削減損失水量和灌溉水量的灌溉方法

1、PAGE 削減損失水量和灌溉水量的灌溉方法安養(yǎng)寺久男* 安田裕*Irrigation Method to Reduce Water Lossand Reduce Irrigation WaterHisao ANYOJI* Hiroshi YASUDA*日本沙丘學會雜志 第54卷 第2號（2007）增刊削減損失水量和灌溉水量的灌溉方法安養(yǎng)寺久男 日本鳥取大學干旱地區(qū)研究中心（680-0001 日本鳥取市浜坂1390） 安田裕 Arid Land Research Center, Tottori University關鍵詞：滴灌，微灌，削減灌溉水量損失，削減損失水量Irrigation Metho

2、d to Reduce Water Lossand Reduce Irrigation WaterHisao ANYOJI Hiroshi YASUDASummaryDeveloped water resources have to be used sustainably, because the development of new water resources has become very difficult. At the same time, water-use efficiency in irrigation has to be increased. The water-use

3、efficiency of existing irrigation projects is not high but low. Both conveyance efficiency from the water source to fields and application efficiency on each field have to be increased to attain higher water-use efficiency in irrigation. On each field, a reduction in water loss and irrigation water

4、results in the attainment of high application efficiency. The possibility of reduction of water loss and irrigation water is discussed in this paper with relation to irrigation methods, because irrigation methods affect application efficiency. Only the drip irrigation of many micro-irrigation method

5、s meets this objective. The cost of the installation of drip irrigation is the most expensive of the many irrigation methods. However, in areas where water for irrigation is scarce and the necessity to reduce loss and irrigation water is very high, the installation of drip irrigation has to be consi

6、dered to attain those objectives.Key words: drip irrigation, micro-irrigation, reduce of water loss, reduction of irrigation water 1.前言安養(yǎng)寺和安田分析了國際灌溉排水委員會（ICID）的調查數(shù)據(jù)，指出了在灌溉的各個階段中水的利用效率的實際情況。根據(jù)這種實際狀況，從水源到田間入口的輸水效率（conveyance efficiency）分布在0.220.93的較大范圍內(nèi)，平均值為0.58（58%）。同樣，田間的灌水效率（application efficiency）

7、分布在0.140.87的較大范圍內(nèi)，平均值為0.51（51%）。這些效率匯總計算出的綜合灌溉效率（total irrigation efficiency）分布在0.070.60的較大范圍內(nèi)，平均值為0.28（28%）。由此可見，灌溉中的水資源利用效率絕不能算高。要提高綜合灌溉效率，就需要同時提高輸水效率和灌水效率。本文將探討在農(nóng)田田間削減損失水量和灌溉水量的方法，并整理這些方法，使水量的削減成為可能。其結果將會提高灌水效率，并對提高綜合灌溉效率做出貢獻。2.損失水量的削減方法2.1 田間的效率關于農(nóng)田田間的水利用效率，其數(shù)值大小主要取決于灌溉的方法。如圖1所示，假設將灌溉到農(nóng)田里的水深按大小順

8、序重新排列。例如，對于噴灌，將4個噴頭圍起來的部分劃分成格子形狀，在各個格子上安放接水罐，測定噴灑深度，并把它們按大小順序排列；對于滴灌，則是將沿滴灌管道分布的滴水器出水流量按大小順序排列；而對于溝灌，則把它看作是從畦田上游端流到下游端的入滲深度的分布。A：根系區(qū)域所保持的水量B：滲透到根系區(qū)域下方的水量C：畦田下游端流出的水量D：通過灌溉仍未補足的水量DU：水深最大值（上游端的水深）DL：水深最小值（下游端的水深）Dreq：灌溉所需水深圖1 灌溉水深的分布根據(jù)圖1來考慮水的利用效率。假設ABC是灌溉到農(nóng)田里的水量。其中A為根系區(qū)域所保持的水量，B為滲透到根系區(qū)域下方的水量。如果是溝灌，必須考

