现代高效农田节水措施探讨

2012-04-14韩琼玥戴如飞

水利建设与管理 2012年8期

关键词：微灌土料灌水

韩琼玥戴如飞叶飞

(苏州市水利设计研究院有限公司 215000)

现代高效农田节水措施探讨

韩琼玥戴如飞叶飞

(苏州市水利设计研究院有限公司 215000)

节水农业是现代农业，节水灌溉是科学灌溉。推行节水农业既是解决我国供水危机的首要途径，又是促进我国农业可持续发展的关键步骤，是保障我国整个国民经济持续稳定发展的一项重大战略措施。本文对现代高效农田节水措施进行了探讨。

节水农业节水措施现代农业

1 引言

随着人类社会的进步、经济的发展、人口的剧增，加之水资源浪费与污染，全世界耗水量在快速增长。因人口增长而需要增加的粮食产量，大部分需通过增加灌溉面积来解决。但自20世纪80年代以来，世界人均灌溉农田已有下降趋势，而且由于建设大量引水工程已造成世界范围的河流干枯、地下水超采，现状已令人担忧，特别是在人口众多的发展中国家。据相关部门统计，目前我国有1/4的国土面积缺水，1/10地区的水资源仅能满足人类生存的基本要求，不少地方连起码的需求也不能满足。全国每年缺水量近400亿m3，其中灌区缺水300亿m3，农业平均每年因旱灾减产粮食200多亿kg。因此，在水资源日趋紧缺的情况下再大量发展常规农业灌溉已不可能，故从现在起就应采取有针对性的措施，争取在农业节水技术方面有所突破，发展现代农业。

2 渠道防渗节水技术

渠道防渗技术是为了减少输水渠道渠床的透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。根据渠道使用的防渗材料可分为土料压实防渗、三合土料护面防渗、石料衬砌防渗、混凝土衬砌防渗、塑料薄膜防渗、沥青护面防渗、土工织物防渗以及化学生物防渗技术等。

2.1 土料压实防渗技术

土料压实防渗就是在渠床表面通过碾压建立一层密实的土料防渗层。这项技术造价低、施工简单。目前生产中常用的是通过压实渠床表面土壤或利用黏土等压实而产生一层防渗层。压实厚度一般为10～20cm，斗、农渠5～10cm，干、支渠15～20cm。用该技术进行防渗处理时，必须清除渠底和渠坡的杂草，严格掌握土料含水量，否则就不易压实。

2.2 土料护面防渗技术

土料护面防渗包括三合土防渗和水泥土防渗。三合土由石灰、黏土和砂按一定比例拌和而成。水泥土由水泥和黏土混合而成，水泥土配合比一般为水泥∶料=1∶11左右，将这些材料铺筑在渠床和渠坡的表面压实后可形成一个防渗层，压实厚度一般为10～20cm。该技术防渗效果较好，可就地取材，造价较低，适用于中小型渠道和温暖地带;但因抗冻能力较差，不宜在严寒地区使用。

2.3 石料衬砌防渗技术

灌溉渠道采用石料衬砌，是就地取材的防渗方法中较好的一种，该技术适用于山丘区和石料采集方便的地区。石料一般有块石、片石等，砌筑方法可分为浆砌和干砌勾缝等。

2.4 混凝土衬砌防渗技术

混凝土衬砌，是目前国内外广泛采用的一种渠道防渗型式。该技术特别适用于大中型渠道，具有防渗效果好、适应水流速度高、占地少、减少杂草清除和清淤工作量、运行维修费低、存命长等优点。混凝土衬砌有现场浇筑和预制装配两种施工方式。现场浇筑式衬砌接缝少，造价较低;预制装配式施工受气候条件影响较小，可缩短衬砌工期，减少施工与引水的矛盾，局部破坏易于修补;但接缝多，可能降低防渗效果。

2.5 塑料薄膜衬砌防渗技术

塑料薄膜防渗具有重量轻、用量少、运输方便、造价低、施工简便的优点，且抗腐、防冻胀。缺点是在大气光热作用下易变硬变脆、老化，易被人为破坏。因此采用该技术时，要做好塑膜加工、塑膜铺设和土方回填压实等工序。

2.6 沥青混凝土衬砌防渗技术

沥青混凝土是由粗、细骨料与沥青经过加热(或冷却)拌和、压实而成的防渗材料。该技术具有良好的不透水性、柔性和耐久性，防渗效果可达85% ～95%，成本比水泥混凝土低，适应性较强。沥青混凝土衬砌可分为热拌沥青混凝土、冷拌沥青混凝土和沥青预制件衬砌三种。

3 现代节水灌溉技术

3.1 喷灌节水技术

喷灌是喷洒灌溉的简称。它是利用专门的系统(动力设备、水泵、管道等)将水加压(或利用水的自然落差加压)后送到喷灌地段，通过喷洒器(喷头)将水喷射到空中，并使水分散成细小水滴后均匀地洒落在田间进行灌溉的一种灌水方法。

喷灌与地面灌水方法相比，具有以下优点：

a.节水。由于喷灌可以控制灌水量和均匀度，因此不会产生深层渗漏和地表流失，灌水也比较均匀。

b.适用范围广。无论是小麦、玉米、棉花、大豆等大田作物，还是蔬菜、瓜果等经济作物，都可以采用喷灌。

c.省工、省地。由于喷灌机械化程度高，又便于采用小型电子控制装置，因此劳动生产效率高。

d.改善生态系统与环境，增加产量。

3.2 微灌节水技术

微灌是一种新型的节水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、小管出流灌及渗灌。它是根据作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将作物生长所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法。相对于地面灌和喷灌，它属于局部灌溉。

与地面灌水方法相比，微灌有以下优点：

a.省水节能。微灌一般只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水流量小，不易产生地表径流和深层渗漏，比地面灌省水，能耗低。

b.水肥同步，有利于作物生长。微灌能适时适量地向作物根区供水供肥，可调节棵间温度和湿度，不会造成土壤板结，有利于提高产量和品质。

c.适应性强，操作方便。根据不同土壤入渗特性可调节灌水速度。

下面介绍常见的滴灌、微喷灌、小管出流灌。

3.2.1 滴灌

滴灌是利用安装在末级管道(称为毛管)上的滴头，或与毛管制成一体的滴灌带，在一定压力下使水以水滴或连续细小水流湿润土壤。其节水的原理是：滴灌水滴能有效地湿润作物根部，并满足作物连续的需水要求，减少地表蒸发和地下渗漏。

3.2.2 微喷灌

微喷灌是利用直接安装在毛管上或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤。微喷头有固定式和旋转式两种。前者喷射范围小，水滴小;后者喷射范围较大，水滴也大些，故安装的间距也大。微喷头的流量通常为20～250L/h。除具有滴灌的优点外，还能有效地改善作物生长的微生态系统与环境，协调作物地上地下生长，提高作物整体节水性能。

3.2.3 小管出流灌

小管出流灌溉是利用细小塑料管与毛管连接作为灌水器，以细流(射流)状局部湿润作物附近土壤，小管灌水器的流量为80～250L/h。对于高大果树通常需围绕树干修渗水小沟，以使水流均匀湿润果树周围土壤。在国内称这种微灌技术为小管出流灌溉。其节水的原理是：通过小管把水直接送到作物根部，缩短了作物灌水时间和轮灌周期。