【灌溉系統(tǒng)】-地面灌溉節(jié)水技術(shù)

地面灌溉節(jié)水技術(shù)地面灌溉節(jié)水技術(shù)地面灌溉節(jié)水技術(shù)概述地面灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展地面灌溉就是利用各種地面灌水方法將灌溉水通過田間渠溝或管道輸入田間90%以上。由于我國98%以上的灌溉面積依然采用這類方法。0.7左右，畦長小于50m9.1%，畦長超過100m45%100m，畦寬小于4m的6m地面灌溉節(jié)水技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)地面灌溉節(jié)水技術(shù)是在傳統(tǒng)的地面灌溉方法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進(jìn)而形成的比較先進(jìn)的灌水技術(shù)，與傳統(tǒng)的地面灌溉相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)水。地面灌溉節(jié)水技術(shù)，通過改善灌水要素，田間灌溉用水量大大降低。以畦灌為例，大量試驗(yàn)資料表明，畦長越長，畦田水流的入滲時(shí)間越長，深層滲漏損失越大，因而灌水量也越大。所以，通過縮短畦長，就可以達(dá)到減少灌水量的目的。（2）30~50m以上；畦100m80%。（3）增產(chǎn)。由于地面灌溉節(jié)水技術(shù)比傳統(tǒng)的地面灌溉灌水質(zhì)量高，為作物生長創(chuàng)造了良好的條件，因此有利于作物生長，促進(jìn)作物增產(chǎn)。據(jù)新疆有關(guān)單位試驗(yàn)，在同樣條件下，棉花采用膜上灌技術(shù)比常規(guī)溝灌單產(chǎn)皮棉增產(chǎn)5.12%。（4）改善作物生態(tài)環(huán)境。地面灌溉節(jié)水技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的耕作方式，改善了田間土壤水、肥、氣、熱等土壤肥力狀況，可為作物生長創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)畦灌（一）畦灌的含義與分類（畦田見圖7-1）。7-1畦田灌溉（見圖。順畦水流條件好。在地形平坦地區(qū)，采用沿等高線方向布置畦田，稱為橫畦（見圖7-3）。因水流條件較差，橫畦畦田一般較短。 圖7-2順畦 圖7-3橫畦（二）畦田規(guī)格與畦田灌水要素畦田長度取決于地面坡度、土壤透水性、入畦流量及土地平整程度。當(dāng)土壤透水性強(qiáng)、地面坡度小、土地平整差、入畦流量?。ňr(shí)，畦田長度宜短些；反之，畦田宜長些。30~100m20~30m左右。2~3m，最大。10~15cm15cm30cm左右，一般采用半挖半填斷面。單寬流量是指每米畦寬入畦流量，常用單位為L/s·m。入畦單寬流量的大小，取決于地面坡度及土壤透水性。地面坡度小，土壤透水性大，入畦單寬流量宜大些；反之，入畦單寬2~4L/s·1~3L/s·。溝灌（一）溝灌的含義與分類7-4所示。7-4不同土質(zhì)灌水溝浸潤土壤狀況溝灌適于寬行距的中耕作物，如棉花、玉米和高粱等。（二）灌水溝的規(guī)格灌水溝的間距與不同土質(zhì)灌水溝的濕潤范圍有關(guān)。一般輕質(zhì)土壤的間距較窄，多設(shè)定為50~60cm；重質(zhì)土壤的間距較寬，達(dá)75~80cm；中質(zhì)土壤約為65~75cm。具體確定時(shí)需要結(jié)合作物的行距來考慮。灌水溝的斷面一般呈梯形或三角形，溝深基本介于8~25cm之間，上口寬20~40cm；適0.005~0.020.2~0.3L/s1/3~2/3。7-1。7-1不同土壤、灌水定額和地面坡度等條件下的灌水溝長度土壤 粘壤土

