即對(duì)灌水位置、灌水時(shí)間、灌水?dāng)?shù)量、灌水成分、空氣濕度和土壤墑情進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，科學(xué)管理 現(xiàn)代灌水技術(shù) 土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù) 旱地（雨養(yǎng)）農(nóng)業(yè)的水分利用技術(shù) 地面灌溉技術(shù)。激光控制平地、水平畦田灌溉技術(shù)、田間閘管灌溉系統(tǒng)。,5. 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)方法,渠道防滲技術(shù)與防凍脹技術(shù)：材料的研究，模式，技術(shù)措施，養(yǎng)護(hù) 控水、量水技術(shù)：低水頭、高精度、自動(dòng)化、低造價(jià)的量水設(shè)備，自動(dòng)閘門，灌區(qū)的上游控制和下游控制技術(shù) 海水的淡化和利用技術(shù) 回歸水的攔蓄和利用技術(shù) 人工降雨的催化和利用技術(shù) 輸配水自動(dòng)量測(cè)及監(jiān)控技術(shù),6. 水政策（水價(jià)、水管理、機(jī)制）,水權(quán)、水價(jià)的形成機(jī)制以及效益補(bǔ)償機(jī)制 農(nóng)業(yè)節(jié)水效益和投入機(jī)制的研究 灌溉用水水價(jià)調(diào)整機(jī)制及其對(duì)于節(jié)水和農(nóng)業(yè)的影響 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的法律法規(guī)保障體系,四、我校農(nóng)田水利科學(xué)研究應(yīng)掌握的機(jī)遇,機(jī)遇和挑戰(zhàn),目前和其余學(xué)校和研