幾種旱田節(jié)水機(jī)械灌溉方式對(duì)比分析

王冬梅，趙振芳，王曉峰

（1.榆樹市環(huán)城農(nóng)機(jī)站，吉林 榆樹 130400；2.榆樹市農(nóng)機(jī)推廣站，吉林 榆樹 130400）

水資源不足已成為嚴(yán)重制約我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,采用節(jié)水、節(jié)能的灌水方法已成為全世界灌溉技術(shù)發(fā)展的總趨勢,推廣節(jié)水灌溉也已成為世界各國為緩解水資源危機(jī)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。節(jié)水灌溉已成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志,有效保護(hù)利用淡水資源,合理開發(fā)新的灌溉水源已成為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

1 目前節(jié)水灌溉的方式簡介

（1）渠道輸水是目前中國農(nóng)田灌溉的主要輸水方式。傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為0.4~0.5，差的僅0.3左右，也就是說，大部分水都滲漏和蒸發(fā)損失掉了。渠道滲漏是農(nóng)田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術(shù)后，一般可使渠系水利用系數(shù)提高到0.6~0.85，比原來的土渠提高50%~70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)搶季節(jié)、節(jié)省土地等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前中國節(jié)水灌溉的主要措施之一。根據(jù)所使用的材料，渠道防滲可分為：①三合土護(hù)面防滲；②砌石（卵石、塊石、片石）防滲；③混凝土防滲；④塑料薄膜防滲（內(nèi)襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護(hù)面）等。

（2）管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉，以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。發(fā)達(dá)國家的灌溉輸水已大量采用管道。目前中國北方井灌區(qū)的管道輸水推廣應(yīng)用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬（軟）管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比，具有輸水迅速、節(jié)水、省地、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，其效益為：水的利用系數(shù)可提高到0.95；節(jié)電20%~30%；省地2%~3%；增產(chǎn)幅度10%。目前，如采用低壓塑料管道輸水，不計(jì)水源工程建設(shè)投資（以下同），畝投資為100~150元。

（3）在有條件的地方應(yīng)結(jié)合實(shí)際積極發(fā)展管道輸水。但是，管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失，而要真正做到高效用水，還應(yīng)配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設(shè)備的地方，對(duì)管道布設(shè)及管材承壓能力等應(yīng)考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費(fèi)。

噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段，并通過噴頭分散成細(xì)小水滴，均勻地噴灑到田間，對(duì)作物進(jìn)行灌溉。它作為一種先進(jìn)的機(jī)械化、半機(jī)械化灌水方式，在很多發(fā)達(dá)國家已廣泛采用。噴灌機(jī)是一種將動(dòng)力機(jī)、泵、管路、噴頭、移動(dòng)裝置等設(shè)施，按噴灌方式組合配套成具有整體性的噴灌設(shè)備，將壓力水噴射到低空，經(jīng)霧化后像雨滴一樣均勻地降落到作物和地表面。常用的噴灌機(jī)有小型噴灌機(jī)、大型噴灌機(jī)、平移式噴灌機(jī)、移動(dòng)式噴灌機(jī)、卷盤式噴灌機(jī)、指針式噴灌機(jī)、中心支軸噴灌機(jī)、圓型噴灌機(jī)、雙懸臂式噴灌機(jī)等多種類型。噴灌的用途很多，主要用于農(nóng)作物、林業(yè)苗圃、牧業(yè)草場、蔬菜果樹、經(jīng)濟(jì)作物、園林草皮和花卉等。此外，還用于環(huán)境控制（如防塵、防風(fēng)、防干熱風(fēng)、防霜凍降溫等）、污水處理、魚塘增氧，以及綜合噴施液肥、除草劑、化學(xué)劑、農(nóng)藥、殺蟲劑等。噴灌的適應(yīng)性很強(qiáng)，幾乎對(duì)于任何作物、土質(zhì)、地形、地區(qū)、氣候條件都適用。

2 幾種節(jié)水灌溉方式對(duì)比分析

榆樹市是全國的產(chǎn)糧大縣之一，目前榆樹投資1.4億元，在全市11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)街實(shí)施高效節(jié)水噴灌工程，在榆樹市節(jié)水噴灌農(nóng)田中建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田0.6666萬hm2。噴灌圈跨幅最大的噴灌半徑為488m，每小時(shí)能澆灌0.84hm2，據(jù)農(nóng)業(yè)專家說，指針式噴灌機(jī)的出水量相當(dāng)于小到中雨，可以緩解農(nóng)田的旱情，平均增產(chǎn)糧食30%以上。

