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[摘要] 地下水是我国农业灌溉用水的重要部分，研究地下水的开采，利用，灌溉技术对我国农业有着非常重要的意义。本文从灌溉用地下水的水质，供水水源地选择，地下水开发模式，供水水量计算以及灌溉系统的管理技术措施这几个方面介绍了如何更合理的利用地下水进行农业灌溉。
[关键词] 地下水；农田灌溉；开发管理
一、地下水灌溉应用现状
地下水是我国农业生产重要的供水水源，尤其是在北方地区，发挥着越来越重要的作用。从1970年至2004年我国地下水灌溉面积比例从占总灌溉水量的30%提高到68%[1]，机井数量也从63万眼增长到476万眼，增加了7.6倍[2]。然而，地下水灌溉仍然存在很多问题，首先就是水质的问题，高矿化度的地下水灌溉会带来严重的土壤盐渍化。不合理的开采地下水会造成地面沉降，生态环境恶化，地下水灌溉的利用率低加剧了水资源缺乏现状。
二、地下水灌溉技术指标
1.农业灌溉水质要求
温度：灌溉用水的温度应适宜。我国北方，以10～15度为宜，在南方的水稻区，以15～25度为宜
矿化度：以不超过1.7g/L为宜，但是土壤原有的含盐量，土壤性质，潜水埋深，气候条件，排水条件等一系列影响土壤积盐与脱盐的因素决定了不同地区的农作物对灌溉用水的含盐量有不同的适应能力。例如，华北平原灌溉矿化度小于1g/L的水，大部分作物正常生长，矿化度为1～2g/L的水，水稻，棉花能正常生长，小麦生长受到抑制。
盐类成分：地下水中的含盐类型对农作物有不同的影响。钠盐对农作物的生长危害极大，尤其是碳酸钠。它可以腐蚀农作物的根部，导致农作物死亡，而且破坏了土壤的团粒结构。氯化钠能使土壤盐化，变成盐土，使作物生长困难，枯萎死亡。钠盐的允许含量一般为（对易透水土壤）：碳酸钠，1g/L，氯化钠，2 g/L，硫酸钠，5 g/L。有些盐类对作物生长无害，如碳酸钙和碳酸钠。有些盐类对作物生长有益，如硝酸盐和磷酸盐具有一定的肥效。
对灌溉用水进行测评时，不仅要考虑水质对作物生长的影响，还要注意不要造成环境污染，特别是城市郊区，工厂附近。针对灌溉用水，我国制订了《农田灌溉水质标准》（GB5084—92），对灌溉用水进行测评时可以作为依据。
2.水源地的选择
对于大中型集中灌溉水源地来讲，就是选择取水地段；对小型分散灌溉水源地来说，就是解决某几眼井的具体位置。水源地的选择关系到能否水源地长期经济、安全地运转和避免产生各种不良环境地质问题。
灌溉水源地尽可能选在含水层层数多，厚度大，渗透性好，具有调节能力，分布广，水量丰富的地段上。例如：冲洪积扇的中上部砾石带和轴部，冲积平原的古河床，厚度较大的层状或似层裂隙岩溶含水层，延续深远的断裂及其他脉状基岩含水带。
为了保证灌溉水质，水源地应选在不易引起水质污染，便于保护的地方。远离城市或者工矿排污区上游；远离已经污染的地表水体或者含水层地段。避开易于使水井淤塞，涌沙或水质长期浑浊的流沙层或岩溶充填带。同时，水源地应选在不易引起地面沉降，塌陷等有害工程地质问题的地段。
选择水源地时，还应该从安全，经济，扩建前景等方面考虑。满足水量水质要求的前提下，为节省建设投资，水源地要尽可能靠近农田区。为了降低成本，水源地应选择在地下水埋藏较浅或者自流地段。
3.地下水灌溉开发模式
