前言

灌溉是农业生产不可或缺的基础条件，我国是一个人口大国，粮食安全问题始终是一个重大的战略问题。灌溉工程是保障国家粮食安全、改善农业生产条件、提高农民收入、保护和改善生态环境的重要基础设施。新中国成立以来，党和国家始终高度重视灌溉工作，团结和带领全国人民开展了大规模农田水利建设和一系列水利改革，不断完善灌排设施，不断提升灌溉管理水平，不断提高灌溉保障及支撑能力，为发展灌溉现代化奠定了坚实基础，为实现粮食连续增产发挥了重要作用。根据《全国现代灌溉发展规划（2012—2020年）》，到2020年农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上，灌溉面积达到11.00亿亩左右，其中农田有效灌溉面积达到10.01亿亩左右，全国水土资源配置与灌溉发展布局更趋合理，灌溉物质装备水平与科学技术水平明显提升，水土资源利用效率和效益进一步提高，改革与管理工作取得重大进展，灌区生态文明建设有效推进，灌溉对小康社会建设和美丽田园建设的保障能力持续增强，灌溉现代化事业取得显著进展；到2030年农田灌溉水有效利用系数提高到0.60以上，灌溉面积达到11.40亿亩左右，其中农田有效灌溉面积达到10.30亿亩左右，现代灌溉、现代农业、美丽田园建设协同发展，基本完成已有灌区改造升级，新建一批现代灌区，全国基本实现灌溉现代化。

灌溉现代化是指通过技术设施革新和体制机制改革，不断提高灌溉供水服务的安全性、公平性、可靠性和灵活性水平，不断提高灌区劳动力资源和水资源的使用效率和效益，持续保障灌区节水省工增效的过程。从上述灌溉现代化定义可以看出，灌溉现代化是灌溉系统技术更新、管理水平提高及体制机制改革的过程，是由单纯供水向优质服务的转变过程，是传统水管理模式向现代服务模式的转变过程。灌溉现代化的根本目的是解放和发展生产力，就灌溉而言，其基本的生产要素包括 “劳动力”和 “水资源”，而且也不能因为灌溉导致区域的环境恶化，要开展灌溉现代化建设，必须坚持把 “以人为本”、“节水优先”和 “环境友好”作为核心理念。灌溉现代化是一个不断改进服务和提高效率的过程，“服务改善”“效率提高”和 “运转持续”是灌溉现代化应有的基本特征。灌溉设施的更新改造、灌溉技术革新、体制机制改革，其根本目标就是要为用水户提供更好的供水服务。就用水户而言，他们更关心供水服务质量的好坏，因此，灌溉现代化应以灌溉供水的 “安全性”“公平性”“可靠性”和 “灵活性”四个指标综合表征其实现程度。从整体上来看，要实现灌溉现代化，需要统筹协调水源配置、渠系调度、田间灌水和灌溉管理四方面的同步改进，构建 “供水可靠化、调度灵活化、用水精准化、管理信息化”协同发展的灌溉现代化水管理技术模式，这四个环节体现了灌溉现代化水管理的主要表现形式，不可或缺，是实现供水服务安全性、公平性、可靠性和灵活性的重要载体。

水管理是灌溉现代化的重要内容，也是实现灌溉现代化的重要支撑。其主要内容应包括灌溉水源配置与保障、渠系水量调度、作物需水预报技术、田间灌溉技术和水管理决策技术五个方面。在水源配置与保障方面，主要从灌区整体上考虑供求关系，从供给侧看，包括灌溉水源供水容量大小及灌溉水质保障、灌溉调度规则及调度技术等；从需求侧看，包括经济结构和种植结构调整、节水灌溉技术的应用等；从供求协调上看，包括缺水条件下的水资源最优配置技术和最优种植模式等。在渠系水量调度方面，包括水量监测、控制、配置和信息传输等技术，旨在实现灌溉输配水的安全性、公平性、可靠性和灵活性，应以提高灌溉水利用率和效益为目标，重点研发成本低廉的水位监测设备、堰高可调的闸控设备、容量宽裕的通信设备以及减少水损的调度模型等。在田间灌溉技术方面，基于节水省工高效的精量灌溉要求，重点研发地埋式自升降取水设备、地埋式自升降一体化喷灌设备、地埋式自升降喷头关键设备等。在作物需水预报方面，基于适时适量精准供水的需求，重点研发简便、实用、精度高的作物需水预报技术，预报所需资料要少而易得，同时可实现预报信息的区域发布、定向发布和精准发布等。在灌溉现代化水管理决策方面，主要基于灌溉预报、渠系动态配水、用水信息管理等模块，研发能够指导灌溉的决策支持系统。

本书汇集了作者多年来在灌溉现代化水管理方面的深入思考、研究方法和主要成果。在灌溉现代化水管理研究方面，作者先后承担了“九五”国家科技支撑计划课题“田间节水灌溉新技术研究”、“十五”国家重大科技专项“渠道输水系统防渗抗冻胀新材料新设备与水量监控产品研制及产业化开发”、“十五”“863”专题“现代灌溉系统水量监测与调配技术及新产品”、“十一五”国家科技支撑计划课题“灌区用水管理及量水技术研究与产品开发”、“十二五”国家科技支撑计划课题“灌溉用水实时调控技术与方法”和水利部公益性行业科研专项“自驱动多功能高效节水灌溉关键设备研发”等项目，这些研究成果为撰写本书奠定了坚实的基础，因此作者首先要真诚感谢先后合作过的各位同事和朋友，感谢他们的大力支持。在水管理关键设备研发的过程中，作者要特别感谢黄斌、曹宏伟、谢时友、董建幸、王全民等专家所做出的贡献；感谢周祖昊、尹正杰、高虹、鲁少华、白静、王旭、卢文娟、陈娟等为本书有关内容提供的宝贵支持。为便于读者更好地了解该领域的研究进展，本书还简要总结了其他相关研究成果，在此对这些文献的作者一并致谢！

灌溉现代化是一个不断发展的过程，相关理论、技术及设备也在不断完善与革新过程中，本书旨在探讨灌溉现代化的核心内涵，构建灌溉现代化水管理的基本框架，展示研究过程，提出研究思路和研究方法，但由于所涉及的行业跨度大，学科门类多，研究周期长，遇到的问题较为复杂，加上作者水平所限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正！

作者

2016年10月