细数农田水利工程的四项节水灌溉技术

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细数农田水利工程的四项节水灌溉技术

节水灌溉技术有哪些

简介几种常用节水灌溉技术

节水灌溉的主要技术有哪些？

一、细数农田水利工程的四项节水灌溉技术

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针对农田水利工程，分析农田水利工程的实质，重点研究农田水利工程中的节水灌溉技术，分析如下：

1 喷灌式节水灌溉技术

此类技术主要适用于大面积的农田灌溉，借助喷灌机，实现节水灌溉。工作原理：利用喷灌机运行时的压力，带动卷盘，促使水资源可以通过软管，实现正常灌溉，在喷灌机上安装喷头，保障农田水利可以大面积接受喷灌水分，农田灌溉的路线可以自行设计，自由移动喷灌机即可，随着喷灌机的移动，实现农田水利各个方向及方位的灌溉 。技术优势：能够适用在不同的农田地形中，操作上比较方便，不需要复杂的管理方式，可以实现自动化的技术控制，灌溉效率非常高。技术缺点：耗损相对较大，占据农田面积较大，必须借助设备通道才可实现喷灌，所以在农田内需建设专用通道，浪费农田面积。

2 微灌式节水灌溉技术

此技术适用于大棚种植，尤其是蔬菜类的作物，在大棚室内完成灌溉。工作原理：根据作物的需水要求和灌溉周期，利用滴灌或微喷的方式，在农田灌溉区域，构建通水管道，在管路周围安装灌水器，还可在灌水的同时，融入作物所需要的养料、肥料，直接将管路放置在作物的根部，促使水分在重力的作用下，顺利流入农田内，达到灌溉的效果。技术优势：节水效果较好，既可以防止水分外泄，也可防止水分过度蒸发，而且技术所需要的组合设备比较简单，基本是由管路、滴头、滴灌等组成，不需要规模较大的机械设备，有效做好水资源节约的工作。

3 井灌式节水灌溉技术

此技术主要是防止过度使用地下水资源，防止地下水位过低，利用科学的生态搭配，达到节水灌溉的效果。围绕农田的生态水资源，进行合理的划分，例如：将井灌高峰期安排在农田急需水分的时期，除此时期以外，尽量降低农田的灌水量和灌水周期，以农田的总产为生产目的。可以将井灌设置到农田的中心位置，利用干管与直管，形成移动式的井灌系统，安装两套井灌系统，达到井灌的最佳状态，井灌式的节水灌溉技术，既可以有效分配地下水源，避免水资源的无理开采，又可以达到节水高产的状态。

4 防渗式节水灌溉技术

此技术主要用于水库灌溉的农田水利，因为水库蓄水本身含量较少，不可实现循环或再生效果，所以需以水库含量为主，实行农田节水灌溉。工作原理：在农田中加入防渗薄膜，避免灌溉时，水资源渗漏到无需灌溉区域，造成水资源浪费，一般农田在实行防渗技术时，基本会建立专有的通水渠道，例如：混凝土、石块等，着实提高防渗效果 。技术优势：技术设备稳定性较高，而且可以长期使用，既可以实现水资源的外部贮存，还可以避免水资源的蒸发及渗透。

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一、节水灌溉技术有哪些

节水灌溉技术包括哪些？
一、低压管道输水灌溉：又称管道输水灌溉，是通过机泵（或利用天然水头）和管道系统直接将低压水引入田间进行灌溉的方法。这种利用管道代替渠道进行输水灌溉的技术，避免了输水过程中水的蒸发和渗漏损失，节省了渠道占地，能克服地形变化的不利影响，省工省力，一般可节水30％，增产20％，省地5％，且投资不大，普遍适用于我国北方井灌区。

二、喷灌：俗称人工降雨，是利用专门设备将水喷射到空中分散成细小的水滴，形成类似下雨效果的一种灌溉方法。喷灌受地形条件的限制小，在砂土或地形坡度达到5％等地面灌溉有困难的地方都可以采用，一般能增产15％，节水40％，提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7％。但喷灌受风力影响大，且容易产生蒸发损失，不适宜空气特别干旱、风力较大的地区。由于喷灌设备投资较高，目前多用在水资源缺乏的经济较发达地区。

三、微灌：是利用专用设备将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌溉技术。微灌是目前节水、增产、优质效果最好的一种节水灌溉技术，但由于其投资较高，目前仅限于经济作物中使用。微灌通常分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌四种形式。