我国农灌区一般采用井渠结合开发模式，尤其是在我国北方，由于降水和河流净流量年内分配很不均匀，与灌溉需水过程不协调，每年3～5月或4～6月灌溉临界期一般严重缺水，从而形成了“春夏旱”。为了解决这一问题，发展井渠结合的灌溉，能起到井渠互补，余缺相济和采补结合的作用。实行井渠统一调度，可提高灌溉保证程度，以及水的利用率。这种模式不仅是一项见效快的水利措施，而且也是调控潜水水位，防止灌区土壤盐渍化以及改善农业生态和环境的有效途径。
经过内陆灌溉区多年实践证明，井渠结合灌溉的作用可以归为三点。一是提高了灌溉保证程度，缓解或解决了春夏寒的缺水问题。第二，减少了河水的灌溉数量，从而减少了灌溉水对地下水的补给；第三，可以通过井灌控制地下水位，改善土壤盐渍化。例如：新疆乌鲁木齐冲积平原五家渠灌区的101，102，103三个团场，先后打井360眼，1978年播种面积为23×104亩，共需水量1.3×108m3，其中井灌取地下水量0.5×108m3，通过打井不但解决了灌溉水源不足的问题，而且有效的降低了地下水位，因为过高的地下水位会带来土壤盐渍化等问题。地下水位已经从井灌前的0.5～1.0m，下降到3.0m左右，灌区的盐碱农田得到了改良。
4.地下水供水量计算
地下水的供水能力主要是靠灌溉区域内的地下水所受补给量来确定的。区域内，地下水的主要补给来源有：降雨入渗，河流入渗，地下水侧向径流补给，农田灌溉回渗补给，含水层越流补给。其中最主要的是降雨入渗和河流入渗补给。
降雨入渗：计算公式为Q降水=aPF，其中a为降雨入渗系数，通过地中渗透仪做实验得到的一个参数，无量纲。P为降水量，通过当地雨量站的资料得到，单位为（mm）。F为计算区的面积，单位为（km2）。Q降水为降水入渗补给量，单位为（m3/a）。
河流入渗补给：计算公式为Q河渠=KIALT，K为渗透系数，与河道的岩性有关，单位为（m/d），I为垂直计算剖面的水利坡度，A为单位长度河段的计算剖面面积（m3），L为计算河段长，单位（m），T为河道入渗补给时间，单位是（d/a）。地下水侧向径流补给量计算公式与河流入渗补给量相同，公式中各参数含义相接近。
农田灌溉回渗补给量的计算一般可按经验公式计算，为灌溉总水量的15%左右。越流补给不是地下水补给的主要部分，可以忽略。
地下水可开采量是指技术上可行，经济上合理且不造成水质恶化，水位持续下降及其他不良后果的（下转第128页）条件下，能够开采的地下水量。可开采量不能超过补给资源量。补给资源量除去目前计算区域内的地下水开采量，和一些必要的排泄量（例如地下水排泄给河水，蒸发量等）即为最大的农田可用灌溉量。
三、地下水灌溉系统的管理技术措施
农业是我国国民经济中的第一用水大户，以关中地区为例，农业灌溉用水占到整个用水的70%～80%，平均每亩用水量达到300～500m3，1995年农业实际用水量达到34.46×108m3，而水的有效利用系数只有0.3～0.4，个别井灌区也只有0.6左右，而世界公认的以缺水闻名于世的美国德克萨斯州和以色列已达到0.8以上。从灌溉效益上讲，平均每立方米水生产谷物不足1kg，而以色列已经可以达到2.32kg。这些情况说明，农业用水的使用方法和节水措施是亟待解决的问题[3]。
1.改进田间灌溉技术。在对田间耕地进行细作和平整的基础上，把大水漫灌改为小畦灌、沟灌；改长畦为短畦，可节水20%～30%。如果实行以喷灌，滴灌为代表的先进灌溉技术，可以节水40%～70%，还可增产10%～30%，蔬菜，水果，果树及一些经济作物效果更佳，甚至有的成倍增长。
2.要完善在田间的工程配套，实现灌溉渠道防渗管道化，可以节水40%～50%
