第七章 集水与节水灌溉技术

第八章旱地土壤集水与节水灌溉技术

第一节集水技术

在我国旱农地区内虽然丘陵坡地、山坡地占很大比重，如前所述约占70％以上，但也有不少面积是属于高原或平原、川地或滩地的。这些地方虽然地形较为开阔平坦，有利于农业生产，但因气候干旱降水较少，或因降水季节与作物生长季节不协调，或因降水的年变率和季节的变率很大，所以也经常发生干旱。因此，因地制宜地运用适当的集水技术，将非生长季节的降水或非生产用地上的降水集蓄起来，以满足生产上及日常生活上对水分的需要。

集水技术主要是修建小型蓄水设施，如小水库、塘坝、蓄水池（涝池或陂塘）、水窖及进行引洪漫地（或称引洪漫淤）等。小型蓄水工程具有用工少、投资少、见效快、群众可以自办等优点，而且还可以将多雨年份或多雨季节的径流蓄存于当地，以解决人畜及旱季的用水，充分发挥降水的生产效益。

一、塘坝或塘库

（一）什么是塘坝或塘库

按照我国有关设计标准，凡库容达不到小型水库要求的，则称为塘坝或塘库。即库容在几百m3至几万m3的小型蓄水工程称塘坝或塘库。塘坝或塘库在形式、建筑组成上基本上与小型水库相同。包括山塘和平塘。山塘是建在山谷的谷口，平塘在平缓地上开挖或三面筑堤。

（二）规划建塘库时应注意的问题：

1、塘址选择：

（1）工程量小口小、肚大、底平（山塘建塘选址）。

（2）附近有充足的筑坝材料。

（3）选在集雨面积较大的洼地，争取能汇集较多的径流。同时能在非灌溉季节把多余的降水引入塘库。

（4）地基不透水，不要在砂卵石等透水层处建塘。

（5）坎基软硬均匀。

2、建塘时注意防渗处理（平塘）：

方法是把塘底土壤翻松并分层压实，或用石料砌底，以防渗漏。如果以淤地为目的，则可不必进行此项处理。

3、进行自流灌溉的塘库，要修建放水设施，一般常采用放水卧管设计。191页图

4、塘库的集雨面积过大时，要有溢洪道，在集雨区内要加强水土保持工作。

二、蓄水池

（一）什么是蓄水池

陕西关中群众一般称蓄水池为涝池，意为雨涝季节，集蓄多余雨水之处，华北群众一般称之为坑塘，南方称陂塘或山湾塘，为山原地区集蓄径流，解决人蓄用水所经常采用的一种有效方法。其规模往往较一般塘库更小，除解决旱区人畜日常用水之外，亦可作为抗旱坐水点种或保苗的水源。

（二）蓄水池的种类

蓄水池按其主要作用分为三种：

1、专为拦蓄地表暴雨径流的。多在村旁、路旁、坡凹或其他水流集中的地方。或挖坑或筑埂或半挖半填而成。一般不采取防渗措施，池中蓄水可供抗旱、洗涤和牲口饮用。

2、专为蓄水灌溉或人畜饮用的。一般与渠道、水井、抽水站等结合。用来存储渠井、抽水站等抽引的水量，以便利灌溉和供水。渠池结合的叫“长藤结瓜”，一般多有石方衬砌。或胶泥铺盖，以防渗漏。池的位置往往不在低洼处，而在不致遭受暴雨冲刷，并能控制灌溉面积的较高处。

3、既能拦蓄暴雨径流，又与渠、井、抽水站结合的蓄水池。

（三）蓄水池位置的选择

1、要有来路水

2、土质粘重、不透水

3、靠近渠旁，长藤结瓜

（四）修筑步骤

1、清基

2、挖土培埂，分层夯实

3、防渗层处理

蓄水池挖好后要用胶泥、粘土或1：5石灰粘土铺在池底或搪在池壁以形成防渗层。或在池内放入浅水，反复进行水耕水耙，把水搅浑，使细泥沉降并填塞于土壤孔隙之中，以减低渗漏。在黄土高原上，如此反复进行数次，渗漏即可大为降低。根据国外报道，如同时加入土壤分散剂，如碳酸钠等钠盐处理土壤，可使渗漏大大下降。

