節(jié)水灌溉現(xiàn)狀與前景

1、節(jié)水灌溉的內(nèi)涵。節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為了有 效地利用降水和灌溉水，獲取農(nóng)業(yè)的最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境 效益？。而采取多種措施的總稱。主要是對符合一定技術(shù)要求的灌溉而 言。由于灌溉是補(bǔ)充天然降水的不足，從而促使作物高產(chǎn)高效，節(jié)省灌溉 用水，當(dāng)然首先要提高天然降水的利用率。因此，把“節(jié)水灌溉”僅僅理 解為節(jié)約灌溉用水是不全面的，應(yīng)當(dāng)在考慮灌溉的同時(shí)，還要把各種可以 用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水源，如：地面水、地下水、天然降水、灌溉回歸水，經(jīng) 過處理以后的污水、“廢水”以及土壤水等都充分、合理地利用起來，并 采用各種節(jié)水措施提高水的有效利用率。摘H翟生我國發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的歷史兒乎

2、與我國農(nóng)業(yè)灌溉的歷史一樣長，因?yàn)橹灰喔染蛻?yīng)當(dāng)考慮節(jié)水。秦漢以前的期思婁灌區(qū)以及芍坡灌區(qū)工程的修建及運(yùn)用標(biāo)志著我國擺脫靠夭祈雨的灌溉方式。卩期的鄭國渠、涇惠渠、渭惠渠和洛惠渠等老灌區(qū)就在優(yōu)化地面灌溉技術(shù)要素方面做了許多有益的探索，取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)60-70?年代，江浙一帶就開始推廣三合土和混凝土地下渠道。50年代就有部分地區(qū)開始進(jìn)行噴灌的研究和試點(diǎn)，到70年代噴灌技術(shù)受到普遍的重視并廣泛應(yīng)用，在1997?年全國噴灌面積已達(dá)?萬hm。滴灌技術(shù)是1974?年從 墨西哥引進(jìn)3套滴灌設(shè)備開始的，至今我國地面滴 灌技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備開發(fā)已取得長足的進(jìn)展。在吸收 和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，研制出了一

3、整套適合我國 使用的滴灌和微噴灌設(shè)備，現(xiàn)在全國滴灌面積已達(dá) 到兒萬公頃。同時(shí)，由于塑料工業(yè)的發(fā)展，到80年代 地下輸水技術(shù)乂得到了新生發(fā)展成為低壓管道輸水 灌溉技術(shù),主要采用低壓塑料管道輸水，也有用索混 凝土澆筑的管道等其他形式低壓管道輸水。以色列以色列在水資源利用和農(nóng)業(yè)高科技化方面成績 斐然，走在了世界前列。在以色列建國初期,水就被 確立為國有化資源，歸政府所有和控制，并于1959 年頒布實(shí)施了水法。1964?年建成全國輸水系統(tǒng) (NATIONAL?WATER?CARRIER),通過這個(gè)輸水系 統(tǒng)，人們可以根據(jù)不同的條件和需要將水從一個(gè)地 方輸往另一個(gè)地方。1972?年制定了 “國家污水再利

4、 用工程”計(jì)劃，開展利用污水進(jìn)行灌溉的試驗(yàn)研究， 并取得了很大的成功。至1997?年約有60%的城市 廢水在進(jìn)行無害化處理后用于灌溉。高科技農(nóng)業(yè)是 以色列的一個(gè)招牌，其農(nóng)業(yè)是以市場為導(dǎo)向并建立 在低勞力、高技術(shù)、高投人和高產(chǎn)出基礎(chǔ)之上的。以 色列目前80%以上灌溉農(nóng)田為滴灌，并普遍推行了 自動控制系統(tǒng)，按時(shí)按量將水、肥料直接送人作物根 部。微灌噴灌技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是省水省工，灌水強(qiáng) 度、時(shí)間、部位、濕潤深度以及水量都可嚴(yán)格控制，不 會產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏，大大提高了水的利用 率，還可節(jié)約勞力、能源，改善田間小氣候，提高作物 產(chǎn)量和質(zhì)量。3節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要包括渠道防滲灌

