時間：2022-01-26 17:19:01
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針對不同功能的建筑可采用不同的節(jié)水對策和技術：在住宅和辦公樓中應改進馬桶的沖洗方式，減少沖洗水量；在賓館、飯店中，應考慮沐浴污水的處理及回用。
1減少馬桶沖洗水量
目前，我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器，耗水量大。若根據建設部的規(guī)定，全部使用沖水量≤9L的馬桶，則住宅可節(jié)水4%，賓館、飯店可節(jié)水3%，辦公樓可節(jié)水11%。目前美國及歐洲已經普遍使用6L的馬桶，假如到2001年我國實現(xiàn)全部馬桶采用6L沖洗水，則住宅可節(jié)水14%，賓館、飯店可節(jié)水4%，辦公樓可節(jié)水27%。
2廚房、沐浴、盥洗的節(jié)水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴，可節(jié)水且不減小水柱的直徑。
3真空節(jié)水技術
為了保證衛(wèi)生潔具及下水道的沖洗效果，可將真空技術運用于排水工程，用空氣代替大部分水，依靠真空負壓產生的高速氣水混合物，快速將潔具內的污水、污物沖吸干凈，達到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統(tǒng)包括：帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內產生40～50kPa的負壓，將污水抽吸到收集容器內，再由污水泵將收集的污水排到市政下水道。在各類建筑中采用真空技術，平均節(jié)水超過40%。若在辦公樓中使用，節(jié)水率可超過70%。
4中水處理
在公寓、住宅和賓館中，排放大量的沐浴及盥洗水，應考慮將其經適當處理后供生活雜用及補充冷卻水，主要包括廁所沖洗、園林灌溉和道路保潔等。
推薦的中水處理工藝為：
原水機械格柵毛發(fā)過濾器調節(jié)池混凝過濾活性炭吸附消毒中水池［中水泵中水屋頂水箱專用水管系統(tǒng)(水表)用水點］
在沐浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中，可考慮采用中水處理系統(tǒng)，以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環(huán)水的水量要求，可節(jié)約至少30%的生活用水量。
(劉瑾韓彥彬供稿)
廢水集中處理利于節(jié)能降耗
1小型廢水處理站存在的問題
①調查了3座小型廢水處理站，設計處理能力均為500m3/d，但正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%～30%，全年水力滿負荷運行的時間只有1/4，并且都沒有安裝變頻調節(jié)裝置，“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。
②小型廢水處理站都與生產同步，而正常生產企業(yè)每周有兩天休息，因此每次開車時都有4～6h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程)，造成能源的浪費。
③廢水處理效果都比較好，其出水經深度處理后其指標均可達到生活雜用水標準，但多數得不到回用，造成水資源的浪費。
④地下管道的滲漏引起環(huán)境污染。
⑤個別企業(yè)為追求經濟效益，有偷排廢水現(xiàn)象，引起環(huán)境污染。
2針對小型廢水處理站的節(jié)能對策
①在進行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關生產廢水的第一手資料，保證設計能力與實際運行負荷相適應，并考慮計算機控制系統(tǒng)在廢水處理中的應用。
②合并小型廢水處理站，使廢水集中處理，有利于減少重復投資，避免社會資源的浪費。
③環(huán)境保護部門在對企業(yè)進行達標排放管理的同時，應設專門機構對企業(yè)提供技術咨詢，使處理后的水能夠得到充分利用，在減少環(huán)境污染的同時提高經濟效益。
3廢水集中處理的經濟效益及環(huán)境效益
①大量節(jié)省建設投資。3座污水處理站的投資總額為300多萬元，如果合并處理投資額約為150萬元，可節(jié)省一半投資。
②節(jié)省勞動力。每座污水處理站至少有5人，合并處理后最多只需10人，這有利于提高社會效益，促進社會勞動力的合理分配。
③節(jié)能效果顯著。可充分利用變頻調節(jié)裝置及計算機控制系統(tǒng)使能源得到充分利用，至少可節(jié)能50%以上。
④促進處理后水的回用。全年可減少廢水排放量30×104m3，同時可節(jié)水30×104m3，CODCr排放量減少15t，從而實現(xiàn)經濟效益和環(huán)境效益雙豐收。
環(huán)境保護部門在對企業(yè)實施監(jiān)督管理的同時，希望能對廢水處理設施的建設實現(xiàn)宏觀調控并給予技術指導，以避免重復投資，在減少社會資源浪費的同時提高經濟效益和社會效益。
(江蘇省南通新西爾克針織服裝有限公司吳瓊供稿)
取消清水池的總排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲溝排水管和匯集排除上述三條管道中水的總排水管。某水廠有2個容量為5000m3的清水池，施工時根據現(xiàn)場實際情況取消了總排水管，至今已正常使用4年多。原設計總排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠，建設資金約40多萬元，清水池和各窨井均座落于承載力較大、滲水性良好的卵石層地基上。
1取消總排水管的可行性
①因池壁施工質量合格，很少有滲漏水，就是有少量滲漏水，也可經盲溝排水管、出口窨井底等滲水性良好的卵石層滲入地下。
②清水池運行正常時一般不會發(fā)生溢水，即使發(fā)生也是短暫的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m，溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。
③清水池通常3年才清洗一次，每次排水量也僅有200m3，排水時可以臨時用潛水泵從出口窨井中把水抽到地面澆灌林帶綠地。
④盲溝排水管和泄空管排出水的濁度和細菌學指標可能超標，但水從窨井底下滲，經幾十米厚的卵石層過濾后不會污染地下水。
2采取的相應措施
①盲溝排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分別設置且不相互連通，井底不鋪混凝土或水泥砂漿，采用天然卵石以便于水下滲。
②溢水管、出口窨井蓋用有一定強度經防腐處理的木板、竹板等輕質材料制做，以便溢水時漂起。窨井旁可設地面明渠，以利地面排水。
③安裝2套清水池水位儀，并設定上限水位報警，當1套失靈時可由另一套報警。亦可采用自動控制系統(tǒng)來控制清水池上限水位，即當水位達到設定的上限值時，一級泵站部分水泵機組自動停機，減少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自來水公司趙偉供稿)
克拉瑪依水廠冬季超越供水的實踐
克拉瑪依的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水主要來自地表水，夏季水廠直接從渠道取水，冬季則從水庫取水，目前4座水廠總的凈化水能力為23×104m3/d。
據調查，冬季水庫表面冰封后，冰下原水水質已優(yōu)于水廠凈化水。經分析除細菌、大腸菌群超標外，其他指標均達到了生活飲用水的標準。
由于水庫表面結冰后，水庫出水由管道輸送，刮風降塵對冰下原水不會造成污染，因此這時可以考慮采取超越水廠，殺菌后直接供給用戶。
1985年冬季，該市進行了多次、短時間超越水廠供水的試運行，經取樣分析水質完全達標，試驗獲得成功。1986年克拉瑪依開始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水庫表面冰封后庫存水不經水廠凈化、殺菌后直接供給用戶的實踐。
1987年，新疆克拉瑪依市衛(wèi)生防疫站對該地區(qū)生活飲用水的水質進行了為期一年的調查分析，并向政府提交了正式調查評價報告。報告中用水點水質合格率為100%，認為克拉瑪依地區(qū)供水水質全面達標。
新疆石油管理局供水水質檢測中心對1992年—1993年超越水的主要供水點——白堿灘調節(jié)水庫的水質進行了檢測分析。
結果表明，水庫表面結冰后，特別是1月—3月，冰下水溫很低，細菌、大腸菌群大量死亡，水庫原水全面達到了生活飲用水標準；而11月上、中旬水庫表面冰層未形成，受刮風和降塵影響，造成濁度超標；11月—12月，水庫水溫＞0℃，細菌和大腸菌群超標。在11月上、中旬水庫要經水廠凈化、殺菌后才能供給用戶；11月下旬水庫表面冰封后，庫存原水超越水廠、殺菌后供給用戶，均可全面達標。
新疆石油局供水水質檢測中心每年都對各水庫原水、水廠凈化水、地下水進行多次取樣檢驗，多年監(jiān)測超越水水質表明，其全面符合國標GB5749—85的生活飲用水衛(wèi)生標準。新疆克拉瑪依地處北溫帶，寒冷冬季長達4～5個月，利用冬季水庫表面冰封后，水廠不運行，庫存冰下原水經殺菌密閉輸送至用戶，經過10多年的實踐證明是成功的，同時也帶來了可觀的經濟效益。
①據統(tǒng)計，從1986年—2000年，水廠供超越水共1.1×108m3，以1m3水節(jié)約成本0.39元計，共節(jié)約成本4300萬元。
②使水廠在冬季有充足的維護時間，第一凈化水廠自1978年建成投產以來已運行22年，從未進行過大修，運行狀況良好，節(jié)約維修費用。
1.1合理限定配水點的水壓
由于超壓出流造成的“隱形”水量浪費并未引起人們的足夠重視。因此在我國現(xiàn)行的《建筑給排水設計規(guī)范》中雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制規(guī)定，但這只是從防止給水承壓過高會導致?lián)p壞的角度考慮的，并未從防止超壓出流角度考慮。因此壓力要求過于寬松，對限制超壓出流基本沒有作用。所以應根據建筑給水系統(tǒng)超壓出流實際情況，對給水系統(tǒng)的壓力作出合理限定。
1.2采取減壓措施
在給水系統(tǒng)中合理配置減壓裝置是將水壓控制在限值要求內，減少限壓出流技術保障。
1.2.1減壓閥。減壓閥是一種很好的減壓裝置。可分為比例式和直接動作型。前者是根據面積的比值來確定減壓的比例，后者可以根據事先設定的壓力減壓，當用水端停止用水時，也可以控制住被減壓的管內水壓不升高，既能實現(xiàn)動減壓也能實現(xiàn)靜減壓。
1.2.2減壓孔板和節(jié)流塞。減壓孔板相對于減壓閥來說，系統(tǒng)比較簡單，投資較少，管理方便。一些單位的實踐表明，節(jié)水效果相當明顯。節(jié)流塞的作用及優(yōu)缺點與減壓板基本相同，適用于在小管徑及配件中安裝使用。
1.2.3采用節(jié)水龍頭。有實驗表明，陶瓷閥節(jié)水龍頭和普通鑄鐵水龍頭在全開狀態(tài)下。前者的出流量小于后者的出流量，即在同一壓力下，節(jié)水龍頭具有良好的節(jié)水效果，節(jié)水量在20%~30%之間，靜壓越高普通水龍頭出水量越大的地方，節(jié)水龍頭的節(jié)水量也越大。因此應在建筑中（尤其在水壓超標的配水點）安裝使用節(jié)水水龍頭可以減少水量浪費。
2減少熱水系統(tǒng)的無效冷水量
