噴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用研究

艾根生

【摘 要】噴灌技術(shù)是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的一種必要技術(shù)措施。目前噴灌技術(shù)正在逐步完善和提高，并在我國得到了極大地推廣氣。噴灌技術(shù)主要有固定管道式噴灌、半移動(dòng)式管道噴灌、中心支軸式噴灌、紋盤式噴灌、滾移式噴灌機(jī)五種方式。噴灌技術(shù)與其他節(jié)水灌溉技術(shù)相比有其自身的優(yōu)勢(shì)和不足。

【關(guān)鍵詞】噴灌技術(shù)；噴灌方式；節(jié)水灌溉

眾所周知，我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國。農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水資源，但是由于地形和氣候等因素的影響，我國水資源分布在空間和時(shí)間上極不均勻。我國農(nóng)業(yè)用水在面臨水資源短缺問題的同時(shí)還面臨著農(nóng)業(yè)用水的極大浪費(fèi)現(xiàn)象，因此發(fā)展節(jié)水灌溉勢(shì)在必行。噴灌是利用專門設(shè)備把由水泵加壓或自然落差形成的有壓水通過壓力管道送到田間，再經(jīng)噴頭噴射到空中，形成細(xì)小水滴，均勻地灑落在農(nóng)田，達(dá)到灌溉的目的一種機(jī)械化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，近年來隨著噴灌技術(shù)的逐步成熟和推廣，噴灌技術(shù)在我國得到了良好的應(yīng)用。

1.農(nóng)業(yè)灌溉用水現(xiàn)狀及噴灌技術(shù)的應(yīng)用

我國農(nóng)業(yè)灌溉年用水量約4000億m3，占全國總用水量的80%左右。其中占農(nóng)業(yè)用水量的90%～95%是農(nóng)田灌溉用水，農(nóng)業(yè)灌溉每年平均缺水 300 多億m3。然而，由于中國水資源不足，且浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，致使農(nóng)田灌溉利用率很低。

水利部農(nóng)村水利司司長王曉東說，中國農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)主要表現(xiàn)在：一是灌溉水利用系數(shù)低，農(nóng)業(yè)用水的有效利用率僅為43%左右，灌溉用水浪費(fèi)嚴(yán)重，其中渠道輸水損失占整個(gè)灌溉用水損失的80%以上；二是灌溉定額普遍偏高，采用傳統(tǒng)的灌溉模式，全國實(shí)際灌水量超過了實(shí)際需水量的1倍，有的地區(qū)甚至高達(dá)2倍以上。

噴灌技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始發(fā)展，其中有效灌溉面積5587萬hm2，占耕地面積的43%，到1998年已經(jīng)發(fā)展微灌面積18.21萬hm2，占節(jié)水工程總面積的1.19%。由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)能力差、土地分散經(jīng)營和設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)等原因，80 年代噴灌面積仍無明顯增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2002年底，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積為1867萬hm2，占有效灌溉面積的33.4%。

2.噴灌技術(shù)

2.1噴灌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和存在的問題

與其他節(jié)水灌溉相比，噴灌有其自身的優(yōu)勢(shì)：噴灌幾乎適用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果樹等，它對(duì)地形、土壤等條件適應(yīng)性強(qiáng)；灌水均勻度高達(dá)80%～85%，比地面灌溉節(jié)水30%～50%；少占耕地，提高了土地利用率；機(jī)械化程度高，節(jié)省人力；其最大優(yōu)點(diǎn)是使農(nóng)田灌溉從傳統(tǒng)的人工作業(yè)變成半機(jī)械化、機(jī)械化，甚至自動(dòng)化作業(yè)，加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。

然而噴灌技術(shù)也存在一些不可忽視的問題。如噴灌對(duì)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施要求高，一次性投資大；在多風(fēng)、蒸發(fā)強(qiáng)烈地區(qū)容易受氣候條件的影響，有時(shí)難以發(fā)揮其優(yōu)越性，在這些地區(qū)進(jìn)行噴灌應(yīng)該對(duì)其適應(yīng)性進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.2主要的噴灌方式

目前在我國常用的噴灌形式主要有以下幾種：

固定管道式噴灌，即干支管都埋在地下的噴灌方式。這樣的噴灌方式利于管理，節(jié)省人力，可靠性高；另外設(shè)備使用壽命長。不足之處在于設(shè)備投資很高，目前使用塑料管道的系統(tǒng)單位造價(jià)也有12000～18000元/公頃之間，有的甚至達(dá)到22500元/公頃。

半移動(dòng)式管道噴灌，即干管固定、支管移動(dòng)的噴灌方式。與固定管道式噴灌相比，這種方式大大減少支管用量，從而使得公頃投資僅為固定式的50%～70%；但是另一方面，移動(dòng)支管需要較多的人力，并且如果管理不善，容易造成支管的損壞。為了避免或減少因支管移動(dòng)帶來的費(fèi)工、易損等不足，近代發(fā)明了一些由機(jī)械移動(dòng)支管的方式，可以部分或全部克服這一缺點(diǎn)。

中心支軸式噴灌，即支管的一端固定在水源處，整個(gè)支管就繞中心點(diǎn)繞行的噴灌方式。這種方式灌溉質(zhì)量好，自動(dòng)化程度很高；適用于大面積的平原（或淺丘區(qū)），要求灌區(qū)內(nèi)沒有任何高的障礙（如電桿、樹木等）。其缺點(diǎn)是只能灌溉圓形的面積，邊角要想法用其他方法補(bǔ)灌。這一方式比較適用于大平原地區(qū)、大規(guī)模農(nóng)場。