5、溉技術(shù)、低壓管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、滲灌技術(shù)、膜灌技術(shù)、劣質(zhì)水灌溉技術(shù)等，直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏 損失，提高灌溉效率。渠道防滲灌溉技術(shù)渠道是大多數(shù)灌區(qū)的主要輸水手段。渠道防滲 灌溉技術(shù)采用混凝土護(hù)面、漿砌石襯砌、塑料薄膜等 多種方法進(jìn)行防滲處理，減少從水源到田間輸水損 失,提高渠道輸水效率。與土渠相比,渠道防滲可降 低滲漏損失60%90%。渠道防滲技術(shù)的關(guān)鍵是確定 適宜的防滲材料和合理的斷面結(jié)構(gòu)形式。低壓管道輸水技術(shù)低壓管道輸水技術(shù)是利用機(jī)泵抽取河水，經(jīng)過塑料或混凝土等管道把水直接輸送到田間溝、畦灌 溉農(nóng)田，以減少水在輸送過程中滲漏和蒸發(fā)損失。其

6、利用率可達(dá)95%。另外，還能有效提高輸水速度，減 少渠道占地。低壓管道輸水技術(shù)在我國北方井灌區(qū) 已經(jīng)普及，但大型自流灌區(qū)尚處于試點(diǎn)階段噴灌技術(shù)噴灌技術(shù)是大面積機(jī)械化解決大田作物節(jié)水灌溉的主要形式。在噴灌機(jī)械中，平移（包括中心支軸） 式全自動噴灌機(jī)、軟管卷盤式自動噴灌機(jī)及人工移 管式噴灌機(jī)是世界上應(yīng)用的3種主要機(jī)型。噴灌是 一種機(jī)械化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，兒乎適用于除水稻 外的所有大田作物以及蔬菜、果樹等，對地形、土壤 等條件適應(yīng)性強(qiáng)。與地面灌溉相比，噴灌除灌溉主功 能外,還可創(chuàng)造與改善田間小氣候，調(diào)節(jié)空氣、土壤 及作物的溫度、濕度，可用于農(nóng)作物防霜凍和干熱 風(fēng)。大田作物噴灌一般可節(jié)水30%50%,

7、增產(chǎn)10% 、30亂 但其設(shè)備投資大,耗能高，工作時(shí)受風(fēng)速影響 大,同時(shí)大型設(shè)備構(gòu)造較為復(fù)雜，操作及維修技術(shù)要 求高，操作運(yùn)行管理人員須經(jīng)專門培訓(xùn)徽灌技術(shù)微灌是一種新型的高效用水灌溉技術(shù)，包括滴灌、微噴灌、涌泉灌和地下滲灌。它是根據(jù)植物的需 水要求，通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水 器，將植物生長中所需的水分和養(yǎng)分以較小的流量 均勻、準(zhǔn)確地直接送到植物根部附近的土壤表面或 土層中。相對于地面灌和噴灌而言,微灌屬局部灌 溉、精細(xì)灌溉，水的有效利用程度最高，約比地面灌 節(jié)水50%飛0%、增產(chǎn)20曠30%,比噴灌省水15%" 20%。但微灌的工程投資也高,在國外被稱之為昂貴 的灌水技術(shù)

8、。為了支撐高投人，微灌一般只用于水 果、蔬菜、花卉等產(chǎn)值高、收益高的經(jīng)濟(jì)作物。嚴(yán)格地 說，微灌不太適合大田糧食作物。滲灌技術(shù)滲灌技術(shù)是當(dāng)代國際上最先進(jìn)、最經(jīng)濟(jì)而又有 發(fā)展前途的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，它是利用埋沒在地 下的透水管道，將灌溉水直接送人作物根層土壤的 一種灌水方法。由于它克服了漫灌、噴灌、滴灌等地 表灌溉造成的地表蒸發(fā)和水土流失等現(xiàn)象，滲灌技 術(shù)能使土壤疏松、土壤肥力提高、地表溫度增加，促 進(jìn)農(nóng)作物生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，因而成為近年來國 外普遍發(fā)展推廣的高效節(jié)水灌溉新技術(shù)。滲灌技術(shù)的優(yōu)越性在于:地表不見水，土壤不板結(jié)，土壤透氣性較好，改善生態(tài)環(huán)境,節(jié)約肥料等，統(tǒng) 計(jì)資料表明，滲灌水的田間