目前，榆樹市落實(shí)指針式噴灌圈429臺(tái)，平均每臺(tái)噴灌圈覆蓋面積20hm2，實(shí)施這一項(xiàng)目，購置每臺(tái)指針式噴灌圈大約投資26萬元，打一眼井需投資5萬元，配套電力設(shè)備，每套需投資9萬元，三項(xiàng)合計(jì)需投資40萬元。平均每畝地需投入資金1333元。如果管理好和使用好，可使用20年，能夠長期在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用，且噴灌效率高。特別是榆樹縣，每年糧食產(chǎn)量主要受季節(jié)性干旱所左右，尤其是伏旱對(duì)糧食產(chǎn)量影響巨大，以2007年為例，全市糧食總產(chǎn)量僅為21.6億kg，比正常年景減產(chǎn)5億kg，減產(chǎn)幅度在20%以上，受災(zāi)嚴(yán)重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，減產(chǎn)幅度在50%以上，個(gè)別地塊甚至出現(xiàn)絕收，當(dāng)時(shí)由于我們沒有有效的抗旱措施，只能望水興嘆。如果趕上這樣的年份，發(fā)揮噴灌圈的作用，每畝地可增產(chǎn)糧食400kg以上，按照一斤玉米1元錢計(jì)算，每畝地可挽回經(jīng)濟(jì)損失800元。2011年，雖然屬正常年景，但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)也出現(xiàn)了階段性伏旱，當(dāng)時(shí)八號(hào)鎮(zhèn)有40多臺(tái)噴灌設(shè)備投入作業(yè)，平均每畝地增產(chǎn)糧食400斤以上，每畝地挽回經(jīng)濟(jì)損失在400元以上。據(jù)初步估算，榆樹地下水資源豐富、地上又平整的地塊大約有100萬畝，如果都能實(shí)現(xiàn)這樣的節(jié)水灌溉，正常年景再通過采取其他農(nóng)藝農(nóng)機(jī)措施，也能增產(chǎn)糧食20%以上，每畝地可增產(chǎn)糧食150kg，全市可增產(chǎn)糧食1.5億kg。如果出現(xiàn)干旱年份，至少可增產(chǎn)糧食50%以上，每畝地可增產(chǎn)糧食400kg，全市可增產(chǎn)糧食4億kg以上。通過這一工程措施，將助推榆樹糧食產(chǎn)量再登上一個(gè)大的臺(tái)階。如表1所示。

現(xiàn)在外地推廣的另一種節(jié)水灌溉方式，就是膜下滴灌，膜下滴灌的好處就是一次性投入相對(duì)較少，比較省水，但是費(fèi)工費(fèi)時(shí)、污染環(huán)境，群眾不容易接受。一畝地膜下滴灌需投資820.7元（薄膜60元、管260元、打井費(fèi)用167元、上電費(fèi)用300元、用工費(fèi)用33.7元），比大型節(jié)水噴灌每畝地降低投入成本512.3元，但是每年除打井、上電之外，每畝還需額外投入353.7元，才能達(dá)到效果。基本上采用這種方式，3年后和大型節(jié)水噴灌設(shè)備的投入成本相當(dāng)，但它不能一勞永逸，需要年復(fù)一年地反復(fù)這樣操作。

至于新推廣的卷簾式噴灌機(jī)，雖然除去打井、上電費(fèi)用，一臺(tái)設(shè)備只有6~8萬元，但噴灌效率低，只能在苗期使用，解決不了玉米伏旱的問題。

3 結(jié)語

通過以上的對(duì)比分析，不難看出，在汲取現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就的基礎(chǔ)上，灌溉技術(shù)將向著節(jié)水節(jié)能、優(yōu)化調(diào)度、現(xiàn)代化的管理與監(jiān)測預(yù)報(bào)等方向發(fā)展。因此在中國水資源嚴(yán)重短缺的西北、華北和東北部分地區(qū)，推行大型噴灌節(jié)水灌溉，建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)，已成為當(dāng)務(wù)之急。在華東、華南等區(qū)域日益興旺的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)中，同樣需要發(fā)展這種科學(xué)的灌溉方式。