中壤土

輕壤土（m3/hm2）

375 50

4 52 35 75

4 52 3 450 5 75 50

525地面坡度0.001

3 3 2450 5 03 4 3

溝長（m）2 2 235 305 0 54 3 40.001~0.003 60 55 505 0 0 0 0 55 6 4 6 4 50.004 80 70 600 5 5 0 5 07.2.3淹灌改進(jìn)型地面灌溉節(jié)水技術(shù)節(jié)水型畦灌技術(shù)（一）小畦灌水技術(shù)小畦灌水技術(shù)主要是指畦田“三改”灌水技術(shù)，也就是“長畦改短畦，寬畦改窄畦，大畦改小畦”，是我國北方井灌區(qū)行之有效的一種地面灌溉節(jié)水技術(shù)，河北、ft東、河南等省的小畦灌溉技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)是灌水定額、單寬流量、畦田地面坡度和畦長。地面坡度為1/400~1/1000時(shí)，單寬流量為2.0~4.5L/s·m，灌水定額為300~675m3/hm2；畦田寬度自流灌2~3m1~2m30~50m為宜，最長不30m左右為宜。（二）長畦分段短灌技術(shù)長畦分段短灌技術(shù)是將一條長畦分成若干個(gè)沒有橫向畦埂的短畦，采用毛渠或塑料軟應(yīng)用長畦分段短灌法，畦田寬度可達(dá)5~10m，畦田長度可達(dá)200m以上，一般在100~400m，但其單寬流量并不增大。實(shí)踐證明，長畦分段短灌技術(shù)是一種良好的節(jié)水型灌450m3/hm2左右的低定額灌水，灌水均勻度大于80～85%，與畦田長度相同的常規(guī)畦灌法相比較，可40～60%，田間灌水有效利用率可提高1（2）省工。灌溉設(shè)施占地少，（3）適應(yīng)性強(qiáng)。與常規(guī)畦灌法相比，可以靈活適應(yīng)地面坡度、糙率和種植作物的變化，可以采用較小的單寬流量，減少土壤沖刷。投資少，節(jié)約能源，管理費(fèi)用低，技術(shù)操作簡單，易于推廣。田間無橫向畦埂或渠溝，方便機(jī)耕和采用其他先進(jìn)的耕作方法，更有利于作物增產(chǎn)。（三）寬淺式畦溝結(jié)合灌水技術(shù)寬淺式畦溝結(jié)合灌水技術(shù)是群眾創(chuàng)造的一種適應(yīng)間作套種或立體栽培作物即 “二密一稀”種植灌水畦與灌水溝相結(jié)合的低成本地面灌溉節(jié)水技術(shù)這種灌水方法的技術(shù)特點(diǎn)是，畦田和灌水溝相間交替更換。它的畦田寬度為40cm，可以種植兩行小麥，就“二”，行距10~20cm。見圖7-5（a）?！?0cm7-5（b）。在此期間，如遇干旱，土壤水分不足，或遇有干熱風(fēng)時(shí)，可利用淺溝灌水，灌水后借淺50cm7-5（c）。（a）（b）（c）7-5寬淺式畦溝灌結(jié)合灌溉示意圖”，以一水促兩種作物。就寬淺式畦溝結(jié)合灌水技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有（1525m/hm2左右，而且玉米全生育期灌水次數(shù)比傳統(tǒng)地面灌溉可以減少1~2次，耐旱時(shí)間較長。增產(chǎn)。該項(xiàng)灌水方法可以促使玉米適當(dāng)早播，解決小麥、玉米兩料作物“”“”的惡性循環(huán)問題，并使施肥集中，養(yǎng)分利用充分，有利于兩料作物獲得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。寬淺式畦溝結(jié)合灌水技術(shù)是我國北方廣大旱作物灌區(qū)值得推廣的節(jié)水灌溉新技術(shù)。但是，它也存在田間溝多畦多、溝畦輪番交替、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、費(fèi)工較多等缺點(diǎn)。節(jié)水型溝灌技術(shù)（一）加長壟溝灌水技術(shù)7-6。 （a） （b）（二）細(xì)流溝灌技術(shù)

