探究節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

李美臻 吳美霖 金輝

摘要：本文分析了我國節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國的節(jié)水灌溉技術(shù)起到積極推動(dòng)的作用。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：S275文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近年來，隨著我國對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)重視程度的加深，無論是節(jié)水灌溉工程技術(shù)還是節(jié)水灌溉農(nóng)藝技術(shù)都得到了較快的發(fā)展，但是我國節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展還不是很完善，主要體現(xiàn)在它的推廣和應(yīng)用上，難度十分大，從而嚴(yán)重制約了我國節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展。

一、目前我國節(jié)水灌溉技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，我國常用的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有：渠道防滲技術(shù)、低壓管道輸水灌溉技術(shù)、噴灌、微灌技術(shù)。接下來主要對(duì)這幾種技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

（一）渠道防滲技術(shù)

現(xiàn)今，我國灌溉農(nóng)業(yè)總用水量的80%主要應(yīng)用渠道中的水源，然而在輸送途中，一部分水量會(huì)由渠道滲入渠床，渠道防滲技術(shù)就是為了減少這種水量的流失而使用的一種工程節(jié)水技術(shù)。為了減少滲入量，渠道防滲層通常使用土料、水泥、混凝土、漿砌石、瀝青混凝土等鋼性材料以及PE，PVC及其鋼性薄膜材料建造，防滲渠道斷面也多采用U形斷面。這種防滲技術(shù)的使用，使水流速度提高，利于引高含沙水灌溉，大大降低了水量的流失，提高水量的利用率，節(jié)約了投資和運(yùn)行的費(fèi)用;有利于調(diào)控地下水位，防止次生鹽堿化，同時(shí)減少了渠道的沖刷、淤積以及坍塌，是一種較理想的節(jié)水防滲措施。

（二）低壓管道輸水灌溉技術(shù)

低壓管道輸水灌溉技術(shù)一改傳統(tǒng)的土渠輸水，通過使用低壓輸水管道將水直接送到田間灌溉作物，這種灌溉方法大大降低了水在輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)。我國在20世紀(jì)50年代開始試點(diǎn)應(yīng)用，至今己有六十年的歷史，但是當(dāng)時(shí)由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件差以及技術(shù)水平較低、技術(shù)設(shè)備不配套等原因致使這種灌溉技術(shù)未能得到大面積的推廣。到了20世紀(jì)80年代，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化的建設(shè)，我國水資源明顯不足，為了節(jié)約用水，各級(jí)政府以及群眾開始重視起來，并進(jìn)行了一系列的操作去推廣此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，并在“七五”期間作為國家科委重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施。經(jīng)過實(shí)踐取得了較大的成果，研制出了符合中國國情的薄壁PVC管、PVC纏繞管、雙壁紋PVC管、水泥沙管、石灰混凝土管等低壓管材和配套管件。低壓管道輸水灌溉技術(shù)的使用，不但可以減少水的滲漏和蒸發(fā)，同時(shí)還可以節(jié)能25%左右。它具有一次性投資較低，操作管理方便，設(shè)備要求簡單，農(nóng)民易掌握等特點(diǎn)，深受廣大農(nóng)民的好評(píng)，由此可見，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景良好。

雖然此項(xiàng)技術(shù)得到了農(nóng)民的認(rèn)可以及國家的重視，但它還存在很多問題:一是配水系統(tǒng)較差。低壓管道輸水灌溉技術(shù)在田間的使用，仍然沿用傳統(tǒng)的溝畦灌，田間水量的利用率雖然有所提高，但相對(duì)比較還是較低，這就需要改換配水系統(tǒng)，提高水的利用效率。二是使用裝置不配套。適用于低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的管件、簡易量水裝置以及安全保護(hù)裝置不是很配套，還需要進(jìn)一步的定型、完善。

（三）噴灌

噴灌技術(shù)至今為止己有40年的歷史，起初由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件差、設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)等原因致使此項(xiàng)技術(shù)未能快速發(fā)展起來，直至“七五”規(guī)劃，引進(jìn)高新技術(shù)與科技人員，大大促進(jìn)了此項(xiàng)灌溉技術(shù)的發(fā)展。所謂噴灌，是一種通過噴頭將水分散成細(xì)小水滴后均勻噴灑在田間進(jìn)行灌溉的一種灌溉方式，主要是利用專門的系統(tǒng)，如:動(dòng)力設(shè)備、水泵、管道等，將水進(jìn)行加壓而進(jìn)行操作的。此項(xiàng)技術(shù)具有人為控制灌水量，適用于任何地形和作物，可對(duì)作物進(jìn)行適時(shí)適量的灌溉等特點(diǎn)，而且同傳統(tǒng)的灌溉方式相比，具有灌溉均勻、質(zhì)量高、節(jié)水量大、節(jié)省勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì)，深受國家的重視，由此可見，噴灌技術(shù)的發(fā)展前景也十分光明。但是噴灌技術(shù)還是具有一定的缺點(diǎn)，它受風(fēng)影響大，蒸發(fā)損失也較大，而且一次性的投資、耗能較大等，這些因素嚴(yán)重的制約了噴灌技術(shù)的發(fā)展。

