河北省是一个严重缺水的省份，人均水资源量为３１１ｍ３，每公顷水资源量为３１２０ｍ３，属于极度贫水区。目前一般年份用水量为２１０亿～２２０亿ｍ３，年超采４０亿～５０亿ｍ３地下水。造成地下水位普遍下降、地面沉降、水环境恶化等一系列问题。农业是用水大户（占总用水量７４％以上），浪费水现象严重，节水潜力很大。大力推广农业节水增效灌溉技术是缓解水资源紧缺的根本出路，也是提高农业综合生产能力，确保农业可持续发展的战略选择。
一、河北省农业节水技术的应用及存在问题
多年来河北省在喷灌、微灌、管道输水、渠道防渗和节水灌溉制度等方面进行过许多有益的探索实践，对发展节水灌溉起到了一定作用，但以前多是单一形式的小范围试验应用，且灌溉定额偏大，灌水具有盲目性，水分生产效率低。资金缺乏使得推广力度不大，造成节水面积小、工程标准低、各种节水成果间结合不紧密，使节水成果的现实生产力转化率很低。大力推广农业节水增效技术十分必要。
二、农业节水增效技术的利用及技术要点
河北省１９９６～２００１年以２８个节水增产重点县和１４个节水增效示范项目区为龙头，进行大范围的农业节水灌溉技术应用与推广，根据国家规范规程，以水利部新乡灌溉研究所的低压管道输水灌溉技术、喷灌技术研究与应用和河北省的小麦、夏玉米、棉花、春谷、水稻等作物的节水灌溉制度等科研成果为技术支持，结合近几年全省的节水管理经验，在全省范围内以工程节水技术为中心，形成管道输水、喷灌、微灌、渠道防渗＋节水型灌溉制度＋先进工程管理技术等综合节水技术模式。首次推广了自压喷灌技术，提出咸淡混浇管道一体化技术，发明了低压输水管道灌溉系统中机井首部枢纽下卧新技术，取得了良好的成效。
１．节水工程技术
（１）低压管道输水灌溉技术及其改进
低压管道输水灌溉技术是河北省农田节水灌溉主要应用推广技术之一，按照水利部《低压管道输水灌溉工程技术规范（ＳＬ／Ｔ１５３－９５）》和《节水灌溉技术规范（ＳＬ２０７－９８）》要求，结合河北省实际，注重把握：管材、管件选择与连接，管网布置及田间工程配套，经济管径选择，机泵选择等主要技术关键。
对低压管道输水灌溉技术的改进及创新包括：一是管网首部枢纽下卧技术。在先前的管道工程建设中，管网首部枢纽多设在地面，再返回地下与地下管道连接，连接管件多，加大了水头损失，需建较大的机井房，投资大。在项目推广中将首部枢纽下卧到地面以下直接与管道埋深平齐。机井房建成半地下式，费用由原来的１５００元减少到４５０元。水头损失由原来的１．６２ｍ降低到０．１９ｍ，年运行费用也相应降低，还方便了机井维修，减少了管理费用。二是咸淡混浇低压管道输水灌溉一体化技术。河北省黑龙港流域浅层地下水大部为微咸水，矿化度一般为５ｇ／Ｌ，储量约２２亿ｍ３，不宜直接灌溉。经过多年试验研究表明，当灌溉水含盐小于２ｇ／Ｌ时不会影响作物生长，土壤不积盐。实行咸淡混浇，可以降低灌溉水的含盐量，充分利用微咸水资源满足作物要求。在推广管道输水灌溉的过程中，把原有的咸淡混浇技术与管道输水灌溉技术结合起来，推广了咸淡混浇低压管道输水灌溉一体化技术，节省了大量深层淡水资源。
（２）喷灌工程技术
按照因地制宜的总原则，以黑龙港流域的深层地下水井灌区、高扬程提水区、砂土地区和坝上缺水地区为重点，适当考虑经济发达的城郊区、国有或集体所有农场等发展喷灌。
