农田水利学1-我国水资源特点与农田水利学-绪论 44页

第一章我国水资源特点与农田水利学1、我国水资源主要特点2、我国农田水利发展概况3、世界农田水利发展趋势4、农田水利的研究内容n世界水资源简况我国水资源主要特点第一节、我国水资源主要特点河南农业大学n（一）、世界水资源简况(1)水资源储量河南农业大学地球上的水总量为13.86亿立方千米。其中：咸水13.5亿立方千米；淡水0.35亿立方千米。地球表层可供人类利用的水称为水资源，包括水量、水质、水能资源和水域几个方面。n河南农业大学n世界前10名水资源占有国家(2)各国水资源分布河南农业大学n（二）、中国水资源简况我国是水旱灾害频发的国家，大禹治水、后羿射日等古老的传说无不显示出水旱灾害的信息。据统计，自公元前206年至1949年的2155年间，中国共发生较大的洪水灾害1092次，发生较大旱灾1056次，平均每两年发生一次较大水灾或严重干旱。1949年10月1日中华人民共和国成立至2008年，黄河、长江、淮河等7大江河发生较大洪水50多次，发生较大范围的严重干旱17次。水利部长陈雷讲，中国水旱灾害有四大特点：一是频率高，二是范围广，三是种类多，　　四是损失重。河南农业大学n（二）、中国水资源简况(1)我国水资源分布河南农业大学n河南农业大学n(2)我国水资源特点注：国际上称年降水量少于500mm的地区为少雨区，少于250mm的地区为无灌溉即无农业区。我国少于500mm的地区占50%左右,无灌溉即无农业区占30.8%.人均资源量少我国河川年平均径流量为2.8万亿m3，居世界第6位，人均2000m3,为全球1/4，居世界109位，耕地公顷均水量为28200m3,属贫水国家之一。地区分布不均东南沿海1600mm/年,秦岭以南大于1000mm/年，华北、东北大部400-800mm/年,西北少于400mm/年。时段分布不均受季风影响，年内分配不均，年际变化很大，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70%以上。水土资源不匹配水土分布不匹配，长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%。ABCD河南农业大学n流域或地区年径流量（亿m3)耕地面积（万亩）人口（万人）亩均水量（m3/亩）人均水量（m3/人）亩均水量与全国平均值比人均水量与全国平均值比全国2614414900097000175526951.001.00珠江流域303773037411393241422.241.54浙闽200146896280426731362.431.18长江流域97933705334580264328321.511.05淮河流域53018366124792814250.160.16黄河流域5601956181672866850.160.25海河流域2481510888361883210.110.12辽河流域151705428332145330.120.20松花江流域75917568465243216310.250.61西藏359034418310400019600059.272.7我国水土资源和人均水量地区分布表注：资料来源《中国百科年鉴》1981河南农业大学n地区占国土面积%水资源比例%耕地%日平均气温>100C年积温东北地区特点137201600-3500黑龙江等流域地广人稀，为我国主要商品粮基地，水资源供应不紧张，但辽河流域的中下游地区，光热条件较好，人口稠密，水资源供需紧张西北内陆河地区特点354.65.82000以下青藏高原2000-3500南疆3500-4500北疆人口占全国2.1%，由于水资源制约，只能在戈壁沙漠边缘建设绿洲，开发谨慎，防止生态恶化长江以北淮河、黄河、海河