农田灌溉中自压滴灌技术的应用研究

颜亮

(陕西省泾惠渠灌溉中心，陕西 咸阳 713800)

0 引言

滴灌技术是将具有一定压力的水，过滤后通过经管和滴灌带或滴头以水滴的形式均匀且缓慢地滴入植物根部附近土壤的一种灌溉方式。自压滴灌技术是以滴灌技术为基础发展而来的，具有减排、节水、省工等特点，使得水资源得到充分利用，种田成本降低。

1 自压滴灌技术

1.1 自压滴灌技术的定义

自压滴灌技术也叫压力补偿滴灌技术，主要利用地形形成的坡降产生自然落差，从而使得地表水源产生重力落差，再通过经管和滴灌带配套设施进行配合，将水源以水滴的形式作用于农作物根部，进而保障农作物根部区域得到充足的水分补充。自压滴灌的显著优点是不需要额外动力支持，仅利用地势形成的自然落差，再通过自动恒压装置则可保证每棵农作物的供水量，进而使水资源得到充分利用。在利用此技术时，对水源没有任何特殊要求，无论是来自井底、山涧、水塘等的水都可以作为供水水源，从而达到了水源的合理运用以及节水要求。自压滴灌过程中不会对农作物下的整个土壤结构造成比较严重的破坏，所以土壤环境保持稳定，水分流失较小，水资源利用率较高。在农作物的生长中起到增强抗逆性作用，对避免水土流失以及减少病虫害侵蚀等方面产生了积极影响，进而对生态环境产生了很高的保护效果。

1.2 自压滴灌技术的特点

自压滴灌技术有诸多特点，例如：节水、节源、降低成本等。文章以新疆生产建设兵团第十师一八四团为例介绍自压滴灌技术特点。

1.2.1 节约供水水量

农田灌溉中的自压滴灌技术一般采用以下灌溉模式，从供水水源到农田之间全部采用管道进行输水，这样的灌溉模式相比于传统的地面灌溉和加压灌溉，降低了水分蒸发产生的水分流失，水源的利用率大幅度提高，从而节约了水资源，节水率高达28%。这样的灌溉模式对于水资源贫乏地区有着重要的影响。新疆生产建设兵团第十师一八四团位于古尔班通古特沙漠西北边缘，是一个干旱少雨、水资源贫乏的地区，该团拥有7.20万hm2土地，仅仅依靠冬季积雪形成的地表水和从其他地区引进的8 000万m3维持农牧业生产。自从引入自压滴灌技术进行农田灌溉后，每年可节水1 800万m3。

1.2.2 降低种田成本

灌溉技术出现之后，一段时间内被称为昂贵技术，主要原因为整体灌溉系统过于复杂，投资、运行及维修成本太高。而自压滴灌技术却不是这样，此技术没有前期安装水泵机组等基建的投资成本与后期的维修成本，相比于传统的滴灌技术成本较低。自压滴灌技术输水管网灌溉结构简单，对于种植小面积农田的个体户农民来说，仅通过简单的安装介绍，农户就可以自主安装自压滴灌系统进行农田浇灌。自压滴灌系统的输水管道在地下埋藏，不用修毛渠和畦埂，提高了可利用的农田面积，提高了土地利用率，降低了种田成本。一八四团自从采用了自压式滴灌技术后，个人管理土地的面积增加，亩综合成本起码降低了200元。

1.2.3 使用范围扩大、节省电力资源

自压滴灌技术的使用范围相比于一般滴灌技术扩大了不少，对于应用的地形和土壤的适应性也很强。特别对于山区或者丘陵这样的地形起伏较大、地势窄小、地块分散的区域，采用自压滴灌技术会得到较好的适应效果。整个滴灌系统的输水管道埋藏于地下，不易遭到破坏，减少了维修成本。此技术的主要原理为利用重力落差转换为水的势能，整体工作中无需利用大量电力。

1.2.4 节省肥料、改善生态环境

由于自压滴灌技术采用滴灌的方式进行灌溉，农作物不会出现对肥料吸收不充分的现象，肥料也不会产生流失或者下渗等问题。将水溶性肥料进行合理稀释，使浓度适宜，其后利用自压滴灌系统的施肥罐将肥料直接作用到农作物的根部，节省了肥料，肥料利用率可高达70%。在使用农药方面，滴灌可以随着水源使用农药，使得农药使用效率得到提高，减少了农药对农田以及地下水源的污染，保护了附近的生态环境。