①管道式喷灌工程配套及管网优化配置技术
重点推广半固定和全移动管道式喷灌技术。依照《喷灌工程技术规范》大田喷灌喷头多选用ＺＹ系列喷头，组合间距一般选用喷头间距为１８ｍ，支管间距为１８ｍ或２４ｍ，组合喷灌强度小于土壤允许喷灌强度。半固定式喷灌移动支管配套一般在砂土地配两套支管，壤土和黏土地配三套支管。管网布置时考虑系统运行方式，兼顾系统投资合理与使用管理方便。对于较大的系统进行多方案比选，喷灌管网布置形式一般采用“丰”字形或“梳子”形布置，当地块较大时采用“单环双丰”形布置。
喷灌系统工作压力较高。对于固定式喷灌，输水干管及工作支管均埋于地下，选用塑料管道；半固定喷灌系统，输水干管一般选用硬聚氯乙烯管材，移动支管选用铝合金管或聚乙烯管；对于全移动喷灌系统，输水干管及支管均选用铝合金管。一般干管直径为１１０ｍｍ支管直径为７６ｍｍ，工作压力不低于０．６ＭＰａ。按照规范要求确定支管适宜配置的喷头数及支管最大长度，大部分喷灌工程为单泵提水加压喷灌，水泵的形式一般为潜水电泵，以提高系统的工作效率。
②自压喷灌技术
自压喷灌具有不消耗能源、充分利用水资源的优点。河北省山前丘陵区具有发展自压喷灌较好的自然资源和基础条件。水源主要为小型水库、截潜流工程，取水口工程主要包括沉沙池、拦污栅和闸门，有条件的地方将取水口掩蔽，防止砂石和杂物进入管道。自压喷灌管网布置尽量使喷洒支管平行于等高线，干管顺坡向布置。各级管径的确定原则为：使管道的水力坡降与地面坡降相适应，以使各出水口或喷头的工作压力差减小，保证喷灌均匀度。在高水头灌区，为保证系统安全和正常运行，要在系统压力超过喷头额定工作压力处设置减压池和减压阀门。目前全省自压喷灌面积已达０．６７万ｈｍ２。
③机组式喷灌技术的改进
河北省早期的时针式和平移式喷灌机采用大中型旋转式喷头，工作压力高，耗能大。针对这一问题，在现有的机组上改用下垂低压固定式喷头，降低了系统的工作压力。在行走桁架处将喷头引向行走轮后方的位置，既避免了烧毁电机的事故，又使行走轮在干地上行走，减轻机组负荷。绞盘式喷灌机使用灵活，可移动到不同地块工作，便于运输保管。在实际应用中，我们改变以往喷灌机从地下管道或渠道取水的形式，设计配置了地面移动铝管，扩大了喷灌机的使用范围，降低了基础工程投资。对于使用深井泵的喷灌机，采用拖拉机为动力，不专设输电线路，使拖拉机运输、布管和提水加压一机多用，提高了机具的使用效率。
（３）微灌工程技术
微灌技术的种类包括：滴灌、微喷、脉冲微喷、渗灌等几种。依照《微灌工程技术规范》主要推广果树、花卉微喷和温室蔬菜滴灌技术。河北省近年来通过引进、消化和吸收，在设备上加强改进，已能生产内镶式滴灌管、滴灌带，补偿式滴头，微喷头等较高水平的微灌设备。在设备使用上，淘汰了易堵塞、施工费事的发丝式滴头，代之以工厂装配的内镶式滴灌管和补偿式滴头；对于分散的温室，设立高位水池或水箱，引用以色列的重力滴灌设备，运行费用低，效果良好；对于大的温室群，采用随机供水的设计方法确定微灌系统流量，保证不同用户的用水要求，降低系统的投资。在山区，结合集雨工程，充分利用水池水窖蓄水，采用微型潜水泵或自压方式发展小地块的微灌。
（４）渠道防渗技术
