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本 科 生 畢 業 論 文（設 計）

                                          

 

 

 

 

 

                                          

                                          

題    目：我國農田水利節水技術與措施分析

 

 

學習中心               

完成日期：    2013年11月 13日 

 

引   言

目前，我國用水大戶仍然是農業用水約占20%，而農業用水的90%是灌溉用水，因此節水的重點放在農業用水上是勢可必行的。我國是一個水資源極為短缺的國家。因各地區處于不同的水文并受季風氣候影響，降水在空間、時間分布上極不平衡。隨著我國環保形勢日益嚴竣，目前水污染嚴重以及水質型缺水更加劇了水資源的短缺。在我國水資源日益緊張的今天，研究農田水利節水技術，促進農田水利節水建設，為節約水資源，保護環境，促進人與自然和諧發展具有十分重要的現實意義。近年來，農業節水技術發展很快，但是也同時存在水資源利用率低，農業用水浪費嚴重的問題，首先是水污染嚴重，制約了農業可持續發展。隨著社會經濟的迅速發展，工業用水和城鎮供水的比例日益增加，農業用水將進一步被擠占，優質和較優質的水資源將轉向非農業供水，農業灌溉可用水量越來越少，這就更需要有好的農田水利節水技術與措施，使在有限的農業灌溉用水量得到最在限度的使用。本文從農田水利的節水分析，以及從農田水利的節水技術著手，分析我國當著的節水灌溉新技術及農業節水措施，并就存在的問題和不足，簡單了提出了解決的辦法和措施。

1  農田水利的節水分析

1.1  農田水利節水概述

所謂節水就是要充分合理利用各種可用水源，采取水利、農業、管理等技術措施，使區域內有限的水資源總體利用率最高以及效益最佳。

多年來，農業節水技術的研究一直是世界各國節水研究的重點。目前可采用的節水農業技術通常可歸納為工程節水技術、農藝節水技術、生物(生理)節水技術和水管理節水技術等四類。節水農業技術的應用可大致分布在四個基本環節中:一是減少灌溉渠系(管道)輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失，提高農田灌溉水的利用率；二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量；三是減少農田土壤的水分蒸發損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；四是提高作物水分生產效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。

現代節水農業技術是在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術，具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征。現代節水農業技術涉及的既不是簡單的工程節水和水管理節水問題，也不是簡單的農藝節水和生物節水問題。從支撐現代節水農業技術的基礎理論而言，需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起，以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物質量-經濟產量的轉化循環過程作為研究主線，從水分調控、水肥禍合、作物生理與遺傳改良等方面出發，探索提高各個環節中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面，現代節水農業技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持，來建立適合國情的技術體系。

近年來，盡管農業節水技術發展很快，但問題也存在很多，目前我國農業一方面缺水，另一方面又存在用水浪費的普遍問題，水的利用效率僅為30%－40%左右，單方水糧食生產能力只有1KG左右。我國噴灌、徽灌等先進節水措施的灌溉面積僅占總灌溉面的5.6%，從國內和我國各地的實踐經驗看，凡是采用先進的節水灌溉技術，都可獲得十分顯著的節水效果。農業灌溉節水潛力巨大，通過普及節水灌溉新技術和提高灌溉水的利用率，無疑是解決用水危機，緩解我國水資源供需矛盾的有效途徑。進入21世紀，我國的需水量仍將持續增長，所以我國農田水利節水技術與措施仍是一個重點。

1.2  農田灌溉用水量

為滿足作物正常生長需要的灌溉水量和渠系輸水損失以及田間灌水損失水量之總和稱為灌溉用水量。需從水源引入的灌溉水量，包括作物正常生長所需灌溉的水量、渠系輸水損失水量和田間灌水損失水量。灌區作物所需的灌溉用水量。以萬m3計。可分一個時段的及整個生育期的灌溉用水量。前者常按月、旬劃分時段統計，可得灌溉用水過程，即按作物的灌溉制度；在各時段內作物的灌水定額乘以種植面積即得各時段的凈灌溉用水量，其和就是整個生育期的凈灌溉用水量。如計入灌溉系統的輸水損失，即得毛灌溉用水量。有了各年的灌溉用水量，就可與各年來水配合進行調節計算，據此確定可灌面積和水庫庫容。