隨著人們生活水平的提高和建筑功能的完善，建筑熱水供應已逐漸成為建筑供水不可缺少的組成部分。據調查各種熱水供應系統(tǒng)。大多存在著嚴重的水量浪費現(xiàn)象，比如：我們家在開啟熱水配置裝置后，也就是浪費的水量，無效冷水的產生原因是多方面的，應想辦法從建筑熱水系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)抓起，減少無效冷水的排放。也可以有意識的將這部分收集起來用于廁所的沖洗。
2.1選用支管或立管循環(huán)方式
熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式直接決定了無效冷水是否存在及冷水量的相對大小，目前我國現(xiàn)行的《建筑給排水設計規(guī)范》中提出了三種熱水循環(huán)方式：干管循環(huán)—立管循環(huán)—支管循環(huán)。同時允許熱水供應系統(tǒng)較小使用要求不高的定時供應系統(tǒng)。有調查表明支管循環(huán)方式最節(jié)水，立管循環(huán)方式的節(jié)水量雖比支管循環(huán)少，但投資回收期較短，具有明顯的經濟優(yōu)勢。而干管循環(huán)方式無論從節(jié)水角度還是從工程成本回收的角度看均無優(yōu)勢。無循環(huán)系統(tǒng)會產生大量的無效冷水量，不符合節(jié)水要求，同時也給人們的使用帶來不便。綜合上述分析并結合我國國情新建建筑熱水系統(tǒng)不應在采取干管循環(huán)和無循環(huán)方式，而應根據建筑物的具體情況選用支管循環(huán)或立管循環(huán)。
2.2對現(xiàn)有的無循環(huán)熱水供應系統(tǒng)進行限期改造
目前，我國絕大部分公共浴室采用的是無循環(huán)定時熱水供應系統(tǒng)，每天洗澡前要排出大量的無效冷水。由于無循環(huán)系統(tǒng)管線較簡單，故改造工程投資少，收效快，較易實施。
2.3減少調溫造成的水量浪費
為了減少調溫造成的水量浪費，公共浴室應采用單管熱水系統(tǒng)，溫控裝置是控制其水溫度關鍵部件。在生活中我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有溫控裝置是不夠靈敏的，洗浴水忽冷忽熱。因此應積極開發(fā)性能穩(wěn)定-靈敏度單管水溫控制設備。目前，我國建筑雙管熱水系統(tǒng)冷熱水的混合方式大多采用混合龍頭式和雙閥門調節(jié)式，每次開啟配水裝置時，為獲得適宜溫度的水都需要反復調節(jié)，因此應逐步采用帶恒溫裝置的冷熱水混合龍頭快速得到符合溫度要求的熱水，減少由于調溫時間過長造成的水量浪費。
3防止二次造成的水量浪費
二次污染事故的發(fā)生，使得建筑給水系統(tǒng)不能正常工作，造成用戶用水困難，同時受到污染的水將會被排出。對供水系統(tǒng)的清洗處理也需耗費大量的自來水，因此防止建筑給水系統(tǒng)二次污染，對節(jié)約用水有著十分重要的意義。
3.1在高層建筑給水中采用變頻調速泵供水
水池—水泵—高位水箱加壓供水方式是目前高層建筑中使用廣泛的供水方式。
3.2新建建筑的生活用水與消防水池分開設置
4建筑給排水中水系統(tǒng)設計
4.1系統(tǒng)選擇
中水處理及回用需按市政條件分三種情況考慮：
4.1.1有市政中水管網，有市政排水管網：小區(qū)內排水采用污廢合流（雨水系統(tǒng)單獨考慮），排水經化糞池簡單處理后排入市政污水管網。中水系統(tǒng)水源為市政中水。
4.1.2無市政中水管網，有市政排水管網：小區(qū)內排水采用污廢分流。污水經化糞池處理后排入市政污水管網，廢水經小區(qū)廢水管網收集至小區(qū)中水處理站，處理達到回用。中水系統(tǒng)原水為小區(qū)回收的雜排水。
4.1.3無市政管網，小區(qū)內排水采用污廢合流。排水經化糞池處理后經小區(qū)污水管網收集至小區(qū)污水處理站，處理達到回用標準后回用。中水系統(tǒng)原水為小區(qū)內回收的排水.
4.2中水回用范圍
合理設計中水回用系統(tǒng)，需要根據小區(qū)內用水情況，結合中水供應量，合理確定中水的回用范圍。
4.3水量平衡
因原水和中水用水每小時都不是均勻的，而處理設備需在均勻水量符合的條件下運行，水量平衡措施就成了控制資源和能源浪費的關鍵。
4.3.1儲存調節(jié)：原水調節(jié)池應按中水原水量及處理量的逐時變化曲線求得，中水池-存池應按處理量及中水用水量的逐時變化曲線求算。原水變化曲線及中水用水曲線可根據排水建筑的性質-使用情況參照同地區(qū)類似建筑的資料擬定。
4.3.2運行調節(jié)：利用信號控制處理設備自動運行，并合理調整運行班次，可有效的調節(jié)水量平衡。
4.4處理工藝
由于中水原水多采用優(yōu)質雜排水，含有較低的有機污染濃度，宜采用以生物接觸氧化法為主的快速一段生物處理工藝：原水——格柵——調節(jié)池——生物接觸氧化——沉淀——過濾——消毒——中水。
結束語：節(jié)水最關鍵的不是建筑節(jié)水技術，而是人們的節(jié)水意識，人們的用水習慣。據調查，目前這種觀念尚未真正有效樹立，所以倡導人們將淡水資源當作一種珍惜資源節(jié)制使用，呼吁全民節(jié)水勢在必行。只要采取一項措施或幾項措施兼用，其節(jié)水效果都將是顯著的。堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，不節(jié)約放在首位。在遵循生態(tài)規(guī)律、經濟規(guī)律、社會發(fā)展規(guī)律等的前提下，在水資源、水環(huán)境承載能力范圍內，在完善的法律體系框架內，以政府為主導綜合運用行政、法律、管理、經濟、宣傳教育及科技的手段和措施，統(tǒng)一管理，科學配置，不僅能取得顯著的經濟效益，而且能在一定程度上緩解城市用水供需矛盾，解決高峰期缺水問題。還能減少污水排放量，保護環(huán)境，取得較好的社會效益和環(huán)境效益，建立節(jié)水型的社會。
針對不同功能的建筑可采用不同的節(jié)水對策和技術：在住宅和辦公樓中應改進馬桶的沖洗方式，減少沖洗水量；在賓館、飯店中，應考慮沐浴污水的處理及回用。
1減少馬桶沖洗水量
目前，我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器，耗水量大。若根據建設部的規(guī)定，全部使用沖水量≤9L的馬桶，則住宅可節(jié)水4%，賓館、飯店可節(jié)水3%，辦公樓可節(jié)水11%。目前美國及歐洲已經普遍使用6L的馬桶，假如到2001年我國實現(xiàn)全部馬桶采用6L沖洗水，則住宅可節(jié)水14%，賓館、飯店可節(jié)水4%，辦公樓可節(jié)水27%。
2廚房、沐浴、盥洗的節(jié)水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴，可節(jié)水且不減小水柱的直徑。
3真空節(jié)水技術
為了保證衛(wèi)生潔具及下水道的沖洗效果，可將真空技術運用于排水工程，用空氣代替大部分水，依靠真空負壓產生的高速氣水混合物，快速將潔具內的污水、污物沖吸干凈，達到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統(tǒng)包括：帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內產生40～50kPa的負壓，將污水抽吸到收集容器內，再由污水泵將收集的污水排到市政下水道。在各類建筑中采用真空技術，平均節(jié)水超過40%。若在辦公樓中使用，節(jié)水率可超過70%。
4中水處理
在公寓、住宅和賓館中，排放大量的沐浴及盥洗水，應考慮將其經適當處理后供生活雜用及補充冷卻水，主要包括廁所沖洗、園林灌溉和道路保潔等。
推薦的中水處理工藝為：
原水機械格柵毛發(fā)過濾器調節(jié)池混凝過濾活性炭吸附消毒中水池［中水泵中水屋頂水箱專用水管系統(tǒng)(水表)用水點］
在沐浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中，可考慮采用中水處理系統(tǒng)，以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環(huán)水的水量要求，可節(jié)約至少30%的生活用水量。
(劉瑾韓彥彬供稿)
廢水集中處理利于節(jié)能降耗
1小型廢水處理站存在的問題
①調查了3座小型廢水處理站，設計處理能力均為500m3/d，但正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%～30%，全年水力滿負荷運行的時間只有1/4，并且都沒有安裝變頻調節(jié)裝置，“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。
②小型廢水處理站都與生產同步，而正常生產企業(yè)每周有兩天休息，因此每次開車時都有4～6h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程)，造成能源的浪費。
③廢水處理效果都比較好，其出水經深度處理后其指標均可達到生活雜用水標準，但多數得不到回用，造成水資源的浪費。
④地下管道的滲漏引起環(huán)境污染。
⑤個別企業(yè)為追求經濟效益，有偷排廢水現(xiàn)象，引起環(huán)境污染。
2針對小型廢水處理站的節(jié)能對策
①在進行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關生產廢水的第一手資料，保證設計能力與實際運行負荷相適應，并考慮計算機控制系統(tǒng)在廢水處理中的應用。
②合并小型廢水處理站，使廢水集中處理，有利于減少重復投資，避免社會資源的浪費。
③環(huán)境保護部門在對企業(yè)進行達標排放管理的同時，應設專門機構對企業(yè)提供技術咨詢，使處理后的水能夠得到充分利用，在減少環(huán)境污染的同時提高經濟效益。
3廢水集中處理的經濟效益及環(huán)境效益
①大量節(jié)省建設投資。3座污水處理站的投資總額為300多萬元，如果合并處理投資額約為150萬元，可節(jié)省一半投資。
②節(jié)省勞動力。每座污水處理站至少有5人，合并處理后最多只需10人，這有利于提高社會效益，促進社會勞動力的合理分配。
③節(jié)能效果顯著。可充分利用變頻調節(jié)裝置及計算機控制系統(tǒng)使能源得到充分利用，至少可節(jié)能50%以上。
④促進處理后水的回用。全年可減少廢水排放量30×104m3，同時可節(jié)水30×104m3，CODCr排放量減少15t，從而實現(xiàn)經濟效益和環(huán)境效益雙豐收。
環(huán)境保護部門在對企業(yè)實施監(jiān)督管理的同時，希望能對廢水處理設施的建設實現(xiàn)宏觀調控并給予技術指導，以避免重復投資，在減少社會資源浪費的同時提高經濟效益和社會效益。
(江蘇省南通新西爾克針織服裝有限公司吳瓊供稿)
取消清水池的總排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲溝排水管和匯集排除上述三條管道中水的總排水管。某水廠有2個容量為5000m3的清水池，施工時根據現(xiàn)場實際情況取消了總排水管，至今已正常使用4年多。原設計總排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠，建設資金約40多萬元，清水池和各窨井均座落于承載力較大、滲水性良好的卵石層地基上。
1取消總排水管的可行性
①因池壁施工質量合格，很少有滲漏水，就是有少量滲漏水，也可經盲溝排水管、出口窨井底等滲水性良好的卵石層滲入地下。