9、利用率可達(dá)95%,比漫 灌節(jié)水75%、比噴灌節(jié)水25%。膜灌技術(shù)膜灌有膜上灌與膜下灌之分。膜上灌就是在覆蓋作物的塑料薄膜上輸水，由膜上的放苗孔或?qū)ｉT 滲水孔向下滲水的一.種灌溉方法;？膜下灌是在灌水 溝上蒙一層塑料薄膜，灌水在膜下溝中進(jìn)行的一種喑水灌溉方法。節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢節(jié)水是提高水的利用率和用水效率，我國這兩項(xiàng) 指標(biāo)都較低,水的利用率?左右，水的利用效率僅 有l(wèi)kg/m?左右，國際先進(jìn)國家分別為和2 kg/m'。世界上，各國發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的道路不同，灌溉 面積小和國力、科技力量強(qiáng)的國家，如以色列和歐洲 些國家發(fā)展微灌和噴灌，水的利用系數(shù)高達(dá)?？梢娢覈墓喔人寐蔬€有很大的提升

10、空間，采 用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)是我國未來發(fā)展節(jié)水灌溉的一 個(gè)重要趨勢。激光控制平地技術(shù)改進(jìn)地面灌溉的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是大規(guī)模提高土地平整精度。目前國內(nèi)外廣泛采用的土地平整技術(shù)有 常規(guī)機(jī)械平地和激光平地兩種。由于我國地面灌溉 量大、面廣,急需推廣應(yīng)用激光控制平地技術(shù)。 常規(guī)平地機(jī)械有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和刮平機(jī)等，操 作手只能根據(jù)目測來操縱機(jī)具升降和切削。受機(jī)具 和人工控制精度的制約，平整精度在達(dá)到一定程度 后無法繼續(xù)提高。激光控制平地技術(shù)是目前世界上 最先進(jìn)的土地平整技術(shù)，在發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用。這 是一項(xiàng)“傻瓜式”的高新技術(shù),具有自動化程度高、作 業(yè)效率高、操作簡單等特點(diǎn)，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。 激光控制平地

11、設(shè)備由激光發(fā)射裝置、激光接收裝置、 控制器、平地鏟運(yùn)設(shè)備等四部分構(gòu)成。激光發(fā)射裝置 被水平安裝在矗立于田間的三角支架上，它產(chǎn)生的 激光光束被高速旋轉(zhuǎn)的棱鏡反射，在田間上方產(chǎn)生 一個(gè)激光平面，該平面作為平地作業(yè)的基準(zhǔn)面。激光 接收裝置則垂直安裝在平地鏟運(yùn)設(shè)備桅桿上。平地 作業(yè)時(shí)，鏟運(yùn)機(jī)具刀口的初始位置一旦被確定，無論 田面地形如何起伏，受激光發(fā)射和接收系統(tǒng)的控制 控制器始終通過液壓升降系統(tǒng)將鏟運(yùn)刀口與平地作 業(yè)的基準(zhǔn)面保持在某一恒定值，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的 土地平整。水平畦田灌溉技術(shù)此種灌溉技術(shù)已在美國得到了廣泛應(yīng)用。它是 在激光平地的基礎(chǔ)上，采用較大人畦流量，使水快 速、均勻地分布整個(gè)畦田的一種灌

12、溉方式，具有灌水 快、省工、深層滲漏小等優(yōu)點(diǎn)，田間灌水效率可達(dá) 80% o波涌灌溉技術(shù)此種灌溉技術(shù)的特點(diǎn)是:在整個(gè)灌水過程中，采用間歇方式向畦溝供水，可有效地降低土壤人滲，提 高灌水均勻度，田間灌水效率可達(dá)80%。同時(shí)，利用 波涌自動控制閥還可實(shí)現(xiàn)地面灌溉的自動化。波涌 灌溉技術(shù)在砂性土壤溝灌時(shí)節(jié)水效果最為明顯。 利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉就是通過一定的設(shè)施來收集空氣中的水分，直接供給植物利用或匯集 到蓄水池中以供灌溉之用。徳國研究人員用一圓筒 來收集空氣中的水分，其內(nèi)璧涂有吸聚陽光熱的涂 料，圓筒與若千個(gè)噴嘴管連接，將噴嘴管埋在兩行植 物根部之間。白天高溫烤熱的空氣經(jīng)圓筒進(jìn)人噴嘴 管里，到了夜間降