1.3  農業節水水平與效率

農業節水水平與節水灌溉率、農業灌溉水利用系數和灌溉定額等有關。農業節水效率主要以單位體積水的糧食產量體現。農業節水水平與節水灌溉率、農業灌溉水利用系數成正比，與灌溉定額成反比，農業灌溉水利用系數、節水灌溉率系數越大，灌溉定額越小，農業節水水平越高，反過來，農業節水灌溉率、農業灌溉率、農業灌溉水利用系數越小，灌溉定額越大，農業節水水平越低。單位體積水的糧食產量大，農業節水效率越高，反過來，單位體積水的糧食產量越小，農業節水效率越低。

1.4  存在的主要問題

近年來農業節水技術發展很快，但是也同時存在水資源利用率低，農業用水浪費嚴重的問題。

1.思想認識上的問題

首先是社會公眾，對水危機和節水意識淡薄。農戶傳統的用水觀念認為水資源取之不盡，用之不竭。缺乏保護水資源和水環境的意識。再者對于節水農業綜合系統的認識不夠全面，認為就是節水灌溉農業，忽視節水管理及其配套的政策法規的重要作用，有時候浪費了人力、物力和財力，卻不能實現水資源的持續利用，達不到節水的最終目標。

其次，對于節水農業綜合系統的認識不夠全面，認為就是節水灌溉農業，忽視節水管理及其配套的政策法規的重要作用，這種狹義的節水觀念不利于區域水資源的整體、高效、持續利用，不利于節水農業的全面推廣；對節水灌溉的認識也極為片面，認為節水灌溉就是噴灌和滴灌。致使在節水推廣中對新的灌溉技術盲目崇拜，而對節水新技術的適用范圍(水資源條件、自然條件、作物及經濟實力等)及投入與產出效益比缺乏充分研究，搞不切實際的節水灌溉，以至于浪費了人力、物力和財力，卻不能實現水資源的持續利用，達不到節水的最終目標。

2.理論認識上的偏差

主要表現在：(1)節水農業看技術含量，認為高新節水技術才是節水，而那些技術實用性強，效率比較高的“土”技術沒有得到足夠的重視；(2)注重工程節水，忽視農藝節水，主要表現在將節水農業等同于農業工程節水，把節約水在輸送和灌溉過程中的浪費作為主要技術內容，節水農業技術應包括農藝、工程和管理技術，是一項復雜的系統工程，是綜合利用各種農業節水措施的技術集成；(3)節水灌溉農業和旱作節水農業分離，目前由于管理的原因，在節水灌溉農業和旱作農業方面存在分工，水利部門基本注重灌區,農業關注旱區，兩者有不相往來的趨勢，旱作節水與灌區節水發展不平衡，制約了節水農業的發展。

3.綜合集成上的不足　

目前在我國節水農業發展過程中，往往只注意單項的工程技術如渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌和微灌的推廣，缺乏將這些技術和農業措施緊密結合的綜合集成技術，導致單一技術的推廣出現困難。工程節水技術與非工程節水技術相結合，形成高度集成的綜合節水技術體系是當前節水農業技術發展的方向，也是許多國家研究的熱點。

4.投資力度上的不夠

發展節水農業要以一定的資金投入為前提。據有關部門估算，在較高標準的條件下，發展噴灌需投資1.35-1.65萬元/hm2，微灌需投資1.5-1.8萬元/hm2，管灌需投資3750-4800元/hm2，渠道防滲需投資3750-5400元/hm2。由此可見，節水灌溉投資是巨大的。目前，節水推廣的資金主要來源于國家和地方政府。由于水利供水工程尚未形成產業，受灌區水量調控條件、水管理機制和水價改革進程的影響，節水資金難以得到保證，節水推廣只能根據國家投資力度而定。但從目前國家水利投資政策看，只有電站、大壩和堤防工程能立項，節水灌溉工程難以立項。特別是地處黃河和海河流域的大部分地區，經濟不甚發達，地方政府和群眾的投資能力非常有限，單靠灌區自身的力量發展節水灌溉難度很大，以至于節水農業的發展步履艱難。由于農田水利經費不足，資金缺額大，幾乎所有灌區均處于虧損狀態運行，根本不能保證工程的正常維修。因此，急需建立并完善多元化、多渠道、多層次的水利投資體系，充分發揮國家、地方、集體和個人等多方面的作用。

