1 前言
中国农业在极其有限的耕地上，在水资源总量不足、时空分布不均、水土资源组合不协调的条件下，养活了占世界22%的人口，这一奇迹是在中国共产党的领导下，依靠水利基础设施的巨大发展和农业科技的投入与进步而取得的。在全国灌溉用水占总用水量的比例呈不断下降趋势的同时，有效灌溉面积不断增长，从1949年到2000年，全国灌溉面积由2.4亿亩增加到8.2亿亩，灌溉耕地约占40%。由于灌溉水平的提高，灌溉面积上的生产效率得到很大提高，灌溉水分生产率不断提高，灌溉面积上生产的粮食占到全国总量的3/4，棉花、蔬菜占全国总量的90%以上。保障了正常年景我国粮食总产达到5.0亿t以上和人均占有粮食400kg以上。
然而，新世纪我们面临的形势更加严峻，农业的干旱缺水呈现越来越严重的势态。全国农田受旱面积由20世纪70年代的平均每年1.7亿亩，增加到90年代的平均约4亿亩，1999年全国受旱灾面积达6亿亩，近3年的特大旱灾造成我国粮食减产约10%。在全球气候变暖、北方部分地区水资源利用率已达极限、部分地区出现生态危机、全国来水减少、污染加剧、水质恶化、河床淤积、湖泊萎缩、耕地面积面临减少、粮食单产已达相当高水平的情况下，要进一步扩大农业生产规模，确保16亿人口的粮食安全和其他农产品的供给，维系良好的生态环境，建设节水高效农业，提高灌溉管理水平，实现水资源的合理开发、高效利用、优化配置、有效保护是避免水危机的关键。
大型灌区是我国农业生产的主力军、农业规模化生产基地和农村经济的重要组成部分，也是我国水资源合理配置的基础。大型灌区的年供水量占全国总供水量的1/3左右，而且每年向工业和城市提供15%以上的用水。中小型灌区量大、面广，对水资源的调蓄与高效利用影响巨大。但由于这些灌区大多修建于20世纪50～60年代，设计标准低、建筑物老化失修、田间工程不配套，灌溉水的利用率很低。根据规划，在完成402处大型灌区以节水为中心的续建配套与技术改造后，不仅灌溉保证率可显著提高、有效灌溉面积扩大，而且可以减少灌溉用水量约330亿m3（大致相当于我国目前每年的农业缺水量）。在基本完成大型灌区以节水为中心的续建配套与技术改造后，在总结经验的基础上，全面开展中、小型灌区的续建配套与技术改造，农业节水量进一步增加，农业生产能力进一步提高。因此，灌区的高效用水研究与实践具有重要的战略意义。
2 灌区高效用水内涵
2.1 灌溉
灌溉是按照作物生长的需要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田水分的人工措施。灌溉有“三原则”，即灌溉是人为的；灌溉是补充性的；灌溉与排水是统一的。传统的灌溉就要求“适时、适量”，显然，传统的灌溉理论本身就有“高效用水”的要求。但是，它要求完全满足作物的生理生态需水要求，也未考虑供水能力。
2.2 节水灌溉
按照比较一致的定义，节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水，获取农业的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益而采取的多种措施的总称。节水灌溉的含义甚广，如果仅把它理解为节水条件下的灌溉或节约灌溉用水，就无法理解中央要把节水灌溉当作一项“革命性措施”来抓的要求了。灌溉水从水源到被作物吸收利用，要经过-系列环节，每一个环节都存在水量无益损耗；换句话说，每个环节都存在节水潜力。凡能在这些环节中提高水分生产率的措施，均属于节水灌溉的范畴。因此，节水灌溉不能只围绕工程进行。节水灌溉是人类进步和灌溉科学发展的产物，但它只是一种手段，这种手段应该以可持续发展为目标，其根本目的是提高灌溉水的利用率和水分生产率。节水是相对的概念，不同的水源条件、不同的自然条件和社会经济发展水平，对节水灌溉有不同的要求；不同国家、不同地区、不同历史发展阶段、节水标准也不同。