在浅的土质蓄水池底(深度小于3m)，也可用聚乙烯或聚丙烯薄膜作为防渗材料，也可用水泥制品或敷设沥青防渗层进行防渗。不过在塑料薄膜或沥青防渗层上仍要铺填30~60㎝的土层并夯实，以保护薄膜或

沥青防渗层少被氧化或冻裂而遭受破坏。更要尽量防止蓄水池干涸，以免防渗层干裂。此外，在修建蓄水池时，为了减少泥沙入池，在进水口处也可先挖—个沉沙池，以解决淤积问题。

（五）蓄水池的形状

有正方形、圆形、长方形、椭圆形、盆形等。

三、水窖

（一）水窖的概念

水窖又叫旱井。它是干旱地区群众创造的一种蓄水设施，主要设在场院之内或住宅附近，以收集场院面积上的降雨，以解决人畜日常用水问题。

（二）水窖的作用

1、供人畜日常用水

2、蓄水防旱

在干旱或半干旱地区，虽然降水较少，如果将一定面积上的雨水集存起来，其水量仍然是不少的。比如在1000m2的土地面积上，降l00mm的雨，就等于l00m3的水（折合l05L）蓄集起来。如每人每日用水以25L计，即约可供10人家庭的一年用水。在澳大利亚的干旱地区，平均年降雨量300mm，建立的2400m2的集水区，即使在降雨量最低的年份里也能对6口人、10匹马、2头牛、150只羊供应足够的用水。所以，此种方式对一些距离水源太远或取用地下水不现实的干旱地区来说，目前仍不失为解决人畜用水的有效方式。有些地方也有在路边地头打水窖的，主要用于蓄水防旱。

3、水窖位置的选择

打窖的地方一般选择在坡度不大，土质坚实均匀，有来水的路边、村边、地头或场院

中，不要打在沟边、崖边和沙土多，树木多的地方。

4、水窖的形式

（1）瓮窖瓮窖的构造如图所示。因其整体为拱形，比较坚固，能把水蓄满，容积也大，适用于高原和丘陵地区。

具体做法是先挖直径60~70㎝的井筒子，深1~2m。以下慢慢向四周扩展，到直径3m左右，再慢慢收缩。窖底呈锅底形，总深5~7m，窖壁应保留锨头挖土痕迹，以便涂泥防渗。

上泥前将窖壁先用清水洒湿，然后由下而上，边上泥边抹压4~5㎝厚。要抹压到表面光滑，泥不吐水为止。最后再用黑矾水或糯米水刷一次面子就能耐久。或采用防渗水泥砂浆涂抹。

泥灰的配制各地经验不同，大致有以下几种：

1．白灰：细沙：红胶土，1：2：3或4：2：2

2．白灰：细沙：红胶土：黄土，6：2：1：1

3．白灰：瓦碴面：细沙，4：3：1

4．瓦碴面：白灰：红胶土，1：4：20。

（2）缸窖这种水窖在渭北高原和关中地区比较普遍，它的优点是规模小，容积大，适用于旱原地区。

缸窖的形式如图所示。具体做法是先选好地形，挖直径60~70㎝的窖筒子，深1~2m，窖筒子以下接旱窖，边深挖边慢慢扩展，挖深2~3m，底部直径达到3~5m为度，然后再接水窖。水窖部分，挖时要逐渐由大缩小，深度4~5m，底部成锅底形，直径1~1.5m，进水口应通入旱窖。窖内要用红胶泥钉窖，以防渗漏。

钉窖的方法是用红胶土晒干打碎，堆放在水坑里用水泡，时间越长越好。土块泡化后和成胶泥待用。然后在窖内壁上掏扣带或挖玛眼，扣带宽7~8cm、深15㎝左右。玛眼一般长宽各5cm，深15cm左右。按三角形排列并应注意挖玛眼时应向下倾斜，以便挂泥。再后把和好的胶泥搓成7~8cm粗，20㎝长的泥条，蘸些用胡麻或榆树皮熬成的水，用力摔进扣带和玛眼，并均匀摊开露在外面的胶泥。窖底的胶泥层要有15~20㎝厚，窖壁的胶泥层可保持5~6㎝厚，外露的胶泥摊开后要用锤砸实，称为捶窖。捶窖要在一天内捶完，以后还要经常的捶打，一直到胶泥干了而又不显裂纹为止。