②清水池運行正常時一般不會發(fā)生溢水，即使發(fā)生也是短暫的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m，溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。
③清水池通常3年才清洗一次，每次排水量也僅有200m3，排水時可以臨時用潛水泵從出口窨井中把水抽到地面澆灌林帶綠地。
④盲溝排水管和泄空管排出水的濁度和細菌學指標可能超標，但水從窨井底下滲，經幾十米厚的卵石層過濾后不會污染地下水。
2采取的相應措施
①盲溝排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分別設置且不相互連通，井底不鋪混凝土或水泥砂漿，采用天然卵石以便于水下滲。
②溢水管、出口窨井蓋用有一定強度經防腐處理的木板、竹板等輕質材料制做，以便溢水時漂起。窨井旁可設地面明渠，以利地面排水。
③安裝2套清水池水位儀，并設定上限水位報警，當1套失靈時可由另一套報警。亦可采用自動控制系統(tǒng)來控制清水池上限水位，即當水位達到設定的上限值時，一級泵站部分水泵機組自動停機，減少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自來水公司趙偉供稿)
克拉瑪依水廠冬季超越供水的實踐
克拉瑪依的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水主要來自地表水，夏季水廠直接從渠道取水，冬季則從水庫取水，目前4座水廠總的凈化水能力為23×104m3/d。
據調查，冬季水庫表面冰封后，冰下原水水質已優(yōu)于水廠凈化水。經分析除細菌、大腸菌群超標外，其他指標均達到了生活飲用水的標準。
由于水庫表面結冰后，水庫出水由管道輸送，刮風降塵對冰下原水不會造成污染，因此這時可以考慮采取超越水廠，殺菌后直接供給用戶。
1985年冬季，該市進行了多次、短時間超越水廠供水的試運行，經取樣分析水質完全達標，試驗獲得成功。1986年克拉瑪依開始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水庫表面冰封后庫存水不經水廠凈化、殺菌后直接供給用戶的實踐。
1987年，新疆克拉瑪依市衛(wèi)生防疫站對該地區(qū)生活飲用水的水質進行了為期一年的調查分析，并向政府提交了正式調查評價報告。報告中用水點水質合格率為100%，認為克拉瑪依地區(qū)供水水質全面達標。
新疆石油管理局供水水質檢測中心對1992年—1993年超越水的主要供水點——白堿灘調節(jié)水庫的水質進行了檢測分析。
結果表明，水庫表面結冰后，特別是1月—3月，冰下水溫很低，細菌、大腸菌群大量死亡，水庫原水全面達到了生活飲用水標準；而11月上、中旬水庫表面冰層未形成，受刮風和降塵影響，造成濁度超標；11月—12月，水庫水溫＞0℃，細菌和大腸菌群超標。在11月上、中旬水庫要經水廠凈化、殺菌后才能供給用戶；11月下旬水庫表面冰封后，庫存原水超越水廠、殺菌后供給用戶，均可全面達標。
新疆石油局供水水質檢測中心每年都對各水庫原水、水廠凈化水、地下水進行多次取樣檢驗，多年監(jiān)測超越水水質表明，其全面符合國標GB5749—85的生活飲用水衛(wèi)生標準。新疆克拉瑪依地處北溫帶，寒冷冬季長達4～5個月，利用冬季水庫表面冰封后，水廠不運行，庫存冰下原水經殺菌密閉輸送至用戶，經過10多年的實踐證明是成功的，同時也帶來了可觀的經濟效益。
①據統(tǒng)計，從1986年—2000年，水廠供超越水共1.1×108m3，以1m3水節(jié)約成本0.39元計，共節(jié)約成本4300萬元。
[論文摘要]：從我國西北地區(qū)的水資源量著手，分析了當前該地區(qū)水資源特點。總結西北地區(qū)工程節(jié)水技術主要措施。
我國西北地區(qū)包括新疆、青海、寧夏、甘肅、陜西五省(區(qū))的全部和的西部等地區(qū)，面積360萬km2，約占全國土地面積的37.5%。西北地區(qū)特定的自然環(huán)境和水資源條件，決定了水在其經濟社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設中的極端重要性。發(fā)展節(jié)水農業(yè)是西北地區(qū)農業(yè)和經濟社會可持續(xù)性發(fā)展的重要保證。
西北地區(qū)降水稀少，蒸發(fā)強烈，水土資源分布不平衡，水資源供需矛后突出；另一方面，水資源開發(fā)利用不合理，農業(yè)用水效率低，農田灌溉水利用率僅為0.3～0.4左右，浪費極其嚴重。在發(fā)展節(jié)水農業(yè)方面，問題表現(xiàn)在:節(jié)水認識上存在誤區(qū)；節(jié)水灌溉技術水平低；灌區(qū)工程不配套，老化失修嚴重；節(jié)水資金投入不足；農業(yè)灌溉水價偏低，水費到位差；節(jié)水管理體制不健全；節(jié)水農業(yè)政策有待完善；農業(yè)生產結構不夠合理；節(jié)水設備質量不高，產業(yè)化程度低。
1.工程節(jié)水技術
工程節(jié)水主要從渠系輸水到田間灌水過程來考慮節(jié)水。渠系輸水過程的主要措施有節(jié)水渠道防滲和改渠道輸水為管道輸水節(jié)水等；田間灌水過程節(jié)水主要是改進地面灌水技術，如大畦改小畦、長畦改短畦、平整土地，在缺水地區(qū)推廣膜上灌或膜下灌，有條件的地方推廣噴灌、微灌等灌溉新技術。
2.修建水利工程，對現(xiàn)有灌區(qū)工程進行技術改造和配套建設
在西北內陸河源流區(qū)，興建必要的山區(qū)水庫，攔蓄調控水資源，因地制宜的合并、改造、廢棄平原水庫，可減少蒸發(fā)造成的水資源浪費。同時，在有條件的支流興建控制性水利樞紐工程和局部調水工程，科學配置水資源，解決局部地區(qū)缺水問題。對現(xiàn)有的大、中、小型灌區(qū)工程進行以高效節(jié)水為中心的更新改造，這是壓縮農業(yè)用水的重要措施。
3.加強渠道防滲襯砌
渠道防滲工程節(jié)水效益明顯，成本低廉，是諸多農田灌溉節(jié)水措施中經濟合理、技術可行的主要節(jié)水措施之一，同時又是當前農田灌溉節(jié)水工程改造中的關鍵環(huán)節(jié)。渠道采用防滲技術，一是能加快輸水速度，縮短灌溉時間，能充分利用渠水，擴大灌溉面積，減少地下深層淡水的開采；二是與土壟溝相比，渠道防滲可節(jié)水40%～45%；二是灌區(qū)大部分為自流灌溉，節(jié)能效益顯著。四是省去土渠每年維修費用、縮短澆地時間，可省工30%～50%。陜西、甘肅等地試驗資料表明:渠道防滲可使渠系水利用率提高20%～40%，減少渠道滲漏損失50%～90%，此外，渠道防滲還具有加大過水能力、減小過水斷面、加快輸配水的速度、節(jié)省土地等優(yōu)點。
4.鋪設低壓管道輸水
管道輸水具有節(jié)水、輸水迅速、省地、增產和有利于搶季節(jié)等優(yōu)點，與土渠相比較，利用管道輸水水的利用系數可提高到0.95，節(jié)電20%～30%，省地5%～增產幅度10%左右。管道輸水灌溉技術被認為是投資最省、節(jié)水最有效、管理最方便的一種輸水灌溉技術[1]，目前管道輸水技術主要在井灌區(qū)推廣應用，自流灌區(qū)也開始采用管道輸水技術。低壓管道輸水已有于幾年的發(fā)展歷史，適用于各種地塊、作物及種植方式，為群眾所熟悉和接受，工程使用率高，是目前非常成熟的工程節(jié)水技術。
5.平整土地，溝畦改造，改進地面灌水技術
地面灌溉方法是目前應用最廣泛、最主要的灌水技術[2]。據有關研究結果表明，畦田、溝的規(guī)格適宜，操作合理得當，田間水利用系數可達到0.8以上，灌溉定額可大幅度下降。膜上灌較一般地面灌溉可節(jié)水30%以上，高者可達50%以上，波涌灌(包括畦灌、溝灌)可節(jié)水10%～30%灌水均勻度及儲水效率均明顯提高，分根交替灌溉可節(jié)水15%～30%，這足以表明地面灌水改進提高應用后的節(jié)水潛力[3]。
平整土地是提高地面灌水技術和灌水質量，縮短灌水時間，提高灌水勞動效率和節(jié)水增產的一項重要措施。一般而言，渠灌區(qū)若不采取任何節(jié)水措施，采用田間大塊劃小和土地平整工程，可是灌溉水利用系數提高0.05～0.10。畦灌是耕地經平整后，利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉；溝灌是在作物行間開挖灌水溝，灌溉水從輸水溝進入灌水溝后，在水流動的過程中由溝底和溝壁向周圍入滲濕潤土壤的方式進行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001～0.003為宜，最大不要超過0.01；溝灌要求地面坡度以0.003～0008為宜，最大不要超過0.02。
結合土地平整，進行田間工程改造，劃長畦(溝)為短畦(溝)，改寬畦為窄畦，設計合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量，可大大提高灌水均勻度和灌水效率。陜西洛惠渠的研究表明，在入畦單寬流量為3～5L/s時，灌水定額隨畦長而變，當畦長由100m改為30m時，灌水定額減少150～204m3/hm2；當畦長30～100m時，畦單寬流量從2L/s增加到5L/s灌水定額可降低150～225m3/hm2。6.推廣應用噴灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌節(jié)水新技術
噴灌可將水均勻地噴灑在作物上，它可以根據作物的不同生育期、不同需水量科學控制灌水定額，平均灌水定額30m3。噴灌工程不需平整耕地、修建田間毛渠和打埂，一般可以節(jié)省土地10%～20%。噴灌灌水均勻，節(jié)約用水，對地形的適應性強，與地面灌溉相比，大田噴灌一般可省水30～50%，增產10～30%。噴灌的主要缺點是一次性投資較高，受風的影響大，在多風的季節(jié)，會出現(xiàn)噴灑不均勻，蒸發(fā)損失增大。
滴灌工程是目前科技含量最高、起點最高的節(jié)水形式，是高效農業(yè)的首選。滴灌與一般的畦灌相比有很多優(yōu)點，具體主要體現(xiàn)在以下四個方面:一是省水，滴灌屬局部灌溉，僅濕潤作物根區(qū)附近的土壤，避免了輸水損失和深層滲漏損失，地表濕潤，減少了地面蒸發(fā)，節(jié)水率可達80%，能最大限度利用水源。二是省肥，在滴灌過程中，用施肥罐將可溶性肥料隨水滴入作物根部發(fā)育區(qū)，可有效地使肥料利用率由30%～40%提高到50%～60%。二是省工，無須平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板結，壟間于燥，可減少中耕和除草等投工，省工50%～80%。四是適應性強，它對地形適應能力強，在坡度為50°～60°的陡坡上，也可以采用滴灌系統(tǒng)，由于滴灌是小水勤滴，適時適量，土壤理化性能好，一般可增產20%～30%以上[3]，并可有效地改善蔬菜的品質。不過，滴灌投資大，因此，更適于經濟作物，是溫室大棚中最理想的灌水技術，隨著農業(yè)結構調整的不斷深人和高產值、高效農業(yè)的推廣，滴灌將得到更多的應用。
微灌將水和肥料澆在作物的根部，它比噴灌更省水、省肥。當前推廣的主要型式有微噴灌、滴灌、膜下滴灌和滲灌等。膜下滴灌具有增加地溫、防止蒸發(fā)和滴灌節(jié)水的雙重優(yōu)點，節(jié)水效果最好，近幾年，隨著產品國產化和價格的降低，在我國西北地區(qū)得到迅速推廣。
1996年新疆石河子墾區(qū)在大田(棉花)應用膜下滴灌技術取得成功，1999年開始大面積推廣應用，力薦在全國范圍內進行推廣。據統(tǒng)計膜下滴灌單位面積平均用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的12.5%，是噴灌的50%，是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技術后，不需要修農渠，也不需要筑硬打畦。操作簡便，節(jié)省機力費和人工作業(yè)費，并節(jié)省抽水電費和肥料費，有效降低了生產成本。膜下滴灌