5. 政策法規不完善

對節水政策研究不足，妨礙節水灌溉的產業化發展。具體表現在：(1)政策不配套。水權交易市場的開放需要相關政策的支持。國家規定灌區以收取灌溉水費為經濟來源，然而，節水省下的水賣給誰?上游節水給下游用，帶來的經濟損失何以補償?上述問題所引發的一系列問題急需相關政策法規給予明確答復。(2)法規不健全。我國先后制定了“水污染法”、“水法”、“水土保持法”及“防洪法”4部有關水的大法，這些法律均規定，由各有關政府職能部門及各級地方行政部門協同實施與監督管理，其弊病在于將憲法中國家所有、不可分割的流域，實行按部門、按行政區劃分割管理，而無一個權威性的流域機構及其相應的流域管理法規來“統一規劃、統一協調、統一管理與統一執法”，以至于流域的水量分配，地方之間的用水糾紛主要靠行政力量協調。缺乏強有力的法律手段，缺乏省級和地方地下水管理與保護條例等必要法規，對于超采區域缺乏限采措施，對超采和污染地下水無明確的法律法規加以控制。

2  農田水利工程節水潛力與節水量

2.1  農田水利工程的節水潛力

農業用水量仍占總用水量的大部分，因此農業節水潛力在各行業節水潛力中也是最大的。

就節水具體內容而言，農田水利工程節水主要包括三大方面：①灌溉范疇的節水，包括灌溉工程的節水措施和節水灌溉，如噴灌、滴灌、滲灌、管道灌溉等；②農業綜合技術措施的節水，包括調整農業結構、科學灌溉用水、選用抗旱節水高產品種，實施作物節水，高產、低耗栽培技術；③農業管理范疇的節水，包括管理體制、政策法規，水價與水費政策、配水控制與調節、節水措施的推廣應用、傳統農業耕作觀念的改變等。

農業節水主要是通過節水灌溉技術和農業綜合管理方式來實現。通過灌溉回歸水利用、地表水和地下水聯合調度、多水源綜合利用，雨水，廢水等灌溉水資源優化調配技術，可把流失的水資源重復利用。能過渠道防滲，輸水管道，噴灌、微灌、改進地面灌溉等工程節水灌溉技術，減少滲漏，提高灌溉水利用系數，達到節水的目的。通過節水灌溉制度、灌溉用水自動化系統等節水灌溉管理技術，在宏觀調控水資源的基礎上，也達到了節水的目的。

2.2  農業節水量

農業節水量是指不同水平年農田灌溉節水量，包括通過農業節水工程措施產生的節水量和落實農業節水綜合技術和管理措施產生的節水量。

2.3  本章小結

     所謂節水就是要充分合理利用各咱可用水源，采取水利、農業、管理等技術措施，使區域內有限的水資源總體利用率最高以及效益最佳。

     農業節水水平與節水灌溉率、農業灌溉水利用系數和灌溉定額等有關。

近年業農業節水技術發展很快，但是也同時存在水資源利用率低，，農業用水浪費嚴重的問題。

農業用水量仍占總用水量的大部分，因此農業節水潛力在各行業節水潛力中也是最大的。而農業節水主要是通過節水灌溉技術和農業綜合管理方式來實現。

通過灌溉回歸水利用、地表水和地下水聯合調度、多水源綜合利用，雨水，廢水等灌溉水資源優化調配技術，提高灌溉水利用系數，達到節水的目的。通過節水灌溉制度、灌溉用水自動化系統等節水灌溉管理技術，也達到了節水的目的。