（3）窑窖窑窖是在山区靠近崖根地方挖的一种水窖，其形式如图所示。其涂泥防渗或钉窖防渗同上述瓮窖或缸窖的方法相同。此外在澳大利亚的旱区亦常见用铁制的多个储水罐置于屋檐下进行储水。在现代建筑材料及技术条件下，如能修建地下钢筋水泥蓄水池或半地下钢筋水泥蓄水池，其效果更好。

四、转山渠

在南方较多。有的山区、丘陵区坡面上部土层较薄，为林牧基地，下部土层较厚，为基本农田，在两部分交界处修转山渠。有些地方在渠的一端或两端修蓄水池。暴雨中山坡上部的地表径流为转山渠所拦截，引入池中。这样既保护了下部农田不受冲刷，又可利用池中蓄水浇灌下部农田。

五、引洪漫地

（一）引洪漫地的概念

在暴雨后，利用从荒坡、荒沟、河流、道路等流下的洪水漫灌在川、原、滩地的农田，就叫作引洪漫地。

（二）引洪漫地的作用

引洪漫地是化水害为水利，抗御干旱，保持水土，发展农业生产的一项有效措施，也是劳动人民在长期生产实践的斗争中的一项创造，有着悠久的历史。据记载关中富平县的赵老峪从秦代就开始进行了引洪

漫地，目前已扩大到大水峪、洪水洪等15个小流域。陕北定边县、靖边县河源地区的八里河流域亦有大面积的引洪灌区。

1、增水增肥，改良土壤，保证高产

洪水中含有大量肥土、杂草树叶、牛羊粪便，大大丰富了土壤的营养状况，洪漫后原来比较瘠薄的土壤得到改良。因而提高了产量。

表引洪漫地对土壤水分的影响(％)

表引洪漫地对土壤肥力的影响

2、变荒滩为良田，扩大高产稳产粮食基地

低洼易涝及盐碱化的河滩地，经过引洪漫淤，可以改善土壤的理化性质，变为良田。

3、控制洪水，拦截泥沙，变水害为水利，变泥害为泥利。

在旱农地区的河谷阶地、山沟涧地和山麓滩地等有洪漫条件的地方，均应全面规划，修建引洪工程，进行引洪漫地。它将产生投资少、成本低、增产显著的最佳效益。

（三）引洪漫地工程的布设

引洪漫地工程的布设应根所引洪水的种类而有所不同。引河洪漫地，一般是在河道湾处，做一简单土堤及引水渠进行漫淤，以改造河滩沙地，发展生产。也有修石堤的，最好在堤上或堤内外密植柳树，有利于巩固堤岸。

如引山洪漫地，一般修筑截流土埂和环山渠道，拦截坡面或山沟洪水漫淤涧、滩、阶地和川道平原。

引沟洪漫地的工程布设，一般在沟口附近，距计划淤漫的川台地不远处修易拦洪坝及溢洪道（断面要大），溢洪道下接引洪渠。再接着接漫淤的饿川台地。在引洪渠与川台地之间修进洪闸和排洪闸。

（四）引洪漫地的渠道工程的具体要求

为适应洪水来势猛、历时短、含泥沙量大、灌淤快的特点，渠道必须采用：

1、多渠口一般每隔200m左右开一渠口，最长不超过500m。这样在山洪暴发时可很快把洪水分散引入田间。

2、短渠线一般干渠多在1000m以内，一遇洪水立即引水入田，有利于控制历时短的暴洪。

3、大比降因洪水泥沙含量大，为了避免渠道淤积，使泥沙尽量淤存于田间，所以渠道的比降要大。一般为1：300，最大不大于1：100，最小不小于1：500。

4、不宜设永久性的固定建筑物

同时，在淤灌前要作好田块整理，修好蓄水埂等田间工程。一般每块以4~10亩比较合适，最大不超过30亩。地面坡度宜保持l°~2°，以便落淤均匀。田埂高度一般0.3~0.5m为宜。并应注意，高处埂高要修低，低处埂高要修高，以达到等高的水平。