可使作物根系經常維持適宜{水分、通氣和養(yǎng)分狀態(tài)，因此，作物增產顯著。
參考文獻
關鍵詞：節(jié)水；灌溉；技術；工程模式
現(xiàn)在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節(jié)水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊，各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些，有些技術還有待進一步研究，有些技術優(yōu)點更多些，適用范圍更廣些，而有些技術稍遜而已。
節(jié)水灌溉技術大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。
一、灌溉技術
節(jié)水灌水方法：灌水方法即田間配水方法，就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層，灌水方法可分為地面灌溉、噴灌，微灌和地下灌溉。
(一)地面灌溉地面灌溉是最傳統(tǒng)的灌水方法，一般說來它是作為比較是否節(jié)水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發(fā)展不斷完善，所以最近也有許多比傳統(tǒng)地面灌溉技術更節(jié)水的方法。
1灌水技術要素的優(yōu)化灌水技術要素指溝、畦規(guī)格、入畦(溝)流量，改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節(jié)水的效果，一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸，就可以大大提高灌溉均勻度和灌水斂率．即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜，則因不同地形與土質而異，各地要通過試驗來確定。
2新的淘畦灌水工具傳統(tǒng)的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦，這樣既不準確又不方便，而且常因放水口滲漏造成水的田間損失．國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水，但這種方法造價較高，在我縣很少使用。我們也做了一些試驗，證明可提高田間水利用率5％～10％。
3尾水回收系統(tǒng)在土壤入滲速度較小時，每條溝的人流量大一些容易灌得均勻一些，但是往往使得水已流到溝尾時，溝首還沒有灌夠，這樣就不可避免地造成溝尾泄水，如將泄水排掉就會浪費灌溉用水．如果此時在溝尾安裝集水系統(tǒng)把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉，或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節(jié)水的措施。但我縣目前還很少采用。
4膜上灌(叉稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀，水就在膜上流動，到作物長出孔處才滲入土地，這樣灌水效率高，一般可節(jié)水25％～35％。增產15％～20％，又不要專門的設施。
(二)噴灌式灌溉噴灌技術是利用專門德設備將水加壓或是利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間，再經噴頭噴射道空中散成細小德水珠均勻的灑在農田上。適合灌溉所有的旱作物，糧食、蔬菜等。適用于氣候溫暖的平原和山丘。也適用噴灑農藥，但在北方很少使用。一是北方土地少，而是造價高。現(xiàn)在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統(tǒng)的形式很多，其優(yōu)缺點也就有很大差別。
(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近，水由滴頭慢慢滴出，是一種精密的灌溉方法，只有需要水的地方才灌水，可真正做到只灌作物而不是灌土地。這種方法也多在南方和大面積土地上使用。此法可長時間使作物根區(qū)的水分處于最優(yōu)狀態(tài)，因此既省水又增產，我國現(xiàn)有面積34萬公頃，但其最大缺點就是滴頭出流孔口小，流速低，因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理。
1固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(千、支管一般埋在地下)，整個灌水季節(jié)都不移動，毛管用量大，造價與固定式噴灌相近，其優(yōu)點是節(jié)省勞力，由于布置在地面，施工簡單而且便于發(fā)現(xiàn)問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等)，但是毛管直接受太陽曝曬．老化快，而且對其他農業(yè)操作有影響，還容易受到人為的破壞。
2半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間，而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50％～70％。這樣就增加了移動毛管的勞力，而且易于損壞。
3膜下灌在地膜裁培作物的田塊，將滴灌毛管布置在地膜下面，這樣可充分發(fā)揮滴灌的優(yōu)點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難，而且還大大減少地面無效蒸發(fā)。
二、節(jié)水灌溉工程技術模式
為大規(guī)模發(fā)展節(jié)水灌溉技術，各地結合自身的特點均采用了不同的節(jié)水灌溉工程技術模式。為了使這些模式更加完善，下面介紹幾種有代表性的節(jié)水灌溉工程技術模式。
(一)、城郊設施農業(yè)節(jié)水高效工程技術模式
設施農業(yè)栽培也稱保護地栽培，是利用日光溫室、塑料棚等保護設施，人為地創(chuàng)造適于作物生長發(fā)育的環(huán)境條件。從而達到優(yōu)質、高產、高效。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。
郊區(qū)是發(fā)展設施農業(yè)節(jié)水高效工程技術最理想的地區(qū)，在這些地區(qū)滴灌技術為最常用的節(jié)水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括：水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備)．輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器，還可結合覆膜進行膜下灌溉。
設施農業(yè)節(jié)水灌溉工程技術裝備應立足于國內。尤其在現(xiàn)階段，應在吸收國內外先進技術的基礎上，大力發(fā)展適合當地的設施農業(yè)裝備。在設施農業(yè)用的節(jié)水灌溉設備方面，應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題，降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發(fā)揮微灌設備在設施農業(yè)應用中的優(yōu)勢，應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題，研究生產適合設施農業(yè)各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料，使灌溉時能做到水肥同步，發(fā)揮最大的水肥綜合效益。
(二)、純井灌區(qū)生態(tài)農業(yè)節(jié)水灌溉工程技術模式
目前，純井灌區(qū)大多存在地下水位逐年下降，生態(tài)環(huán)境惡化的問題。在這類灌區(qū)，減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環(huán)境，恢復生態(tài)平衡，維護農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展。因此．在灌區(qū)內的作物灌溉用水量，應按生態(tài)要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下，當前這類灌區(qū)大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法，一是減少灌溉面積，在余下的灌溉面積上，仍采用追求最高單產的傳統(tǒng)充分灌溉方法，其他面積則發(fā)展“雨養(yǎng)農業(yè)”，二是仍維持原來的灌溉面積，對作物灌溉則采取非充分灌溉方法，即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水，而在其他時期實行少供水甚至不供水，不追求作物單產最高，而追求總產最高。在高效節(jié)水灌溉技術方面，一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉，對經濟作物可采用微灌。:
(三)、水庫灌區(qū)自壓管道輸水灌溉工程技術模式
在各水庫周邊灌溉水源緊缺，農業(yè)生產水平高的灌區(qū)，采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規(guī)劃設計和田間用水管理的技術問題。另外，還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯(lián)接、防淤積等一些技術問題需要解決。
水資源緊缺已成為嚴重制約我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。農業(yè)是我國的用水大戶，用水總量4000億m3，占全國總用水量的70%，其中農田灌溉用水量3600-3800億m3，占農業(yè)用水量的90%-95%。農業(yè)用水中的浪費現(xiàn)象相當嚴重，首先是農田灌溉水的利用率低，平均僅為45%左右；其次是農田對自然降水的利用率低，僅達到56%；最后是農業(yè)用水的效率不高，其中農田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右，旱地農田水分的利用效率為0.60-0.75kg/m3。根據權威部門的預測結果，在不增加現(xiàn)有農田灌溉用水量的情況下，2030年全國缺水高達1300-2600億m3，其中農業(yè)缺水500-700億m3。若將農田灌溉水的利用率由目前的45%提高到發(fā)達國家的水平70%，則可節(jié)水900-950億m3，如同時提高水的利用效率，農業(yè)節(jié)水后不僅可滿足7億t左右的食物生產用水，還能節(jié)約出400-500億m3的水量用于國民經濟的其他重要行業(yè)，這無疑會對未來的國家經濟持續(xù)發(fā)展和社會安全穩(wěn)定作出重大貢獻。
