21世纪灌溉原理与实践学科前沿关注的问题.pdfVIP

竺兰!竺 地塑!旦篓辇篓堕燮 竺兰竺!塑 文章编号：l000—646X(2004)04—0001—05 21世纪灌溉原理与实践 学科前沿关注的问题 陈亚新，魏占民，史海滨，梁鸿，杨树青，苏春宏 (内蒙古农业大学水资源与水土工程研究所，内蒙古呼和浩特010018) 摘要：灌溉原理是指导灌溉工程规划设计和管理决策实践的基本法则。从学科发展时代演进角度对20世纪灌溉 原理和实践作了简要回顾，根据21世纪的时代特点和发展需要对本世纪(前期)学科和实践前沿广泛关注、具挑战 性的几个问题作了科学展望，即；非充分灌溉理论的发展}区城性农田水循环研究的深入与实用}智能化灌溉模型， 尺度效应问题及3S技术的一体化灌溉应用。有利于新时期灌溉原理研究与实践的认识提高和内容的创新探索。 关 键词：灌溉原理I实践I前沿，关注问题 中图分类号：$274．1文献标识码：A 认清世界灌溉科技进步的趋势和关注热点，才能制定正确的灌溉科技发展战略，努力跟上科技发展的时 代潮流，就可能在未来的发展中把握机遇、赢得主动。 1 20世纪的回顾 ATaylor 灌溉是供水到已种或将种作物土壤，补充自然降水的不足，从而提高作物产量和质量(S 1971)。实践中人们进一步认识到有些农产品质量的改善可能比其产量的提高显得更为重要。灌溉原理与实 践一般包括3项基本法则：一灌溉是一种人工行为，是人类为了自身利益将天然水用作灌溉水的实践；二灌 溉是实现目的的手段，目的是提高劳动生产率、即土地和劳动生产率二者协调一致的提高，这种协调的含义 60％以上，生产的蔬菜占70％以上，而集约化的现代灌溉农业产量是一般雨养农业的10倍以上。 灌溉科学是改善和保持作物耕层具有适合于它生长的水分、空气、热量和盐量(广义也包括养分)的平衡 条件，而排水是形成这种平衡所需要的最重要的活动(或条件)之一。“如果人类要在和平中生存，如以笨拙的 源的利用效率和资源的有限性提出了预警。 溉手段应遵循的普遍性原则，在VE 要的土壤水分；防止短期持续干旱；要对作物生长创造凉爽的土壤和大气环境；减轻霜冻灾害；减少土壤非毛 收稿日期；2004一07一08 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介t陈亚新(1936一)，湖南长沙人，教授，博士生导师，主要从事节水灌溉原理及空间变异性研究 些内容实际已包含了那个时期对灌溉原理内涵的基本认识。 进入80年代以来，随着水资源的紧缺和好开发的土地已经得到开发利用，注意力正在转向干旱地区，以 减轻人口压力和粮食需求(FAO)。由于目标、任务变化和资源条件的约束，灌溉原理研究的内涵和重点也在 变化。20世纪后20年，世界科学技术发生了重大突破，以生命科学和信息科学为标志的现代科学技术突飞 猛进。在前沿学科和边缘之间开展了广泛交流和相互借鉴，努力吸收新兴学科的优势充实和发展自已，促进 了灌溉原理研究内容、研究方法产生了新思维。灌溉原理研究得以深入和开拓，使这些的普遍性原理得到有 针对性的具体化： 1)保证作物生活要素(水分等)的需求与各要素间相互协调，开展了同等重要与不可代替法则，交互效应 的深入研究，尤其在作物需水量的研究中表现十分活跃，从能量平衡原理和水汽扩散方程结合的修正 国际公认的标准化计算方法[2’3]但我国至今对作物需水量计算的多种方法，仍局限于同一气候条件下不同方 备条件下，进行统一率定和确认，才能寻求适合中国复杂气候和地理条件的实践。 2)有关农田灌溉微观与宏观系统水流运动基本理论与科学方法的广泛应用，即经典的单元体水的质量 守恒和能量守恒原理的具体应用。产生浅水流动含有入渗项的地面灌溉方程(De A 水运动方程(L 面水一土壤水一地下水系统进行“三水”转化，从经典仅依靠解析法求解，在计算机支持下广泛演进到数值法求 解。 3)开展了农田水分与生理、生态、环境间的能量交换与水量转化原理探索研究。将单纯的农田根层水分 R 与能量运动扩展到农田水循环、水