地区特点157.5383500-4500人口密集，是全国水资源供应最紧张的区域，其中黄淮海平原、胶东半岛和以山西省为中心的能源基地，尤为严重长江流域秦岭、淮河以南，南岭以北地区特点1934244500-6500农作物一年两熟或三熟，天然水资源充裕，但土地资源开发比较充分，可供开垦的荒地资源不多东南沿海诸河和珠江流域地区特点8.625.896000农作物一年两熟或三熟，南岭以南有的地区一年四熟，天然水资源充裕，但土地资源开发比较充分，可供开垦的荒地资源不多西南诸河流域地区特点9211.84500-6500地形复杂，耕地较少，地高水低，供水困难我国不同地区水、土、热资源组合情况河南农业大学n河南农业大学第二节、我国农田水利发展概况中国农业灌溉的意义1我国灌溉与排水发展历史2新中国农田水利建设成就3存在问题及发展方向4n（一）、不同自然条件下农业生产对灌溉的需要根据降水的大小和农作物对灌溉的要求，可将全国分为三个不同的灌溉地带:即降水小于400毫米的常年灌溉地带;400-1000毫米的不稳定灌溉地带;大于1000毫米的水稻灌溉地带。一、我国农业灌溉的意义n河南农业大学长江中下游、珠闽江及部分西南地区，水稻灌溉需要系数0.3-0.6，旱作0.1-0.3黄淮海、东北地区，灌溉系数不稳定，高时为0.7-0.8，低时为0.3西北内陆、黄河中上游地区，灌溉需要系数大于0.5-0.6n淮河以北，通称北方，年降雨量一般少于800mm，属于干旱或半干旱地区。其中，属于干旱地区的有新疆、甘肃、宁夏、陕西北部、内蒙古的北部和西部地区以及青藏和云贵高原的部分地区。干旱地区降雨量稀少，蒸发强烈，绝大部分地区的年降雨量为100～200mm，有的地方几乎终年无雨，而年蒸发量的平均值约为1500～2000mm，远远超过降雨量，因而造成严重的干旱和土壤盐碱化现象。延安山西丘陵2、北方地区河南农业大学n该地区主要是农牧兼作区，种植的主要作物有棉花、小麦和杂粮等，灌溉在农业生产上占极重要的地位，牧草也需要进行灌溉，大部分地区没有灌溉就很难保证农、牧生产的进行。河南农业大学n半干旱地区包括东北、华北地区，主要作物有棉花、小麦、玉米和豆类，水稻也有一些。这些地区的降雨量基本上可以满足作物的大部分需要。该地区农业生产的突出问题是由于降雨量在时间上分布不均、水利资源与土地资源不相适应等原因而形成的旱涝灾害问题。以华北地区为例，常常春旱秋涝，涝中有旱，涝后又旱，其它地区也有类似的情况。此外，有些排水不良的半干旱地区、地下水位较高，地下水矿化度大，土壤盐碱化威胁较重。东北平原有部分沼泽地，黄河中游的黄土高原，存在严重的水土流失现象。水源主要是河川径流和地下水河南农业大学n（二）、灌溉发展在农业发展中的作用及效益河南农业大学从我国解放以来的农业发展情况来看，农业灌溉供水翻了一番，灌溉面积也翻了一番，粮食产量也翻了一番。据统计，1949年到1996年，我国人口增长了1倍，人均耕地减少了50%，粮食净增产2.6倍，其中占全国耕地不足40%的灌溉土地生产出了80%的粮食，尽管影响因素很多，但灌溉的主导作用是肯定的。n1949-1996灌溉面积与产量对照表河南农业大学n综上所述，发展我国农业生产，一方面具有较好的自然条件，但另一方面也程度不同地存在着各种不利因素。因此，兴修水利，大力开展防洪、除涝、灌溉、治碱等水利工作，战胜洪涝、干旱、盐碱和水土流失等自然灾害，对发展我国农业生产具有十分重要的意义。n二、我国灌溉与排水发展历史与成就夏商时期，黄河流域就出现了“沟洫”，即古代兼作灌溉排水的渠道。公元前六世纪，楚国人民兴建了芍陂(今安徽省寿县城南)，利用洼地建筑了长约100里的水库。引蓄俾河的水进行灌溉，这是我国有历史记载的最早的蓄水灌溉工程。公元前四世纪，魏国西门豹治邺(今河北临漳)时创建了引漳十二渠，这是早期较大的引水灌溉工程。