根据河北省灌区情况，按照《渠道防渗工程技术规范》，主要推广应用混凝土防渗和砌石防渗工程技术，根据防渗材料选用不同的断面形式。弧形底梯形、弧形坡脚梯形、弧形、Ｕ形渠道等断面形式由于适应冻胀变形的能力强，近几年在全省大中型灌区的节水改造中得到了普遍应用。采用弹性高分子水泥防渗材料进行渡槽防渗也取得了良好效果。
２．节水型灌溉制度
在推广先进节水工程技术的同时，配合推广以非充分灌溉理论为依据的节水型灌溉制度，根据作物的需水特性、土壤墒情和降雨情况，搞好灌溉预报，保证作物适时、适量灌溉，达到节水与增产的双重目的。在中南部冬小麦区一般灌底墒水，不灌返青水，灌好拔节水，视降雨情况灌好抽穗水和灌浆水。在北部地区灌好底墒水、冻水、拔节水，视降水情况灌好抽穗水和灌浆水，喷灌的喷水次数比管灌增加１～２次。管灌的各种作物灌水定额掌握在６００～７５０ｍ３／ｈｍ２。喷灌掌握在３７５～４５０ｍ３／ｈｍ２左右。渠道防渗的灌溉制度参考管道输水的灌溉制度执行。
３．节水工程的管理与维护
一是统建统管。由集体统一筹措资金组织建设，统一组织浇地，统一收费。二是农村用水合作组织。农民用水户自主协商，合作兴建工程，自主管理。三是承包制。由集体筹资建设，由农户承包管理，有偿服务。四是节水工程股份制，采取股份制筹资合作建设，并由董事会确定管理组织和管理方式。五是租赁制。国家投资兴建，水利主管部门行使管理权，用户租赁使用节水设备，交纳租金。六是推广灌区管水委员会—渠管所—支渠以下成立农民用水者协会的形式。用水者协会由用水户推荐代表组成，支渠以下水利设施由用水者协会管理、使用和维护，用水户参与管理，实行以量计收水费。
三、农业节水增效技术应用推广的措施与方法
１．建立健全省、市、县和乡级节水技术推广网络
省水利厅成立了以厅长为组长、处室领导为成员的节水灌溉技术推广领导小组下设办公室。各市、县也相应成立了以市、县长为组长，成员由市、县水利局、农业、财政等部门的主要领导组成的领导小组。各级均成立技术指导小组，省级依托大专院校、科研单位建立专家技术指导协作网络，市级建立了规划设计、工程监理、物资供应网络，县、乡建立了施工、管理、维修、服务网络。各县（市）建立了目标管理责任制，严格管理考核，确保工程质量和实际效益。
２．完善落实政策，为节水灌溉技术推广提供保障
落实以财政资金为引导、以群众自筹为主体、以信贷资金为补充的投融资政策。积极争取国家节水灌溉补助资金、国债资金、国家节水贴息贷款等方面的节水投入，同时加大改革步伐，探索新的投资机制，鼓励工矿企业、承包大户投资，扩大股份制节水灌溉工程的规模。实行以物代补，统一购买供应设备，保证节水灌溉补助资金足额到位。落实奖励政策，推行以奖代补。
３．科学规划，合理确定节水灌溉模式
坚持“因地制宜，突出重点，综合节水，务求实效”的原则，根据各地不同的自然地理条件、水资源、经济发展水平、种植结构等因素，科学确定节水灌溉方式：一是在渠灌区重点推广多级田间渠道防渗，配合发展小畦灌、短沟灌；二是在山前平原水资源较丰富的井灌区，以推广高标准管道输水灌溉为主；三是在黑龙港深井区、沙土地区、山区丘陵区及有条件的坝上地区大力推广喷灌；四是在城郊经济作物种植区，大力推广微灌。
４．强化技术培训，搞好技术指导
省市县举办各种类型的技术推广培训班７６７次，编制、发放各类技术培训材料２万多份，累计培训各类人员１６８５０人次。推广技术指导小组经常到各地进行现场巡回指导。
５．把好“四关”，推行“三制”，实行项目管理
