几种节水灌溉技术特点比较

2011-08-15孙国梁

黑龙江水利科技 2011年5期

关键词：畦灌微灌灌水

孙国梁

(同江市河道管理处，黑龙江同江 156400)

几种节水灌溉技术特点比较

孙国梁

(同江市河道管理处，黑龙江同江 156400)

我国农业一方面面临着水资源紧张，另一方面农业用水浪费的现象又非常普遍。水资源问题严重制约着我国农业高效用水的发展。文章介绍喷灌、微灌、渗灌、改进的地面灌的旱作物节水灌溉技术。灌溉排水的基本任务是研究技术上先进、经济上合理的各种工程技术措施，调节和改变土壤水分状况和有关地区水情的变化规律，消除水旱灾害和高效利用水资源，促进农业生产稳定的发展。

喷灌;微灌;渗灌;改进的地面灌;优缺点

灌溉排水在中国有特定的历史地位，这是由于中国有一般的国土面积属于缺水的干旱区和半干旱区，其中没有灌溉就没有农业的地区战国土面积的30%，旱灾十分频繁，即使是在雨量较丰沛的南方，由于降雨的时程分配与作物的田间需水要求不够适应，也经常会出现不同程度的春旱或秋旱，故仍需灌溉。

我国农业一方面面临着水资源紧张，另一方面农业用水浪费的现象又非常严重。农业灌溉中普遍存在着配水系统效率偏低，灌区用水管理粗放，田间灌排应用技术落后，灌排工程不配套、老化失修严重等突出问题，这不仅造成有限水资源的浪费和能源的耗费，还带来较为严重的土壤盐渍化等农田生态环境问题，严重制约着我国农业高效用水的发展。因此，灌溉排水的基本任务是研究技术上先进、经济上合理的各种工程技术措施，调节和改变土壤水分状况和有关地区水情的变化规律，消除水旱灾害和高效利用水资源，促进农业生产稳定的发展。下面介绍几种节水灌溉技术。

1 喷灌

喷灌是用压力管道输水，再由喷头将水喷射到空中，形成细小的水滴，像降雨一样均匀地洒落在地面，湿润土壤并满足作物需水要求的一种灌溉方式。

1.1 喷灌的优缺点

与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有明显的优点:①灌水均匀，省水;②适应性强，不受地形限制;③省工、省地、增产;④有利于实现灌水机械自动化，还可以结合喷灌进行喷肥、喷药、防干热风、防霜冻等。

喷灌也有一些缺点:①投资较高;②能耗较大;③操作麻烦，受风的影响较大。但随着生产发展和国民经济建设的需要，以及喷灌技术设备的改进与提高。喷灌将会得到稳定的发展。

1.2 喷灌系统的组成

1.2.1 水源工程

包括河流、湖泊、水库、池塘、井泉或渠道水等都可以作为喷灌的水源，但都必须建水源工程，如泵站及附属设备、水量调蓄池和沉淀池等。水源应满足喷灌在水量和水质方面的要求。

1.2.2 水泵和动力设备

喷灌系统常用离心泵、潜水泵、深井泵等作为提水加压工具，其配备的动力可由电动机、柴油机、汽油机等，其配套功率根据水泵要求配定。

1.2.3 管道系统

喷灌使用有压水，一般采用压力管道进行输配水。喷灌管道一般分为干管、支管两级，干管起输配水作用，支管是工作管道。

1.2.4 田间喷灌设备

包括喷头、竖管、支架等，喷头是喷灌系统的专用设备，形式多种多样，但喷头的作用是将压力水通过喷嘴喷射到空中，形成细小的水滴，洒落在土壤表面。

1.2.5 附属工程、附属设备

喷灌工程中还用到一些附属工程和附属设备。如从河流、湖泊渠道取水，则应设拦污设施;为了保护喷灌系统的安全运行，必要时应设置进排气阀、调压阀安全阀等。

1.3 喷灌系统的分类

1.3.1 固定式喷灌

其干支管全部固定不动，其田间喷灌设备固定或移动。这种方式运行管理方便，工作效率高，易于保证灌溉质量，但系统所需管材量大，投资高，目前多用于经济作物灌溉。

1.3.2 半固定式喷灌

干管固定，支管及喷头移动的系统称为半固定式。当支管在一个位置喷洒完毕，就移动到下一个灌水位置。因此整个系统可以减少支管及喷头数量，设配费用减少，但相应增加了劳动强度及运行管理的难度。