9、慮畦田下游端流走的水。因此，假設畦田長度L保持原樣一直延伸到L，將畦田下游端流出的水量C作為入滲水量。AD是灌溉前根系區(qū)域所需要的水量。其中A為灌溉補充的水量，D為通過灌溉仍未補足的水量。灌水效率（Ea，小數(shù)）是用來評價根系區(qū)域所保持的水量占灌溉到田間的水量的比例的一個數(shù)據(jù)，可用下式計算： （1）損失水量比率（Dp，小數(shù)）是用來評價滲透到根系區(qū)域下方的水量和畦田下游端流出水量占灌溉到田間的水量的比例的一個數(shù)據(jù)，其計算公式如下。此外，灌水效率和損失水量比率為相反關系，Ea 和Dp之和為1.0。 （2）僅有Ea 和Dp還不能評價田間的灌水效率。蓄水效率（Es，小數(shù)）是用來評價灌溉所補充的水量占灌溉

10、前根系區(qū)域所需要水量的比例的一個數(shù)據(jù)，計算公式如下： （3）水量不足比率（Pd，小數(shù)）是用來評價灌溉未補足水量占灌溉前根系區(qū)域所需要水量的比例的一個數(shù)據(jù)，計算公式如下。此外，蓄水效率和水量不足比率為相反關系，Es和Pd之和為1.0。 （4）2.2 損失水量的削減灌溉中減少損失水量的方法，首先是削減圖1中的C。從公式（1）可以清楚地看到，如果減少或去掉C，就會提高Ea。根據(jù)灌溉方法的不同，Ea也會有很大的差異。例如，對于溝灌以外的其他灌溉方法，因為C0，所以與溝灌相比，其灌水效率就會變高。即使是溝灌，如果流出畦田下游端的水能得到再利用，那么C0。對于流出畦田下游端的水得不到再利用的情況，作為減少

11、C的方法，有減量式灌溉和涌流式灌溉。對于溝灌來說，重要的是讓水盡快地從畦田上游端流到下游端。這樣，上游端的水深DU和下游端的水深DL的差距就將變小，Ea和Es同時提高，Dp和Pd同時降低。為此，適當?shù)钠栝L、畦田上游端的流入流量大小和流入方式十分重要。如圖2所示，畦田上游端的水流流入方法有連續(xù)式和間歇式。減量式指的是雖然水連續(xù)流入，但流量分階段遞減的一種方式。即在灌溉開始時，只要不引起侵蝕，必須讓盡可能大的水流流量持續(xù)地從畦田上游端流入，并盡快流到下游端。但是，從水流到達畦田下游端時開始，分階段地減少水流流入流量，這樣可以減少圖1中的C。如圖2所示，涌流式灌溉指的是讓水間歇性地流入畦田上游端，并

12、盡快到達下游端的一種方法。停止水流流入時，土壤中會發(fā)生水的重力下沉和毛細管中水的二次移動，同時出現(xiàn)負壓狀態(tài)。由于出現(xiàn)這種負壓狀態(tài)，土壤表面會被壓縮。在這種狀態(tài)下如果再進水，與向土壤中滲水相關的動水流坡降會比連續(xù)灌水時加大。但是，土壤表面收縮所引起的透水性降低超過了動水流坡降增加所產(chǎn)生的影響，結果土壤滲水受到抑制，水的前進速度加快14）。為了反復灌水和停水，灌溉作業(yè)需要的時間確實會增加。但是，如果單從水的流入時間來看，和連續(xù)灌水相比，水流到達畦田下游端的時間加快了，圖1中的C就能夠得到削減。連續(xù)流入流量滲入速度比流入流量2.0l/sec連續(xù)流入（減量式）流量連續(xù)流入間歇流入流入10分鐘停水10分

13、鐘間歇流入（涌流式）流量圖3 水流滲入速度的降低圖2 畦田上游端水流流入方法經(jīng)過時間經(jīng)過時間(min)表1 間歇流入引起的蓄水常數(shù)的變化流入流量l/sec蓄水常數(shù)間歇流入連續(xù)流入有無碾壓1次2次3次4次2.0a b17.000.5424.900.6526.840.6713.340.63有2.5ab13.130.7623.650.7725.130.8124.970.8216.230.63有ab15.580.6324.760.7023.080.8226.360.84130.68無3.0ab15.460.7069.690.7229.360.7630.570.8018.310.54有ab16.610.