2.3 农业节水
农业是我国的用水大户，且农业用水效率不高，从农业部门节水尚有一定潜力，在水资源开发能力有限时，“农业节水”应优先发展。在水利部提出的《农业节水发展纲要》以及《灌溉发展规划”为前提。首先要立足于减少现有灌溉水量的浪费，提高天然降水的利用率，提高灌溉水的利用率和生产效率，通过“节水挖潜”增加供水能力。另一方面，我国农业用水存在严重的产业结构缺陷，即现阶段我国农业处于一个生产性低耗水而结构性高耗水的局面。造成这种局面的主要原因，一是作物耗水结构与水资源分布不匹配，缺水地区高耗水作物种植面积大；二是粮食生产布局与水资源分布不匹配，占全国水资源19%的北方却要向占全国81%水资源的南方输送粮食；三是种植业结构不良，节水的饲料作物、经济作物没有受到重视，三元种植结构还没有建立。因此，在发展农业节水时，要采取综合措施，集成工程节水措施与非工程措施、水利措施与农业措施、现代技术与传统经验，实现从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业向节水高效的现代灌溉农业和旱地雨养农业的转变。同时，要依靠科技进步，改良作物品种、提高作物的耐旱能力，大力发展高效现代旱地农业，提高水分的生产率和土地的生产率。因此，农业节水又比节水灌溉具有更加广泛的范畴。
2.4 灌区高效用水
灌区作为一个相对独立的区域，且具有可控制的蓄水、取水、输水和配水系统。灌区高效用水的根本任务一是要研究和运用技术上先进、经济上合理的各种工程措施、途径和方法，减少灌溉水的无益损耗；二是要对灌区内各种工程设施进行有效地控制、调度，在时间上和空间上合理地分配水资源，并在田间推行科学的灌溉制度与灌水方法，以达到充分发挥工程作用，合理利用各种资源，促进农业和国民经济可持续发展的目的。灌区的水管理策略涉及水土资源配置、用水结构和种植结构调整、管理体制与机制以及“三农问题”，包含了农业节水的大部分内容。
3 灌区高效用水的潜力
（1）近几年、特别是"九五"期间的农业节水成效表明，我国农业节水潜力巨大。全国平均单位灌溉面积用水量，2000年比1995年每亩减少了37m3，农业产值万元耗水量由1996的1971m3下降到2000年的1591m3。农业用水的零增长，意味着取得了年节水250亿m3的效果。“九五”期间全国新增灌溉面积6400万亩，其中大多数灌溉水源来自节水挖潜。
（2）灌区节水改造可使灌溉水的利用率和水分生产率大幅度提高。目前，我国8.2亿亩灌溉面积中，绝大多数灌溉面积的田间灌水技术落后，灌溉方式粗放，灌溉系统老化失修，田间工程不配套，灌溉水利用率低。1998年至2002年对247个大型灌区进行续建配套与节水改造的初步结果表明，新增、恢复灌溉面积达2600多万亩，改善灌溉面积达5800多万亩，形成110亿m3的节水能力。
（3）由于体制、机制、工程等方面的原因，我国各地普遍不重视灌溉水的重复利用。我国的一些水资源报告对工业用水的重复利用做了深入分析，但对灌溉水的重复利用估计不足。根据国际水管理研究院的报告，在我国的丘陵地区、排水和地下水可重复利用地区，提高灌溉水的重复利用率有着巨大的节水潜力。
（4）我国各地降水利用率普遍不高，南方地区因水资源相对较丰富而忽视对降水的利用，西北干旱地区因缺少拦蓄工程，本来降水量就很低，又未能对天然降水进行充分有效地集蓄和利用，不仅使天然降水利用率较低，而且还导致了严重的水土流失，造成农作物产量低而不稳。通过土地平整、土壤改良、坡改梯、推广水稻控制灌溉，可使降水利用率得到提高。
总之，我国的用水效率和水分生产率不高，地区差异大，预示着我国灌区高效用水蕴含着巨大潜力。
4 灌区高效用水的基本要求