战国时昭襄王(公元前3世纪)令蜀守李冰在四川兴建了我国古代最大的灌溉工程——都江堰，这项工程不仅具有完善的渠首枢纽，且开辟了许多灌溉渠道，灌溉了川西平原，为秦始皇统一中国奠定了物质基础都江堰。河南农业大学n我国灌溉与排水发展历史秦汉时期较大的农田灌溉工程还有陕西的郑国渠、白渠和龙首渠，宁夏的秦渠、汉渠和唐徕渠，浙江的鉴湖灌溉工程等。隋、唐、宋时期，中国农田水利进入巩固发展时期。太湖下游兴建圩田、水网，黄河中下游地区大面积放於；同时水利法规渐趋完备，唐有《水部式》，宋有《农田水利约束》等。河南农业大学n我国灌溉与排水发展历史元、明、清时期，长江、珠江流域，特别是两湖、两广地区，农田水利得到了进一步发展。明天启年间《农政全书》问世，书中记载了中国农田水利史；《泰西水法》为我国介绍西方水利技术的最早著述。19世纪末，西方灌溉与排水技术在中国开始应用，20世纪30年代，陕西省建成泾惠、渭惠、梅惠等大型自流灌区。河南农业大学n河南农业大学n河南农业大学n三、新中国农田水利建设成就建国后我国开展了大规模的水利建设，兴建了大量的水利基础设施。据2003年末统计，全国水库从解放初的20多座增加到85153座，全部水库总库容5658亿立方米（占水资源总量的20%）。累计加固新修堤防27.87万公里，全部堤防保护耕地面积65813万亩，初步形成了七大江河的防洪工程体系。河南农业大学n新中国农田水利建设成就全国供水能力从1000多亿立方米增加到5800多亿立方米，其中城市供水量达到470亿立方米，供水普及率为96.8%。万亩以上灌区处数5729处，万亩以上灌区有效灌溉面积3.79亿亩。农田有效灌溉面积从2.4亿亩发展到8.39亿亩，节水灌溉面积2.92亿亩，基本形成全国农田灌溉总体格局。水土流失治理面积89.71万平方公里。河南农业大学丹江口三峡水库n由于进行了这些工作，在占全国总耕地2／5的灌溉土地上，生产着约占全国总产量2／3的粮食。农田水利建设不仅为中国农业生产的物质基础，也是我国国民经济建设的基础产业。随着我国水利建设的不断发展，在辽阔的土地上，已出现了许多宏伟的农田水利工程，如有灌溉面积超过一千万亩的四川省都江堰灌区、安徽省淠史杭灌区和内蒙古自治区的河套灌区，装机容量超过四万千瓦的江苏省江都排灌站；总扬程高达700m以上的甘肃省景泰川二期抽灌站；以及流量超过15m3/s、净扬程达50m的湖北省青山水轮泵站等等。此外，还新建了一些规模巨大的引黄济青、引滦入津、引大入秦、引黄入卫、南水北调等调水工程。新中国农田水利建设成就河南农业大学n四、存在问题与发展方向防洪能力低，洪涝灾害严重我国是世界上洪涝灾害最严重的国家之一，全国70%的固定资产、44%的人口、1/3的耕地、数百座城市，以及大量的重要基础设施和工矿企业都位于大江大河的中下游地区，受洪水威胁严重。现有防洪工程体系仍然较为薄弱，江河防洪标准仍然偏低。拦蓄洪工程建设不足，且有40%的水库带病运行，非工程措施体系不健全，蓄滞洪区安全建设严重滞后，缺乏灵活运用的基本条件，启用困难。河南农业大学A、存在问题n干旱缺水严重，水资源供需矛盾尖锐我国降雨时空分布不均，人均占有水资源量少，水资源分布与耕地、人口、经济布局不相匹配，北方地区干旱缺水严重。部分地区水资源浪费与水污染严重，水供需矛盾不断加剧。目前，全国每年缺水量达400亿立方米。90年代以来，平均每年因旱受灾的耕地面积达3.7亿亩，年均减产粮食200多亿公斤。灌溉工程管理工作也比较薄弱，重建轻管的问题尚未从根本上扭转，管理粗放。部分工程配套不齐全，有些工程老化失修严重，灌溉效益衰减。河南农业大学n水土流失严重，水环境不断恶化水土流失面积367万平方公里，约占国土面积的38%。水土流失导致江河湖库淤积严重，土地贫瘠，生态环境恶化，工程效益衰减，加剧了洪涝干旱和风沙灾害。