節水灌溉技術分析論文

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地面灌溉是古老的田間施水技術，但它目前仍是世界上特別是發展中國家廣泛采用的一種灌水方法，約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統的地面灌溉技術。

鑒于我國水資源與能源短缺，經濟實力不足，廣大農村地區的技術管理水平較低的現實，大面積推廣噴、微灌等先進灌水技術還受到很大的限制，因此在今后相當長的一段時間內，我國還仍須加大田間工程的建設力度，大力研究和推廣節水型地面灌水技術。

一、平整土地，設計合理的溝、畦尺寸與灌水技術參數

平整土地是提高地面灌水技術和灌水質量，縮短灌水時間，提高灌水勞動效率和節水增產的一項重要措施。結合土地平整，進行田間工程改造，劃長畦（溝）為短畦（溝），改寬畦為窄畦，設計合理的畦溝尺寸和入畦（溝）流量，可大大提高灌水均勻度和灌水效率。

陜西洛惠渠的研究表明，在入畦單寬流量為3~5L/s時，灌水定額隨畦長而變，當畦長由100米改為30米時，灌水定額減少150~204m³/hm²；當畦長30~100米時，畦單寬流量從2L/s增加到5L/s，灌水定額可降低150~225m³/hm²。

寶雞峽灌區進行深層滲漏的對比試驗，灌水定額小于675m³/hm²，基本不發生深層滲漏；灌水定額825~990m³/hm²時，約有150m³/hm²水產生深層滲漏；灌水定額1350m³/hm²時，有一半水成為深層滲漏水。

我國幅員遼闊，各地地形和土質差異較大，因此難有統一標準，各地應根據田間試驗結果，建立計算機模型，通過實驗和計算機模擬，給出適合本地的適宜畦溝尺寸和灌水技術參數。

二、改進地面灌溉濕潤方式，發展局部濕潤灌溉

改進傳統的地面灌溉全部濕潤方式，進行隔溝（畦）交替灌溉或局部濕潤灌溉，不僅減少了課間土壤蒸發占農田總蒸散量的比例，使田間土壤水的利用效率得以顯著提高，而且可以較好地改善作物根區土壤的通透性，促進根系深扎，有利于根系利用深層土壤儲水，兼具節水和增產雙重特點，值得大力推廣。實踐證明，春小麥與春玉米套種隔畦灌，棉花、玉米等寬行作物隔溝灌或隔溝交替灌，濕潤面積可減少50%，節水高達30%以上，增產幅度5%~10%。玉米坐水種，可節水900m³/hm²，節電90~105千瓦時，增產幅度約16%，增收幅度約28%。

三、改進放水方式，發展間歇灌溉

改進放水方式，把傳統的溝、畦一次放水改為間歇放水，進行間歇灌（又稱波涌灌），被稱為80年代地面灌水技術的一大突破。間歇放水使水流呈波涌狀推進，由于土壤孔隙會自動封閉，在土壤表層形成一薄封閉層，水流推進速度快。在用相同水量灌水時，間歇灌水流前進距離為連續灌的1～3倍，從而大大減少了深層滲漏，提高了灌水均勻度，田間水利用系數可達0.8～0.9。

四、改進溝畦放水設施

改進溝畦放水設施，采用虹吸管（用于明渠輸水）或地面移動閘門孔管（用于管道輸水）放水，與人工開口放水相比，田間水利用率可提高5%～10%。目前這些設施國內仍處于試驗階段，尚未批量生產。因此，有必要開展聯合攻關，對這些設施的材料和加工工藝進行深入研究，向著技術標準化、生產規模化、推廣應用普及化方向去發展。

五、大力發展節水保墑膜上灌

膜上灌是我國在地膜覆蓋栽培技術的基礎上發展起來的一種新的地面灌溉方法。它是將地膜平鋪于畦中或溝中，畦、溝全部被地膜覆蓋，從而實現利用地膜輸水，并通過作物的放苗孔和專業灌水孔入滲給作物的灌溉方法。由于放苗孔和專業灌水孔只占田間灌溉面積的1%～5%，其他面積主要依靠旁側滲水濕潤，因而膜上灌實際上也是一種局部灌溉。目前，新疆采用膜上灌的農田已達23.33公頃，甘肅、河南等省也開始推廣。膜上灌形勢有開溝扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、溝內膜上灌、膜縫灌、格田膜上畦灌、膜側膜上灌等多種。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麥等。地膜栽培和膜上灌結合后具有節水、保肥、提高地溫、抑制雜草生長和促進作物高產、優質、早熟等特點。生產試驗表明：膜上灌與常規溝灌相比，棉花節水40.8%，增產皮棉5.12%，霜前花增產15%；玉米節水58%，增產51.8%；瓜菜節水25%以上。由于膜上灌是一種新的灌水技術，還有許多不成熟和不完善的地方，對其技術機制、技術要素及其設計方法都需要進一步研究。