把好项目论证评估关（组织专家论证评估）、规划设计关（有乙级以上资质的单位设计）、施工关（按规范县水利部门组织专业队施工）和验收关（按验收规程，市初验、省终验）。积极推行项目法人责任制、建设监理制和招标投标制。
６．以点带面，整体推进
利用国家在我省建设节水增产重点县和节水增效示范区的机遇，建立省级典型示范区４２个，县级样板示范田３００个。利用电视、广播、报刊等新闻媒体广泛进行节水技术和信息宣传，提高全社会的节水意识，引导发展。
四、效益效果分析测算
１９９６～２００１年，通过全省１１个市的１４０个县区的大力推广，共投入２４．７４亿元，投入推广费６００万元。新增节水灌溉面积１２１．８万ｈｍ２其中管道输水灌溉６３．９万ｈｍ２，喷灌３９万ｈｍ２微灌０．５万ｈｍ２渠道防渗１８．４万ｈｍ２。
１．经济效益
灌溉水利用系数由推广前土垄沟的０．６１提高到０．６６～０．９５以上，累计节水５８．７５亿ｍ３、节地１３．７万ｈｍ２。每公顷节电３０１～４３２ｋＷ·ｈ（渠道防渗节电１４８ｋＷ·ｈ）。粮食作物累计增产１９．１５亿ｋｇ，累计纯效益４０．１亿元。
以４２个典型试区（２８个节水增产重点县、１４个节水增效示范区）为分析依据，根据《喷灌工程技术管理规程（ＳＤ１４８－８５）》及《水利建设项目经济评价规范（ＳＬ７２－９４）》，以每公顷年费用和年收益为计算单元，采用动态法和静态法分别对微灌、管道输水灌溉和渠道防渗三种节水方式进行经济技术指标的分析。经济分析期喷灌采用１５年，其他均采用８年，分析期内的年利率取７％。每公顷年效益包括年均增产、节水、节能、省工等，其中增产效益为该灌溉技术推广后所增加的粮、棉、油、果品产量乘以农产品的单价，节电效益为该项目推广后与田间土垄沟输水相比所节约的电费，省工效益按实际节约用工量乘以工日单价计算。农产品单价按１９９８年价格计算，电价、劳动力价格据典型村调查确定。每公顷年均费用包括年均折旧费和运行费。计算结果显示，益本比均高于１，还本年限为１～２．６年，内部回收率均高于年利率，经济效益十分显著。
２．社会效益
首先是促进了农业结构的调整，增强了农业抵御自然灾害的能力，农民收入显著提高，生产积极性充分发挥。带动了塑料、铝材、铸造等节水灌溉设备生产企业的发展，解决了一批下岗职工的再就业问题。其次是从水资源管理、资金管理、工程建设使用和维护、科技推广、效益测评、发展思路与模式等方面形成了相对规范的完整体系，为今后节水技术的辐射推广提供了经验。再者是通过技术推广协作网络建设，经过大范围、多层次的技术培训和现场巡回指导，培训各类人才１６８５０人，为进一步推广节水灌溉技术打下了人才基础。
３．环境生态效益
解决了灌溉不及时和灌溉保证率低的问题，能够按照不同季节、不同气候条件和农作物不同生长期的实际需要科学用水，达到了既节水又增产增收和增效的目的，有效遏制了地下水位急剧下降的趋势。在调节土壤温湿度和田间小区气候，有效抑制农作物病虫害的发生和蔓延，降低农药用量，减少环境污染、优化生态环境等方面效益巨大。
五、结束语
河北省的农业节水增效技术应用与推广实践表明，这是一项费省效宏的综合性实用技术，拟在全省现有的有效灌溉面积中全部应用，可使全省年总节水能力达到４０多亿ｍ３将会大大缓解全省水资源紧缺压力保障经济社会的可持续发展。