根据水质监测统计，全国废污水年排放量达600多亿吨，其中近80%未经处理直接排入江河湖库水域。全国地下水超采严重，已形成了部分区域性地下水位下降漏斗，导致部分地区地面沉降、海水入侵。河南农业大学n河南农业大学nwww.1ppt.comLOGOn灌溉水利用效率低目前，我国灌溉水利用率很低（实际田间灌水与渠首取水之比），渠灌区只有30%-40%，井灌区为60%左右，而一些发达国家达到80%以上。另外，我国灌溉水利用效率也很低（单位水获得的产量），每立方米水生产粮食不足1kg，而以色列可达到2.32kg，一些发达国家大体也在2kg以上。河南农业大学n水资源开发利用程度高，进一步开发潜力不大目前，我国河流水资源开发程度已经很高，特别是黄河、淮河、海河已达到50%，远超过世界上公认的40%极限值，并且农业用水为80%左右，高于发达国家50%的平均水平，随着工业发展，工农业争水矛盾突出。河南农业大学地区与流域水资源利用率%农业用水比重%东北24.874.3海河96.876.2黄河51.280.5淮河58.879.4长江17.266.3东南18.072.4珠江16.868.6西南11.691.2内陆45.096.2全国18.874.4注：数据为1993年水平水资源开发情况nB、今后发展方向1、加大老灌区的技术改造2、大力发展节水灌溉技术，提高水利用效率3、加强农田基本建设，平整土地4、用现代技术武装灌排事业5、加大灌排工程对环境的影响研究河南农业大学n第三节、世界灌溉发展的趋势河南农业大学(1)世界灌溉与排水的发展概况最早的灌溉工程，是公元前3400年左右美尼斯王朝修建在埃及孟菲斯城附近截引尼罗河洪水的淤灌工程。约公元前2200年巴比伦在底格里斯河和幼发拉底河河谷建造了当时世界上规模最大的奈赫赖万灌溉渠道。n公元前2500年左右，印度就有引洪淤灌，到20世纪30年代，印度开始应用现代工程技术修建大型自流灌溉工程，同时发展小型提水灌溉与井灌。伊朗、叙利亚、意大利等国的灌溉，也有几千年的历史，其中伊朗和亚美尼亚等国，以坎儿井众多闻名。世界灌溉与排水的发展概况河南农业大学n19世纪中叶，在美国西部大盐湖河谷地带，开始了移民垦殖，发展灌溉。20世纪初，美国联邦政府开始在西部17州进行以灌溉为主的水利综合开发，1985年全美喷灌面积达1.34亿亩，占其总灌溉面积(3.64亿亩)的37％。前苏联的灌溉农业也有较长的历史，公元前6世纪阿姆河和锅尔河流域就开始了灌溉，十月革命后，灌溉事业有了较大的发展，主要灌区集中在中亚细亚。世界灌溉与排水的发展概况河南农业大学n全世界灌溉面积1950年为9600万公顷，1985年为2.2亿公顷，增加1.2倍。灌溉面积占耕地面积的比例由1950年的7％增加到1985年16％，灌溉农田的农产品产值约占全部农产品产值的一半。世界上灌溉面积最多的国家为中国，其次为印度、美国、苏联和巴基斯坦。欧洲西部一些国家，因雨量较丰沛，且分布较均匀，灌溉设施一般较少。世界灌溉与排水的发展概况河南农业大学n（2）世界灌溉发展的趋势1灌溉方法仍以地面灌溉为主，高效节水灌溉面积有较大发展2提高灌溉水利用系数，缓解水资源紧缺程度，渠道防渗，管道输水和非充分灌溉等技术将日益发展3改进灌溉管理，提高自动化程度4电子计算机、激光、红外线、遥感、遥控等新技术将广泛得到发展河南农业大学n第四节、农田水利的研究对象本课程的研究对象河南农业大学n1、研究农田水分状况及其调节措施1研究农田水分、盐分运动规律，以及与作物生长的关系2研究不同地区灌溉工程形式及其规划设计方法3研究灌溉与排水工程的管理方法河南农业大学n2、研究地区水情及其调节措施21调水、排水措施：1、地区域间2、流域间蓄水、保水措施：1、工程蓄水2、田间蓄水河南农业大学