（c） （d）7-6各種加長壟溝形式灌溉示意圖（a）直形溝（b）方形溝（c）鎖鏈溝（d）八字溝細(xì)流溝灌是用軟管或從輸水溝上開一個(gè)小口1/5~2/5，水邊流邊下滲，直到全部灌溉水0.2~0.4L/s0.5L/s1/100~2/10060~120m。灌水溝在灌水前。由于溝內(nèi)水淺，流動(dòng)緩慢，主要借毛細(xì)管作用浸潤土壤，水流受重力作用濕潤土壤的范圍小，所以對(duì)保持土壤結(jié)構(gòu)有利。減少地面蒸發(fā)量，比灌水溝內(nèi)存蓄水的封閉溝蒸發(fā)損失量減少2/3~3/4（3）濕潤土壤均勻，而且深度大，保墑時(shí)間長。（三）溝壟灌灌水技術(shù)（四）溝畦灌灌水技術(shù)溝畦灌灌水技術(shù)是類似于畦灌中寬淺式畦溝結(jié)合的灌水方法，大多用于灌溉玉米等作（五）播種溝灌水技術(shù)（六）溝浸灌田字形溝灌水技術(shù)溝浸灌田字形溝灌水技術(shù)是水稻田在水稻收割后種植旱作物的一種灌水方法（犁底層以同時(shí)起到旱灌、澇排的雙重作用，小麥溝浸灌比格田淹灌可以節(jié)水31.2%，增產(chǎn)5.0%左右。（七）隔溝灌技術(shù)（八）果園節(jié)水型溝灌技術(shù)溝灌是果園地面灌溉中較為合理的一種灌水方法，它是在整個(gè)果園的果樹行間開灌水的輕質(zhì)土壤溝距為60~70c80~90c100~120c。一12~15cm，灌溉結(jié)束后可將灌水溝填平。灌水溝的單溝流量通常為0.5~1.0L/s。溝的比降應(yīng)130~150m；若土層淺，土質(zhì)不均勻，溝長不宜大于90m。灌水溝除在果樹行間開挖封閉式縱向深溝外，也可由縱溝分出許多封閉式的橫向短溝，以布滿樹根所分布的面積上。膜上灌灌水技術(shù)膜上灌也稱膜孔灌溉，是在畦（溝）中鋪膜，使灌溉水在膜上流動(dòng)，通過作物放苗孔或?qū)Ｓ霉嗨诐B入到作物根部的土壤中。它是畦灌、溝灌和局部灌水方法的綜合。（一）開溝扶埂膜上灌開溝扶埂膜上灌是膜上灌最早的應(yīng)用形式之一，如圖7-7。它是在鋪好地膜的農(nóng)田上，在膜床兩側(cè)用開溝器開溝，并在膜側(cè)推出小土埂，以避免水流流到地膜以外。一般畦長80~120m，入膜流量0.6~1.0L/s，埂高10~15cm，溝深35~45cm。這種方法因膜床土埂低矮，膜床上的水流容易穿透土埂或漫過土埂進(jìn)入灌水溝內(nèi)，既浪費(fèi)灌溉水量又影響農(nóng)機(jī)作業(yè)。（二）打埂膜上灌