2 自压滴灌技术的系统组成

自压滴灌系统主要由供水水源、首部枢纽以及输水管道系统、滴灌带系统等组成。具体组成要根据特征、输水量、地势特点等情况综合分析，进而选择最优滴灌系统。

由水源地提供的供水水源要先经过引水干渠利用浇混凝土的方式对初级水源进行防渗处理，然后将水引入压力前池中。在压力前池中，灌溉用水先进行沉淀，然后经过管道进行运输。整个压力前池分为3个部分，分别为进水区域、沉淀区域、出水区域，这3个区域主要利用浇筑等方式对水源进行处理。供压装置要根据当地的地形选择建立，注意一定要按照位差供水才可以实现自压滴灌。修建的蓄水池或者水塔的上方应用石棉瓦或者水泥等进行覆盖，以免灰尘进入及藻类滋生。

首部枢纽可以包括施肥罐、过滤装置、水表、减压阀、压力表等设施，其中过滤装置一般采用砂石式过滤器进行初步简单过滤，但是要保障过滤器的筛网为120目，并且具备手动反冲洗的功能。农田灌溉中所用到的施肥罐主要为压差式施肥罐，可根据农田特点进行选择。

输水管网系统主要分为主干管、分干管以及相关若干管件组成，可以使用压力调节设备、流量计等进行监测。在管网布控过程中，要保证管道之间相互垂直，结合当地农田状况进行布控。在铺设毛管时，要根据农作物种植方向进行合理布置，保障农作物的灌溉要求。所有的管道要尽量埋藏在地表以下，干支管道的末端要设置排水设备，以起到减缓管道老化的作用。

3 农田灌溉中自压滴灌技术的应用

3.1 应用现状

自压滴灌技术在农田灌溉中被广泛应用，特别是在干旱缺水地区以及山地丘陵地区，此技术高效地保障了水资源利用率，是目前这两类地区最有效的农田灌溉方式。2016年，一八四团以加压式灌溉技术为基础改造了自压滴灌系统。输水管道总长36 km，设计灌溉面积为0.27万hm2。在该技术使用后，该集团每年可以节省电费160万元，节水1 800万m3。由此可见，自压滴灌技术是一项一年投资多年受益的利农项目。

3.2 应用问题

虽然自压滴灌系统在应用中有多种益处，但是该系统也存在一些问题亟待解决。

3.2.1 灌水器堵塞问题

在汛期灌溉时，没有被沉沙区域沉淀的泥沙会将灌水器堵塞，从而造成灌水器无法工作。同时，灌水器的输水孔径较小，进而容易被堵塞，影响滴灌效果。所以要尽可能保证供水水源干净并且得到充分过滤。

3.2.2 管材设备等问题

自压滴灌技术对管材的要求较高，应按照设计要求选择合适的管道材料。目前国内外常用的管材有聚乙烯、硬聚氯乙烯等，如果需要大口径的管材，可以采用钢管、玻璃钢管、球墨铸铁管等。但是常用的管材在某些特殊情况下则不可以使用，需要开发新型管道材料。

3.2.3 其他问题

在农田灌溉期结束之后，进入冬季，整个管网系统的水将会放尽，这时应当仔细检查管道阀门是否堵塞，以防水有存余对管道和阀门造成破裂情况。应定期检查管道连接，防止管道因连接不牢而脱节，使系统停止工作。农田灌溉管理人员应具有灌溉方面相关知识，经过严格的技术培训才可以上岗工作。

3.3 应用前景

3.3.1 实现自动化控制

自压滴灌系统的技术特性使其有利于实现自动化控制。自动滴灌可以避免人为因素影响，采用主参数为土壤湿度的方式预定工作程序，防止毛管处实际水压低于标准水压进而造成的减产现象。实现自动滴灌后，可以严格执行灌溉制度，定时、定量地实现科学灌溉，灌溉的均匀度得到了保证，减少了人力劳动，提升了灌溉效率。

3.3.2 与清洁能源结合使用

自压滴灌系统用到的电能非常少，只有在阀门的开关以及传感数据传输中会用到少量电能，这时可以利用太阳能、风能、水能等清洁能源为整体系统提供电能，保证自压滴灌系统绿色无能耗的特点。特别是日照时间长、阴雨天少的地方，可以大力发展太阳能。

4 结语

自压滴灌技术在农田灌溉中产生重要影响，节约各种有用资源，提升水资源利用率，同时提升农作物产量，发挥科学技术的作用，提高农业科技水平，促进农业发展。解决自压滴灌技术目前的应用问题，展望应用前景，相信滴灌技术会在未来产生更大意义。