小型農(nóng)田水利高效節(jié)水灌溉概論

宋媛 詹萍

摘要：十二五水利發(fā)展規(guī)劃，將節(jié)水灌溉放到了農(nóng)田水利建設(shè)的重點(diǎn)日程上。本文簡要的介紹了節(jié)水灌溉的概念，分別介紹了幾種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)，分析了節(jié)水灌溉的發(fā)展趨勢，為農(nóng)業(yè)節(jié)水更好的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵字：農(nóng)田水利 灌溉 節(jié)水灌溉

一、節(jié)水灌溉的概念及意義

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。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(yīng)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)。是否節(jié)約灌溉用水，用水是否高效是以單位作物產(chǎn)量總耗水量（從水源算起直到田間）多少來衡量，或者，以單位耗水量所取得的產(chǎn)值多少來衡量。因?yàn)楣?jié)水與否和高效與否，都是相對的概念，所以節(jié)水灌溉技術(shù)也是不斷發(fā)展，其效率也是不斷提高的。

國務(wù)院印發(fā)的《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012-2020）》提出，到2020年，全國農(nóng)田有效灌溉面積達(dá)到10億畝，新增節(jié)水灌溉工程面積3億畝，其中新增高效節(jié)水灌溉工程面積1.5億畝以上，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.55以上。同時，全國旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣面積達(dá)到5億畝以上，高效用水技術(shù)覆蓋率達(dá)到50%以上。節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展不僅是節(jié)水的需要，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代發(fā)展的需要。發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)對于推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)約型社會有十分重要的意義。

二、農(nóng)田水利節(jié)水灌溉的技術(shù)方法

現(xiàn)在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節(jié)水灌溉技術(shù)有數(shù)十種之多。各種技術(shù)都各有利弊，各有不同的適用條件。節(jié)水灌溉技術(shù)大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。根據(jù)全球“治水”經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)每提高0.7個百分點(diǎn)，一年可節(jié)水900億到950億立方，主要通過推廣管道輸水、噴灌和微灌等高效節(jié)水技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

1、管道輸水

管道輸水灌溉是指通過一定壓力，將灌溉水通過管道輸送到田間，代替明渠輸水灌溉的一種工程形式。它是提高水資源有效利用率的最有效輸水方式。以管道替代土渠進(jìn)行輸水也是世界各國認(rèn)同的發(fā)展趨勢。

低壓管道輸水可以采用各種管材、管徑的管道將水從水泵一直輸送到田間進(jìn)行地面灌溉，輸水管道幾乎全埋在地下。用管道輸水可以避免水分蒸發(fā)、泄漏，使水的有效利用率得到提高（約95%，比土渠提高30%?40%），可節(jié)能20%?25%，節(jié)約土地2%?5%，省工40%，運(yùn)行費(fèi)用低；受外界干擾少（如氣候、地形、經(jīng)營體制、作物分區(qū)、灌水時間等），輸水速度快（管內(nèi)流速快，流量集中），灌水周期短，節(jié)省農(nóng)時；技術(shù)簡單易學(xué)等。缺點(diǎn)主要是投資較大，但目前隨著新管材、新工藝的出現(xiàn)，投資在日益下降。

目前，管道輸水技術(shù)主要在我國北方井灌區(qū)推廣應(yīng)用，在南方部分水稻種植區(qū)和北方自流灌區(qū)也開始采用管道輸水技術(shù)。近幾年來，管道輸水發(fā)展較快，每年新發(fā)展4X104km左右。目前，我國管道輸水常用的管材主要有塑料管（硬管、軟管）和混凝土管，其中專門用于管道輸水的低壓薄壁塑料管應(yīng)用最為廣泛。

2、噴灌

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。

噴灌的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）節(jié)水效果顯著，水的利用率可達(dá)80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1m3水可以當(dāng)2m3水用。（2）作物增產(chǎn)幅度大，一般可達(dá)20%—40%。其原因是取消了農(nóng)渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%—20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗；改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。（3）大大減少了田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)和平整土地等的工作量。（4）減少了農(nóng)民用于灌水的費(fèi)用和投勞，增加了農(nóng)民收入。（5）有利于加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化。（6）避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。常用的噴灌有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式和輕小型機(jī)組式。

3、微灌

微灌是按照作物需求，通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量，均勻、準(zhǔn)確地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水方法。與傳統(tǒng)的全面積濕潤的地面灌和噴灌相比，微灌只以較小的流量濕潤作物根區(qū)附近的部分土壤，因此，又稱為局部灌溉技術(shù)。

微灌一般包括滴灌、微噴灌、滲灌、涌流灌和霧灌等。這些灌水方法的共同特點(diǎn)是：能準(zhǔn)確地控制灌水量，要求的工作壓力比較低，灌水的流量較小，每次灌水時間比較長，兩次灌水之間的時間間隔短，所以土壤水分變化幅度小，也就是說根區(qū)內(nèi)土壤能一直保持在接近于最適合作物生長的濕度。

典型的微灌系統(tǒng)通常由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)和灌水器四部分組成。由于微灌每畝灌水定額可控制在五立方米左右，節(jié)水效果極其顯著，雖然其技術(shù)的成熟程度尚不如噴灌，但已成為一種很有發(fā)展前途的節(jié)水灌溉方法。

三、節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢

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)。

我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：（1）噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機(jī)械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù)，其研究方向是進(jìn)一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機(jī)型有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機(jī)及人工移動式噴灌機(jī)比較適合我國國情。（2）地下灌溉已被世人公認(rèn)是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題，應(yīng)用推廣速度較慢，但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決，今后將會得到一定的發(fā)展。（3）地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟，輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。（4）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成，達(dá)到時，空、量、質(zhì)上的精確灌水，是今后攻關(guān)的重點(diǎn)。（5）節(jié)水綜合技術(shù)的開發(fā)利用，是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑，也是今后節(jié)水灌溉發(fā)展的方向。