7-7開溝扶埂膜上灌5~8cm20~30cm7-8。7-8打埂膜上灌5L/s0.9~3.5m0.7~1.8m，根據(jù)作物栽培的需要，鋪膜形成式可分為單膜或雙膜。對(duì)于雙膜的膜畦灌溉，其中間或膜兩邊各有10cm寬的滲水帶，要求田面平整程度較高，以增加橫向和縱向的灌水均勻度。5cm寬度，以作為用土壓膜之用。（四）膜孔灌溉（作物放苗孔或?qū)Ｓ霉嗨祝B入到作物根部土壤中的灌水方法。5cm7-9所示。7-9膜孔畦灌70~90cm的地膜，三行或四行種植一般采用180cm寬的地膜。作物需水完全依靠放苗孔和增加的滲水孔供給，入膜流量為1~3L/s。該灌水方法增加了灌水均勻度，節(jié)水效果好。膜孔畦灌一般適合棉花、7-10所示。7-10膜孔溝灌膜孔溝灌特別適用于甜瓜、西瓜、辣椒等易受水土傳染病害威脅的作物。果樹、葡萄和葫蘆等作物可以種植在溝坡上。灌水溝規(guī)格依作物而異，蔬菜一般溝深 30~40cm，溝距80~120cm；西瓜和甜瓜的溝深為40~50cm，溝距350~400cm。（五）膜縫灌膜縫溝灌膜縫溝灌是將地膜鋪在溝坡上，溝底兩膜相會(huì)處留有2~4cm的窄縫，通過放苗孔和膜縫向作物供水，如圖7-11所示。膜縫溝灌的溝長為50m左右。這種方法減少了壟背雜草和土壤水分的蒸發(fā)，多用于蔬菜，其節(jié)水、增產(chǎn)效果都很好。膜縫畦灌

