2.1 节水灌溉
2.1.1 新中国成立以前
我国是世界上农业起源最早的国家之一，受大陆性气候影响，干旱历来对农业生产的威胁很大。因此，灌溉作为对付干旱最有效的办法之一，自古就受到人们的重视和发展。早在5000年前大禹治水的传说中，就有“尽力乎沟洫”、“陂障九泽，丰殖九薮”等关于农田水利的内容。据文字记载，在夏商时期，就在井田中布置沟渠，进行灌溉排水。西周时，《诗经小雅 白桦》中也有记载：“滮池北流，浸彼稻田，”意即引渭水（今陕西省渭水支流）灌溉稻田。公元前7世纪以后，开始出现了规模较大的渠系灌溉工程。例如公元前6世纪楚国人民兴修的芍陂，公元前4世纪魏国西门豹领导人民修建了引漳十二渠，公元前256年李冰父子在四川主持修建的古代最大的灌溉工程都江堰。此外，中国古代较大灌溉工程还有宁夏的秦渠、汉渠、唐徕渠，河南的鸿隙陂，浙江的鉴湖，湖北的长渠等。其他如遍布江南的塘坝、用于提水的各种水车、华北各省的水井、新疆地区的坎儿井等，都是中国劳动人民在与干旱作斗争中发展起来的。
对于今天来说这些灌溉工程也绝非轻而易举的，在科学技术尚不发达的古代，其工程量之浩大、建设之艰难的程度是不难想像的。于是就自然产生了节约农业用水或保持土壤水分的朴素思想与作法。如在西周时期，《吕氏春秋 任地篇》中就有“上田弃苗，下田弃田川”、“五耕五耨，必审以尽”的记载，意思是说：高地干旱，种子要种在垄沟之内；低地潮湿，种子则种在垄上。种之前要多耕，出苗后要勤耨。可以说是世界上有文字记载的最先进、最早的一种抗旱保墒耕作栽培技术。秦汉时期旱地农业技术继续发展，西汉时创造了保墒抗旱、充分利用水肥的代田法和区种法，并广泛采用割草沤肥、圈猪积肥等方法维持地力。魏晋南北朝出现的以耕耙耱为中心的抗旱保墒耕作法和绿肥轮作制，则标志着精耕细作的旱地农业技术已基本形成。
19世纪中期以后，由于帝国主义的入侵，我国沦为半封建半殖民地社会，这一时期水利在局部地区虽有所发展，但是总的来说则是日趋衰落。19世纪后期，由于西方近代科学技术传入我国，一批水利学者从国外学习归来，开办水利学校，传播先进科学技术。黄河沿岸由于河低岸高，出现提水灌溉用的水转筒车。利用黄河水流，冲动水轮旋转，绑扎在水轮上的水筒顺势提水。
1908年，无锡农民都庭标首先使用煤油机拖动龙骨水车车水。1912年，天津海河北岸军粮城一带开始采用蒸汽机提水灌溉稻田。1915年，出现了柴油抽水机，1920年开始普及。同时，广州中山大学农学院对东莞白、竹粘两类水稻开展灌溉试验，内容包括灌溉定额、灌溉制度、蒸发、渗漏与灌溉水量的关系，产量与灌溉水量的关系，自然降雨与作物生产期、人工灌溉的关系等。1930年，由李仪祉先生主持，开始用现代技术修建陕西省泾惠渠，以后又相继兴建了渭惠渠、洛惠渠等灌区。并开始出现较完善的灌溉制度，随农作物生长季节制定灌水计划。例如，宁夏地区为解决盐碱问题，每种三四年小麦，就需要改种水稻，以藉水压碱。各渠道还设立了管理委员会，解决水利纠纷和进行管理维修。1929年开始筹建河北宁县崔兴沽灌溉试验场，面积约5000亩，1935年建成，开始开展作物最佳灌溉时间、灌溉定额的确定，各种排水方法以及盐碱地改良试验等。1931年4月武进成立武锡区办事处，开展电力灌溉实验；同年5月吴江县成立模范灌溉庞山实验场；1934年12月安徽临淮关成立了模范灌溉凤怀区实验场。可以说这些试验场的成立、灌溉试验的开展，即是有意识实现合理灌溉、节约农田灌溉用水的早期实践。同时对节约农业用水与保墒的认识有所深化，中耕除草、镇压、增施有机肥及砂田法、耙耱等保水耕作栽培技术等得到了发展。
