农田既消耗水，又涵养和保护水

农田灌溉是全世界用水量最大的部门，我国是世界上农业用水最多的国家之一，长期保持在3500-4000亿m³/a的水平，目前仍然占全国用水量的60%以上。农业灌溉对水资源的消耗远比工业和生活用水复杂。灌溉水在从水源经过渠系进入农田的过程中，一部分被土壤孔隙吸附，最终通过植物和裸土蒸发进入大气，另一部分渗入地下补给地下水，造成地下水上升，一部分消耗于潜水蒸发，另一部分形成侧向渗流，甚至重新出露补给地表水，从而形成了取水-输水-灌溉-入渗-蒸发-排水的人工侧枝循环，在一定程度上既消耗水，又可以补给和涵养水资源，特别是地下水。土壤孔隙可以储存水，以地下潜水面为界，农田土壤孔隙可以被分为“土壤水库”和“地下水库”。“土壤水库”中的水主要是为土壤颗粒和孔隙吸附的水，地下水库是可以流动的水。

降水和超定额灌溉可以补给“土壤和地下水库”。平整的农田可以拦蓄降雨和地表径流，增加对土壤和地下水的补给，人类最初的灌溉形式是淹灌，即将河流洪水引入田间淹没农田，目前引洪淤（漫）灌在很多地区仍有应用，这些都是将地表洪水引入到农田中补给土壤水和地下水，利用“土壤和地下水库”的蓄水能力，满足农作物生长期的水分需求。因此，农业灌溉对区域水平衡产生显著影响，对干旱地区水文循环影响尤其显著，即原位或小范围内的“降雨-入渗-蒸发“垂直运动取代了水平方向的径流流动，从而出现了“贫水化”现象。半干旱、半干旱乃至半湿润区由于大规模引水灌溉，出现山区径流生成与平原径流消散的水资源二元结构和人工侧枝循环，大多数平原河流长时间断流、干涸，平、枯水年径流很少入海甚至基本不能入海的“人工内流河”化；长期严重超采地下水，地下水水位下降，造成地面沉降、地裂缝、海水入侵等环境地质问题。但农田灌溉对水文循环的影响非常复杂，灌溉农田形成的湿润的下垫面条件有利于增加径流系数，在干旱半干旱地区具有明显的产水（径流）作用，湿润的农田土壤也有助于预防风蚀。

过量灌溉和较多的降水入渗造成地下潜水水位升高，地表湿地面积增加，带来更多的潜水蒸发和水面蒸发，发生农田渍害。干旱地区还会因地表盐分积累，出现次生盐碱化。因此，井渠结合，大气降水、地表水、地下水联合调度，以渠补井，以井保渠，可以充分利用农田土壤和地下水库的调蓄能力，调节水资源，提高灌溉水利用效率。汛前期开采浅层地下水，一方面可扩大抗旱水源，另一方面可以降低地下水位，腾出地下水库库容，更多的拦蓄汛期降水，同时避免地下水位过高的负面影响，为了防止长期降水不足或连续开采地下水带来的水位下降和灌区生态环境问题，在多雨季节或多雨年份。地表来水较多时可大定额引水灌溉，补充地下水库，充分发挥地下水库调节涵养水源的作用，保持地下水动态平衡。实践证明：农业灌溉除了消耗水以外，只要措施得当，农田能像海绵一样可以吸收和储存水分，将雨水和地表洪水转化为土壤水和地下水，从而以地表水和地下水为纽带使山水林田成为一个整体，并改善生态环境。

灌溉还会进一步影响农田内外的地表水、地下水水质。近年来农业生产中化肥农药投入不断增加，并随水土流失和降水或灌溉水淋溶进入地表水体和地下含水层，已经成为非点源污染的重要来源，引起了人们的日渐重视。但是通过污水灌溉，农田土壤在一定程度上净化生产生活污废水的污染物，特别是可降解的非生物毒性物质。虽然重金属和持久性有机污染物等有毒物质，有在农田土壤和农产品中积累的风险，但富含氮磷等影响元素的有机污、废水，进入农田后，有机物和氮磷等营养元素被土壤孔隙和胶体吸附并被作物吸收利用，实际上起到给农田施肥的作用。

农田实际上起到了将进入土壤的水分转化为凝结在农产品中的虚拟水的作用。合理灌溉可以起到用少量的蓝水（地表径流或地下水）投入提高对绿水的使用效率，从而显著增加凝结在农产品中的虚拟水（为了生产产品和服务必需消耗的水资源）。