（五）引洪时间

进行引洪漫地，还应掌握好引洪时间及漫淤厚度，一般第一次洪水含沙量最大，肥分最高，水急泥稠，不宜洪灌小苗，只宜洪灌休闲地及大株作物。

（引自陕西省水土保持局编《水土保持》，1973）

二、地下水的利用

（一）地下水利用的意义

在旱农地区蓄集自然降雨及地面径流的水源仍然是依靠天然降雨，遇到干旱年份如果没有足够的雨量，这些措施便难以发挥作用。根据国外经验，在平均年雨量为50~80mm的地方，集存降雨便不会成为经济可行的措施。因此，在旱农地区或干旱地区为了保证农业生产的正常进行，常不得不引用地下水以解决干旱缺水的问题。

（二）地下水利用的方式

旱区或旱年引用地下水的方式主要靠因地制宜开挖不同类型的水井，一般常见的水井有人畜力井、机井、坎儿井及卧管井等。

打井抗旱在我国已有两三千年的历史。历史上打井抗旱多利用辘轳或桔槔以人力提水，效率很低。建国以后多利用抽水机提水，一井的抗旱面积常达百亩以上，效率大大提高。

地下水开发利用应注意的事项

第一，必须在正确评价地下水水质及可采资源的基础上合理规划，要控制开采量不超过可采资源。要克服盲目打井，超重开采，导致“地下水位区域下降漏斗”现象的产生。

第二，地下水与地面水资源的开发利用应全面综合规划，统筹安排。如我国华北平原易旱易涝地区，干旱季节河流来水较少，不能满足用水要求。但这类地区，地下水埋深较小，水质也好，可以利用地下水，以补地面水源之不足。同时，开展利用地下水还可以降低地下水位，防止土壤过湿并腾出地下蓄水库容，以纳蓄雨季的降水，减少地表径流，有利于防旱防涝防渍。但单纯的利用地下水同样也不能满足用水的全部要求。必须地面水、地下水结合使用，起到相互调剂，保证生产的作用。在地下水和地上水都比较丰富的地方，应尽量开采地下水，把地上水送到缺水地区。

第三、地下水的开发利用必须坚持浅、中、深结合，合理布局，分层取水。浅层水一般开采较为容易，补给也较易、较充足。因此，应优先开发浅层水。中层和深层承压水，由于侧向和垂直补给量小，一经开采，容易出现地下水位下降。因此，各层地下水的开采量应有合理的搭配与整体的规划。平时应尽量少采深层水，以备特殊干旱年份使用。

开发不合理会造成同一开采深度单井效益下降，地下水位严重下降（同一地区井密度大造成）。井距定在影响半径2倍以上。

第四、要搞好土地平整及井泵、机泵等配套工程，才能充分发挥灌水的效益。

第五、有采有补。为了做到既满足生产需要，又防止地下水位严重下降引起不良后果，除千方百计节约用水和开辟其它水源外，雨季可以通过坑塘、沟渠、水田、水井等各种引渗工程，人工补给地下水。

（三）灌溉用水对水质的一般要求

1、矿化度

一升水里含盐数量叫做矿化度。一般用g/升表示。矿化度小于2g/升是淡水，适宜灌溉；大于2g/升是咸水，能否灌溉，要结合当地土壤耕作等条件试验确定。

2、pH值

要求6~8.0之间。

3、有毒元素和化合物

主要有铅、锌、铬、汞、砷、氰、酚等，要求这些元素和化合物含量不至使作物受害，土壤受污染，农产品毒物残留量不超过国家卫生部规定标准允许范围。

一般要求汞含量不超过0.005mg/升其它有毒元素不超过0.1mg/升。

我国一些地区咸水较多，也可采用3~5克/升、pH8的咸水灌溉，甚至矿化度7~8克/升，但需注意：①要有排水工程；②灌水时间不宜在苗期，可在生长旺期，根系下伸。可避免表层盐分危害。③按照少次数、大定额灌溉，起到一定压盐作用。④加强农业措施。平整地面，浇后及时锄地，防止蒸发，多施有机肥，抑盐。⑤浇过咸水的地，应该利用汛后水源比较多的有利条件，引水洗盐或大定额冬灌，以减少水土流失。