1.滴灌：是利用滴头（滴灌带）将压力水以水滴状或连续细流状湿润土壤进行灌溉的方法。常见滴头有孔口滴头、发丝管滴头、内镶式滴灌管、双上孔滴灌带、迷宫式滴灌带等。滴灌主要用在果园、花卉、保护地栽培中。

2．微喷灌：是利用微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤进行灌溉的方法。常见微喷头有固定式微喷头、旋转式微喷头、多孔式微喷带、脉冲式微喷头等。微喷灌主要用在果树、花卉、园林、草地、保护地栽培中。

3．小管出流灌溉：是利用直径ф4毫米的塑料管作为灌水器，以细流状湿润土壤进行灌溉的方法。这种方式投资较低，主要用于果树的节水灌溉。

4．渗灌：是利用一种特制的渗灌毛管埋入地表以下30-40厘米，压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流形式湿润周围土壤的灌溉方法。

四、改进沟畦灌溉：对传统的沟灌和畦面灌溉适当改进，能节水10％-20％，增产10％-15％。基本原则是平整土地，加大灌水流量，将长沟、大畦改为较短沟、小畦，并采用合适的流量和引水时间进行灌溉。适宜沟灌的地面坡度为0.003-0.008，灌水沟长度不大于100米，宽度0．3米-0．8米，入沟流量控制在0．5升-3升/秒。畦灌要求地面平整，适宜的地面坡度为0．001-0．003，自流灌区取畦长50米-75米、井灌区25米-40米，畦的宽度不大于3米，并与农机具作业要求相适宜，入畦单宽流量（每米畦宽的流量）3升-6升/秒·米。

五、膜上灌：又称膜孔灌，是在地膜栽培的基础上，利用膜上行水，通过放苗孔和专用灌水孔向作物供水的灌溉方法，可节水25％-35％，增产15％-20％。采用该技术需要平整土地，田块长度不超过75米，宽度不大于3米，覆膜后在膜两侧筑起畦梗，并把地膜两边翘起埋入畦便中，将水完全约束在膜上流动，完全通过膜孔灌水。单定流量控制在0．3升-0．6升/秒·米，每次亩灌水量10方-40方。

六、坐水种：又称注水灌，是将一定量的水注入局部土壤中，以满足种子发芽和保苗需水最低限度的一种局部灌溉方法，它简便易行，适宜于北方旱区播种时土壤含水率低、不能确保全苗时应用。采用坐水种播种前应先进行浸种或用保水剂、抗旱剂处理种子，使种子吸足水，亩灌水量控制在3方-5方（每坑中灌水2公斤-2.5公斤；或沟灌水深度控制在3厘米左右）。有条件的地方可使用抗旱保苗灌水机实施坐水种，能一次完成开沟、注水、播种、施肥、覆土、覆膜等工作。

七、窑窖节水灌溉：利用窑窖、水池等蓄水设施，将天空降雨集蓄起来作为灌溉水源时，由于蓄水量有限，应该采用覆膜保墒并配合坐水种、地膜穴灌、膜上灌、地面移动管道灌溉、微灌等节水灌溉措施。窑窖节水灌溉一般适宜于宽行距的作物，一个盛水60吨的水窖可保证2亩地的灌溉要求。

二、简介几种常用节水灌溉技术

中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等，均为人为控制灌溉时机和灌水量，属于“被动式”灌溉模式。
渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。
传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85，比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。
根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；②砌石(卵石、块石、片石)防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。
管道输水
管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%—30%；省地2%—3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资(以下同)，亩投资为100元—150元。
在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。
喷灌
喷灌是利用管道将有压 喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。喷灌的主要优点如下：(1)节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大，一般可达20%—40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%—20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。
（1）移动管道式喷灌通常将输水主干管固定埋设在地下，田间支管和喷头可拆装搬移、周转使用，因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用这种灌溉形式。10多年来的实践证明：移动式管道喷灌除了具有一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民负担和有利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外，还具有设备简单、操作简便、投资低、对田块大小和形状适应性强、一户或联户均可使用等优点，是目前较适合我国国情、可以大力推广的一种微型喷灌形式，可适用于大田作物、蔬菜等，亩投资为200元一250元。
（2）固定管道式喷灌　固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动， 其灌溉效率高，管理简便，适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右)，不利于机械化耕作。
（3）中心支轴式与平移式大型喷灌机只能在预定范围内行走，行走区域内不能有高大障碍物，土地要求较平整。其机械化和自动化程度高，适用于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用国产设备，每亩投资为300元-400元。
（4）卷盘式喷灌机 靠管内动水压力驱动行走作业， 与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比，具有机动灵活、适应大小田块、亩设备投资低等优点。 目前进口设备每亩投资为；50元左右， 设备国产化后可进一步降低投资， 这是一种适合我国国情、有发展前景的喷灌形式， 可适用于大田作物、蔬菜等。卷盘式喷灌机有喷枪式和析架式两种， 后者具有雾化好、耗能低的优点。轻小型机组式喷灌，可以手抬或装在手推车或拖拉机上，具有机动灵活、适应性强、价格较低等优点，通常用于较小地块的抗旱喷灌。每亩投资为100元-200元。
微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水，可增产30%以上， 能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国产设备亩投资一般在500元-800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。
滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。
接管道的固定程度， 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌，其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时， 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌， 其干、支管固定， 毛管由人工移动。亩投资为500元-700元。移动式滴灌，其干、支、毛管均由人工移动，设备简单，较半固定式滴灌节省投资，但用工较多。亩投资为2m元一500元。