14、6327.580.7429.590.7831.990.7917.70.57無中國黑龍江省水利科學研究所進行了很多關于溝灌的實驗。表1表示的是水流入10分鐘、停水10分鐘、重復34次時公式（6）的蓄水常數(shù)。可以明顯地看出，第二次灌水時，蓄水常數(shù)a大幅度增加，水的前進速度變快了。但是第三次灌水時，和第二次灌水時相比，蓄水常數(shù)未見有大幅度增加。同樣地，圖3表示了土壤的滲水速度。和連續(xù)流入相比，間歇流入時水的滲入速度明顯降低。其次，減少損失水量的方法就是使圖1中的B變小。從公式（1）可以明顯地看出，B減小，Ea就會變大。反過來說，如果對灌溉設施進行了提高Ea的灌溉設計，就可以減小B。除了灌溉方法，將灌

15、溉水深分布中的哪一個數(shù)值設定為灌溉所需水深，也將影響B(tài)值的變化。例如在圖1中，如果將上游端的水深DU（水深最大值）設定為灌溉所需水深Dreq ，其他水深就將低于Dreq，那么B0，Ea就會變高，但是D變大了，Es就會變小。相反，如果將下游端的水深DL（水深最小值）設定為Dreq，其他水深就將大于Dreq。D0，Es變高了，但是B會變大，Ea會變小。象這樣，必須通過B和D的關系，考慮將灌溉水深分布中的哪一個數(shù)值設定為Dreq。2.3 溝灌的效率2.3.1 水的滲入公式與前進公式對于離畦田上游端的距離為任意距離l的一個地點，滲水時間（任意地點處于蓄水狀態(tài)的時間）是指從水到達的時刻開始到水退去的時刻

16、之間的時間。因此，對于溝灌的設計，就需要有水的前進公式、水的退去公式以及水的滲入公式。農(nóng)田田面的坡度如果在0.05%以下，就不能忽略水的退去時間，但是如果在0.05%以上，由于水很快就會退走，就可以忽略退去時間11）。另一方面，對于濕潤地區(qū)的溝灌來說，適用坡度的下限值為0.030.05%，上限值為0.30%11）。在這里，假設農(nóng)田的坡度為0.05%0.30%，不考慮水的退去時間。對于水的滲入，使用公式（5）科司齊亞科夫的滲入公式7）。水的前進則使用公式（6）指數(shù)函數(shù)公式15）。 （5） （6） （7）這里，D：表示時間t0時的滲入水深；t0：表示距離畦田上游端距離為l的地點的滲水時間（蓄水狀態(tài)

17、下的時間）；c，n：表示實驗常數(shù)（滲水常數(shù)）；l：表示離畦田上游端的距離；tl：表示水從畦田上游端到達距離為l的地點的時間；a，b：表示實驗常數(shù)（蓄水常數(shù)）；T：表示全部灌溉時間。2.3.2 灌水效率利用公式（5）（7），求溝灌的灌水效率。如果流出畦田下游端的水沒有再利用，那么灌水效率計算如下所示： （8）這里，T：表示全部灌溉時間；tL：表示水從畦田上游端到達下游端的時間；n：表示滲水常數(shù)；b：表示蓄水常數(shù)。這樣，Ea就成了X，n，b的函數(shù)。但是，如果確定了作為測定對象的田間，n和b就是一個固定值，所以只有X是可能變化的。如果將公式（8）對X進行微分并使其為0，則X為公式（9）時Ea為最大值