為了克服中心支軸式噴灌機(jī)只能灌圓形面積的缺點(diǎn)，近代在時(shí)針式噴灌機(jī)的基礎(chǔ)上研制出可使支管作平行移動(dòng)的噴灌系統(tǒng)。這樣灌溉的面積就成矩形的。但其缺點(diǎn)是當(dāng)機(jī)組行走到田頭時(shí)，要專門牽引到原來出發(fā)地點(diǎn)，才能進(jìn)行第二次灌溉。而且平移的準(zhǔn)直技術(shù)要求高。因此，沒有中心支軸式噴灌機(jī)使用得那么廣泛，我國也已有產(chǎn)品。其適于推廣的范圍與中心支軸式相仿。

紋盤式噴灌，用軟管給一個(gè)大噴頭供水，軟管盤在一個(gè)大絞盤上。灌溉時(shí)逐漸將軟管收卷在絞盤上，噴頭邊走邊噴，灌溉一個(gè)寬度為兩倍射程的矩形田塊。這種系統(tǒng)，田間工程少，機(jī)械設(shè)備比時(shí)針式簡單，從而造價(jià)也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高壓噴頭，能耗較高。 適合于灌溉粗壯的作物（如玉米、甘蔗等）。也要求地形比較平坦，地面坡度不能太大，在一個(gè)噴頭工作的范圍內(nèi)最好是一面坡。該機(jī)型我國也已有系列產(chǎn)品。

滾移式噴灌，將噴灌支管（一般為金屬管）用法蘭連成一個(gè)整體，每隔一定距離以支管為軸安裝一個(gè)大輪子。在移動(dòng)支管時(shí)用一個(gè)小動(dòng)力機(jī)推動(dòng)，使支管滾到下一個(gè)噴位。每根支管最長可達(dá)400m。這種機(jī)型我國已有產(chǎn)品，適用于矮桿作物（如蔬菜、小麥等）要求地形比較平坦。

3.噴灌技術(shù)推廣中存在的問題及措施

目前我國的噴灌技術(shù)只是作為示范工程，有待于在更大范圍推廣和使用。灌技術(shù)在推廣過程中存在以下問題：

3.1缺乏推廣資金，推廣難度大

推廣需要必要的農(nóng)田噴灌配套設(shè)施的完善。近年來，噴灌技術(shù)雖然在部分地區(qū)推廣使用，并取得了明顯的節(jié)水效果，但是受經(jīng)濟(jì)條件制約，對(duì)噴灌項(xiàng)目建設(shè)的投入仍顯不足。部分灌區(qū)還是土渠輸水，大水漫灌，灌溉水的有效利用率只有50%左右，還有很大的節(jié)水空間。

在積極爭取國家和政府投資的同時(shí)，要充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民群眾的積極性，引導(dǎo)農(nóng)民群眾投資興辦節(jié)水灌溉工程。充分調(diào)動(dòng)社會(huì)辦水利的積極性，國家、地方、集體、個(gè)人一起上，多渠道、多層次地籌集節(jié)水灌溉資金，使節(jié)水灌溉走上良性循環(huán)、滾動(dòng)發(fā)展的軌道，搞好農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)。

3.2 灌溉用水管理不到位，缺乏相應(yīng)的節(jié)水激勵(lì)機(jī)制

我國水資源緊缺，發(fā)展節(jié)水灌溉是必然選擇。但由于缺乏相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，我國農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)的程度不高，這是造成農(nóng)田灌溉用水效率低的主要原因。節(jié)水灌溉激勵(lì)機(jī)制和采用節(jié)水灌溉技術(shù)的激勵(lì)機(jī)制，政府及相關(guān)部門要在借鑒國外研究的基礎(chǔ)上，建立鼓勵(lì)農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制。要激勵(lì)農(nóng)戶節(jié)水灌溉除采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)外，還必須從水權(quán)、水價(jià)和水市場的單獨(dú)作用機(jī)制或聯(lián)動(dòng)機(jī)制出發(fā)，運(yùn)用定性或定量、博弈論或信息經(jīng)濟(jì)學(xué)或構(gòu)建其他激勵(lì)模型的研究方法，探索有效的節(jié)水激勵(lì)機(jī)制。同時(shí)，出臺(tái)相應(yīng)的法律和制度等政策，為有效實(shí)施激勵(lì)手段提供一個(gè)良好的政策后盾，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用。

3.3加強(qiáng)節(jié)水灌溉意識(shí)的普及

受經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系的影響，在水資源充足的地區(qū)，農(nóng)民對(duì)節(jié)水灌溉的積極性不高。政府及民間組織可以通過各種渠道、媒介，大力宣傳節(jié)水灌溉的重大意義，樹立水資源有限和水危機(jī)意識(shí)，增強(qiáng)全民節(jié)水意識(shí)，推動(dòng)節(jié)水灌溉的發(fā)展。

4.結(jié)語

噴灌技術(shù)實(shí)施一項(xiàng)機(jī)械化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，目前我國的噴灌技術(shù)取得了一定的成效，但仍需在更大范圍內(nèi)推廣。各地區(qū)應(yīng)因地適宜，發(fā)展適合當(dāng)?shù)氐墓?jié)水灌溉措施，通過先進(jìn)的灌溉管理體制來實(shí)現(xiàn)管理節(jié)水，推動(dòng)農(nóng)業(yè)節(jié)水的高效快速發(fā)展。另外噴灌技術(shù)的發(fā)展也有利于推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。

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