（四）微灌

我國微灌技術(shù)開始發(fā)展于20世紀(jì)70年代，至今己有40余年，目前為止己經(jīng)發(fā)展面積2.3萬hm3。同其它灌溉技術(shù)相比，是一種新型的、相對(duì)最節(jié)水的灌溉技術(shù)。它主要是以持續(xù)、均勻和受控的方式將水輸送到農(nóng)作物的根系，可以使用低壓管道、滴頭或其它灌水器來進(jìn)行操作。微灌技術(shù)包括滴灌、微噴灌、滲灌等，其中滴灌面積約占一半，它的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：引進(jìn)、消化和試制；設(shè)備和理論上深化研究和改進(jìn)；研制、制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。微灌技術(shù)具有節(jié)水、節(jié)能、增產(chǎn)效果顯著，對(duì)地形、土壤和作物種類的適應(yīng)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，可見，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景十分可觀。但還是存在一些問題，如:微灌設(shè)備種類少、性能差、微灌系統(tǒng)抗防堵塞研究較少、微灌技術(shù)應(yīng)用范圍較窄等。這些因素的存在，嚴(yán)重制約了此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，因此，微灌技術(shù)還需進(jìn)一步研究與推廣。

二、我國節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）發(fā)展灌溉水輸配系統(tǒng)的節(jié)水

受經(jīng)濟(jì)狀況與技術(shù)條件限制的影響，主要是以明渠輸水為主的我國農(nóng)田灌溉水的輸送方式，在較早的時(shí)期下挖掘修建的大部分的明渠，沒有采取防滲措施，結(jié)構(gòu)較為簡單。而在明渠輸水中，主要是以蒸發(fā)、滲漏和廢泄為主的灌溉水的損失方式，其中最多的一種水資源損失形式就是滲漏消耗了水資源。最重要的是要做到渠道防滲在對(duì)灌溉水的輸配系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)水改進(jìn)措施中。同時(shí)利用低壓管道輸水的方式，還可以采取將土渠的輸水方式，提高灌溉水的利用率，減少水資源的耗損。

渠道防滲，是控制地下水位與減少輸水損失，在節(jié)水灌溉中占有十分重要的地位，提高渠道水利用系數(shù)的工程措施。目前防滲襯砌的材料主要有瀝青混凝土、混凝土、復(fù)合土工膜料、灰土、砌石、水泥土等，其中混凝土材料占有很大的比重。積極推進(jìn)渠系防滲，是減少輸水損失的主要技術(shù)措施，仍為今后節(jié)水灌溉發(fā)展的主攻方向。

（二）發(fā)展低壓管道輸水技術(shù)

減少輸水損失的另一途徑就是灌溉輸水管道化，是國際上農(nóng)田灌溉輸水方式的發(fā)展趨勢(shì)。采用低壓管道輸水，可以大大減少輸水過程中的滲漏和蒸發(fā)損失，以管代渠，使輸水效率達(dá)95%以上。另外，以管代渠，可以使土地利用率提高2%~3%減少輸水渠道占地，且具有省工省時(shí)、便于機(jī)耕、管理方便、輸水速度快和養(yǎng)護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)。

（三）發(fā)展田間灌溉水的節(jié)水

在減少了水資源輸送到田間過程中的水源損耗后，如何充分利用節(jié)水技術(shù)實(shí)現(xiàn)田間灌溉就成為了節(jié)水灌溉技術(shù)中最關(guān)鍵的問題。我們認(rèn)為，在對(duì)田間灌溉水進(jìn)行利用時(shí)，可以通過提高灌溉技術(shù)和改善灌溉制度這兩方面入手，具體分析如下:提高灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。在提高田間灌溉技術(shù)方面，可以通過實(shí)施節(jié)水地面灌溉、噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)等幾種方法措施來實(shí)現(xiàn)。由于我國技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的限制，地面灌溉這種傳統(tǒng)的澆灌方式還會(huì)再很長一段時(shí)間內(nèi)仍是田間灌溉的主流方法，因?yàn)槲覀兙团c節(jié)水地面灌溉技術(shù)為例，分析提高灌溉技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的重要作用。

提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量就是平整土地，提高灌水勞動(dòng)效率和節(jié)水增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施，縮短灌水時(shí)間。進(jìn)行田間工程改造需結(jié)合土地平整，改寬畦為窄畦，劃長畦(溝)為短畦(溝)，設(shè)計(jì)合理的入畦流量與畦溝尺寸，灌水均勻度和灌水效率可大大提高。改進(jìn)傳統(tǒng)的地面灌溉全部濕潤方式，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)雙重優(yōu)點(diǎn)，值得大力推廣。

（四）發(fā)展節(jié)水灌溉制度

節(jié)水型灌溉制度是以產(chǎn)量、水分利用效率和經(jīng)濟(jì)效益三者高水平的有效統(tǒng)一為目標(biāo)。作物產(chǎn)量不但取決于灌水量，更與之分配有關(guān)。因此，合理的灌溉制度，應(yīng)是在弄清各種作物不同生育時(shí)期缺水減產(chǎn)情況的基礎(chǔ)上，實(shí)行省水灌溉或最優(yōu)化灌溉，把有限的水量在作物間及作物生育期內(nèi)進(jìn)行最優(yōu)分配，確保各種作物水分敏感期的用水，減少對(duì)水分非敏感期的供水，從而設(shè)法提高灌溉水的有效性，以獲得較高的產(chǎn)值和水分利用效率。

總之，我國是水資源十分短缺的國家，同時(shí)也是水資源需求量較大的國家，為了減輕水資源不能滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)象，應(yīng)該將節(jié)水灌溉技術(shù)重視起來，并加大扶持力度，促進(jìn)各項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源的目標(biāo)。

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