18、。因此，如根據(jù)這個X確定畦田的長度，灌水效率將達到最大。 （9）如果對流出畦田下游端的水加以再利用，則灌水效率如下所示3）： （10） Ea也成為X，n，b的函數(shù)，這時仍然只有X是可變量。用X將公式（10）微分，整理其分子，則為-n/（1b）。由于n和b均為正數(shù)，則公式（10）的導數(shù)總是為負數(shù)，得不到最大最小值，因此不能以Ea為指標從解析的角度來確定X的最佳值。假設n0.75，b0.75，那么根據(jù)公式（9），X0.57。將這些數(shù)值代入公式（8），則Ea0.55（55%）。即，水在占全部灌溉時間T的57%的時間里流過的距離為畦田的最佳長度。但是，由于對流出畦田下游端的水沒有加以再利用，灌水效率將

19、停留于55%。但如果假設對流出畦田下游端的水加以再利用，將n0.75，b0.75，X0.57代入公式（10），則Ea將提高到0.70（70%）。針對每種情況下的X，計算Ea和Ea的數(shù)值。從圖4可以明顯地看出，雖然Ea有最大值，但Ea卻同樣隨X的增加而減少。并且不管X為哪一個數(shù)值，Ea都大于Ea。這樣，如果對畦田下游端流出的水加以再利用，灌水效率就會提高。但是，為收集流出水，需要在農(nóng)田下游側修建蓄水池。并且為了將收集到的水送到上游側的供水渠道里，需要有水泵和輸水管道。流出水的再利用并不是一個現(xiàn)實的辦法。如圖5所示，必須假設在畦田下游端的流出水得不到再利用的情況下，來設計溝灌。這時，如圖4所示，E

20、a的最大值為0.60（60%）左右。此外，圖6不是溝灌，而是畦灌，農(nóng)田明顯太長。這種太長的農(nóng)田如果使用溝灌，由圖1所示，DU與DL之間的差距極度增大，灌水效率就會變得很低。如上所示，溝灌在削減損失水量方面是有一定局限性的。灌水效率（%）圖5 畦田下游端的流出水X的值圖4 X與灌水效率的關系圖6 過長農(nóng)田實施的畦灌2.4 噴灌與滴灌的效率2.4.1 灌溉用水的分布效率在噴灌的設計中，將對噴頭進行選擇，確定其安裝間隔，以便使4個噴頭圍起來的矩形區(qū)域內(nèi)的噴灑深度分布效率超過標準值。分布效率用于表示噴灑深度的分布狀況，普遍使用的是均勻系數(shù)和噴灑效率。均勻系數(shù)8）是根據(jù)測得的噴灑深度分布x的平均值以及該

21、平均值與各個噴灑深度的偏差的絕對值的平均值計算出來的分布效率，如下式所示。如果將x的分布作為沿滴灌管道分布的滴水器的出水流量分布，那么公式（11）就可以用于滴灌。 （11）這里，UCC：表示均勻系數(shù)（小數(shù)），xi：表示測得的各個噴灑水深，：表示x的平均值，N：表示測定噴灑深度的數(shù)量。噴灑效率9）是根據(jù)測得的噴灑深度分布x的平均值以及按從小到大的順序選取相當于測定數(shù)量的25%的噴灑深度求得的平均值而計算出來的分布效率，計算方法如下所示。公式（12）同樣可用于滴灌。 （12）這里，PE：表示噴灑效率（小數(shù)），1/4：表示從小到大排列，第一個四分之一處（噴灑深度測定數(shù)量N的25%）以下的噴灑水深的平

22、均值。均勻系數(shù)和噴灑效率都是評價測定數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)的指標。統(tǒng)計學上普遍使用的變動系數(shù)（CV，小數(shù)）是用于評價所測得數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)的指標，UCC和CV的關系如下： （13）同樣，PE和CV的關系如下所示10）： （14）根據(jù)公式（13）和（14），PE和UCC的關系如下所示： （15）日本的噴灌設計要求確定噴頭的安裝間隔時，必須使PE達到0.60（60%）以上12）。如果將PE0.60代入公式（14）和（15），將分別得到CV0.32和UCC0.75（75%）。對于滴灌設計，要求滴灌管道設計必須使CV小于0.1013）。如果將CV0.10代入公式（13）和（14），分別得到UCC0.92（92%