新的節水技術

一、污水噴灌技術

利用污水噴灌是將污水處理與農業用水結合起來的一種污水處理方式，同時又是一種開源節流的灌溉方式。噴灌凈化污水，就是將污水噴灑在田里，利用土壤、微生物和作物來分解污水中的一些成分，并使部分水蒸散到大氣中，部分水經土壤凈化后滲透泄出再利用。

在利用污水噴灌時，應先對污水進行沉淀、篩濾，除去固體污物，有的還需加入消毒殺菌劑。污水灌的作物應以除蔬菜以外的經濟作物為主，對于谷類作物最好只用于作物生育前期，在作物收獲前一段時間應停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤質砂土為好，水量應結合作物的種類和生育期確定，如在作物苗期、早春和晚秋應少灌。實施污水灌要防止大定額灌溉，以免造成地表及地下徑流，灌溉強度以不造成土壤粘閉和不產生地表徑流為原則。如污水水質不符合灌溉水質標準時，可采用清水污水混合方法，使混合后的水質符合灌溉要求后再進行噴灌。此技術較復雜，最好在專家指導下運用。

二、咸水灌溉技術

咸水灌溉技術主要包括不同水質的水混灌和輪灌，此外，還有依據電滲透作用原理利用地下咸水灌溉的技術。

混灌是將兩種不同的灌溉水混合使用，包括咸淡混灌、咸堿(低礦化堿性水)混灌和兩種不同鹽漬度的咸水混灌，目的是降低灌溉水的總鹽漬度或改變其鹽分組成。混灌在提高灌溉水水質的同時，也增加了可灌水的總量，使以前不能使用的堿水或高鹽漬度的咸水得以利用。

輪灌是根據水資源分布、作物種類及其耐鹽性和作物生育階段等交替使用咸淡水進行灌溉的一種方法。如旱季用咸水，雨后有河水時用淡水；強耐鹽作物(如棉花)用咸水，弱耐鹽作物(如小麥、玉米、大豆)用淡水；播前和苗期用淡水，而在作物的中、后期用咸水。輪灌可充分、有效地發揮咸淡水各自的作用和效益。

奧地利研究人員利用電滲透作用原理研制出一種灌溉系統，該系統使地下水經土壤毛細管及各種孔隙上升到地表層，同時從聚集于電極周圍的某些鹽類中游離出凈水，上升到地表層供作物利用。其設備是由兩組電極組成，將一組裝有正電極的金屬管打入地下水位以下，另一組為負電極的導體柵網，埋于與植物根部深度相等的地方。根據土質結構及土壤含鹽量，接通2～12V電源，就會在兩極間建立直流電場，產生電滲透效果。這種灌溉系統適用于地下水較豐富的干旱區果園、草坪及固沙植物等。

三、利用空氣中的水分進行灌溉

利用空氣中的水分進行灌溉就是通過一定的設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。德國研究人員用一圓筒來收集空氣中的水分，其內壁涂有吸聚陽光熱的涂料，圓筒與若干個噴嘴管連接，將噴嘴管埋在兩行植物根部之間。白天高溫烤熱的空氣經圓筒進入噴嘴管里，到了夜間降溫時，空氣中的水分就凝結成了露水珠而流到作物的根部。秘魯的研究人員沿海岸垂直張掛一些大型尼龍網，以吸聚霧氣，待霧變為水后流進蓄水池，以供沿海灘涂灌溉之用。智利的科研人員利用沙漠地區的云霧來改造沙漠，他們在巨大的框架上面安裝由聚丙烯塑料制成的雙層網來“捕捉”云霧，云霧在網上凝結成水，匯集到貯水池中，以供種植的林草或天然沙生植物的灌水之用。

對于沙漠地區和缺乏淡水的沿海地區，利用空氣中的水分進行灌溉是一種可取的方法，但如何降低成本，提高效率和實用性是今后應著重解決的問題。