（1）正确的工作思路。首先要客观分析灌区水土资源承载能力和国民经济与生态需水要求，找准主要矛盾；同时，要分析当地灌溉用水管理中存在的主要问题。在总结当地高效用水经验的基础上，因地制宜，讲求实效，不盲目照搬国外模式，探索适合自己的农业节水发展道路。要注意量力而行，遵循农业节水发展具有"阶段性"的客观规律，不要脱离灌区工程条件、经济条件、管理水平，立足当前，着眼长远。坚持统筹规划、开源节流、优化配置、高效利用、有效保护的原则，以提高天然降水利用率为前提，以提高灌溉水的利用率和水分生产率为核心，采取工程措施与非工程措施相结合、水利措施与农业措施相结合、现代技术与传统经验相结合，实行以供定需、总量控制、定额用水、目标管理。同时，要注意兼顾国家和农民两方面的利益，调动农村集体和农民积极参与农业节水的积极性，处理好经济效益、社会效益、生态环境效益之间的关系。
（2）良好的工程条件。首先，要有良好的蓄水、引水和取水条件。不仅要有骨干蓄水设施，也要有中小型蓄水工程，“大、中、小，蓄、引、提”结合的“长藤结瓜”系统，有利于提高供水保证率，有利于提高水的重复利用率。其次，工程布局要合理。对于“井渠结合”灌区，特别要注意井灌区的布局。井灌区布置适当（如上游井灌、下游渠灌），既有利于地下水的“采补平衡”，也有利于提高水资源利用率、提高灌溉保证率、扩大灌溉面积，对于引黄灌区，还有利于泥沙处理。对于山丘区灌区，干渠防渗可能应优先于田间渠系防渗，而南方平原地区的灌区可能相反。第三，工程要配套。由于我国水利工程建设的体制与机制问题，灌溉系统、特别是田间工程不配套的现象比较普遍，而国内外经验表明，灌溉系统的配套应优先于局部的高标准改造。第四，运行要可靠。我国多数灌区经过了几十年的运行，不少工程已超过规定的使用年限，普遍老化损坏，大型灌区骨干建筑物的完好率不足40%；相对于大型灌区的骨干工程，中小型灌区以及农田水利田间工程的现状更令人担忧，当务之急是“除险加固”。只有灌溉系统运行可靠，才能实现工程的有效控制与运用，进而提高灌溉水利用率及灌溉保证率低。第五，输水效率高。既要减少"渗水”损失、尽量缩短输水时间，更要避免“漏水”损失和“弃水”。第六，量测水点多、数据可信。灌区量水是合理征收水费的依据、是实现灌溉用水定额管理的基础，也是监测输水状况、配水状况、分析渠系状况和保障水资源高效配置与利用的基础。
（3）有计划的灌溉水管理。从20世纪50年代起，我国即强调灌区用水要有计划。但是，过去人们混淆了宏观计划控制与实施运行调度的差别，把编制年度用水计划当作编制实际运行日程表。灌区年度用水计划应定位在灌区水源与用水的总体安排上，强调其宏观控制的功能。年度用水计划最后的成果包括水土资源平衡表、可供水量、灌溉用水量及它们的地区分布、灌溉面积分区、水源引水过程或水库蓄水过程及调度控制线、灌区内蓄水设施的蓄水任务和蓄水过程、各次灌水日期及灌水量、当年工程维护、整修任务及实施日程等。这些都是预估的结果，与当年的实际运行一定有许多差距，但可据以进行宏观控制，实施工程维护，搞好水源筹集与调蓄，进行水量预分预购，是灌区水管理实施计划制定的基础工作。由于年内水文、气候条件变化，除西北一些干旱地区外，其它灌区还应以当时的天气条件、田间水分状况、作物长势及需水规律，水源供水能力及灌溉工程状况等动态信息为依据，制定动态的灌溉用水计划，使“看天、看地、看庄稼”的灌溉原则得以实现。只有实行灌溉预报和动态配水，才能做到“适时、适量”灌溉。在执行动态的灌溉用水计划时，按照“先灌远、后灌近，先灌高、后灌低，先急需、后缓用，先集中、后分散”的原则进行配水，并通过实时调整渠道流量和轮灌组合，避免渠道流量过大或过小。有了年度用水计划和短期的动态用水计划，供、需水心中有数，才能做到在时间上和空间上合理地分配水资源，才能避免盲目供水、提高灌溉水的利用率。值得指出的是，及时、准确地获取水源、气候、田间水分状况、渠系工程状况、作物长势及需水规律等信息，是做好计划用水、科学控制、调度与运用灌溉系统的基础。