23、）和PE0.87（87%）。累積概率密度值A1A2：根系區(qū)域保持的水量B：滲透至根系區(qū)域下方的水量D：灌溉未補足水量圖7 正規(guī)分布的累積概率密度2.4.2灌溉用水的利用效率假設噴灌的噴灑深度分布及沿滴灌管道分布的滴水器出水流量分布為正規(guī)分布，將這些流量按大小順序排列，用正規(guī)分布的累積概率密度可表示為如圖74）所示。在噴灌中，從噴嘴噴射到空中的一部分水在到達地表之前就蒸發(fā)了，或者附著在植物表面，另外一部分則被風吹散。因此，圖7中顯示的是田間供水水量減去這些損失水量之后的數(shù)值。圖7和圖1相似。但是噴灌和滴灌沒有必要考慮圖1中的C，故根據(jù)圖7來考慮水的利用效率。把A1A2B看作灌溉到農(nóng)田里的水量。其

24、中，A1A2為根系區(qū)域所保持的水量，B為滲透至根系區(qū)域下方的水量。A1A2D為灌溉前根系區(qū)域所需灌溉水量，其中A1A2為灌溉補充的水量，D為灌溉后仍未補足的水量。將圖7所表示的噴灑深度或出水流量分布作為x。x與灌溉所必需的水深的關系為公式（16）。即，根據(jù)公式（16）的值的大小和正負，就可以找出灌溉所必需的水深和噴灑水深或出水流量分布中某一個特定數(shù)值之間的關系。例如，假設0，就是灌溉所必需的水深xreq。 （16）這里，xreq：表示灌溉所必需的水深，：為x的平均值，：為x的標準偏差，CV：為x的變動系數(shù)，：為任意數(shù)值。對于滴灌，使用正規(guī)分布的概率密度函數(shù)可求出CV與Ea之間關系的公式4）。公

25、式（17）也可用于噴灌，并且1.0減去公式（17）就得到Dp（這時為深層滲透損失率）。 （17）這里，a：表示大于（）的x的累積概率密度。同樣，對于滴灌，利用正規(guī)分布的概率密度函數(shù)可求出CV與Es之間關系的公式4）。公式（18）也可用于噴灌。1.0減去公式（18）就得到Dd。 （18）如公式（17）和（18）所示，Ea和Es不僅和噴灑深度或出水流量分布效率CV有關，還和a與有關系。假設設計時使用噴灑深度或出水流量分布的平均值，由于xreq，公式（16）的0，公式（17）和公式（18）就成為簡單的相同公式。Dp和Pd則變成公式（20）。 （19） （20）從公式（19）和（20）可以清楚地看到，

26、要同時降低Dp和Pd、提高Ea和Es，設計時就必須使噴灑深度或出水流量分布效率變高，使CV變小。這樣，可就表示出Ea，Es，Dp，Pd和CV之間的關系。由于已經(jīng)表示出了UCC與CV以及PE與CV的關系，通過CV，就可以找出UCC，PE與Ea，Es，Dp，Pd之間的關系。前面提到過，對于噴灌的設計，要求確定噴頭的安裝間隔時必須使PE大于0.60（60%）11）。如果將PE0.60代入公式（14），那么CV0.32。下面如果將CV0.32代入公式（19）和公式（20），分別得到EaEs0.87（87%）和DpPd0.13（13%）。對于滴灌的設計，要求設計滴灌管道時必須使CV小于0.1012）。如

27、果將CV0.10代入公式（19）和公式（20），將分別得到EaEs0.96（96%）和DpPd0.04（4%）。如上所示，與溝灌相比，噴灌和滴灌可以減少損失水量。3.灌溉水量的削減方法3.1 非充分灌溉如圖1所示，根據(jù)將灌溉水深分布中的哪一個數(shù)值設定為灌溉所必需的水深，B和D就會不一樣，Ea，Es，Dp，Pd也會發(fā)生變化。非充分灌溉（deficit irrigation）是為了同時提高Ea和Es，在可以容許的范圍內(nèi)允許D的存在，不以Pd0為目標的一種灌溉管理方式。這樣，可以減少灌溉水量。假設灌溉水深呈正規(guī)分布，如果將水深分布的平均值作為灌溉所必需的水深，那么Ea，Es，Dp，Pd就可以使用公式