7-11膜縫溝灌22~4cm3~5L/s，30~50m為宜，要求土地平整。細(xì)流膜縫灌UU形小溝內(nèi)，水在溝中流動(dòng)同時(shí)滲入到土中，浸潤作物，達(dá)到灌溉目的。它類似于膜縫溝灌，0.5L/s1%以上的大坡度地塊。（六）溫室波涌膜孔灌溉（七）格田膜上灌格田膜上灌是將土地平整成大小在 0.2~1.3hm2左右的格田，格田埂呈三角形，埂高15~20cm，格田內(nèi)要平整得特別水平，然后鋪膜灌溉。它適用于稻田膜上灌。節(jié)水效果明顯。由于灌溉水是通過膜孔或膜縫滲入作物根系區(qū)土壤內(nèi)的，所以它的濕潤范圍僅局限根系區(qū)域，其他部位仍處于原土壤水分狀態(tài)；灌水均勻度高。膜上灌不僅可以提高沿溝（畦（畦橫斷面上的灌水均勻度和濕潤土壤的均勻度。這是因?yàn)槟ど瞎嗫梢酝ㄟ^增開或封堵灌水孔來消除溝（畦）首尾或其他部位處進(jìn)水量的大小，以調(diào)整和控制灌水孔數(shù)目對(duì)灌水均勻度的影響。改波涌灌溉技術(shù)（畦供水，逐段濕潤土壤，直到水流推進(jìn)到灌水溝（畦）末端為止的一種節(jié)水型地面灌溉新技術(shù)。（畦供水不是連續(xù)的，其灌溉水流也不是一次灌水就推進(jìn)到灌水溝（畦）末端，而是灌溉水在第一次供水輸入灌水溝（畦）達(dá)一定距離后，暫停供水，過一定時(shí)間后再繼續(xù)供水，如此分幾次間歇反復(fù)地向灌水溝（畦）供水的地面灌水技術(shù)。目前，波涌灌溉的田間灌水方式主要有以下三種。（一）定時(shí)段—變流程方式—（一個(gè)供水時(shí)間和一個(gè)停水時(shí)間400m的情況很有效，需要的自動(dòng)控制裝置比較簡單，操作方便，而且在灌水過程中也很容易控制。因此（二）定流程—變時(shí)段方式——變流程方式的灌水效果要好，尤其是對(duì)灌水溝（畦）400m的情況，灌水效果更佳。但是，這種灌水方式不容易控制，勞動(dòng)強(qiáng)度大，灌水設(shè)備也相對(duì)比較復(fù)雜。（三）定流程—流量方式—3/4變—【摘要】農(nóng)田水利灌溉工程和農(nóng)田生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)發(fā)展緊密相關(guān)。農(nóng)田水利灌溉工程中，節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)因地制宜應(yīng)用節(jié)水技術(shù)，為農(nóng)民增收，促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】農(nóng)田水利灌溉工程；節(jié)水技術(shù)；探討我國地域廣闊，土地類型、氣候條件等類型多樣，而且不同的地區(qū)水資源分布不同，農(nóng)業(yè)發(fā)展水平存在很大的差異性。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要的地位。在農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，為滿足各地區(qū)農(nóng)田灌溉，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，催生了各種節(jié)水技術(shù)。目前，在農(nóng)田水利灌溉中常見的節(jié)水技術(shù)包括微灌、移動(dòng)式灌溉、噴灌和雨水集蓄利用[1-2]。每種灌溉技術(shù)的操作方法、資本投入、適用地形等都有較大的差異。因而要在農(nóng)田水利灌溉工程中采用節(jié)水技術(shù)，必須要掌握各節(jié)水技術(shù)的特點(diǎn)，才能夠靈活運(yùn)用?，F(xiàn)主要對(duì)節(jié)水技術(shù)進(jìn)行分析，為農(nóng)田水利灌溉工程節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。1農(nóng)田水利灌溉工程中節(jié)水技術(shù)的作用1.1優(yōu)化灌區(qū)資源我國一直以來屬于農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展受到廣大農(nóng)民以及我國政府共同關(guān)注和重視。由于我國土地類型多樣，灌溉條件差異大。我國農(nóng)業(yè)用水比較緊張，可用于灌溉的水資源十分有限。因此，在農(nóng)田水利灌溉工程的建設(shè)中，了解和掌握各灌溉節(jié)水技術(shù)具有重要的作用。在眾多灌溉技術(shù)中，不同的灌溉技術(shù)其節(jié)水效果、維護(hù)成本、管理成本等方面都有很大的不同。因此，在灌區(qū)農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)中，需要政府各部門各司其職，充分利用節(jié)水灌溉技術(shù)，從灌溉技術(shù)的引入、推廣、資金投入等方面給予相應(yīng)的支持，因地制宜優(yōu)化灌區(qū)的資源，提高農(nóng)田灌溉效果和節(jié)水效果。1.2節(jié)約農(nóng)業(yè)用水雖然農(nóng)田水利灌溉工程能夠解決一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉問題，但由于工業(yè)用水占用大量的水資源，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水形式比較緊張。加上受到多種因素的影響，通過農(nóng)田水利灌溉工程調(diào)取的農(nóng)業(yè)用水也是有限的。因此，如何在滿足農(nóng)田灌溉的同時(shí)，節(jié)約農(nóng)業(yè)用水顯得十分重要。