第二节旱农地区节水灌溉技术

一、临界期灌溉

根据作物的生育及需水规律，抓住关键时期进行适时适量灌溉，避免用水浪费，以提高灌水效益，节约用水。

作物在生育过程中不同时期，对水分的消耗量不同，对缺水的敏感性不同，从而对降低产量的影响程

度也不同。作物在某一生育时期或生长时期遭受缺水所产生的影响，以后即使供水条件改善，其所受损失也不能恢复或补偿，直到最后严重地影响产量。也就是说有些生育时期缺水对产量降低起着关键作用或重大影响。这个时期称为作物的需水临界期。而在另一些生育时期内缺水，对产量降低的影响却并不明显，或当时虽有所影响，但在水分恢复正常供应时却又能逐渐恢复。在一些作物中营养生长期适当缺水，可能刺激生殖生长，最后反而有利于产量。一般作物的开花期大多是水分临界期，在开花期即使是极短时间的缺水，也会影响座籽的花数，从而减产。禾谷类作物自穗分化开始至抽穗这一段时期中的缺水对产量的影响最大，其次为开花至灌浆阶段。苗期及成热期的适当干旱，反而有利于控制茎秆的徒长与促进早熟。因此掌握各种作物的需水规律和需水临界期，在此时期适时适量的灌溉，虽产量相差无几，而用水量却能显著减少。如美国内布拉斯加州密歇尔地方的试验表明，玉米在整个生长期内灌水6次的，共灌水544mm，每亩产量为635㎏，而在玉米抽雄期、吐丝期及时灌水3次的，共灌水396mm，每亩产量也达626.3㎏，产量相差不大，而用水量却省了27.2%。

二、改进地面灌水技术，改大水漫灌为小畦灌溉及沟灌

大水串灌漫灌为一种粗放的灌水方式，其特点是不做或少做田间灌水畦沟，从引水渠道上任意扒口放水，任其串流漫流。这一方法因土地不平，土壤入渗很不均匀，干湿不均，渗漏损失亦大，土壤结构亦遭到严重破坏，用水极其浪费，应尽快废止。改大水漫灌为小畦灌溉或细流沟灌。在坡地上应根据坡度大小实行斜畦或等高沟灌。

由于地面灌水方法具有投资少、技术简单、、节省能源等许多优点，即使在科学技术比较发达的国家，地面灌水方法也占有很大的比重。在美国大部分灌溉面积目前仍然使用地面灌溉的方法。随着能源危机的出现，许多国家对地面灌水技术的研究更加重视。我国有98%以上的灌溉面积采用地面灌水方法。

三、地下灌溉

地下灌溉也称渗灌，是利用埋设在地下的管道将灌溉水引入田间作物根系吸水层，主要借毛细管的吸水作用，自下而上湿润土壤的灌水方法。这种方法能使土壤湿润均匀、湿度适宜，能保持土壤的良好结构，为作物生长创造良好的环境。它还有减少地面蒸发，节约灌溉用水量、灌水效率高、灌水与其他田间作业可以同时进行等优点。实施地下灌溉虽然需要一定的管材和设备，但和喷、滴灌相比，灌溉成本还是比较低的。据山西省万荣县的实践，地下灌溉的投资为10~30元／亩。由于地下灌溉具有省水、高产、低成本等优点，在干旱缺水地区有广阔的发展前途。一般较地面灌溉可增产50%~70％。

用于地下灌溉的管道可用多孔瓦管、陶土管，混凝土管、灰土管、钻孔的竹管等。埋放管道时，底土要夯实，管上要铺草，填土要捣实。

根据地下管道的充水情况，可分为无压管道和有压管道两种。在无压管道中，灌溉水完全靠土壤毛细管吸力湿润土壤。在有压管道中，水在土壤中的扩散除靠土壤毛管作用外，还借助于水头压力。目前，我国各地主要采用无压管道或低压管道（水头为0.5~3.0m）。

