水是一種有限但至關(guān)重要的資源。在世界上大多數(shù)的流域，水被轉(zhuǎn)用于工業(yè)，市政等。它也是濕地和其他自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)社會(huì)具有巨大價(jià)值。在世界范圍內(nèi)，大部分用水與農(nóng)業(yè)有關(guān)。

從歷史上看，在國(guó)外一些國(guó)家實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移水資源大部分發(fā)展都得到了政府的補(bǔ)貼。這一點(diǎn)，傾向于保護(hù)農(nóng)業(yè)，有利于供水的水權(quán)機(jī)制，使得農(nóng)業(yè)用水相對(duì)便宜。很少有農(nóng)民有很大的動(dòng)力去提高他們用水灌溉的效率。用于灌溉的水量大約是作物生產(chǎn)所需的水量的兩到三倍。平均而言，超過一半的用于灌溉的水滲透到地下。

在全球范圍內(nèi)，全球約40％的糧食供應(yīng)來自灌溉土地; 農(nóng)業(yè)用地的灌溉比例達(dá)到了18％，但這個(gè)相對(duì)較小的面積產(chǎn)生了總產(chǎn)量的一半。隨著地球人口的增長(zhǎng)，對(duì)食物的需求也將增長(zhǎng)。糧食生產(chǎn)所需增加的一小部分只能來自可耕地的擴(kuò)大，增加每年種植的作物的數(shù)量和類型。剩余部分必須通過提高產(chǎn)量和提高用水效率來滿足。

隨著人口的增加，非農(nóng)業(yè)用水的需求也將增長(zhǎng)。預(yù)計(jì) 2000年至2050年間世界用水需求將增加 55％，其中大部分將來自制造業(yè)，電力生產(chǎn)以及城市和家庭用水。因此，在一個(gè)更干燥的世界中，控制灌溉所需的水量是必要的。新技術(shù)可能會(huì)幫助我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

灌溉可以通過幾種方式“失去”水。在進(jìn)入農(nóng)田之前，水可以從水庫(kù)或輸水渠中滲出。在田間施用水后，其中一些可以滲透到地下水系統(tǒng)中，在那里它不再可用于作物的根部，或者它可能完全從田地中流出。在田間發(fā)生的水損失稱為“農(nóng)場(chǎng)”損失。總損失，包括來自水庫(kù)，運(yùn)河等的滲漏，被稱為“系統(tǒng)”損失。

在過去的50年中，已經(jīng)開發(fā)了幾種技術(shù)來減少農(nóng)場(chǎng)灌溉損失。精確的平整使用激光制導(dǎo)設(shè)備來平整場(chǎng)地，使水能夠均勻地流入土壤，不會(huì)流到任何小山丘或收集在小雨水中。它可以更容易地限制在作物根部可以到達(dá)的地方滲出的水量。

與較舊的傳統(tǒng)溝灌和洪水應(yīng)用技術(shù)相比，中心樞紐和其他噴灌方法和滴灌系統(tǒng)改善了水的均勻性，減少了從田地深層滲透或徑流中流失的水量。然而，它們價(jià)格昂貴，主要是為了降低其他生產(chǎn)投入的成本，例如勞動(dòng)力。而且它們不一定能夠顯著提高整體效率，因?yàn)樗鼈儫o法解決灌溉用水的儲(chǔ)存，輸送和分配過程中發(fā)生的損失。