28、（19）和（20）。如果設計灌溉設施時，選擇分布效率高的灌溉方法，使CV變小，那么就可以將Dp和Pd控制在較低水平，并可同時提高Ea和Es。例如,選擇滴灌并在設計時將滴水器出水流量的分布效率設為CV0.1,那么就可以將Dp和Pd控制在0.04（4%）的較低水平，同時將Ea和Es提高到0.96（96%）。如果將CV進一步縮小，Dp和Pd就會降低，Ea和Es就會提高。3.2 垂直式部分灌溉通過灌溉，土壤水分的管理方法如圖8所示2）。（a）計劃間歇天數(shù)的水分管理，是指在根系區(qū)域內(nèi)對生長發(fā)育有很大影響的限制土層的有效水分被消耗，達到阻礙生長的水分點的時候，一次性地灌溉此前根系區(qū)域消耗的全部水量（總速效

29、性有效水分，TRAM），使土壤的水分狀態(tài)恢復到田間的持水量。這是一種充分利用土壤的持水能力的灌溉方式，在旱地灌溉的用水計劃中12），要求農(nóng)田應全面實行這種土壤水分的管理。圖8中的（b）低水分張力水分管理，與其說是通過阻礙生長的水分點來判斷是否需要灌溉，不如說是通過低水分張力來進行判斷。這種方式在設施栽培中被普遍應用。與其他兩種方式相比，這種方法的土壤水分可容量總是很小。露天栽培如果采用這種水分管理，有效利用降雨的可能性較低。圖8的（c）高水分張力水分管理，是指在水分張力達到阻礙生長的水分點的時候灌溉，但是相對于田間持水量，恢復后的水分狀態(tài)停留于干燥狀態(tài)的一種方式。這樣，與其他兩種方法相比，土壤

30、水分的可容量總是很大。如果使水分張力的恢復點接近阻礙生長的水分點，土壤水分的可容量就會更大。露天栽培如果采用這種水分管理，有效利用降雨的可能性就會很高。對田間全面實行土壤水分的低水分張力或高水分張力管理是一種部分利用土壤保水功能的方法。特別是露天栽培，如果采用高水分張力來管理土壤水分，有效利用降雨的可能性就會提高，就可以減少灌溉水量。圖8 土壤水分的管理方法（a）計劃間歇天數(shù)的水分管理（b）低水分張力水分管理（c）高水分張力水分管理田間容水量田間容水量田間容水量阻礙生長的水分點阻礙生長的水分點阻礙生長的水分點灌溉點的水分張力恢復點的水分張力計劃間歇天數(shù)間歇天數(shù)間歇天數(shù)灌溉灌溉灌溉灌溉灌溉灌溉3

31、.3 平面式部分灌溉土壤蓄水機能的部分利用還包括從平面來看僅灌溉農(nóng)田的有限部分，使農(nóng)田平面形成濕潤區(qū)和非濕潤區(qū)的方法。滴灌所形成的濕潤區(qū)和非濕潤區(qū)就是一個典型。如圖9所示，只有靠近農(nóng)作物種植行列的部分是濕潤的，而種植行列之間很寬的區(qū)域是干燥的。在旱地灌溉的用水計劃中，耗水量是以水深來表示的，并以耗水量乘以整個農(nóng)田面積來計算所需要的水量。但是，如圖9所示，如果形成濕潤區(qū)和非濕潤區(qū)，那么理所當然的是，非濕潤區(qū)的土壤表面蒸發(fā)量就會減少。并且如果將滴灌設施埋在地下，由于農(nóng)田表面不會形成濕潤區(qū)，所以土壤表面的蒸發(fā)量就會進一步減少，從而使耗水量本身得以減少。此外，與濕潤區(qū)相比，非濕潤區(qū)有效利用降雨的可能性