管道的埋深应满足三个条件：一是距地面的深度要在土壤毛细管有效作用范围以内，二是管道在拖拉机耕作时不致被压坏，三是要埋设在冻土线以下。管道埋深一般为40~60㎝，间距2~3.5m。

据国外资料介绍，在小规模的生产中利用瓦盆进行渗灌也是节水的有效方式之一。据在印度试验，用价廉未上釉的素烧瓦盆埋在土中，只留盆口露在土面以上，其中注满水，四周种上菜籽或瓜类，盆中的水通过多孔的瓦盆渗到植物根层，就可以维持植物生长。在88天的生长期内，每亩只用水13.3m3，就足以使甜瓜和西葫芦长到成熟．

四、喷灌

喷灌是利用水泵和管道系统在一定压力下把水喷射到空中，散为细小水滴洒落在地面上，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。

喷灌可以灵活掌握喷洒水量，采用较小的灌水定额，准确地调节土壤的水、肥、气、热状况，改善田间小气候，根据作物的需要及时适量地灌水。可以控制喷灌的强度，使地面上基本上不发生径流，少破坏土壤的团粒结构，并能冲掉作物茎、叶上的尘土，有利于植株的呼吸及光合作用。因此喷灌有省水、增产的效果。与沟、畦灌相比，一般可省水20%~30％，增产10%~20％。此外，喷灌还能节省劳力，提高灌水工作效率，还能适应起伏不平的地形。但投资较高，需要消耗能源，灌水质量受风力影响较大。

喷灌系统一般由水源、动力机、水泵、管道系统及喷头等部分组成。在喷灌系统中，一般都需要用水泵给水加压。但在山区、丘陵区往往有自然水头可供利用。可以发展自压喷灌系统，不要动力，管理方便，投资较少。

选择喷灌系统的类型时，应根据地形、作物种类、经济条件等因地制宜地确定。在喷灌设计中，喷头的选择、布置方式，管道的布设、计算可参考有关专著。如自走式、移动式、固定式、环式等。

五、滴灌

滴灌是利用低压管道系统把水或溶有化肥的水溶液一滴一滴地，均匀而又缓慢地滴入作物根部土壤，使作物主要根系分布区的土壤含水量经常保持在最优状态的一种先进灌水技术。

滴灌系统由水源、首部控制枢纽，输水管道和滴头四部分组成。首部枢纽包括水泵、动力机、过滤器和肥料罐及必需的控制设备，如控制阀、压力表及流量调节器等。输水管道包括主管，支管，毛管。主管

多用硬聚氯乙烯或陶瓷管埋于地下。支、毛管一般铺设在地面上，常采用掺有炭黑的中、高密度聚氯乙烯半软管。

滴灌系统是在低压（36~212Pa）条件下进行灌概，用人工或自动调节灌水量。灌溉水在水压力作用下通过管道和滴头，定时定量地以点滴的方式向作物根部的土壤供应水分与养料，以满足作物生长的需要，而株、行间的地面则仍保持相对干燥。所以它是一种省水、省工、省地、省肥而又增产的灌溉方式。目前多应用于果树、蔬菜等作物，也有用之于农作物的。

滴灌的主要缺点是滴头容易堵塞而且投资较高。因此，在滴灌系统中过滤器十分重要，稍有疏忽就会堵塞滴头。过滤器的形式一般有滤网式，离心式，砂砾料滤层式等。同时，在使用过程中应随时检查各部件并及时维修。在霜冻前还要及时将毛管中的水抖净，以免停灌期间冻裂毛管和滴头。

滴罐使田间基本上消除了渠道渗漏和蒸发损失，在灌溉面积相等情况下，滴灌的水源工程蓄水量，一般只有地面灌溉的1/6~1/8，且能适应各种地形，不需要开渠、平整土地和作畦筑埂，便于实行自动控制，节省劳力。滴灌系统的干支管道埋在地下，节省了渠道占地。