農業(yè)節(jié)水不僅是我國國民經濟和社會可持續(xù)發(fā)展所要求的，也是我國農業(yè)資源，尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴峻形勢所決定的。農業(yè)節(jié)水對保障國家水安全、糧食安全和生態(tài)安全，推動農業(yè)和農村經濟可持續(xù)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略地位和作用。我國農業(yè)缺水的問題在很大程度上要依靠節(jié)水予以解決，加強對我國節(jié)水農業(yè)技術的研究，以科技創(chuàng)新促進生產力發(fā)展，建立與完善適合我國國情的現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術體系，將成為促進我國節(jié)水農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措之一
1現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術研究進展
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發(fā)達國家都把發(fā)展節(jié)水高效農業(yè)作為現(xiàn)代農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。發(fā)達國家在農業(yè)生產實踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節(jié)水農業(yè)基礎理論基礎上，將生物、信息、計算機、高分子材料等高新技術與傳統(tǒng)的農業(yè)節(jié)水技術相結合，提升節(jié)水農業(yè)技術的高科技含量，建立適合國情的節(jié)水農業(yè)技術體系，加快由傳統(tǒng)的粗放農業(yè)向現(xiàn)代化的精準農業(yè)轉型的進程。
世界各國采用的節(jié)水農業(yè)技術通常可歸納為工程節(jié)水技術、農藝節(jié)水技術、生物（生理）節(jié)水技術和水管理節(jié)水技術等四類。節(jié)水農業(yè)技術的應用可大致分布在四個基本環(huán)節(jié)中:
一是減少灌溉渠系（管道）輸水過程中的水量蒸發(fā)與滲漏損失，提高農田灌溉水的利用率；
二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量；
三是減少農田土壤的水分蒸發(fā)損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；
四是提高作物水分生產效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。節(jié)水農業(yè)發(fā)達的國家始終把提高上述環(huán)節(jié)中的灌溉（降）水利用率和作物水分生產效率作為重點，在建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統(tǒng)和采用了以噴（微）灌技術和改進的地面灌技術為主的先進的田間灌水技術后，節(jié)水農業(yè)技術的研究重點正從工程節(jié)水向農藝節(jié)水、生物（生理）節(jié)水、水管理節(jié)水等方向傾斜，尤其重視農業(yè)節(jié)水技術與生態(tài)環(huán)境保護技術的密切結合。
1．1農藝節(jié)水技術
利用耕作覆蓋措施和化學制劑調控農田水分狀況、蓄水保墑是提高農田水利用率和作物水分生產效率的有效途徑。國內外已提出許多行之有效的技術和方法，如保護性耕作技術、田間覆蓋技術、節(jié)水生化制劑（保水劑、吸水劑、種衣劑）和旱地專用肥等技術和產品正得到廣泛的應用。如美國中西部大平原由傳統(tǒng)耕作到少耕或免耕，由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋，由機械耕作除草到化學制劑除草，都顯著提高了農田的保土、保肥、保水的效果和農業(yè)產量。法國、美國、日本、英國等開發(fā)出抗旱節(jié)水制劑（保水劑、吸水劑）的系列產品，在經濟作物上廣泛使用，取得了良好的節(jié)水增產效果。法國、美國等將聚丙烯酰胺（PAM）噴施在土壤表面，起到了抑制農田水分蒸發(fā)、防止水土流失、改善土壤結構的明顯效果。美國利用沙漠植物和淀粉類物質成功地合成了生物類的高吸水物質，取得了顯著的保水效果。
節(jié)水農作制度主要是研究適宜當地自然條件的節(jié)水高效型作物種植結構，提出相應的節(jié)水高效間作套種與輪作種植模式。例如，在澳大利亞采用的糧草輪作制度中，實施豆科牧草與作物輪作會避免土壤有機質下降，保持土壤基礎肥力，提高土壤蓄水保墑能力。
在抗旱節(jié)水作物品種的選育方面，發(fā)達國家已選育出一系列的抗旱、節(jié)水、優(yōu)質的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節(jié)水抗旱性能，還具有穩(wěn)定的產量性狀和優(yōu)良的品質特性。特別是近年來，在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關的基因定位以及分子輔助標記技術、轉基因技術、基因聚合技術等在抗旱節(jié)水作物品種的選育上取得了一些極富開發(fā)潛力的成果。
近年來，水肥耦合高效利用技術的研究已將提高水分養(yǎng)分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區(qū)濕潤方式和范圍等與水分養(yǎng)分的有效性、根系的吸收功能調節(jié)等有機地結合起來。通過改變灌水方式、灌溉制度和作物根區(qū)的濕潤方式達到有效調節(jié)根區(qū)水分養(yǎng)分的有效性和根系微生態(tài)系統(tǒng)的目的，從而最大限度地提高水分養(yǎng)分耦合的利用效率。美國、以色列等國家將作物水分養(yǎng)分的需求規(guī)律和農田水分養(yǎng)分的實時狀況相結合，利用自控的滴灌系統(tǒng)向作物同步精確供給水分和養(yǎng)分，既提高了水分和養(yǎng)分的利用率，最大限度地降低了水分養(yǎng)分的流失和污染的危險，也優(yōu)化了水肥耦合關系，從而提高了農作物的產量和品質。
1．2生物（生理）節(jié)水技術
將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合開發(fā)出諸如調虧灌溉（RDI）、分根區(qū)交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理節(jié)水技術，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。與傳統(tǒng)灌水方法追求田間作物根系活動層的充分和均勻濕潤的想法不同，ARDI和PRD技術強調在土壤垂直剖面或水平面的某個區(qū)域保持土壤干燥，僅讓一部分土壤區(qū)域灌水濕潤，交替控制部分根系區(qū)域干燥、部分根系區(qū)域濕潤，以利于使不同區(qū)域的根系交替經受一定程度的水分脅迫鍛煉，刺激根系的吸收補償功能，使根源信號ABA向上傳輸至葉片，調節(jié)氣孔保持在適宜的開度，達到不犧牲作物光合物質積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的，與此同時，還可減少作物棵間的土壤濕潤面積，降低棵間蒸發(fā)損失和因水分從濕潤區(qū)向干燥區(qū)側向運動帶來的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過程受遺傳特性或生長激素的影響，在作物生長發(fā)育的某些階段主動施加一定的水分脅迫（即人為地讓作物經受適度的缺水鍛煉）來影響其光合產物向不同組織器官的分配，進而提高其經濟產量而舍棄營養(yǎng)器官的生長量及有機合成物的總量。因營養(yǎng)生長減少還可提高作物的種植密度，提高總產量，減少棉花、果樹等作物的剪枝工作量，改善產品品質。國際上有關調虧灌溉的研究主要是針對果樹和西紅柿等蔬菜作物，對大田作物的研究較少。
近年來，國內外相繼開展了對作物需水量計算方法的大量研究，但這些研究大多以單點的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎上采用插值法和面積加權平均法確定的區(qū)域作物耗水量的精度會受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點是將單點的單一作物耗水估算模型的研究擴展到區(qū)域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優(yōu)分配到作物的不同生育期內，為研究適合不同地區(qū)的非充分灌溉制度提供基礎數據和支撐。隨著遙感技術的應用使得采用能量平衡法估算區(qū)域作物耗水量成為可能，通過遙感獲得的作物冠層溫度來估算區(qū)域耗水量分布的研究變得十分活躍，并在一些發(fā)達國家得到了一定的應用。
1．3水管理節(jié)水技術
為實現(xiàn)灌溉用水管理手段的現(xiàn)代化與自動化，滿足對灌溉系統(tǒng)管理的靈活、準確和快捷的要求，發(fā)達國家的灌溉水管理技術正趨朝著信息化、自動化、智能化的方向發(fā)展。在減少灌溉輸水調蓄工程的數量、降低工程造價費用的同時，既滿足用戶的需求，又有效地減少棄水，提高灌溉系統(tǒng)的運行性能與效率。
建立灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)來模擬作物產量和作物需水過程，預測農田土壤鹽份及水分脅迫對產量的影響，基于Internet技術和RS、GIS、GPS等技術完成信息的采集交換與傳輸，根據實時灌溉預報模型，為用戶提供不同類型灌區(qū)的動態(tài)配水計劃，達到優(yōu)化配置灌溉用水的目標。為適應灌區(qū)用水靈活多變的特點，做到適時、適量地供水，需對灌溉輸配水系統(tǒng)的運行模式和相應的自控技術開展研究。目前，國外多采用基于下游控制模式的自控運行方式，利用中央自動監(jiān)控（即遙測、遙訊、遙調）系統(tǒng)對大型供水渠道進行自動化管理，開展灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的自控技術研究。在明渠自控系統(tǒng)運行軟件方面，著重開展對供水系統(tǒng)的優(yōu)化調度計劃的研究，采用明渠非恒定流計算機模擬方法結合閘門運行規(guī)律編制系統(tǒng)運行的實時控制軟件。
美國、澳大利亞等國已大量使用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰，用于監(jiān)測作物水分狀態(tài)，并提出土壤墑情監(jiān)測與預報的理論和方法，將空間信息技術和計算機模擬技術用于監(jiān)測土壤墑情。根據土壤和作物水分狀態(tài)開展的實時灌溉預報的研究進展也很快，一些國家已提出幾種具有代表性的節(jié)水灌溉預報模型。在此基礎開展的適合不同地區(qū)的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎，隨著水資源短缺的不斷加劇，其研究在國內外得到普遍重視。
多采用系統(tǒng)分析理論和隨機優(yōu)化技術，開展灌區(qū)多種水源聯(lián)合利用的研究，以網絡技術支持的智能化配水決策支持系統(tǒng)為基礎，建立起多水源優(yōu)化配置的專家系統(tǒng)，提出不同水源組合條件下的優(yōu)化灌溉與管理模式，合理利用和配置灌區(qū)的地表水、地下水和土壤水，對其進行統(tǒng)一規(guī)劃和管理。在最大限度地滿足作物對水分需求的同時，改善灌區(qū)的農田生態(tài)環(huán)境條件。
