微灌技术在我国的发展现状及前景展望

（平凉市水利水电勘测设计院，甘肃 平凉 744000）

水是农业生产的命脉、重要的生态环境资源，农业发展与水息息相关，全球超过80%的农业发展仅依靠自然降水生长，剩余的农田具有灌溉条件，全球人口增长速度远高于灌溉面积的增长速度，水资源的开发利用成本也越来越大[1]。

我国大部分地区现阶段高效节水法规和配套措施尚不完善，缺乏严格的节约用水管理制度，节水激励机制不健全，节水意识不强。现阶段工业产品以电力、建材、农产品加工等为主，生产工艺相对落后，节水设施投入不足，用水指标差距大。

现阶段灌区大多建于上世纪六七十年代，部分灌区建设标准较低、配套不完善，设施老化失修、水资源利用效率较低，灌区以传统灌溉渠道为主，高效节水灌溉占用率低，灌溉水利用系数低下，农业节水地区差距较大。且节水法规和配套措施不健全，缺乏严格的节约用水管理制度，节水激励机制不健全、节水意识不强、节水设施投入不足。虽然高效节水灌溉取得了一定成效，但从新时期对节水型社会建设的总体要求来看，在高效节水建设方面仍然相对比较滞后。部分地区在农业高效节水方面，受经济社会发展特别是农业生产条件的制约，农业节水特别是高效节水灌溉建设主要依靠国家投资，农业节水的内在动力和长效投资机制尚未形成。

为了合理开发利用水资源，充分发挥水资源的灌溉效益，在国家、省级、地方政府以及发展高效节水农业的企业投资支持下，微灌技术得到了很大的发展，通过对微灌技术的现状与发展趋势探析，对促进其发展具有重要意义。

一、微灌技术的简介

微灌，即按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和作物生长所需的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。按灌水时水流出流方式的不同，分为如下四种形式：一是滴灌。滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式，常用于蔬菜大棚、苹果产业园、药材种植等。二是地表下滴灌。即将全部滴灌管道和灌水器埋入地表下面的一种灌水形式。三是微型喷洒灌溉。即利用折射式、辐射式或旋转式微型喷头将水洒在枝叶上或树冠下地面上的一种灌水形式。四是涌泉灌溉。即通过安装在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式使水流入土壤的一种灌水形式。涌泉灌溉适于果园和植树造林的灌溉。[2]

二、微灌系统的组成、分类及微灌设备

1987年由武汉水利电力学院、山西省水利厅、福建省水利水电厅等多家单位参与，节水灌溉方面的专家参与编著的《微灌工程技术指南》对微灌系统进行了详细阐述，简要介绍了微灌工程的施工安装和运行管理技术。

（一）微灌系统组成

通常由水源工程、首部枢纽工程、输配水管网工程和田间灌水器4部分组成。一是水源，河、湖、渠、塘、井均可作为微灌水源。二是首部枢纽，一般由加压泵、闸阀、过滤设备、施肥设备、测量和保护措施。三是输配水管网，一般分干、支、毛3级管道。四是灌水器，有滴头、微喷头、涌水器和滴灌带多种形式。

（二）微灌系统分类

主要分为地面固定式、地下固定式、移动式、间歇式4种微灌系统。

（三）微灌设备

一是灌水器，分为间接式滴头、孔口式滴头、微灌滴头、双腔毛管、折射式微喷头、射流旋转式微喷头。二是管道和管件。指用于连接组装管网部件，如各种弯头、闸阀等。三是过滤器，采用二级过滤，稳定微灌性能，防止喷头堵塞。四是施肥设备，将配合比适中的农药或化肥加入施肥罐中，溶解后通过加压设备将药物或化肥输送至田间灌水器。[3]

三、微灌技术在我国的发展现状

微灌技术在我们国家的试验研究始于1974年，引进墨西哥滴灌设备进行试点，增产效果显著[4]。经过30多年的发展，微灌技术从零开始，取得了突破性的成果，主要分为4个阶段。

（一）技术引进初期

中国水电院等单位积极消化吸收引进技术，多家单位联合研发，设计生产的滴灌设备产品。

（二）技术设备研发期

改进微灌设备产品，区域性的应用试验，试点推广阶段，主要在微管灌水器、管式、孔口等灌水器方面得到的很大的发展；微灌技术得到了很大的提升，随后微喷灌水器研制成功，大量企业投入研发和推广中。

（三）技术规范发展期

高昂价格的国外先进技术和高质量的微灌设备进入我国市场，但均不符合我国微灌技术的长期发展需求。微灌技术面临的制约因素太多，发展比较缓慢，因此在大量调研和征求各方意见后，“十五”期间，制定出台相关技术规范以及设计标准，为该系统推广提供了理论依据。[5]

（四）技术大量推广期。

截至目前，农田灌溉水有效利用系数由2010年的0.50提高到现在的0.53以上，在加强灌区节水配套改造、实施330个规模化节水灌溉增效示范项目和309个牧区节水灌溉示范项目的同时，通过小型农田水利设施建设补助专项资金重点倾斜、扩大节水灌溉设备购置补贴范围等措施，大力实施按区域划分的节水增粮、增效、压采、减排等区域规模化高效节水灌溉工程建设。均比传统的效率高，特别是在西南山丘区结合“五小水利”工程建设大力发展集雨节灌，既促进了当地群众脱贫致富，又提高了水资源利用效率。

