节水灌溉技术发展论文提纲

论文题目：基于喀斯特地区水资源高效利用的节水灌溉技术初探

摘要：贵州省处于云贵高原的东部,平均海拔1100m左右,地势西高东低。特殊的地形地貌,石多土少,易受外力侵蚀,水土流失严重。在节水灌溉发展上,存在资金投入不足、节水模式单一、节水技术水平低、管理体制不完善和法律体制不健全等问题。实施节水灌溉项目后,可增加农民收入,改善生态环境,促进经济发展具有深远意义。根据贵州省科技计划重大专项“国家喀斯特石漠化防治工程中心关键技术研发与示范”（黔科合重大专项字[2014]6007号）,选取贵州毕节撒拉溪喀斯特高原山地和贞丰-关岭花江喀斯特高原峡谷为研究区。构建基于水资源高效利用的节水灌溉模式与技术,为以后同类型的喀斯特地区提供经验。本文从如下3个方面展开研究:1、喀斯特示范区水资源赋存情况及利用状况。通过实地调查测量水资源赋存特点和开发利用状况、植被生态需水分析,为下一步区域水资源的灌溉利用、节水灌溉工程配套建设提供参考依据。2、构建不同石漠化等级下不同节水灌溉技术模式。以自然地理学理论、喀斯特水文学理论、生态学理论、土壤-植物-大气水分循环理论、农业高效用水理论等为理论依据,通过试验示范研究,创新构建具有典型代表性的基于水资源高效利用的节水灌溉模式。3、研究新型节水水箱根灌技术调控法,通过对比试验的方法探讨根灌和喷灌两种方式对植物生长状况和土壤物理性质产生不同的影响。1、撒拉溪示范区的水资源特点是地表水含量少,但地下水赋存居多,多年平均径流深498.2mm,全年地表径流量4298.1万m~3。示范区多年的平均降雨量为892.5mm,降雨量为7699.5万m~3,花江示范区多年平均降雨量1100mm,降雨总量5678.2万m~3。花江峡谷深切200-370m,提水成本高,地下水难以开发利用。区内有1000m~2以上的蓄水池,但由于后期缺乏维护,存在墙体开裂、地基下沉等问题,实际蓄水能力不到30%,使得干旱缺水情况加深。2、系统分析了贵州水资源特征,构建适用于贵州喀斯特山区自然与社会经济条件的旱地农业生产配套技术模式。花江示范区作为中-强度喀斯特石漠化的代表区域,降水时空分布不均（多集中在6、7、8月内）,以三小工程集蓄的雨水作为水源,灌溉示范区内花椒林地以及栽培种植的中草药、火龙果等经济作物,构建花江示范区灌溉配套作物栽培模式。虽然在示范区进行的模式技术示范已经初步形成,但是高新节水灌溉技术普及率不高,农民参与度低,水资源开发难度仍然较大,节水灌溉技术成本较高,只能应对干旱情况下农作物灌溉,节水灌溉模式需要进一步完善和研究。3、根灌技术要点是对植物根系最密集的土壤浅层,设置专门的水分输导管,让水分直接滴灌到作物根系最好的部分,有效提高水分的利用率。然后,按照植物生长发育与环境气候情况,适时适量地将水肥通过多功能管输入到根区。由于那里有植物密集的根毛,输入的水肥能直接到植物的根系,故吸收利用率很高。根灌较好地实现了让水分和养料停留在土壤耕作层,减少了渗漏和蒸发,但尚未惠及整个喀斯特地区,其余节水灌溉技术研究仍需要进一步加强。4、通过分析土壤结构各项指标,土壤容重由上到下依次加大,而自然含水率、最大持水率、总孔隙度都随着深度递增而呈递减趋势。同时,本研究表明,不同灌溉技术下,土壤容重呈现自然＞喷灌＞根灌,而孔隙度则反之,说明根灌有利于降低土壤容重,增强土壤的疏松程度。采用根灌技术,可使作物增产20%以上,节水40%-50%,节约生产成本。从根本上改变传统用水方式,为农村提供一种新的节水灌溉技术,为更好地进行田间管理提供了技术支撑,提高了土地利用率和水资源利用率,而且投入少、产出多,操作简单,适合农村劳动力丰富而资金短缺的现实情况。因此,采用该节水灌溉技术不但节水,而且产量也高,经济效益明显。但其余效益评价指标仍需实验进一步证明。5、首次在本地区对基于水资源高效利用的节水灌溉模式进行推广应用,有助于实现经济效益、社会效益、生态效益的统一。节水灌溉技术应用在毕节撒拉溪、贞丰花江示范面积约50hm~2,在节约用水的前提下,基本保证农民增收,实用性强,适合当地经济作物的生产实际,能有效地缓解了当地的水资源短缺问题,达到了资源的最优化配置,为当地生态建设以及农民增收起到很好的帮助作用,具有较大的开发潜力。但是,虽然花江示范区形成了火龙果产业,但是农民难以承担较高成本的节水灌溉技术,还需要公司、政府合作,短期经济效益不明显,滴灌工程还需要后期管理和维护,存在工程浪费现象等问题,需要引起管理者的重视。