1．4工程節(jié)水技術
隨著現(xiàn)代化規(guī)模經營農業(yè)的發(fā)展，由傳統(tǒng)的地面灌溉技術向現(xiàn)代地面灌溉技術的轉變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術基礎上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現(xiàn)這一轉變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應用可明顯改進地面畦（溝）灌溉系統(tǒng)的性能，具有節(jié)水、增產的顯著效益。激光控制土地精細平整技術是目前世界上最先進的土地平整技術，國內外的應用結果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上，田間灌水效率達到70%-80%，是改進地面灌溉質量的有效措施。隨著計算機技術的發(fā)展，在采用地面灌溉實時反饋控制技術的基礎上，利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應用地面灌溉控制參數反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數，有效地提高地面灌溉技術的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。
除地面灌溉技術外，發(fā)達國家十分重視對噴、微灌技術的研究和應用。微灌技術是所有田間灌水技術中能夠做到對作物進行精量灌溉的高效方法之一。美國、以色列、澳大利亞等國家特別重視微灌系統(tǒng)的配套性、可靠性和先進性的研究，將計算機模擬技術、自控技術、先進的制造成模工藝技術相結合開發(fā)高水力性能的微灌系列新產品、微灌系統(tǒng)施肥裝置和過濾器。噴頭是影響噴灌技術灌水質量的關鍵設備，世界主要發(fā)達國家一直致力于噴頭的改進及研究開發(fā)，其發(fā)展趨勢是向多功能、節(jié)能、低壓等綜合方向發(fā)展。如美國先后開發(fā)出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭，具有防風、多功能利用、低壓工作的顯著特點。
為減少來自農田輸水系統(tǒng)的水量損失，許多國家已實現(xiàn)灌溉輸水系統(tǒng)的管網化和施工手段上的機械化。近年來，國內外將高分子材料應用在渠道防滲方面，開發(fā)出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復合襯砌工程結構形式。如已在德國、美國應用的新型土工復合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強的明顯特點。此外，管道輸水技術因成本低、節(jié)水明顯、管理方便等特點，已作為許多國家開展灌區(qū)節(jié)水改造的必要措施，開展渠道和管網相結合的高效輸水技術研究和大口徑復合管材的研制是渠灌區(qū)發(fā)展輸水灌溉中亟待解決的關鍵問題。
2現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術研究發(fā)展趨勢
現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術是在傳統(tǒng)的節(jié)水農業(yè)技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術，具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征。現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術涉及的既不是簡單的工程節(jié)水和水管理節(jié)水問題，也不是簡單的農藝節(jié)水和生物節(jié)水問題。從支撐現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術的基礎理論而言，需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物質量－經濟產量的轉化循環(huán)過程作為研究主線，從水分調控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發(fā)，探索提高各個環(huán)節(jié)中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面，現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持，來建立適合國情的技術體系。
隨著20世紀中葉以來科學技術出現(xiàn)的重大突破，節(jié)水農業(yè)領域中大量借助于土壤水動力學、植物生理學的理論和現(xiàn)代數學方法及計算模擬手段，試圖從整體上來考慮水-土-作物-大氣間的互動作用與關系，定量描述土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分和養(yǎng)分運移的轉化過程，據此制定科學的水、肥調控方案，這使得對節(jié)水農業(yè)的研究已由以往單純的統(tǒng)計或實驗性質變?yōu)橐婚T有著較為嚴謹的理論基礎與定量方法的科學。計算機技術、電于信息技術、紅外遙感技術以及其它技術的應用，使得在土壤水分動態(tài)、土壤水鹽動態(tài)、水沙動態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數據監(jiān)測、采集和處理手段得到長足發(fā)展，促進了農業(yè)用水管理水平的提高，而高分子復合材料和納米材料的研制創(chuàng)新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術上的重大突破。
在提高農業(yè)用水的利用率和水的生產效率的節(jié)水農業(yè)技術研究中，不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統(tǒng)中的界面過程，水分傳輸和系統(tǒng)反饋的機制，水分調控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉化關系等相關領域內的前沿技術，還與利用現(xiàn)代高新技術對水資源、土壤水分和作物水分進行監(jiān)測調控，根據作物需水規(guī)律進行精量灌溉等關鍵技術有關。為此，必須以具有學科交叉性的重大前沿性技術研究為基礎，研發(fā)與農業(yè)節(jié)水相關的重要關鍵技術，探索建立適合國情的現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術體系。
3我國現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術研究重點與內容
3．1現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)前沿技術
圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領域，對現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)前沿技術開展原創(chuàng)性研究。通過對水－土－植物關系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應的機制、干旱脅迫鍛煉對植物超補償功能的刺激等問題的研究，帶來農業(yè)節(jié)水原理與技術的創(chuàng)新，促進節(jié)水農業(yè)新思路的問世和源頭高技術的產生，為我國現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)的發(fā)展提供基礎理論和技術儲備。
作物高效用水與生理調控技術：
（1）研究主要作物節(jié)水條件下產量形成及可視化的生產模型，獲得維持農作物較高水分生產效率的生理和生態(tài)學過程參數，提出農作物根系微生態(tài)系統(tǒng)水分吸收功能調控模型和水分利用整體超補償功能環(huán)境反應模型；
（2）研究不同生態(tài)區(qū)域內主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節(jié)分布和計算模式和不同節(jié)水灌溉技術條件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生產函數與有限水量條件下的非充分灌溉制度，得到不同節(jié)水灌溉方式下實施非充分灌溉制度的技術；
（3）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹)調虧灌溉的指標體系(最佳凋虧階段和調虧程度)，提出不同養(yǎng)分水平或施肥條件下調虧灌溉的模式及相應的指標，獲得作物調虧灌溉的田間實施技術；
（4）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標體系，提出不同養(yǎng)分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應參數，獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術要素最優(yōu)組合設計方法及的田間實施技術；
作物需水信息采集與精量控制灌溉技術：
（1）研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程，建立作物水分信號診斷指標體系，獲得利用作物莖桿變形測量診斷作物缺水狀況的新技術與新產品；
（2）研究作物水分區(qū)域分布監(jiān)測技術和作物蒸騰過程快速監(jiān)測技術，提出區(qū)域土壤水分空間變異性與最佳動態(tài)監(jiān)測布點方式和區(qū)域土壤墑情監(jiān)測預報技術，獲得土壤水分動態(tài)快速測定與預報技術及新產品；
（3）以土壤墑情監(jiān)測預報、作物水分動態(tài)監(jiān)測信息與作物生長信息的結合為基礎，研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監(jiān)測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統(tǒng)，研制開發(fā)智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。
農田水肥調控利用與節(jié)水高效作物栽培技術：
（1）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究不同區(qū)域、種植制度、地力基礎和水資源狀況下主要作物農田養(yǎng)分供應與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養(yǎng)分最佳參數組合；
（2）研究不同灌溉方式下作物根區(qū)水分養(yǎng)分遷移、轉化和吸收的動力學過程，提出相應的作物根際水肥耦合循環(huán)與調控模型，獲得以提高水肥耦合利用效率為目標的田間節(jié)水灌溉技術參數的最優(yōu)組合；
（3）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究農田高效用水的作物群體時空分布特征，影響農田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調控技術；構建主要農作物高效用水群體優(yōu)化結構的綜合栽培技術體系。
