節(jié)水灌溉技術(shù)的研究

摘要：干旱缺水是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要因素之一，節(jié)水灌溉技術(shù)的應用，可有效降低農(nóng)業(yè)用水量，提高灌溉水的有效利用。本文簡述了節(jié)水灌溉工程的現(xiàn)狀和存在的工程技術(shù)問題，并展望了節(jié)水灌溉工程的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；低壓管道；防滲；噴灌；微灌；滲灌

我國是一個農(nóng)業(yè)大國.農(nóng)業(yè)是用水的大戶，占總用水量的大部分，約占全國用水的70%。目前，一方面我國農(nóng)業(yè)處于缺水的狀態(tài)下，但另一方面農(nóng)業(yè)用水還存在著水資源嚴重浪費的情況，水資源利用率較低。所以需要加大農(nóng)田灌溉過程中對先進節(jié)水灌溉技術(shù)的應用，有效降低農(nóng)業(yè)用水量，提高灌溉水的有效利用，這也是建設節(jié)水型社會的迫切需要。

1. 節(jié)水灌溉技術(shù)的內(nèi)涵

節(jié)水灌溉技術(shù)是比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水方法，措施和制度等的總稱，以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施?！肮?jié)水灌溉”的真正涵義是在充分利用降水和土壤水的前提下，高效利用灌溉用水，最大限度的滿足作物需水，以獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最佳經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益。灌溉水從水源到田間要經(jīng)過幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都存在水量無益耗損；凡是在這些環(huán)節(jié)中能夠減少水量損失、提高灌溉水使用效率的各種技術(shù)和措施，均屬于節(jié)水灌溉的范疇 [1]。

2. 節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收，形成產(chǎn)量，主要包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環(huán)節(jié)。在各個環(huán)節(jié)采取相應的節(jié)水措施，組成一個完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系，包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)。其中節(jié)水工程技術(shù)是該技術(shù)體系的核心，已相對成熟并得到普及，其他技術(shù)相對薄弱，急需加強研究開發(fā)和推廣應用。

2.1 灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)

主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)：灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。

2.2 節(jié)水灌溉工程技術(shù)

節(jié)水灌溉工程技術(shù)直接目的是減少輸配水過程的疏漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失，提高灌溉效率。主要包括低壓管道輸水技術(shù)、渠道防滲技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、滲灌技術(shù)、改進地面灌溉技術(shù)等技術(shù)、覆膜灌技術(shù)、痕灌技術(shù)、控制灌溉技術(shù)。

2.2.1 低壓管道輸水技術(shù)

低壓管道節(jié)水灌溉即是利用低壓輸水管道代替?zhèn)鹘y(tǒng)輸水土渠，將水直接送到田間溝畦灌溉作物，以減少水在輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。低壓管道技術(shù)一次性投資較低（與噴、微灌相比），設備簡單，管理方便，是一種農(nóng)民喜愛的方式。經(jīng)過廣大科研人員的努力，在低壓管道輸水管材中取得了一定成果。現(xiàn)在主要有塑料管，當?shù)夭牧瞎埽ㄋ芑炷凉?、砂土水泥灌等）以及現(xiàn)場連續(xù)澆筑混凝土管和地埋軟管等管材[2]。低壓管道輸水技術(shù)在我國北方井灌區(qū)已經(jīng)普及，但大型自流灌區(qū)尚處于試點階段。

2.2.2 渠道防滲技術(shù)

采用混凝土護面、漿砌石襯砌、塑料薄膜等多種方法進行防滲處理，它比普通土渠減少60%～90%的輸水損失。在我國，渠道輸水是農(nóng)田灌溉的主要方式，渠道防滲灌溉面積占節(jié)水工程總面積的50%以上。在渠道防滲材料方面，對提高灰土的早期強度及減少縮裂縫，提高水泥土的抗凍及抗烈性，提高砌石和混凝土材料防滲效果等方面都進行了比較系統(tǒng)的研究。在防滲渠道斷面形成防滲渠道的凍害機理及防凍措施：防滲渠道的施工技術(shù)等方面均進行了大量的研究，并取得了重大進展。在防滲渠道斷面形成方面，對于小型渠道研究并推廣了U型斷面剛性材料防滲渠道；對于大中型渠道，研究提出了弧形坡腳梯形斷面和弧形底梯形斷面渠道。在防滲渠道的凍害機理及防凍措施方面已從定性的認識發(fā)展到定量的研究成果。在施工方面，逐漸向半機械化和機械化邁進。