（4）用水户积极参与。用水户参与灌溉管理意味着用水户全面参与灌区各类管理，包括灌溉工程的规划、设计、施工、建设监理、融资、运行维护、监测评价等，只是参与的程度不同。在工程规划、设计过程中，听取用水户意见与建议，有助于了解用水结构变化和确定工程布局，有利于用水户对工程建设与改造的理解和支持。用水户协会对属于自己所有的田间工程设施进行自主经营管理以及受资产所有者的委托，对某一独立区域（含水源）进行自主经营管理，有利于把握灌溉需求动态，做到适时适量灌溉；可以保证浇地有序，配水公正，灌水均匀，是田间合理灌排的基础；有利于开源节流，充分发挥小型蓄水工程的作用，提高灌溉水重复利用率；有利于规范收费机制，确保灌区经济良性运行；为节约用水、科学用水、推广先进的灌溉方法与灌水技术提供了平台。此外，农民成为灌溉工程的所有者、使用者和管理者，家家户户、男女老少都知道爱护和保护“自己的财产”，为灌溉系统建设与管理创造了有利条件。
5 灌区高效用水的途经与措施
由于灌溉水的损失或浪费存在于各环节，灌区高效用水也有多种途经。总体上说，采取工程措施、非工程措施、水利措施、农业措施、现代技术、传统经验都可以达到高效用水的目的，主要包括开源、节流、增效3方面。其中，“开源”强调水资源的可利用性，而不是增加农业用水总量；“节流”主要指不导致作物减产的条件下减少无益损耗；“增效”则指在用水总量一定的条件下，水的产出或水分生产率得到提高。在实践中，有些措施的节水增效效益是间接的，例如，调整种植结构，不仅可以使总耗水量降低，更重要的是削减用水高峰，使耗水与供水在时间上、空间上相一致；通过田间合理灌排、充分利用天然降水，可以使灌区有能力增加城市、工业用水，从而提高有限水量的价值。根据我国灌区、特别是大型灌区的情况，此处重点强调试验研究、灌溉用水管理和水资源重复利用3个方面。
5.1 高度重视灌溉试验与科学研究
灌溉试验的主要内容包括作物蒸发蒸腾量、田间渗漏量测定与试验（需水试验），主要灌溉作物和植物的高效、节水的灌水次数、每次灌水时间、灌水定额以及灌溉定额测定与试验，作物非充分灌溉或受旱、劣质水（污水、微咸水等）安全利用灌溉试验，最优灌溉制度和最优田间水管理技术（作物水分生理、水分生产函数、水肥生产函数）试验研究，灌溉效益对比试验以及灌水方法及灌水技术试验等。灌溉试验的目的是为农田合理灌排（适时适量灌排）提供依据，为灌溉系统规划、设计、改造、管理提供依据。缺乏系统、可靠的灌溉试验资料，推行节水灌溉（灌关键水、最优灌溉制度、非充分灌等）、实现总量控制与定额管理、编制用水计划（蓄水、取水、输水和配水）、进行灌溉效益分析、进行区域水量平衡分析、安全利用劣质水、选择适宜灌水方法与灌水技术参数等，都将失去基础。我国的高效用水灌溉试验已经严重滞后，当前急需作物和植物（包括林、草、果、蔬）耗水规律、作物缺水反应、作物水分（水肥）生产函数、最优灌溉制度与最优田间水管理技术（包括以水调肥、以水调热、以水调气）、高效节水的灌水方法与技术、组合种植或设施条件下作物需水规律与灌水技术、劣质水（污水、微咸水等）灌溉条件下作物反应与食物品质等方面资料。只有重视和加强灌溉试验，才是实事求是的态度，才能为高效用水提供依据。除了开展灌溉试验，每一灌区都要研究水资源时空分布、可利用量、可供水能力及其变化趋势，同时，要客观分析水资源利用现状、水土资源组合情况以及用水结构和种植结构的变化趋势，制定水资源可持续利用规划。结合灌区改造，调整灌排系统总体布局，合理安排井灌区和灌区内部调蓄系统，为水资源高效利用、地下水’’’’’’’’采补平衡’’’’’’’’、提高供水保证率和水的重复利用率创造条件。
5.2 以灌溉用水管理为中心，平衡做好5方面管理