3．2現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)關鍵技術
以田間節(jié)水灌溉、灌溉用水管理、農藝與化控節(jié)水等為重點，適當考慮干旱缺水地區(qū)特殊水源的開發(fā)與高效利用，研究現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)關鍵技術，創(chuàng)制一批新型的農業(yè)節(jié)水新產品與新材料，促進節(jié)水農業(yè)技術水平的提升，為我國農業(yè)節(jié)水提供適合國情的實用性應用技術。
田間節(jié)水灌溉技術：
（1）研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器，開發(fā)新型微灌過濾器、注肥器及系統(tǒng)控制設備；
（2）研究節(jié)能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度的噴頭、噴灑區(qū)域為矩形的噴頭，開發(fā)適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進扇形轉動的搖臂式噴頭，研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組；
（3）研究土地精平標準與激光控制平地技術，開發(fā)國產激光控制平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統(tǒng)，提出與激光控制平地技術實施相配套的田間灌排工程系統(tǒng)模式，研究地面灌溉技術控制參數，開發(fā)田間波涌灌溉控制設備、田間多孔閘管灌溉系統(tǒng)和田間灌溉自動控制設備；
（4）研發(fā)適合家庭規(guī)模的可調式小型免耕坐水播種技水與設備，創(chuàng)制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。
灌溉系統(tǒng)輸配水監(jiān)控與調配技術：
（1）研發(fā)水分損失小、價廉、精度高、抗干擾性強的渠系量水設備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開發(fā)經濟實用的灌區(qū)自動化量水二次儀表及設備、井灌區(qū)計量與控制用水裝置等；
（2）開發(fā)基于局域網絡、Internet網絡與RS和GPS技術相結合的灌區(qū)動態(tài)管理信息采集、傳輸和分析技術，研究灌溉系統(tǒng)的計算機識別技術和動態(tài)配水系統(tǒng)下非恒定流模擬仿真技術和水量與流量的實時調控技術；
（3）研究灌區(qū)中央控制系統(tǒng)自動控制技術和水力自動控制技術，開發(fā)灌溉配水系統(tǒng)的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。
農藝節(jié)水技術：
（1）以小麥、玉米等大田作物及林草為重點，應用分子標記輔助選擇、轉基因、基因聚合技術結合常規(guī)育種的方法，創(chuàng)制抗旱節(jié)水型、水分高效利用型的優(yōu)異育種新材料，選育抗旱節(jié)水與高產優(yōu)質相結合型的新品種（組合）；
（2）研究主要生態(tài)區(qū)域節(jié)水高效型的作物種植結構和適合區(qū)域特點的節(jié)水高效間作套種與輪作等種植模式，提出主要種植制度周期內農田水分高效利用技術控制要素和集成化參數，得到節(jié)水型農作制度優(yōu)化技術及其量化指標；
（3）以旱地土壤水庫增容為核心，研究等高種植集雨蓄水保墑技術和田間集雨栽培技術、少耕免耕保水保肥技術、地力培肥有機旱作技術、降低田間蒸發(fā)的覆蓋保墑技術等雨水就地高效利用技術，提出旱地農田節(jié)水抗旱能力的糧草輪作技術、糧經飼作物立體種植高效用水技術等。
新型農業(yè)節(jié)水材料與產品：
（1）研究利用納米技術改進防滲材料的性能，研制新型土壤固化劑、新型復合土工膜料和填縫材料，鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料，開發(fā)新型保溫復合材料和環(huán)保型混凝土補強新材料，創(chuàng)制用于管道輸水的高分子復合材料大口徑管材和管件；
（2）研發(fā)適合旱區(qū)應用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環(huán)保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等；
（3）篩選具有控制蒸騰功能的外源物質，研究植物蒸騰抑制劑，研制具有抗旱節(jié)水、防病殺蟲、高效環(huán)保等多種功能的種衣劑，開發(fā)以生物材料（藻類、纖維、沙漠植物等）或化學材料為基質的新型保水劑，創(chuàng)制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結構改良劑；
（4）研發(fā)由天然材料和改性天然材料（重點是植物纖維和淀粉類）制成的可被微生物完全分解為對環(huán)境無害物質的新型覆蓋材料，開發(fā)具有增溫、保墑、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料，改性和創(chuàng)制新型液膜等。
水源開發(fā)與高效利用技術：
（1）建立區(qū)域雨水資源高效利用技術體系和最優(yōu)開發(fā)模式及智能決策系統(tǒng)軟件，研發(fā)適合旱區(qū)應用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨設施結構形式和現(xiàn)場成型技術，獲得雨水集蓄與高效利用工程系統(tǒng)設計軟件；
（2）研究低成本、節(jié)能型的微咸水開發(fā)利用技術，建立微咸水灌溉下的控制指標體系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水鹽運動規(guī)律與調控技術，得到咸水與淡水混灌和輪灌的應用模式；
（3）研究再生水灌溉對土壤、地下水及作物品質的影響，提出再生水作物安全高效利用指標量化體系，開發(fā)利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應用技術以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術研究帶來的貢獻
在現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)前沿技術萬面，將提出作物高效用水生理調控指標體系、作物非充分灌溉下的需水指標體系和灌溉制度、作物調虧灌溉的指標體系，建立作物水分信號采集與缺水敏感指標測定和作物精量控制灌溉方法、動態(tài)配水系統(tǒng)下的非恒定流模擬仿真技術和水量實時調控方法等。研究內容無論是在應用基礎理論上還是在技術上均具有源頭創(chuàng)新性，會加速我國現(xiàn)代節(jié)水農業(yè)技術體系的建立。
1.1輸水過程中的節(jié)水措施
在長期的農業(yè)生產過程中，在傳統(tǒng)的農業(yè)生產中，采取的節(jié)水灌溉措施為挖土成渠，然后把水輸送到田間地頭。這種灌溉方式是一種傳統(tǒng)的灌溉方式，在輸送水過程中，水分的蒸發(fā)和流失量比較大，浪費比較嚴重。相關的統(tǒng)計數據顯示，在目前的農業(yè)生產中，灌溉渠道中的水并未得到有效的利用，利用率僅為50~60%，只有這個比例的水被用于農田灌溉，表明農業(yè)灌溉用水的重點是搞好輸水管道的節(jié)水，制定可行的節(jié)水措施和方案。這是節(jié)約灌溉用水的關鍵。
（1）加強輸水渠道的防滲。由于防滲可采用多種材料，而各種材料的性能不同。一般情況下，應用較多的防滲材料包括漿砌塊石、混凝土預制塊、干砌塊石和現(xiàn)澆混凝土護面等。在當前的農田水利建設中，大都是建設的“三面光”渠道。如果使用的為混凝土護面，則如果渠道較小，則可選用U型混凝土渠道，改善輸水流量，降低過水斷面。
（2）在農田水利灌溉中，輸水管道不僅為渠床滲透，在輸水過程中，也可能出現(xiàn)水面蒸發(fā)或者渠床上雜草的蒸騰，如果使用輸水管道便可降低輸水過程中的損耗，則無須采取其他的措施。如果對滴管、噴灌等的要求較高，可從地面灌溉中選擇低壓輸水管，壓強通常小于200MPa。
1.2節(jié)水灌溉的方法
一般所謂的農田水利節(jié)水灌溉是指農田田間的配水，如果灌溉水達到根系的水分配方式不同，則效果也存在著很大的差異。現(xiàn)階段，節(jié)水灌溉技術主要包括以下幾點：
（1）微灌技術在農業(yè)生產中的應用，一般涉及到的技術主要包括滴灌、脈沖灌溉和微噴霧等技術。如果參照微灌技術設備性能劃分，分為兩種：①重力微灌；②常壓微灌，如果按照灌溉設備分類，同樣分為兩類：①地下灌溉；②地面灌溉。微灌技術的最大優(yōu)點在于，可對灌溉用水量進行嚴格的控制，該技術主要包括輸水管道、水過濾系統(tǒng)和灌溉控制系統(tǒng)等。
（2）如果在農田灌溉中使用噴灌技術，則應選擇合適的設備，通常包括動力機、加壓水泵等。而同時可采用水自然下降的勢能，把水壓縮在管道中，從而進行輸水，然后經過噴嘴把水噴到空氣中。這是一個完整的過程，可為灌溉區(qū)域內的農作物提供水源。從目前的灌溉技術看，噴灌技術的應用最為普遍，同時，在各種農作物灌溉中均有使用。
（3）在目前的渠道防滲中，經常使用的灌溉渠道防滲技術包括石頭襯砌、混凝土襯砌、塑料薄膜材料防滲等技術，且應用的效果十分理想。
（4）步行式灌溉由于在設備拆裝方面具有一定的優(yōu)勢，是一種可快速拆卸和組裝的節(jié)水灌溉設備，可用拖拉機實施灌溉。由于該技術可有效改善灌溉的效率，因此可從源頭上完成水資源的節(jié)約。
（5）低壓管道輸水技術的應用，一般采用的方式為，從井內提取水源，然后用灌溉管道系統(tǒng)把水輸送到灌溉區(qū)域。低壓輸水管道技術主要應用于水到農田之后，這是由一種比較常用的地面灌溉方式。
1.3節(jié)水灌溉的系統(tǒng)
（1）不充分灌溉理論。充分灌溉方法，不僅能夠獲得單位產量最大化，同時可提高農田灌溉用水的利用率。但這并不意味著單位水量用量最多，收益便最高。因此，基于這一認識，提出不充分灌溉理論，即該理論認為，灌溉的目不是實現(xiàn)單位面積產量的最大化，而是單位用水量盡可能提高作物的產量。在我國水資源日漸緊張的背景下，水資源短缺的年代，該理論的提出顯得意義重大。
（2）水稻薄淺濕曬灌，通常水稻灌溉為長期保持較深水層。但是一些地方采用的仍然是串灌、漫灌的方式，水肥流失比較嚴重。近年來，學者研究采用薄、淺、濕、曬的灌溉制度，在節(jié)水方面收到了良好的效果。該系統(tǒng)制度的基本做法為：薄水插秧、淺水返青，在分蘗之前，加強田間濕潤管理，而在分蘗之后，通過曬田、拔節(jié)抽穗保持薄水，以及乳熟保持田間濕潤，確保黃熟濕潤落干。
1.4節(jié)水田間處理
任何一種節(jié)水灌溉措施，在農田水利中的應用，主要的目的是濕潤農作物根系活動層土壤，通過濕潤土壤，這達到作物吸收的需求。節(jié)水田間處理方式，主要包括：①中耕保墑；②麥稈覆蓋。其中，中耕保墑方式為在灌溉之后，耙松表層的土壤，進而把毛細管切斷處理，最終確保水分不輕易蒸發(fā)。而麥稈覆蓋方式，也即是把麥桿切碎之后，鋪在土表上，從而建立一個覆蓋表面，降低水分的蒸發(fā)量。
2節(jié)水灌溉技術在農業(yè)水利中應用的注意事項
