節(jié)水地面灌溉技術(shù)及幾種新的節(jié)水灌溉技術(shù)

摘要：地面灌溉是古老的田間施水技術(shù)，但它目前仍是世界上特別是發(fā)展中國家廣泛采用的一種灌水方法，約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)。

關(guān)鍵詞：節(jié)水；地面；灌溉技術(shù)；節(jié)水灌溉；技術(shù)

地面灌溉是古老的田間施水技術(shù)，但它目前仍是世界上特別是發(fā)展中國家廣泛采用的一種灌水方法，約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)。

鑒于我國水資源與能源短缺，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，廣大農(nóng)村地區(qū)的技術(shù)管理水平較低的現(xiàn)實(shí)，大面積推廣噴、微灌等先進(jìn)灌水技術(shù)還受到很大的限制，因此在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，我國還仍須加大田間工程的建設(shè)力度，大力研究和推廣節(jié)水型地面灌水技術(shù)。

１ 平整土地，設(shè)計(jì)合理的溝、畦尺寸與灌水技術(shù)參數(shù)

平整土地是提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量，縮短灌水時(shí)間，提高灌水勞動(dòng)效率和節(jié)水增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。結(jié)合土地平整，進(jìn)行田間工程改造，劃長畦（溝）為短畦（溝），改寬畦為窄畦，設(shè)計(jì)合理的畦溝尺寸和入畦（溝）流量，可大大提高灌水均勻度和灌水效率。

陜西洛惠渠的研究表明，在入畦單寬流量為3~5L/s時(shí)，灌水定額隨畦長而變，當(dāng)畦長由100米改為30米時(shí)，灌水定額減少150~204m3/hm2；當(dāng)畦長30~100米時(shí)，畦單寬流量從2L/s增加到5L/s，灌水定額可降低150~225m3/hm2。

寶雞峽灌區(qū)進(jìn)行深層滲漏的對(duì)比試驗(yàn)，灌水定額小于675m3/hm2，基本不發(fā)生深層滲漏；灌水定額825~990m3/hm2時(shí)，約有150m3/hm2水產(chǎn)生深層滲漏；灌水定額1350m3/hm?時(shí)，有一半水成為深層滲漏水。

我國幅員遼闊，各地地形和土質(zhì)差異較大，因此難有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各地應(yīng)根據(jù)田間試驗(yàn)結(jié)果，建立計(jì)算機(jī)模型，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬，給出適合本地的適宜畦溝尺寸和灌水技術(shù)參數(shù)。

２ 改進(jìn)地面灌溉濕潤方式，發(fā)展局部濕潤灌溉

改進(jìn)傳統(tǒng)的地面灌溉全部濕潤方式，進(jìn)行隔溝（畦）交替灌溉或局部濕潤灌溉，不僅減少了課間土壤蒸發(fā)占農(nóng)田總蒸散量的比例，使田間土壤水的利用效率得以顯著提高，而且可以較好地改善作物根區(qū)土壤的通透性，促進(jìn)根系深扎，有利于根系利用深層土壤儲(chǔ)水，兼具節(jié)水和增產(chǎn)雙重特點(diǎn)，值得大力推廣。實(shí)踐證明，春小麥與春玉米套種隔畦灌，棉花、玉米等寬行作物隔溝灌或隔溝交替灌，濕潤面積可減少50%，節(jié)水高達(dá)30%以上，增產(chǎn)幅度5%~10%。玉米坐水種，可節(jié)水900m3/hm2，節(jié)電90~105千瓦時(shí)，增產(chǎn)幅度約16%，增收幅度約28%。

３改進(jìn)放水方式，發(fā)展間歇灌溉

改進(jìn)放水方式，把傳統(tǒng)的溝、畦一次放水改為間歇放水，進(jìn)行間歇灌（又稱波涌灌），被稱為80年代地面灌水技術(shù)的一大突破。間歇放水使水流呈波涌狀推進(jìn)，由于土壤孔隙會(huì)自動(dòng)封閉，在土壤表層形成一薄封閉層，水流推進(jìn)速度快。在用相同水量灌水時(shí)，間歇灌水流前進(jìn)距離為連續(xù)灌的1～3倍，從而大大減少了深層滲漏，提高了灌水均勻度，田間水利用系數(shù)可達(dá)0.8～0.9。

４改進(jìn)溝畦放水設(shè)施

改進(jìn)溝畦放水設(shè)施，采用虹吸管（用于明渠輸水）或地面移動(dòng)閘門孔管（用于管道輸水）放水，與人工開口放水相比，田間水利用率可提高5%～10%。目前這些設(shè)施國內(nèi)仍處于試驗(yàn)階段，尚未批量生產(chǎn)。因此，有必要開展聯(lián)合攻關(guān)，對(duì)這些設(shè)施的材料和加工工藝進(jìn)行深入研究，向著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)規(guī)?；?、推廣應(yīng)用普及化方向去發(fā)展。