四、微灌技术存在的问题及对策

微喷技术传统的喷灌技术耗能、耗水量大，而且对各个方面的要求都很高[6]，所以，它在应用中存在以下方面的问题。

（一）灌水不均匀

埋入地下的微孔透水管，沿管线纵向透水性很不均匀，生产偏差大，不能满足灌水均匀性要求。今后应续加大新型灌水器的研发，可解决灌水不均匀的问题。

（二）堵塞

水质的好坏直接影响灌水器的正常工作，降低灌水效率，一般均应经过过滤，若水质较差，可设置沉淀池，部分需进行化学处理。[7]

（三）表层土壤补墒及限制根系的发展

微灌水在重力作用下，主要向下运动。为防止耕作机械对管道可能产生的损坏，渗灌管必须埋设在根深以下，作物苗期表层土壤补墒问题难以解决，也容易造成土壤板结，限制根系发展。

（四）规划设计技术参数

没有微灌条件下不同土壤、作物水分运移规律及对作物长势影响的系统观测资料，没有不同作物、土壤、气候、地形等组合条件下管道适宜长度、埋深、间距等规划设计参数，应该根据不同作物的不同灌水规范，合理设置管道布设间距，设置参数，灌溉制度等。

（五）引起盐分积累

当在含盐量高的土壤上进行微灌时，土壤盐分会随水分积累在湿润区的边缘，遇降雨被冲到作物根区而引起盐害[8]。

（六）运行成本

微灌工程一般由中央、省级及地方政府投资，部分企业也发展高效节水的设施农业，但由于工程造价偏大，后期管理技术要求较高，运行成本比较大，因此需加大技术方面的培训力度，合理与农业技术结合，让投入产出合理。

五、微灌技术在我国的发展前景展望

近年来，国家加大了产业结构调整步伐，微灌技术在未来将会快速发展，解决目前水资源不足的问题。从环境资源来说，来水量满足本工程需水量，微灌技术实施多年，积累了大量经验；从认识方面分析，随着高效农业的兴起，人们对节约用水认识深刻，全民节约用水、科学用水的认识思想进一步提高；从政策环境来讲，在“十三五”规划中，逐年分批次实施，机遇难得；从经济承受能力方面分析，随着经济水平及群众的收入水平提高，经济投资是可以承受的。从国民经济评价来看，经济收益明显，经济效益高，因此技术推广是合理的。

微灌技术在节水灌溉中有很重要的地位，提高水的利用率是当代水利人的光荣而艰巨的职责。[9]今后微灌在高效农业的发展中仍起关键性的作用，它对农民增收增产、提高水的利用率起决定性的指导作用，今后需要解决以下几个方面的问题。一是灌溉系统的规划方面。应该做到系统规划符合当地农业的发展水平，便于推广，因地制宜，灌溉系统全面为当地服务，以当地的生态环境、经济效益为先。二是灌溉管道的优化方面。做好管道的优化设计，不造成混乱，不造成水、材料的浪费。三是灌溉管件的合理设计方面。对喷头方面进行合理设计，防止由于水质不好而造成的堵塞，主要对弯头、三通、四通等部位进行合理设计，减少水头损失，避免浪费。四是灌溉技术的造价方面。以经济、高效、合理为标准，对工程的造价进行合理的设计，为农民带来更好的经济利益。

随着科学技术的高速发展，未来微灌技术将会朝着自动化、智能化的方向发展，微灌技术中将会出现自动化管理，计算机网络将会更好的应用在微灌中，可以根据微灌技术进行的影响条件，如气候、温度、空气湿度、光合速率等条件在一定时段的数据，输入计算机程序中，有计算机程序自动进行灌溉，这样既节水又节省人力。相信我们国家的微灌技术在未来将会越来越成熟，微灌技术在我国会有更广阔的前景。

[1]马光明.节水灌溉技术现状与发展趋势分析[J].农业与技术,2015,35(16):53+88.

[2]汪志农.灌溉排水工程学[M].北京:中国农业出版社,2003:77-80.

[3]王仁法.微灌技术在我国的应用[J].塑料,2001,(2):13-17.

[4]于洋,公丕臣,范志鹏.微灌技术现状及发展[J].农机化研究,2007,(11):252.

[5]白杉.我国微灌设备现状及存在的问题[J].农机市场,2006,(3):8.

[6]冯广志.关于微灌技术研究与推广的几个问题[J].节水灌溉,2000,(2):6-8.

[7]秦永果.微灌过滤施肥装置应用中存在问题与对策研究[J].山西水利科技,2007,(3):58-59.

[8]史秀兰.滴头堵塞的水质化学分析[J].喷灌技术,1995,(2):39-41.

[9]聂世虎,石远华.微灌工程的优化设计[J].水利科技与经济,2006,(5):316-317.