3.优化灌溉制度，减少作物无效蒸腾。对灌溉用水采取优化调度，合理分配。结合耕种栽培技术，尽量减少农作物水分蒸腾，提高水分利用率。一般作物在全生育期的不同阶段缺水，对产量的影响是不同的。例如冬小麦，播种到越冬前，如缺水50%，将减产28%，而越冬到返青，如果缺水50%，只减产7%。因此，研究限水灌溉，优化灌溉制度，可以提高单方水的效益，达到节水目的。
4.调整农业生产结构，发展多种经营，推广抗旱优良品种。比如，秦岭北坡以及山前洪积倾斜平原是发展果林和饲养业的良好基地，大力发展果林带和养畜业，这样既压缩了农业用水，又增加了农民的收入。各个地区如果能根据自己的情况，因地制宜调整农业结构，节水潜力是很大的。
5.加强节水农业宣传，明确发展节水农业的投入方式，用政策推动节水农业的发展。通过资料分析对比，投资与节水的大概比例为：渠系衬砌每亩投资约80元，可节省水50m3，地下暗管输水每亩投资70～100元，可节水80m3，喷灌每亩投资约100～200元，可以节水100m3，水的利用率可达80%，农作物增长幅度大，一般可达20%～40%，并且减少了田间渠系建设与管理维护和平整土地等工作量，有利于加速实现农业机械化，现代化和产业化。
参考文献
[1]WANGJin2xia，HUANG Ji2kun，BLANKE A，et al. Thedevelopment，challenges and management of groundwater inrural China [ C]/ / GIORDANO M，VILLHOLTH K G. Theagricultural groundwater revolution：opportunities and threatsto development. Trowbridge，UK：Cromwell Press，2007
[2]中华人民共和国水利部. 水利统计年鉴[R].北京：水利部规划计划司，2004
[3]曹剑锋，迟宝明，王文科，专门水文地质学，北京：科学出版社，2006
[关键词] 地下水；农田灌溉；开发管理
一、地下水灌溉应用现状
地下水是我国农业生产重要的供水水源，尤其是在北方地区，发挥着越来越重要的作用。从1970年至2004年我国地下水灌溉面积比例从占总灌溉水量的30%提高到68%[1]，机井数量也从63万眼增长到476万眼，增加了7.6倍[2]。然而，地下水灌溉仍然存在很多问题，首先就是水质的问题，高矿化度的地下水灌溉会带来严重的土壤盐渍化。不合理的开采地下水会造成地面沉降，生态环境恶化，地下水灌溉的利用率低加剧了水资源缺乏现状。
二、地下水灌溉技术指标
1.农业灌溉水质要求
温度：灌溉用水的温度应适宜。我国北方，以10～15度为宜，在南方的水稻区，以15～25度为宜
矿化度：以不超过1.7g/L为宜，但是土壤原有的含盐量，土壤性质，潜水埋深，气候条件，排水条件等一系列影响土壤积盐与脱盐的因素决定了不同地区的农作物对灌溉用水的含盐量有不同的适应能力。例如，华北平原灌溉矿化度小于1g/L的水，大部分作物正常生长，矿化度为1～2g/L的水，水稻，棉花能正常生长，小麦生长受到抑制。
盐类成分：地下水中的含盐类型对农作物有不同的影响。钠盐对农作物的生长危害极大，尤其是碳酸钠。它可以腐蚀农作物的根部，导致农作物死亡，而且破坏了土壤的团粒结构。氯化钠能使土壤盐化，变成盐土，使作物生长困难，枯萎死亡。钠盐的允许含量一般为（对易透水土壤）：碳酸钠，1g/L，氯化钠，2 g/L，硫酸钠，5 g/L。有些盐类对作物生长无害，如碳酸钙和碳酸钠。有些盐类对作物生长有益，如硝酸盐和磷酸盐具有一定的肥效。