六、有限灌溉

（一）概念

也称非充分节水灌溉，是在水资源严重不足的干旱地区利用有限的水量对作物进行不充分的补充水分供给获得最大的作物经济产量的灌溉方法。它以作物水分生产函数为依据，在特定条件下求得有限水量在作物生育期不同阶段的最优水分分配。即在作物生育期内部分满足作物水量需求的灌溉方式。

（二）非充分灌溉的内涵

非充分灌溉是针对水资源的紧缺性与用水效率低下的普遍性而提出的一种新的灌溉技术。非充分灌溉广义上可以理解为：灌水量不能完全满足作物的生长发育全过程需水量的灌溉。就是将有限的水科学合理（非足额）安排在对产量影响比较大，并能产生较高经济价值的水分临界期供水。在非水分临界期少供水或不供水。非充分灌溉作为一种新的灌溉制度，不追求单位面积上最高产量，允许一定限度的减产。在水资源有限地区，建立合理的水量与产量关系模式，通过增加灌溉面积而获得大面积总量的均衡增产，力求在水分利用效率（WUE）—产量—经济效益三方面达到有效统一。

（三）非充分灌溉的主要研究内容

1）作物在不同受旱条件下需水规律的研究。

研究作物在不同受旱条件下需水规律是进行非充分灌溉研究的最基本的理论依据。据此为确定节水灌溉控制指标，选择灌水技术提供依据。

2）作物水分生产函数的研究。

作物—水模型是制定灌溉定额、灌溉制度的理论依据。作物各生育阶段的需水量不同，各生育阶段对水分的敏感程度也不同。需水高峰期并不是需水关键期，寻求作物需水关键期，也就是对作物对水分的敏感性、敏感程度进行研究，找出敏感期及敏感期的顺序，把有限水量灌到最关键期，尽可能使产量最大。非充分灌溉作物—水模型是建立相对产量与相对腾发量之间的关系。不同地区根据具体情况采用不同作物—水模型，如干旱地区用Jensen 模型计算，半干旱地区采用Stewart 模型，而Jensen 模型由于考虑作物对水分的敏感性而采用较多。目前对作物—水模型的研究，主要是对模型中敏感指标λ的研究。由于这一参数影响因素较多，时空稳定性差，不少研究人员从不同的角度对敏感指标λ进行了研究[20-23]。

3）优化灌溉定额、制定灌溉制度

根据作物需水的关键期，优化灌溉定额、制定灌溉制度，为灌区非充分灌溉水管理提供科学依据。如何将有限的灌溉水量分配在各关键期，才能使总产量达到相对最大，采用优化理论可对有限水量进行最优分配。由于作物各生育阶段对水分的需要量与敏感性都不一样，这种灌溉制度的确定是一个多阶段决策的过程，是动态的，不同于传统的静态灌溉制度。目前大部分用动态规划进行优化设计，用逐次逼近法求解。为提高灌溉水的利用率、产出率，将非充分灌溉与系统分析结合起来，把决策建立在实现全生产期产出最大化的基础上，才能制定出农作物的最优灌溉制度。

七、调亏灌溉（regulated deficit irrigation，简称RDI）

调亏灌溉是基于作物的生理生化作用受遗传特性或生长激素的影响，在作物生长发育的特定阶段（主要是营养生长阶段）主动施加一定的水分胁迫，使作物经受适度的缺水锻炼和增加抗性，促使作

物光合产物的分配向人们需要的组织器官倾斜，达到提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及合成有机物的总量的节水灌溉技术。

该技术于20世纪70年代中期由澳大利亚持续灌溉农业研究所Tatura中心研究成功，并正式命名为调亏灌溉。它的节水增产机理，依赖于植物本身的调节及补充效应，属于生物节水和管理节水的范畴。从生物生理角度考虑，水分胁迫并不总是表现为负面效应，适时适量的水分胁迫对作物的生长、产量及品质有一定的积极作用。

国外对调亏灌溉的研究应用大多集中在果树方面，而我国从20世纪80年代末开始研究调亏灌溉技术，并将其应用范围由果树、蔬菜，推广到冬小麦、玉米和棉花等主要农作物。与充分灌溉相比，调亏灌溉具有节水增产作用。