雨水集蓄利用有着悠久的历史。在人类漫长的发展历史中，由于没有现代化的工程设备和技术，不可能修建大量的大型水利工程来进行水量调节，雨水利用一直是农业发展的主要措施。在西北黄土高原等干旱半干旱山区和塬区，群众创造了许多雨水利用技术以解决人畜生活用水和农业灌溉，如土窖、大口井、蓄水塘等，还改进修筑梯田、沟筑土坝、粮草轮作等就地蓄雨措施，发挥了很大作用。
2.1.2 20世纪50～80年代
20世纪50～60年代，农田灌溉发展以外延为主，灌溉面积年均增加1500万亩以上。围绕提高灌溉用水效率，主要进行了计划用水、渠道防渗、改进沟畦灌溉技术等工作。在提高田间灌溉水利用系数方面，建立了数百个灌溉试验站，提出了主要农作物的灌溉制度，为灌溉工程规划设计、灌区灌溉管理、编制计划用水方案等提供了依据。南方总结推广了水田“新法泡田、浅水灌溉”、北方则提倡旱地采用沟灌和畦灌，同时研究试验合理的沟长、畦块的大小、沟中放水流量、畦田放水流量和改畦的时间。同时在全国普遍推广平整土地、修筑水平梯田、灌溉耕作园田化，实行灌排渠系与路、绿化、农作、桥、涵、闸等结合，统筹考虑，既提高了耕作水平，又对改进灌水方式，提高灌溉水利用系数起到推动作用。
到20世纪70年代，渠道防渗、平整土地、大畦改小畦等节水措施开始较大面积的推广，并开始研制、开发、引进节水灌溉技术和设备，在对国内、外各种节水灌溉设备进行检测、试验和分析的基础上，组织国内科研院所、大专院校、生产企业进行联合攻关，对各种不同的节水灌溉技术进行组装、集成和配套，形成了具有中国特色的喷灌、滴灌、微喷灌、管道灌溉技术和产品。但总体而言，节水技术研究范围较窄，推广规模不大，发展速度不快，灌溉管理比较粗放，用水效率较低。到70年代末，估算灌溉水利用系数约为0.3左右，亩均灌溉用水量约为530m3，每立方米用水量生产粮食0.6kg左右。
到20世纪80年代，工农业争水、城乡争水矛盾日益突出。农业对干旱缺水的敏感程度增大，受旱面积增加，经济发达地区传统农业向现代农业转变的进程加快，都对灌溉提出了新的、更高的要求，节水灌溉逐渐引起重视。全国普遍推行了泵站与机井节能节水技术改造，制定颁布了一系列有利于节水的管理和考核办法；重点推广了低压管道输水灌溉；并于1985年从奥地利引进了喷头、快速接头铝合金管等移动管道式喷灌设备生产线，使移动式喷灌系统达到了80年代初期的国际先进水平；在进一步开展喷灌、微灌技术的试点试验和示范的基础上，开始了较大规模的推广应用；群众在生产实践中创造的注水点灌保苗（东北俗称“坐水种”）和膜上灌技术得到逐步完善，作为简易局部灌溉技术，在适宜地区得到了大面积推广。不足之处是节水灌溉技术的研究与推广多偏重单项技术，影响了节水效果。到1990年，估算灌溉水利用系数约为0.35～0.40，亩均灌溉用水量约为496m3，平均每立方米灌溉用水量生产粮食0.8kg左右。(https://www.daowen.com)
雨水集蓄利用方面，主要是对相关技术进行试验研究，论证雨水集蓄利用工程的可行性和可持续性，建立雨水集蓄利用理论体系。“干旱地区雨水集蓄利用”、“干旱区雨水资源研究”等项目取得了丰硕成果，从根本上突破了干旱缺水地区无法解决干旱缺水问题的传统观念，找到了一条兴水治旱的新路子，为雨水集蓄利用发展奠定了理论基础。
2.1.3 20世纪90年代