農(nóng)田水利灌溉工程中，充分利用各種節(jié)水技術(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的需水情況、季節(jié)特點(diǎn)、灌溉周期等進(jìn)行灌溉，能夠有效節(jié)約水資源。2農(nóng)田水利灌溉工程中節(jié)水技術(shù)分析2.1微灌技術(shù)分析微灌技術(shù)實(shí)際上是噴灌技術(shù)的改良，是一種比噴灌技術(shù)更能節(jié)約水資源的灌溉方法。按照灌溉的方式，微灌還可以分成滲灌、滴灌、小管涌流灌等多種方式。微灌技術(shù)可以精準(zhǔn)地根據(jù)農(nóng)作物生長需水量來輸送水資源，比噴灌技術(shù)節(jié)水效果更好。而且在農(nóng)田生產(chǎn)中，微灌技術(shù)的增產(chǎn)效果比噴灌增產(chǎn)效果好。但是微灌技術(shù)在農(nóng)田中的應(yīng)用不算廣泛，主要是受到微灌技術(shù)本身的限制。一方面是微灌技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備多而且復(fù)雜，其主要由首部樞紐、灌水器等構(gòu)成，安裝布置中人工成本投入大，管理不方便。另一方面微灌技術(shù)容易堵，灌溉時(shí)水質(zhì)要好，管理困難，而且技術(shù)設(shè)備投入成本高，經(jīng)濟(jì)效益較低。2.2噴灌技術(shù)分析在節(jié)水灌溉技術(shù)中，噴灌技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，人們對(duì)該節(jié)水灌溉技術(shù)接受度高。噴灌技術(shù)通常是將噴頭固定在田間，并適當(dāng)增加水壓，使水均勻噴灑在農(nóng)田中。由于噴灌技術(shù)采用管道輸水，輸水過程不會(huì)導(dǎo)致水資源流失。加上灌溉時(shí)噴灑比較均勻，能夠有效較少灌溉用水量。因此，噴灌技術(shù)比傳統(tǒng)的漫灌模式更能節(jié)約水資源。根據(jù)相關(guān)研究顯示，噴灌技術(shù)節(jié)水效率可超過30%，水資源利用率可超過60%。噴灌技術(shù)鋪設(shè)管道時(shí)，土地資源占用少，而且操作簡單，能夠有效節(jié)約土地資源、人工成本投入。除此以外，噴灌技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)田水利灌溉中，增產(chǎn)效果十分明顯。因此，農(nóng)田水利灌溉技術(shù)中，噴灌技術(shù)是農(nóng)民比較認(rèn)可和廣泛應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)。但也需要注意的是，噴灌技術(shù)容易受到大風(fēng)的影響導(dǎo)致噴灌不均勻，噴灌的設(shè)備也比較昂貴，從一定程度上影響到噴灌技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉工程中的應(yīng)用。2.3移動(dòng)式灌溉技術(shù)分析移動(dòng)式灌溉技術(shù)也就是農(nóng)民常用的步行式灌溉技術(shù)，該技術(shù)的動(dòng)力源主要來源于電力，并借助于一些農(nóng)用機(jī)械來完成農(nóng)田灌溉。我國地形復(fù)雜多樣，灌溉條件差異大，農(nóng)田灌溉中需要綜合考慮的問題較多。在灌溉時(shí)，很多灌溉技術(shù)并不適用于一些較小規(guī)模的灌區(qū)。步行式灌溉技術(shù)設(shè)備成本低，并能夠應(yīng)用于多種地形的灌溉。因此，在某些小規(guī)模的灌區(qū)中，應(yīng)用步行式灌溉技術(shù)增產(chǎn)效果好、投入成本少、經(jīng)濟(jì)效益高，應(yīng)用十分廣泛。但步行式灌溉技術(shù)盡可用于小規(guī)模農(nóng)田中小型農(nóng)作物的灌溉，大規(guī)模的農(nóng)田以及中高型農(nóng)作物則不適用。2.4雨水集蓄利用技術(shù)分析該技術(shù)主要是通過建設(shè)儲(chǔ)水設(shè)施，集蓄雨水。并配套建設(shè)集水渠道、輸水通道等，形成一個(gè)完整的灌溉系統(tǒng)。這一灌溉技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，一方面是該技術(shù)可以應(yīng)用在干旱、半干旱等地區(qū)，尤其是水資源不豐富而且輸送水資源不方便的缺水地區(qū)。另一方面是雨水集蓄利用技術(shù)可以避免灌區(qū)出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象，起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)平衡的作用。但雨水集蓄利用技術(shù)也有很大的缺陷，導(dǎo)致其在農(nóng)田水利灌溉中應(yīng)用中受限。其不足之處主要是建設(shè)成本高、投入大，增加農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。但雨水集蓄利用技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施一旦建成，通?？梢蚤L期利用，從遠(yuǎn)期來看，其具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，比較符合干旱、半干旱地區(qū)的農(nóng)田灌溉。3節(jié)水技術(shù)在應(yīng)用中需要注意的問題3.1綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益我國農(nóng)田水利灌溉工