32、加大，從這一點來考慮，也可以減少灌溉水量。圖9 滴灌條件下的濕潤區(qū)和非濕潤區(qū)3.4 削減方法的組合不管什么樣的灌溉方法，都可以實施非充分灌溉。但是非充分灌溉的目標是使Dp和Pd同時降低、Ea和Es同時提高。以減少灌溉水量為目的的非充分灌溉的實施應該僅限于分布效率高的灌溉方法和分布效率高的灌溉設施。如果使用噴灌對整個農(nóng)田實施土壤水分的高水分張力管理，那么這就是垂直式部分灌溉，有效利用降雨的可能性就會加大，灌溉水量能得到減少。但是由于整個農(nóng)田都變成濕潤區(qū)，土壤表面的蒸發(fā)量不會減少。溝灌是向田間的一部分供水，由于會形成濕潤區(qū)與非濕潤區(qū)，所以屬于平面式部分灌溉。非濕潤區(qū)的土壤表面蒸發(fā)量會減少。此外，非

33、濕潤區(qū)有效利用降雨的概率也會變大。但是，足以抵消這些效果的是，會產(chǎn)生根系區(qū)域下方的深層滲漏損失和畦田下游端的流出水損失。為了減少灌溉水量，需要組合使用非充分灌溉、垂直式部分灌溉以及平面式部分灌溉。必須選擇能發(fā)揮這種組合效果的灌溉方法，進行減少損失水量的灌溉設施設計。能夠達到這個目標的，就是包括滴灌在內(nèi)的微灌。4.微灌4.1 什么是微灌安養(yǎng)寺和凌5）對微灌進行了整理，這里將從中摘錄微灌的概要。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)學會的解釋1），微灌是指對土壤表面或地下進行少量而頻繁的灌溉，供水形態(tài)是通過沿供水支管方向安裝的出水器，供給間歇性水滴、連續(xù)性水滴、細小水流以及噴霧等等。根據(jù)日本的土地改良事業(yè)規(guī)劃指南微灌13）

34、，它指的是使連接到供水管道的供水支管的管內(nèi)水壓保持低壓，從而對作物的根系區(qū)域等有限的部位進行頻繁的灌溉，它是滴灌、多孔管灌、微噴灌溉等的總稱。如上所述，微灌指的是向根系區(qū)域等有限部位少量而頻繁地供水的一種方法。它是垂直式以及平面式的部分灌溉，它在減少土壤表面蒸發(fā)量的同時，還將提高降雨的有效利用概率，因此能減少灌溉水量。要高效地進行少量而頻繁的供水，灌溉方法就會受到限制。也就是說，只有灌溉設施的水流控制精準，并且出水器出水流量的分布差異較小的方法才可以選用。如果出水流量分布差較小，則分布效率就會提高。分布效率變高，就可以將深層滲漏損失水量以及缺水量占灌溉所需水量的比例控制在較低的水平，因此灌水效

35、率和蓄水效率就會提高。其結果是能夠減少損失水量。4.2 出水器出水器是安裝在供水支管上、最終調節(jié)出水流量的裝置。一條供水支管上安裝的出水器數(shù)量以及間隔根據(jù)出水器出水流量、土壤的保水機能、灌溉水的擴散方式、農(nóng)作物種類與生長發(fā)育階段、根系區(qū)域、出水器的供水形態(tài)等不同而有所不同。此外，根據(jù)出水器的種類與功能，水的供給形態(tài)有噴灑式、噴水式、噴霧式、點滴式、地下供水等等。出水器種類與供水形態(tài)的關系如下所示：噴灑式：微噴、小噴嘴、多孔管道、多孔軟管、多孔細管。噴水式：噴水器。噴霧式：微噴霧器、微噴射器、霧狀噴嘴。點滴式：孔流出水器、孔流及渦流出水器、長流程出水器、雙層強化瓦楞紙管、三層強化瓦楞紙管、滲透管。地下供水：長流程出水器、滲透管。以上出水器有安裝在供水支管上的，也有與供水支管連成一體的，其分類如圖10所示。微噴出水器微量噴霧器 微量噴射器微噴設施栽培用出水器小噴嘴霧狀噴嘴安