５ 大力發(fā)展節(jié)水保墑膜上灌

膜上灌是我國在地膜覆蓋栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的地面灌溉方法。它是將地膜平鋪于畦中或溝中，畦、溝全部被地膜覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)利用地膜輸水，并通過作物的放苗孔和專業(yè)灌水孔入滲給作物的灌溉方法。由于放苗孔和專業(yè)灌水孔只占田間灌溉面積的1%～5%，其他面積主要依靠旁側(cè)滲水濕潤，因而膜上灌實(shí)際上也是一種局部灌溉。目前，新疆采用膜上灌的農(nóng)田已達(dá)23.33公頃，甘肅、河南等省也開始推廣。膜上灌形勢有開溝扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、溝內(nèi)膜上灌、膜縫灌、格田膜上畦灌、膜側(cè)膜上灌等多種。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麥等。地膜栽培和膜上灌結(jié)合后具有節(jié)水、保肥、提高地溫、抑制雜草生長和促進(jìn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等特點(diǎn)。生產(chǎn)試驗(yàn)表明：膜上灌與常規(guī)溝灌相比，棉花節(jié)水40.8%，增產(chǎn)皮棉5.12%，霜前花增產(chǎn)15%；玉米節(jié)水58%，增產(chǎn)51.8%；瓜菜節(jié)水25%以上。由于膜上灌是一種新的灌水技術(shù)，還有許多不成熟和不完善的地方，對(duì)其技術(shù)機(jī)制、技術(shù)要素及其設(shè)計(jì)方法都需要進(jìn)一步研究。

６ 新的節(jié)水技術(shù)

６．１ 污水噴灌技術(shù)

利用污水噴灌是將污水處理與農(nóng)業(yè)用水結(jié)合起來的一種污水處理方式，同時(shí)又是一種開源節(jié)流的灌溉方式。噴灌凈化污水，就是將污水噴灑在田里，利用土壤、微生物和作物來分解污水中的一些成分，并使部分水蒸散到大氣中，部分水經(jīng)土壤凈化后滲透泄出再利用。

在利用污水噴灌時(shí)，應(yīng)先對(duì)污水進(jìn)行沉淀、篩濾，除去固體污物，有的還需加入消毒殺菌劑。污水灌的作物應(yīng)以除蔬菜以外的經(jīng)濟(jì)作物為主，對(duì)于谷類作物最好只用于作物生育前期，在作物收獲前一段時(shí)間應(yīng)停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤質(zhì)砂土為好，水量應(yīng)結(jié)合作物的種類和生育期確定，如在作物苗期、早春和晚秋應(yīng)少灌。實(shí)施污水灌要防止大定額灌溉，以免造成地表及地下徑流，灌溉強(qiáng)度以不造成土壤粘閉和不產(chǎn)生地表徑流為原則。如污水水質(zhì)不符合灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用清水污水混合方法，使混合后的水質(zhì)符合灌溉要求后再進(jìn)行噴灌。此技術(shù)較復(fù)雜，最好在專家指導(dǎo)下運(yùn)用。

６．２咸水灌溉技術(shù)

咸水灌溉技術(shù)主要包括不同水質(zhì)的水混灌和輪灌，此外，還有依據(jù)電滲透作用原理利用地下咸水灌溉的技術(shù)。

混灌是將兩種不同的灌溉水混合使用，包括咸淡混灌、咸堿(低礦化堿性水)混灌和兩種不同鹽漬度的咸水混灌，目的是降低灌溉水的總鹽漬度或改變其鹽分組成?；旃嘣谔岣吖喔人|(zhì)的同時(shí)，也增加了可灌水的總量，使以前不能使用的堿水或高鹽漬度的咸水得以利用。

輪灌是根據(jù)水資源分布、作物種類及其耐鹽性和作物生育階段等交替使用咸淡水進(jìn)行灌溉的一種方法。如旱季用咸水，雨后有河水時(shí)用淡水；強(qiáng)耐鹽作物(如棉花)用咸水，弱耐鹽作物(如小麥、玉米、大豆)用淡水；播前和苗期用淡水，而在作物的中、后期用咸水。輪灌可充分、有效地發(fā)揮咸淡水各自的作用和效益。

６．３ 利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉

利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉就是通過一定的設(shè)施來收集空氣中的水分，直接供給植物利用或匯集到蓄水池中以供灌溉之用。德國研究人員用一圓筒來收集空氣中的水分，其內(nèi)壁涂有吸聚陽光熱的涂料，圓筒與若干個(gè)噴嘴管連接，將噴嘴管埋在兩行植物根部之間。白天高溫烤熱的空氣經(jīng)圓筒進(jìn)入噴嘴管里，到了夜間降溫時(shí)，空氣中的水分就凝結(jié)成了露水珠而流到作物的根部。秘魯?shù)难芯咳藛T沿海岸垂直張掛一些大型尼龍網(wǎng)，以吸聚霧氣，待霧變?yōu)樗罅鬟M(jìn)蓄水池，以供沿海灘涂灌溉之用。智利的科研人員利用沙漠地區(qū)的云霧來改造沙漠，他們在巨大的框架上面安裝由聚丙烯塑料制成的雙層網(wǎng)來“捕捉”云霧，云霧在網(wǎng)上凝結(jié)成水，匯集到貯水池中，以供種植的林草或天然沙生植物的灌水之用。

對(duì)于沙漠地區(qū)和缺乏淡水的沿海地區(qū)，利用空氣中的水分進(jìn)行灌溉是一種可取的方法，但如何降低成本，提高效率和實(shí)用性是今后應(yīng)著重解決的問題。

以上所介紹的六種節(jié)水灌溉技術(shù)可供各地在發(fā)展節(jié)水灌溉時(shí)因地制宜地選擇使用。