关键词：节水灌溉技术;水资源高效利用;喀斯特山区;模式

学科专业：自然地理学

摘要

ABSTRACT

前言

一 研究现状

1 节水灌溉研究概况

2 喀斯特地区节水灌溉研究概况

3 节水灌溉技术研究与展望

3.1 文献获取与论证

3.2 研究阶段划分

3.3 国内外目前已经取得的主要进展与标志性成果

3.4 国内外目前仍需要解决的关键科技问题与展望

二 研究设计

1 研究目标与内容

1.1 研究目标

1.2 研究内容

1.3 研究特点与科技难点和创新点

2 技术路线与方法

2.1 技术路线

2.2 研究方法

2.3 监测指标

3 研究区选择与代表性

3.1 研究区选择的原则和依据

3.2 研究区基本特征与代表性论证

4 数据获取与可信度分析

三 基于水资源高效利用的水资源状况调查和植被生态需水分析

1 喀斯特示范区水资源基本状况

1.1 喀斯特轻-中度石漠化朝营小流域

1.2 喀斯特中-强度石漠化顶坛小流域

1.3 喀斯特示范区工程性缺水成因分析

2 喀斯特示范区植被生态需水分析

2.1 喀斯特示范区植被生态需水的内涵

2.2 喀斯特示范区植被潜在耗水量的计算

2.3 花椒全年耗水规律

3 比较分析两个示范区灌溉方式

四 基于水资源高效利用的节水灌溉模式构建

1 模式构建的理论依据

2 模式构建的边界条件

2.1 集水型-节水型相统一的生态混农林业发展模式

2.2 引水灌溉的节水型混农林业发展模式

2.3 节水型旱作混农林业发展模式

2.4 坡面保水固土和合理调配模式

3 模式构成的技术体系

4 模式的结构与功能特性

4.1 毕节撒拉溪石漠化节水灌溉模式

4.2 关岭-贞丰花江石漠化节水灌溉模式

5 不同等级石漠化地区模式的结构与功能分析

五 基于水资源高效利用的节水灌溉技术研发

1 喀斯特地区现有节水灌溉技术和成熟技术分析

1.1 集雨开源技术

1.2 工程保水技术

1.3 保水剂技术

1.4 地膜覆盖技术

1.5 农艺抗旱技术

2 喀斯特地区关键节水灌溉技术创新

2.1 低压管道高效节水灌溉技术

2.2 水箱根灌节水措施

3 喀斯特地区节水灌溉技术优化与集成对比分析

3.1 毕节撒拉溪喀斯特高原轻度-潜在石漠化节水灌溉技术选择

3.2 贞丰-花江喀斯特高原峡谷中-强度石漠化节水灌溉技术选择

六 基于水资源高效利用的节水灌溉技术示范

1 示范区布局与范围

1.1 朝营小流域示范点布局与范围

1.2 顶坛小流域示范点布局与范围

2 朝营小流域示范点建设与效果

2.1 示范点生态经济问题

2.2 示范点建设目标与建设任务

2.3 土地适宜性评价与工程布局

2.4 示范点建设效果与分析

3 顶坛小流域示范点建设与效果

3.1 示范点生态经济问题

3.2 示范点建设目标与建设任务

3.3 土地适宜性评价与工程布局

3.4 示范点建设效果与分析

4 示范建设成效对比分析

七 基于水资源高效利用的节水灌溉技术监测评价

1 评价方法与指标体系

2 监测布局与监测点

3 监测过程与实验过程

4 数据分析与计算结果

4.1 不同灌溉技术对土壤物理性质的影响

4.2 不同灌溉技术对植物生长的影响

八 基于水资源高效利用的节水灌溉模式优化与推广应用

1 模式存在问题与优化

2 模式推广适宜性分析

3 模式推广应用范围

3.1 毕节撒拉溪节水灌溉模式推广范围分析

3.2 贞丰-花江节水灌溉模式推广范围分析

4 模式推广应用保障措施

4.1 技术措施

4.2 政策措施

4.3 其他措施

九 结论与讨论

参考文献

致谢