1.3.3 移动式喷灌

移动式喷灌系统分为移动管道式喷灌系统和喷灌机组。喷灌机组具有集成度高、配套完整、机动性好、设备利用率高和生产效率高等优点，在农业机械化程度高的地区适宜采用。

2 微灌

微灌是根据作物需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水输送到作物根部附近的土壤表面或土层中去的灌水方法。

2.1 微灌的特点

微灌灌水方法具有如下特点:①灌水流量小，水利用率高;②工作压力低，节能;③对土壤及地形的适应性强;④可结合灌水施肥;⑤适用于咸水地区。目前其存在的主要问题在于灌水器易于堵塞。

2.2 微灌的类型

微灌技术可按水流出流方式和管道布置不同形式进行分类。

1)按灌水时水流出流方式分类:①滴灌;②地表下滴灌;③微喷灌;④涌泉灌溉。

2)按在田间布置的方式分类:①地面固定式微灌系统;②地下固定式微灌系统;③移动式微灌系统;④间歇式微灌系统。

2.3 微灌系统的组成和设备

微灌系统通常由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器4部分组成:

2.3.1 水源

河、湖、渠、塘、井都可作微灌的水源，为保证微灌的水源，常需要修建专门的水源工程。

2.3.2 首部工程

微灌工程的首部枢纽由水泵、动力机械、控制阀门、过滤器、施肥装置、测量和保护设备等组成。他是全系统控制调度的重要组成部分，也是系统的中心。

2.3.3 输配水管网

微灌系统的管网一般分为干、支、毛三级管道。干、支管两级承担配水任务，一般均埋入地下，毛管承担田间灌水任务，根据情况可埋入地下也可放在地面，通过比较确定。

2.3.4 灌水器

灌水器安装在毛管上或是通过连接小管与毛管相连，水流通过灌水器进入土壤湿润物。

3 渗灌

渗灌是利用地下管道将灌溉水输入田间埋于地下一定深度的渗水管道或鼠洞内，借助土壤毛细管作用湿润土壤的灌水方法。

3.1 渗灌的优缺点

渗灌的主要优点是:灌水后土壤仍保持疏松状态，不破坏土壤结构;地表土壤湿度低，可减少地面蒸发;管道埋入地下，可减少占地便于交通和田间作业;灌水量省，灌水效率高;能减少杂草生长和植物病虫害;渗灌系统流量小，压力低，故可节约能源。

渗灌的主要缺点是:表层土壤湿度较差，不利于作物种子发芽和幼苗生长;投资高，施工复杂，且管理维修难，易产生深层渗漏。

3.2 渗灌的类型

渗灌主要有以下两种类型:

3.2.1 地下水浸润灌溉

它是利用沟渠网及其调节建筑物，将地下水位升高，再借毛细管作用向上层土壤补给水分。灌溉时关闭节制阀门，使地下水位逐渐升高至一定高度，向上浸润土壤。平时则开启阀门，使地下水位下降到原规定的深度，以防作物遭受渍害，使土壤水分保持在适用于作物生长的状态。

3.2.2 地下渗水暗管(或鼠洞)灌溉

通过埋设于地下一定深度的渗水暗管(鼠洞)，使灌溉水进入土壤并主要借毛细管作用向四周扩散运移进行灌溉。

3.2.3 渗灌系统的组成于结构

3.2.3.1 渗灌系统的组成

渗灌系统一般由水源工程、首部枢纽、输水部分和渗水器等4部分组成。其水源工程和首部枢纽基本上与微灌系统相似，为渗灌系统提供必要的压力和良好的水质。输水部分的作用是，与水源工程相连接，并将灌溉水输送到田间的渗水器。它的结构可以采用明渠，也可以采用暗渠或地埋暗管。渗水器埋设在地下，是渗灌系统的主要灌水部件。

3.2.3.2 渗水器的种类

渗水器的主要分为渗水管和鼠洞。渗水管种类繁多，在管上开孔透水，或利用管道接缝缝隙渗水，也可制作成多孔透水管。鼠洞是利用拖拉机牵引钻孔器在土壤中钻成的土洞通道。