对灌溉用水进行测评时，不仅要考虑水质对作物生长的影响，还要注意不要造成环境污染，特别是城市郊区，工厂附近。针对灌溉用水，我国制订了《农田灌溉水质标准》（GB5084—92），对灌溉用水进行测评时可以作为依据。
2.水源地的选择
对于大中型集中灌溉水源地来讲，就是选择取水地段；对小型分散灌溉水源地来说，就是解决某几眼井的具体位置。水源地的选择关系到能否水源地长期经济、安全地运转和避免产生各种不良环境地质问题。
灌溉水源地尽可能选在含水层层数多，厚度大，渗透性好，具有调节能力，分布广，水量丰富的地段上。例如：冲洪积扇的中上部砾石带和轴部，冲积平原的古河床，厚度较大的层状或似层裂隙岩溶含水层，延续深远的断裂及其他脉状基岩含水带。
为了保证灌溉水质，水源地应选在不易引起水质污染，便于保护的地方。远离城市或者工矿排污区上游；远离已经污染的地表水体或者含水层地段。避开易于使水井淤塞，涌沙或水质长期浑浊的流沙层或岩溶充填带。同时，水源地应选在不易引起地面沉降，塌陷等有害工程地质问题的地段。
选择水源地时，还应该从安全，经济，扩建前景等方面考虑。满足水量水质要求的前提下，为节省建设投资，水源地要尽可能靠近农田区。为了降低成本，水源地应选择在地下水埋藏较浅或者自流地段。
3.地下水灌溉开发模式
我国农灌区一般采用井渠结合开发模式，尤其是在我国北方，由于降水和河流净流量年内分配很不均匀，与灌溉需水过程不协调，每年3～5月或4～6月灌溉临界期一般严重缺水，从而形成了“春夏旱”。为了解决这一问题，发展井渠结合的灌溉，能起到井渠互补，余缺相济和采补结合的作用。实行井渠统一调度，可提高灌溉保证程度，以及水的利用率。这种模式不仅是一项见效快的水利措施，而且也是调控潜水水位，防止灌区土壤盐渍化以及改善农业生态和环境的有效途径。
经过内陆灌溉区多年实践证明，井渠结合灌溉的作用可以归为三点。一是提高了灌溉保证程度，缓解或解决了春夏寒的缺水问题。第二，减少了河水的灌溉数量，从而减少了灌溉水对地下水的补给；第三，可以通过井灌控制地下水位，改善土壤盐渍化。例如：新疆乌鲁木齐冲积平原五家渠灌区的101，102，103三个团场，先后打井360眼，1978年播种面积为23×104亩，共需水量1.3×108m3，其中井灌取地下水量0.5×108m3，通过打井不但解决了灌溉水源不足的问题，而且有效的降低了地下水位，因为过高的地下水位会带来土壤盐渍化等问题。地下水位已经从井灌前的0.5～1.0m，下降到3.0m左右，灌区的盐碱农田得到了改良。
4.地下水供水量计算
地下水的供水能力主要是靠灌溉区域内的地下水所受补给量来确定的。区域内，地下水的主要补给来源有：降雨入渗，河流入渗，地下水侧向径流补给，农田灌溉回渗补给，含水层越流补给。其中最主要的是降雨入渗和河流入渗补给。
降雨入渗：计算公式为Q降水=aPF，其中a为降雨入渗系数，通过地中渗透仪做实验得到的一个参数，无量纲。P为降水量，通过当地雨量站的资料得到，单位为（mm）。F为计算区的面积，单位为（km2）。Q降水为降水入渗补给量，单位为（m3/a）。
河流入渗补给：计算公式为Q河渠=KIALT，K为渗透系数，与河道的岩性有关，单位为（m/d），I为垂直计算剖面的水利坡度，A为单位长度河段的计算剖面面积（m3），L为计算河段长，单位（m），T为河道入渗补给时间，单位是（d/a）。地下水侧向径流补给量计算公式与河流入渗补给量相同，公式中各参数含义相接近。