20世纪90年代，党的十四届五中全会和十五届三中全会相继提出“大力普及节水灌溉技术”和“大力发展节水农业，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大幅度提高水的利用率，努力扩大农田有效灌溉面积”。1998年江泽民总书记在黄河考察期间强调指出：“当前要把节约用水作为一项紧迫的首要任务抓紧抓好。关键是要大力发展节水农业，改变大面积漫灌这种粗放式的耕作方法，实现农业的集约式发展”。1990年李鹏总理视察了农田灌溉研究所，并题词：“开展科学研究，为节水型农业做出更大的贡献”。同时下达了总理基金课题：华北地区节水型农业技术体系研究与示范。90年代初期，先后从以色列、美国、澳大利亚等国引进了微喷灌、滴灌、脉冲微灌等设备生产线，并在学习、借鉴、消化吸收国外先进节水灌溉技术的基础上，组织国内节水灌溉设备生产企业自主研制了具有90年代初期国际先进水平并适合我国国情的滴灌、微喷灌等设备和技术。“九五”期间，节水农业技术研究与示范被列入国家攻关项目，从节水灌溉技术的节水机理、节水灌溉制度、水资源合理利用、节水灌溉设备等全方位进行深入与综合研究。美国、以色列、奥地利、意大利、法国、澳大利亚等国家的节水灌溉设备生产企业也纷纷进入我国节水灌溉设备市场推销产品，在全国各地建立了一些节水灌溉工程。很多省市先后引进了一些国外较为先进的节水灌溉技术。我国也已能生产各种不同类型和系列的移动管道式喷灌系统、卷盘式喷灌机、中心支轴式喷灌机、平移式喷灌机、第四代滴灌设备、微喷灌设备、脉冲微灌设备、渗灌管以及各种机、泵、管、带、阀和首部控制系统等节水灌溉设备。国家还加大了扶持力度，提供了大量专项节水贴息贷款和专项建设资金，建设了一批节水增产重点县和节水灌溉示范项目，进行了大型灌区续建配套与节水改造，节水灌溉进入了快速发展的新阶段。
1998年，全国有效灌溉面积发展到8.01亿亩，粮食总产量增长到4900亿kg，灌溉总用水量为3492亿m3，亩均灌溉用水量为436m3，每立方米耗水量生产粮食1kg左右。灌溉水利用系数0.40～0.45左右。不同时期灌溉用水效率变化情况见图4。
图4 全国灌溉用水效率变化趋势分析
1—单方耗水生产粮食量；2—亩均灌溉用水量
由图4中看出，虽然因不同水平年灌溉用水量存在波动，亩均灌溉用水量和单方耗水粮食生产能力的变化过程中有起伏现象，但近20年系列的整体趋势呈现出亩均灌溉用水量不断减少，单方耗水量生产粮食能力稳步提高的明显趋势。特别是1994～1998年节水灌溉发展速度明显加快的5年间，在总灌溉用水量基本不变的前提下，综合亩均灌溉用水量减少了25m3，相当于在8.01亿亩灌溉面积上减少了总灌溉用水量约200亿m3，充分体现了提高生产力，发展节水灌溉对提高灌溉水利用效率的巨大作用。
雨水集蓄利用技术方面，开展较大范围的试点示范工作。甘肃省定西、天水、平凉等10个地区（市），宁夏南部地区10个县以及陕北、山西、河南、北京等地都建立了相应的试点。通过大范围试点示范，使雨水集蓄利用工作从单项集雨技术变成农业综合集成技术，从传统集雨利用走向高效利用，从理论探讨、技术攻关走向实用阶段，从零星试点示范形成规模发展，雨水集蓄利用工作开始全面展开。例如，甘肃的“121”雨水集流工程（每户建100m2左右的雨水集流场，打2眼水窖，以发展1亩左右庭院经济）、宁夏的“窖水蓄流工程”、内蒙古的“112”集雨节水工程（1户建1眼旱井或水窖，采用“坐水种”和滴灌技术发展2亩抗旱保收田）、陕西的“甘露工程”等，这些集雨灌溉措施的研究与应用，取得了一批成果，获得了明显的社会、经济与生态效益。