3  農田水利節水技術

3.1  節水灌溉的含義

節水灌溉技術是農業節水的核心。節水灌溉是用盡可能少的水投入，取得盡可能多的農產品的一種農業高效用水的灌溉模式，是一項革命性的措施。它也是根據作物需水規律及當地供水條件，為了有效利用降水和灌溉水、獲取農業的最佳經濟效益、社會效益、生態效益而采取的多種措施的綜合。

節水灌溉，主要是對符合一定技術要求的灌溉而言。由于灌溉是補充天然降水的不足，從而促使作物高產高效，節省灌溉用水。因此，把“節水灌溉”僅僅理解為節約灌溉用水是不全面的，應當在考慮灌溉的同時，還要把各種可以用于農業生產的水源，如：地面水、地下水、天然降水、灌溉回歸水、經過處理的污水、“廢水”及土壤水等都充分、合理地利用起來，并采用各種節水措施提高水的利用率。節水灌溉不僅包括灌溉過程中的節水措施，還包括與灌溉密切密切相關、提高農業用水效率的其他措施，如雨水集蓄、土壤保墑、渠井結合、渠系水優化調配、農業節水措施、用水管理措施等。

3.2  節水灌溉的分類

節水灌溉主要包括兩個方面。一是采取措施減少灌溉渠系的水量損失，即提高灌溉水的有效利用系數，按照作物灌溉制度，適時適量把水送入農田；二是改進灌溉制度，調整作物布局，充分而合理地利用雨水、地下水，進行補充性灌溉，使一定的灌溉水源灌溉更多的農田。

目前，常用的節水灌溉方式主要有噴灌和微灌。

3.3  節水灌溉技術的應用

科學灌溉是一直著力推廣的灌溉方式，包括滴灌、微噴、滲灌、噴灌等現代化的灌溉方式。需要根據相應植物的需水特性、生育階段、氣候、土壤條件等做合理設計，制定相應的灌溉制度，適時、適量，合理灌溉。

目前很多節水灌溉項目存在只管建不管用的嚴重問題，許多國家已把灌溉發展的重點從開發新灌區向改建舊灌區和加強灌溉管理等方面轉移。在吸取現代科學技術成就的基礎上，灌溉技術將向著節水節能、優化調度、現代化的管理與監測預報等方向發展。在我國水資源嚴重短缺的西北、華北和東北部分地區，推行節水灌溉，建立節水型農業，已成為當務之急。在華東、華南等區域日益興旺的現代設施農業、園藝及園林建設中，同樣需要發展科學灌溉方式。

節水灌溉主要應用的領域：溫室，無土栽培，大棚，綠化，園林，廢水再利用等等。

比如噴灌技術具有適應性強的特點。原則上可以適合任何地域，全部采用地下輸水，可人為控制輸水量，對作物進行適時適量的灌溉，不產生地表徑流和深層滲漏，因此可節水增產，且灌溉均勻，質量高，有利于作物生長發育，減少占地，有利于實現灌溉機械化等。

3.4  本章小結

      節水灌溉是用盡可能少的水投入，取得盡可能多的農產品的一種農業高效用水的灌溉模式，是一項革命性的措施。目前常用的節水灌溉有噴灌和微灌。

   科學灌溉是一直著力推廣的灌溉方式，包括滴灌、微噴、滲灌、噴灌等現代化的灌溉方式。節水灌溉主要應用的領域：溫室，無土栽培，大棚，綠化，園林，廢水再利用等等。舉例比如噴灌技術具有適應性強的特點。原則上可以適合任何地域，全部采用地下輸水，可人為控制輸水量，對作物進行適時適量的灌溉，不產生地表徑流和深層滲漏，因此可節水增產，有利于實現灌溉機械化等。

4  農業節水措施

4.1  農業節水工程措施

目前農業節水灌溉工程措施很多，受水區內普遍應用的主要節水技術與措施有渠灌區的渠道防滲、井灌區的壟溝襯砌、低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌（包括滴灌、滲灌等）、節水型地面灌水技術以及井渠結合節水技術等。