农田灌溉回渗补给量的计算一般可按经验公式计算，为灌溉总水量的15%左右。越流补给不是地下水补给的主要部分，可以忽略。
地下水可开采量是指技术上可行，经济上合理且不造成水质恶化，水位持续下降及其他不良后果的（下转第128页）条件下，能够开采的地下水量。可开采量不能超过补给资源量。补给资源量除去目前计算区域内的地下水开采量，和一些必要的排泄量（例如地下水排泄给河水，蒸发量等）即为最大的农田可用灌溉量。
三、地下水灌溉系统的管理技术措施
农业是我国国民经济中的第一用水大户，以关中地区为例，农业灌溉用水占到整个用水的70%～80%，平均每亩用水量达到300～500m3，1995年农业实际用水量达到34.46×108m3，而水的有效利用系数只有0.3～0.4，个别井灌区也只有0.6左右，而世界公认的以缺水闻名于世的美国德克萨斯州和以色列已达到0.8以上。从灌溉效益上讲，平均每立方米水生产谷物不足1kg，而以色列已经可以达到2.32kg。这些情况说明，农业用水的使用方法和节水措施是亟待解决的问题[3]。
1.改进田间灌溉技术。在对田间耕地进行细作和平整的基础上，把大水漫灌改为小畦灌、沟灌；改长畦为短畦，可节水20%～30%。如果实行以喷灌，滴灌为代表的先进灌溉技术，可以节水40%～70%，还可增产10%～30%，蔬菜，水果，果树及一些经济作物效果更佳，甚至有的成倍增长。
2.要完善在田间的工程配套，实现灌溉渠道防渗管道化，可以节水40%～50%
3.优化灌溉制度，减少作物无效蒸腾。对灌溉用水采取优化调度，合理分配。结合耕种栽培技术，尽量减少农作物水分蒸腾，提高水分利用率。一般作物在全生育期的不同阶段缺水，对产量的影响是不同的。例如冬小麦，播种到越冬前，如缺水50%，将减产28%，而越冬到返青，如果缺水50%，只减产7%。因此，研究限水灌溉，优化灌溉制度，可以提高单方水的效益，达到节水目的。
4.调整农业生产结构，发展多种经营，推广抗旱优良品种。比如，秦岭北坡以及山前洪积倾斜平原是发展果林和饲养业的良好基地，大力发展果林带和养畜业，这样既压缩了农业用水，又增加了农民的收入。各个地区如果能根据自己的情况，因地制宜调整农业结构，节水潜力是很大的。
5.加强节水农业宣传，明确发展节水农业的投入方式，用政策推动节水农业的发展。通过资料分析对比，投资与节水的大概比例为：渠系衬砌每亩投资约80元，可节省水50m3，地下暗管输水每亩投资70～100元，可节水80m3，喷灌每亩投资约100～200元，可以节水100m3，水的利用率可达80%，农作物增长幅度大，一般可达20%～40%，并且减少了田间渠系建设与管理维护和平整土地等工作量，有利于加速实现农业机械化，现代化和产业化。
参考文献
[1]WANGJin2xia，HUANG Ji2kun，BLANKE A，et al. Thedevelopment，challenges and management of groundwater inrural China [ C]/ / GIORDANO M，VILLHOLTH K G. Theagricultural groundwater revolution：opportunities and threatsto development. Trowbridge，UK：Cromwell Press，2007
[2]中华人民共和国水利部. 水利统计年鉴[R].北京：水利部规划计划司，2004
[3]曹剑锋，迟宝明，王文科，专门水文地质学，北京：科学出版社，2006