覆膜灌
用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作膜上灌，在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下，或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉，这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点，又具有地膜覆盖的优点，节水增产效果更好。
痕灌
2013年2月26日，华中科技大学对外发布消息，学校痕量灌溉研究中心历时10多年研发出“痕量灌溉”技术，一举打破农作物“被动式补水”传统灌溉模式，改由农作物自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化学上微量元素与痕量元素概念启发而取名，主要指能在超微流量向作物长久供水，痕灌单位时间的出水量可达到滴灌的百分之一到千分之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头，由具有良好导水性能的毛细管束和具有过滤功能的痕灌膜组成，控水头埋在作物根系附近，毛细管束一端与充满水的管道相连，另一端与土壤的毛细管相连，感知土壤水势的变化。作物吸水导致根系周围的水势降低，即发出需水信号，控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围，直至作物停止吸水；控水头内的痕灌膜可防止毛细管束因杂质而堵塞，保证系统长期稳定工作。[2] 多年田间试验表明，痕灌比滴灌节水50%左右，即使在滴灌无法使用的地区也可推广应用。
痕量灌溉应用前景广阔。痕灌节水技术能耗更少，节水更多。尤其是能够突破在常规节水灌溉很少涉及的荒漠化治理、矿山修复、城市绿化等领域的发展，能为解决粮食安全、生态保护和水资源危机作出贡献。水利部等有关部委已表示将进一步深入研究此项高效节水灌溉新技术，积极创造条件进行大田试验，不断积累经验，逐步完善技术，使之在更大范围推广应用。

三、节水灌溉的主要技术有哪些？

目前推广应用的节水灌溉技术主要有:
渠道防渗和管道输水技术
。是提高渠渠道水利用有效系数的工程措施,可采用混凝土衬砌,塑料薄膜防渗等,
渠道防渗和管道输水技术
低压管道输水灌溉技术
也有明显的节水、节地、节能和增产效果。
低压管道输水灌溉技术
喷灌技术
。有山丘地区自压喷灌系统、移动或小型喷灌机组、圆形喷灌机组等。
喷灌技术
微灌技术(滴灌与雾灌)
。与地面喷灌相比,节水50%~60%增产效果更显著。雾灌技术,比喷灌更节能节水,比滴灌抗堵塞,供水快,也用于茶园、果园、蔬菜、树木、花卉等作物的节水灌溉。
微灌技术(滴灌与雾灌)
节水灌溉的主要目的是为了节约用水。在农业节水方面还有节水农业技术和节水农艺技术。
农业节水技术
有：
农业节水技术
选用抗早节水的作物品种。这是一项投资少、易推广、增产节水效果明显的措施。
农田秸秆覆盖技术。能抑制土壤蒸发,同时兼有增加土壤养分的作用。小麦、玉米田用秸秆覆盖后,每公顷增产375-750千克。
少耕、免耕技术。具有增肥地力,省工,省时、节能和节水的效果,如结合秸秆覆盖技术,增产效果更显著。
节水栽培技术,是因地制宜地采用调整种植结构、调整播种期、改变播种深度和施肥量以及田间管理技术,能起到保墒、促全苗、壮苗、增产的效果。
此外,还有应用抗旱剂、保收剂及蒸发制剂等化学节水抗旱措施。如利用保水剂具有较强的吸水能力,用于种子包衣、苗木灌根有较好的保苗效果;抗早剂有调节作物生长功能、减少叶面蒸腾量的作用;土面、水面抑制蒸发剂能有效减少蒸发和保水增温的效果。