在農田水利中應用節(jié)水灌溉技術，毫無疑問，存在著各種不利的條件和制約因素，但是不能回避和無視這些不利的條件和因素，而需要正視它們，通過采取有效的應對措施，克服這些不利因素的影響，最終促進農業(yè)灌溉技術的推廣和應用。這有利于提高我國農田水利的灌溉水平。在農業(yè)節(jié)水灌溉技術推廣中，應注意的問題主要包括以下幾個方面：
（1）根據土壤條件和農作物的類型，按照因地制宜的原則，合理選擇節(jié)水灌溉技術。在應用和推廣節(jié)水灌溉技術過程中，應根據種植的農作物類型，以及當地的土壤條件，合理選擇農田水利節(jié)水灌溉技術。對于農作物產量相對較低的大田糧食作物，在應用節(jié)水灌溉技術時，應重點考慮改進地面灌溉的方式，把節(jié)水灌溉技術作為主體，通過加大資金的投入力度，利用機械化免耕秸稈覆蓋技術、膜壟溝灌溉技術，加強這兩種技術的研究和應用，在條件允許的情況下，適當加大資金投入，采用噴灌和滴灌技術。
（2）按照農業(yè)種植結構的調整方案，合理確定農業(yè)節(jié)水技術。根據農業(yè)種植結構的調整方案，也即是壓縮農作物的種植面積，尤其是縮小糧食作物種植面積，擴大經濟作物種植面積，合理確定各種節(jié)水灌溉技術，提高單方水的效益和經濟產出。
（3）積極轉變工作思路，以農民為主體。在技術推廣和應用中，應切實尊重農民意愿，在技術推廣中發(fā)揮農民的主體作用，每一項水利工程的建設，應站在優(yōu)化水資源配置，建設環(huán)保型社會的高度，而不能僅僅重視經濟效益，還要注重社會和生態(tài)效益。
（4）在投入的形式上，改變傳統(tǒng)的以農民義務勞動為主的方式，通過市場化的運作方式，吸納社會等多方面的資金，在建設過程中，廣泛收集和采納各方面的意見和建議，發(fā)動社會各界的力量，提高農田水利建設的整體水平。
（5）在污水處理方面，應采用污水分級制度，在一些水資源比較短缺的地區(qū)，可采用滴灌技術，把水直接噴灑在植物的根部，這不僅有利于增強吸收，而且可以降低蒸發(fā)量。在我國中西部地區(qū)，水資源短缺的地帶，可應用和推廣噴灌、滴灌等技術。總而言之，在應用和推廣農業(yè)節(jié)水灌溉技術的同時，應結合當地是實際情況和各種節(jié)水灌溉技術的特點，合理選擇節(jié)水技術，從而實現(xiàn)節(jié)約水資源，提高農作物產出效益的目標。
3結語
針對不同功能的建筑可采用不同的節(jié)水對策和技術：在住宅和辦公樓中應改進馬桶的沖洗方式，減少沖洗水量；在賓館、飯店中，應考慮沐浴污水的處理及回用。
1減少馬桶沖洗水量
目前，我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器，耗水量大。若根據建設部的規(guī)定，全部使用沖水量≤9L的馬桶，則住宅可節(jié)水4%，賓館、飯店可節(jié)水3%，辦公樓可節(jié)水11%。目前美國及歐洲已經普遍使用6L的馬桶，假如到2001年我國實現(xiàn)全部馬桶采用6L沖洗水，則住宅可節(jié)水14%，賓館、飯店可節(jié)水4%，辦公樓可節(jié)水27%。
2廚房、沐浴、盥洗的節(jié)水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴，可節(jié)水且不減小水柱的直徑。
3真空節(jié)水技術
為了保證衛(wèi)生潔具及下水道的沖洗效果，可將真空技術運用于排水工程，用空氣代替大部分水，依靠真空負壓產生的高速氣水混合物，快速將潔具內的污水、污物沖吸干凈，達到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統(tǒng)包括：帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內產生40～50kPa的負壓，將污水抽吸到收集容器內，再由污水泵將收集的污水排到市政下水道。在各類建筑中采用真空技術，平均節(jié)水超過40%。若在辦公樓中使用，節(jié)水率可超過70%。
4中水處理
在公寓、住宅和賓館中，排放大量的沐浴及盥洗水，應考慮將其經適當處理后供生活雜用及補充冷卻水，主要包括廁所沖洗、園林灌溉和道路保潔等。
推薦的中水處理工藝為：
原水機械格柵毛發(fā)過濾器調節(jié)池混凝過濾活性炭吸附消毒中水池［中水泵中水屋頂水箱專用水管系統(tǒng)(水表)用水點］
在沐浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中，可考慮采用中水處理系統(tǒng)，以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環(huán)水的水量要求，可節(jié)約至少30%的生活用水量。
(劉瑾韓彥彬供稿)
廢水集中處理利于節(jié)能降耗
1小型廢水處理站存在的問題
①調查了3座小型廢水處理站，設計處理能力均為500m3/d，但正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%～30%，全年水力滿負荷運行的時間只有1/4，并且都沒有安裝變頻調節(jié)裝置，“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。
②小型廢水處理站都與生產同步，而正常生產企業(yè)每周有兩天休息，因此每次開車時都有4～6h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程)，造成能源的浪費。
③廢水處理效果都比較好，其出水經深度處理后其指標均可達到生活雜用水標準，但多數得不到回用，造成水資源的浪費。
④地下管道的滲漏引起環(huán)境污染。
⑤個別企業(yè)為追求經濟效益，有偷排廢水現(xiàn)象，引起環(huán)境污染。
2針對小型廢水處理站的節(jié)能對策
①在進行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關生產廢水的第一手資料，保證設計能力與實際運行負荷相適應，并考慮計算機控制系統(tǒng)在廢水處理中的應用。
②合并小型廢水處理站，使廢水集中處理，有利于減少重復投資，避免社會資源的浪費。
③環(huán)境保護部門在對企業(yè)進行達標排放管理的同時，應設專門機構對企業(yè)提供技術咨詢，使處理后的水能夠得到充分利用，在減少環(huán)境污染的同時提高經濟效益。
3廢水集中處理的經濟效益及環(huán)境效益
①大量節(jié)省建設投資。3座污水處理站的投資總額為300多萬元，如果合并處理投資額約為150萬元，可節(jié)省一半投資。
②節(jié)省勞動力。每座污水處理站至少有5人，合并處理后最多只需10人，這有利于提高社會效益，促進社會勞動力的合理分配。③節(jié)能效果顯著。可充分利用變頻調節(jié)裝置及計算機控制系統(tǒng)使能源得到充分利用，至少可節(jié)能50%以上。
④促進處理后水的回用。全年可減少廢水排放量30×104m3，同時可節(jié)水30×104m3，CODCr排放量減少15t，從而實現(xiàn)經濟效益和環(huán)境效益雙豐收。
環(huán)境保護部門在對企業(yè)實施監(jiān)督管理的同時，希望能對廢水處理設施的建設實現(xiàn)宏觀調控并給予技術指導，以避免重復投資，在減少社會資源浪費的同時提高經濟效益和社會效益。
(江蘇省南通新西爾克針織服裝有限公司吳瓊供稿)
取消清水池的總排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲溝排水管和匯集排除上述三條管道中水的總排水管。某水廠有2個容量為5000m3的清水池，施工時根據現(xiàn)場實際情況取消了總排水管，至今已正常使用4年多。原設計總排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠，建設資金約40多萬元，清水池和各窨井均座落于承載力較大、滲水性良好的卵石層地基上。
1取消總排水管的可行性
①因池壁施工質量合格，很少有滲漏水，就是有少量滲漏水，也可經盲溝排水管、出口窨井底等滲水性良好的卵石層滲入地下。
②清水池運行正常時一般不會發(fā)生溢水，即使發(fā)生也是短暫的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m，溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。
③清水池通常3年才清洗一次，每次排水量也僅有200m3，排水時可以臨時用潛水泵從出口窨井中把水抽到地面澆灌林帶綠地。
④盲溝排水管和泄空管排出水的濁度和細菌學指標可能超標，但水從窨井底下滲，經幾十米厚的卵石層過濾后不會污染地下水。
2采取的相應措施
①盲溝排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分別設置且不相互連通，井底不鋪混凝土或水泥砂漿，采用天然卵石以便于水下滲。
②溢水管、出口窨井蓋用有一定強度經防腐處理的木板、竹板等輕質材料制做，以便溢水時漂起。窨井旁可設地面明渠，以利地面排水。
③安裝2套清水池水位儀，并設定上限水位報警，當1套失靈時可由另一套報警。亦可采用自動控制系統(tǒng)來控制清水池上限水位，即當水位達到設定的上限值時，一級泵站部分水泵機組自動停機，減少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自來水公司趙偉供稿)
克拉瑪依水廠冬季超越供水的實踐
克拉瑪依的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水主要來自地表水，夏季水廠直接從渠道取水，冬季則從水庫取水，目前4座水廠總的凈化水能力為23×104m3/d。
據調查，冬季水庫表面冰封后，冰下原水水質已優(yōu)于水廠凈化水。經分析除細菌、大腸菌群超標外，其他指標均達到了生活飲用水的標準。
由于水庫表面結冰后，水庫出水由管道輸送，刮風降塵對冰下原水不會造成污染，因此這時可以考慮采取超越水廠，殺菌后直接供給用戶。
1985年冬季，該市進行了多次、短時間超越水廠供水的試運行，經取樣分析水質完全達標，試驗獲得成功。1986年克拉瑪依開始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水庫表面冰封后庫存水不經水廠凈化、殺菌后直接供給用戶的實踐。
1987年，新疆克拉瑪依市衛(wèi)生防疫站對該地區(qū)生活飲用水的水質進行了為期一年的調查分析，并向政府提交了正式調查評價報告。報告中用水點水質合格率為100%，認為克拉瑪依地區(qū)供水水質全面達標。
新疆石油管理局供水水質檢測中心對1992年—1993年超越水的主要供水點——白堿灘調節(jié)水庫的水質進行了檢測分析。
結果表明，水庫表面結冰后，特別是1月—3月，冰下水溫很低，細菌、大腸菌群大量死亡，水庫原水全面達到了生活飲用水標準；而11月上、中旬水庫表面冰層未形成，受刮風和降塵影響，造成濁度超標；11月—12月，水庫水溫＞0℃，細菌和大腸菌群超標。在11月上、中旬水庫要經水廠凈化、殺菌后才能供給用戶；11月下旬水庫表面冰封后，庫存原水超越水廠、殺菌后供給用戶，均可全面達標。新疆石油局供水水質檢測中心每年都對各水庫原水、水廠凈化水、地下水進行多次取樣檢驗，多年監(jiān)測超越水水質表明，其全面符合國標GB5749—85的生活飲用水衛(wèi)生標準。新疆克拉瑪依地處北溫帶，寒冷冬季長達4～5個月，利用冬季水庫表面冰封后，水廠不運行，庫存冰下原水經殺菌密閉輸送至用戶，經過10多年的實踐證明是成功的，同時也帶來了可觀的經濟效益。
①據統(tǒng)計，從1986年—2000年，水廠供超越水共1.1×108m3，以1m3水節(jié)約成本0.39元計，共節(jié)約成本4300萬元。