現就微灌技術進行詳細敘述：微灌即按照作物生長所需的水和養分，利用專門設備或自然水頭加壓，再通過低壓管道系統末級毛管上的孔口或灌水器將有壓水流變成細小的水流或水滴，直接送到作物根區附近，均勻適量地施于作物根層所在部分土壤的灌水方法，微灌是當今世界上用水量最省，灌水質量最好的現代灌水技術。微灌可以將水施灌一每一株植物附近的土壤，有如下優點為，1.省電省工、節能。2.灌水均勻3.增產4.可用咸水灌溉。對土壤和地形的適應性強。缺點：灌水器出口很小易被礦物質或有機物質損壞，嚴重時系統無法工作。

4.2  農業節水非工程措施

農業節水非工程措施是指農業節水綜合技術和管理，包括合理調整農作物布局，優化種植業結構，加強農業節水灌溉管理，完善農田灌溉管理措施和制度，科學管理灌溉用水，推行改進灌溉技術，大力發展早作節水等。如調整農業種植結構和優化配置水資源是農業合理用水、提高水資源利用率、保證農業持續發展的宏觀措施。不同作物具有不同的需水量和蓄水規律，針對各地區不同的水資源條件，利用優化技術，合理搭配不同作物，優化配水，使水資源利用達到優化，因此，根據不同類型的水源條件，調整作物布局，大力發展和推廣“菜籃子工程”，進行水資源的優化配置，是農業水資源合理利用的主要策略，應大力進行試驗研究、推廣和應用。

4.3  農業節水措施的環境影響分析

  農業節水措施實施后，一方面提高了水資源的充分利用率，使得地表水得到充分而合理的利用，有效控制了地下水的超采，實現對水資源的合理利用，減少水資源浪費，對自然資源可持續利用和生態環境有序發展產生了積極作用。而且農業節水措施實施后，合理灌溉，以水調肥，促進和控制土壤養分的分解和轉化，有利于作物吸收和培肥土壤。同時研究表明灌溉對地區的水熱條件會產生類似湖泊的效應，對氣溫、濕度和降水均有不同程度的影響，其中以濕度和降溫影響比較明顯。總的趨勢是氣溫降低、濕度加大，年內變化趨向緩和，更加有利于作物生長。從而灌區糧食產量也會有所提高，農業的抗旱能力將會增強，實現旱澇保收，使農民收入隨之增加，生活水平也有所提高，大大促進了農業生產力的發展。

而另一方面田間灌溉水量的減少也可能會引起土壤的物理生化特性發生一定的改變，對灌區作物自然生長有一定影響。

4.4  本章小結

我國農業節水措施分為農業節水工程措施和農業節水非工程措施。

農業節水工程措施主要有：渠灌區的渠道防滲、井灌區的壟溝襯砌、低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌（包括滴灌、滲灌等）、節水型地面灌水技術以及井渠結合節水技術等。

農業節水非工程措施主要有：包括合理調整農作物布局，優化種植業結構，加強農業節水灌溉管理，完善農田灌溉管理措施和制度，科學管理灌溉用水，推行改進灌溉技術，大力發展早作節水等。

5  我國農田水利節水技術與措施分析（結合案例）

5.1  農田水利節水技術與措施案例具體內容

     進入二十一世紀以來，我國水資源承受著60多年急劇增長的壓力，我國的水資源仍持續增長，我國是世界上水資源相對貧乏的國家之一，河川徑流總量2.7萬億立方米，居世界第六位，但人均占有水量僅為世界人均水量的1/4，美國的1/5，前蘇聯的1/7，耕地的平均分攤水量也只有世界的一半。地區分布也不均，45%的國士降水量少于400毫米，黃河、淮河、海河這三大流域的徑流量僅為全國的7.5%，而耕地卻占全國的36.5%，而西北干旱地區的新疆、內蒙以及遼西地區，情況更為嚴重。再者有些灌區節水觀念薄弱，片面強調灌水輕視管理，甚至無人管理，形成大渠不停水，小渠盡管流局面，再加上投入不足，多數灌溉渠道沒有襯砌，滲漏情況普遍存在，渠道水利用率不足45%。

     根據以上案例，我國農業節水存在的主要問題：一.節水技術總體水平低，我國的節水灌溉水平尚處于較低的水平，與發達國家差距很大。二.社會公眾對我國水資源短缺的基本國情認識和了解不足,節水觀念不足。三.沒有形成高效的節水灌溉工程管理體制,沒有激發農民群眾建設節水灌溉工程的積極性。