2.2.3 噴灌技術(shù)

噴灌是利用專門的設備（動力設備、水泵、管道等）將水加壓后通過噴頭分散成細小的水滴，均勻的噴灑在田間進行灌溉的一種灌溉方式。和傳統(tǒng)的灌溉方式相比，噴灌可以節(jié)水30%～50%，并且灌溉均勻度高，節(jié)省勞力50% [3] 。推廣先進的噴灌技術(shù)，使農(nóng)業(yè)灌溉噴灌化，是節(jié)水的重要措施之一。

2.2.4 微灌技術(shù)

微灌是一種新型的高效用水灌溉技術(shù)，包括滴灌、微噴灌、涌泉灌和地下滲灌。它是根據(jù)植物的需水要求，通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將植物生長中所需的水分和養(yǎng)分以比較小的流量均勻、準確的直接送到植物根部附近土壤表面或土層中。它比地面灌溉節(jié)水50%～60%，增產(chǎn)20%～30%，比噴灌節(jié)水15%～20%[4]。

2.2.5 滲灌技術(shù)

滲灌技術(shù)是當代國際上最先進，最有發(fā)展前途的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，它是利用埋設在地下的透水管道，將灌溉水直接送入作物根層土壤的一種灌水方法。滲灌技術(shù)能使土壤疏松、土壤肥力提高、地表溫度增加，促進作物生長，提高作物產(chǎn)量，因此成為近年來國內(nèi)外普遍發(fā)展推廣的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。

2.2.6 改進地面灌溉技術(shù)

在土地平整的基礎上，采用合理的灌溉技術(shù)并加強管理，其田間水利用率可以達到70%以上。通過激光控制平地技術(shù)、改進畦灌溉技術(shù)、田間閘管灌溉技術(shù)、坡涌灌溉技術(shù)等改進地面灌溉技術(shù)的集成配套與組合應用，形成適合不同類型灌區(qū)的田間工程設計和應用模式，可以取得良好的節(jié)水增產(chǎn)效果。

2.3 農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)

農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)包括耕作保墑技術(shù)、覆地保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控制技術(shù)。目前，農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)已基本普及，但生物節(jié)水技術(shù)尚待進一步開發(fā)。

2.4 節(jié)水灌溉管理技術(shù)

節(jié)水灌溉管理技術(shù)包括灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術(shù)，土壤墑情自動監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。

3. 節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢

節(jié)水灌溉未來的發(fā)展趨勢主要有：現(xiàn)代精細地面灌溉技術(shù)、灌溉渠系管道化、繼續(xù)普及與推廣噴微灌技術(shù)、研究和推廣非充分灌溉技術(shù)、開發(fā)雨水及城鎮(zhèn)中水的灌溉效益、開展生物節(jié)水技術(shù)研究與應用、“3S”技術(shù)應用。

4. 結(jié)語

解決和緩解水資源的危機狀態(tài)，一是開源，二是節(jié)流。而最現(xiàn)實最有效的途徑就是在節(jié)流上下功夫，所以需要加大農(nóng)田灌溉過程中對先進節(jié)水灌溉技術(shù)的應用，有效降低農(nóng)業(yè)用水量，提高灌溉水的有效利用，這樣不僅使管理更為便利，同時有效的降低了人工投入，對經(jīng)濟效益和社會效益的實現(xiàn)將起到極大的作用，對推動農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展將起到重要的作用。

參考文獻

[1] 王建勛，龐新安，劉斌.農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉經(jīng)濟效益的分析和計算[J].農(nóng)業(yè)工程科學，2006，22（1）：372-375.

[2] 佟濤，譚志偉，論節(jié)水灌溉工程技術(shù)[J].黑龍江水專學報，2002，29（2）：57-58.

[3] 黃興軍，周禾，嚴學兵.城市園林節(jié)水灌溉技術(shù)的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].四川草原，2005，115（6）：28-31.

[4] 羅瑋.節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].海河水利， 2005，4：40-42.

作者簡介：姜紅（1983— ），女，工程師，長期從事節(jié)水、水處理、概預算和建筑給排水技術(shù)方面的研究。