长期以来，我国水利工作中存在“重建设、轻管理’’的现象，对”管理是生产力“认识不清。兴建水利工程只是为改造自然提供了一定的物质基础。当我们运用这些工程的时候，水利工程才真正发挥作用。换句话说，能否达到预期的社会效益和经济效益，关键取决于能否管好、用好工程。总体上说，在灌溉工程投入使用后的一切活动均属于灌溉管理范畴，其中，以高效用水为核心的运行管理是中心，包括配套、养护、抢险、加固等工作的工程管理是基础，以水费征收、多种经营为主的经营管理是杠杆，人才培养、队伍建设、制度建设、用水组织建设及用水户参与管理等方面的组织管理是保障，灌区环境管理（包括水、盐、土壤肥力及其它理化性状的动态监测，鱼类及其它自然环境因素的动态监测，水利工程与社会环境的关系评价等）是保障人与自然和谐共处、减少负作用、达到可持续发展的大事。这5个方面的工作是互为依赖，互相促进的关系。
灌溉用水管理作为灌区的中心工作是由灌区的性质所决定的。灌溉用水管理的主要工作包括灌溉用水组织建设，灌溉用水定额研究、实行计划用水、定额管理，建立水情、土壤墒情预报测报系统，制定最佳灌溉排水制度，对灌溉系统的配水进行动态、优化管理，测水量水，组织农民参与灌溉用水管理等。这些工作直接关系到灌区的用水效率，改进灌溉用水管理，才能增加工业、生活用水。当前，我国灌溉用水管理人才缺乏、知识不足，在灌区改革中，不能形成用水管理人员收入、待遇比从事多种经营的人员明显偏低的现象。
5.3 努力提高灌溉水的重复利用率
灌区应优化调配多种水源，通过田间合理灌排，充分利用天然降水；通过工程措施和优化调度，高效使用地表水；通过井灌区合理布局，在采补平衡的原则下，合理开采地下水；在灌溉试验的基础上，安全使用劣质水。在目前水资源总量不足、经济能力有限的条件下，提高灌溉水的重复利用率尤为重要。由于灌区管理局一般不能从回归水再利用、拦蓄渗水和漏水中得到国家的直接投资，也不能重复征收水费，多数灌区不重视提高灌溉水的重复利用率。有些灌区甚至只关心“量水点”的水量，而不管水通过量水点后能否被利用。事实上，只有追求水分生产率，只有关心水资源被作物利用的状况，高效用水才有意义。因此，一方面要大力推广渠道防渗、管道输水技术，平整土地，提高田间灌溉管理水平；另一方面要发展“长藤结瓜”、“大、中、小，蓄、引、提”灌溉系统，执行“先灌远、后灌近，先灌高、后灌低”的原则，充分发挥了灌区内部各种中、小型工程的作用，减少弃水，使上游漏水能被下游利用，使高处渗水能被低处利用，通过宣传、教育和计量收费手段，提高广大农民充分利用各种水源的积极性。
6 结语
（1）工程措施是提高灌溉水利用率的有效措施，但应面对两方面的现实。第一，我国的财力在相当长的时间里不可能满足对灌区进行全面、大规模渠道防渗或管道输水的要求；第二，田间工程普遍不配套，制约了骨干工程的效益发挥。在运用有限的资金进行工程改造时，要更多地注意改进工程布局、配套田间工程、提高灌区内的调蓄能力和反调节能力等方面。
（2）只有做到计划用水，才能高效用水。工程条件只是基础，用水管理才是中心工作。供、需水心中有数，才能做到在时间上和空间上合理地分配水资源，才能避免盲目供水、提高灌溉水的利用率。
（3）开展灌溉试验，才能知道作物需水规律和用水定额、做到经济地利用水资源和有效灌溉，才能开展灌溉预报和拟订用水计划。
（4）田间灌水既是提高灌溉水利用率的最后环节，又是引水、输水和配水的基础。提高田间灌溉管理水平有利于提高天然降水的利用率和水分生产效率，若灌溉定额减小，可直接减小引水、输水和配水量，输水损失会成倍减少。
（5）农业和农民是灌区的立身之本。不以灌溉为中心，灌区就不成为灌区；离开国家支持，绝大多数灌区无法良性发展，而离开农业和农民，国家将不可能大规模投资；农业节水、水费改革，不要影响农民利益。
（6）用水户参与灌溉管理是高效用水的必要条件。没有用水户的参与，就不能及时、准确掌握需求动态，田间合理灌排失去基础，高效用水也失去了意义；没有广大农民的参与，灌溉工程的建设、维修、养护也失去了基础。农民对灌区的发展更关心，农民对回归水利用最积极。