5.2  問題產生原因

     1.思想認識上的不足.社會公眾對節水意識淡薄,農業用水浪費嚴重。其次對于節水農業的綜合認識系統不夠全面,認為就是節水灌溉農業,忽視節水管理及其配套的政策法規的重要作用。

   2. 投資力度的不夠.由于農田水利經費不足,資金短缺大,一些灌溉仍處于虧損狀態,根本不能保證工程的正常維修。另外節水灌溉投資很大,節水推廣的資金

主要來源于國家和地方政府,受灌區水量調控條件,水管理機制和水價改革的影響,節水資金難以得到保證。

     3. 節水灌溉技術的落后以及節水灌溉技術培訓不到位。我國在節水農業的發展過程中,往往只注意單項的推廣,缺乏將這些農業和技術措施緊密結合的綜合集成技術,導到單一的技術推廣出現困難。有些地區投資建設了節水灌溉工程,有時候群眾卻得不到足夠的技術培訓,和培訓后的支持工作。所以群眾對節水設施設備不知如何保養,節水灌溉工程不能充分發揮它的效益。

5.3  問題解決措施

 1.加強宣傳力度,建立健全節水法規制度,提高節水意識。對部分干部群眾對節水灌溉的重要認識不足等問題。各級政府要高度重視,通過媒體進行廣泛宣傳,提高全社會節水意識,生態意識,有力激發農民建設節水灌溉工程的積極性。

 2.加大國家和政府投入力度.采取政府支持。政策鼓勵,群眾集資,投工投勞等多種方式,多元化,多層次籌集資金,利用有限的水資源實現增產增收,從而加大了節水灌溉工程的推廣。

3.合理對待節水技術,重視技術服務。一方面對節水灌溉的認識不要片面,對待節水灌溉新技術不要盲目崇拜,要對節水新技術的適應范圍（水資源條件,自然條件,作物及經濟實力等）作充分的研究,搞清實際的節水灌溉,不至于浪費人力,物力和財力。另一方面地方要對灌溉人員搞好充分的培訓,對節水灌溉工程設備要有充分的了解,這樣大水漫灌的模式就不會發生,同時水資源也不會造成極大的浪費。

結論與展望

結論

人力物力和財力。另一方面地方要對灌溉人員搞好充分的培訓,這樣大水漫灌的我國人口眾多,各種自然資源貧乏,生態環境保護與治理任務重,實施可持續發展戰略更有現實意義。目前我國的農業節水技術措施仍存在很多問題。

一些干部群從節水觀念薄弱,如采有大水漫灌,或者晝灌夜不灌的模式造成水資源的極大浪費。 二、節水技術總體水評低，節水設施落后，渠道防滲仍占主導地位，與發達國家差距很大。三、沒有形成高效的節水灌溉工程管理體制，沒有激發農民群眾建設節水灌溉工程的積極性，從而水資源得到浪費。

針對以上問題采取的措施。一、加強宣傳力度,建立健全節水法規制度,提高節水意識。制定一系列優惠政策，搞好宣傳，有政策引導廣大農民參與節水。二、                  加大國家和政府投入力度，采取政府支持,政策鼓勵,群眾集資,投工投勞等多種方式,多元化,多層次籌集資金。三、合理對待節水技術,重視技術服務。一方面對節水灌溉的新技術的適應范圍作充分的研究搞清實際的節水灌溉,不至于浪費模式就不會發生,同時水資源也不會造成極大的浪費。

展望

展望未來，在國家推行農業可持續發展戰略的帶動下，在農村實行推廣高效的節水技術成為了一種趨勢。而推廣高效的節水技術要以農民為主體，政府為指導，一事一議，從工程經濟向環境經濟發展，每一項農田水利工程項目的規劃，都必須站在水資源優化，建設環保型高度上，不單看到經濟效益，更要注重社會效益和生態效益。同時從小規模種植向中等規模甚至大規模方向發展，平整土地也是農業生產過程的重要環節，對于節水灌溉具有重要意義。

參考文獻

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