姜治成

（五家渠農(nóng)六師勘測設計研究有限責任公司，新疆 五家渠 831300）

錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術分析

姜治成

（五家渠農(nóng)六師勘測設計研究有限責任公司，新疆 五家渠 831300）

水資源是人們賴以生存的重要資源之一，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源供求矛盾日益突出，節(jié)水勢在必行。我國農(nóng)業(yè)多屬于灌溉農(nóng)業(yè)，面對水資源的缺少和農(nóng)業(yè)灌溉用水量的增多，節(jié)水灌溉是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉采取的重要措施。本文將重點探討農(nóng)業(yè)灌溉中使用到的錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術，此灌溉技術是將錐子上的針頭換位鋼針，再用打火機加熱鋼針，在 PE管上手工刺出朝向農(nóng)作物根系的小孔，進而形成多孔微噴管，具有高效節(jié)水的作用。

PE微噴管；灌溉；技術

水是生命的源泉，與人類生活、社會經(jīng)濟發(fā)展有著密切的聯(lián)系。進入新世紀，隨著人口的增長、社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及全球氣候的變化，全球面臨水資源緊缺的問題。我國也是一個水資源短缺的國家，人均水資源量不足2200m3，正常情況下我國年缺水量約為 400多億m3，大約有2/3的城市存在不同程度的缺水現(xiàn)象。面對水資源緊缺，水資源開發(fā)過度以及粗放型的使用問題日益突出，我國農(nóng)業(yè)灌溉的用水量占總用水量的 60%以上，同時，農(nóng)業(yè)灌溉也是用水浪費最為嚴重的“大戶”。在農(nóng)業(yè)灌溉中主要是由于灌溉方式不合理，造成水資源浪費嚴重，利用率低下，因此我國必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉。根據(jù)水利部和中國工程院等部門的預測，我國的農(nóng)業(yè)灌溉用水必須保持零增長或是負增長方能保證我國的用水安全，為此發(fā)展和使用合理高效的節(jié)水灌溉技術是緩解我國水資源供需矛盾的重要途徑。下文將根據(jù)我國節(jié)水灌溉的具體情況以及幾種節(jié)水灌溉技術的比較來探討錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術。

1 節(jié)水灌溉的內(nèi)涵和途徑

1.1 節(jié)水灌溉的內(nèi)涵

節(jié)水灌溉是根據(jù)農(nóng)作物的需水規(guī)律和當?shù)氐乃Y源供給情況，做到充分有效的利用水資源，提高農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率，獲取最大的農(nóng)業(yè)效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益而采取的各項措施。節(jié)水灌溉的內(nèi)涵主要包括以下幾個方面：①以當?shù)氐墓┧畻l件和天然降水為資源是節(jié)水灌溉的基礎條件；②最大限度的提高水資源的利用率；③節(jié)水灌溉的目的是追求最大的綜合效益；④節(jié)水灌溉要兼顧經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益，保障水資源的可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；⑤從農(nóng)業(yè)要求和灌溉現(xiàn)代化的角度來看，節(jié)水灌溉就是集約灌溉、科學灌溉、可持續(xù)發(fā)展灌溉，是選帶農(nóng)業(yè)發(fā)展綜合措施的有機組成部分，是由農(nóng)田水力學、農(nóng)業(yè)水管理和水文水資源學等多學科交叉衍生出的一系列節(jié)水技術措施組合成的綜合技術體系。

1.2 節(jié)水灌溉的途徑

明確并理解節(jié)水灌溉的內(nèi)涵之后，我們從理論和實踐中研究并開發(fā)出農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的途徑和技術措施，如圖 1所示。農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水主要分為農(nóng)業(yè)耗水節(jié)水和農(nóng)業(yè)供水節(jié)水兩個大環(huán)節(jié)，而在這兩個環(huán)節(jié)中又有許多相應的節(jié)水途徑和技術措施。

2 我國節(jié)水灌溉技術現(xiàn)狀

近年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，我國的節(jié)水灌溉技術發(fā)展迅速并取得了較大的成就。截止到2007年底，在我國1.3億hm2耕地面積中，農(nóng)田灌溉面積達到 0.63億 hm2，其中有效灌溉面積達到0.58億hm2，其有效灌溉率為47.5%，農(nóng)田面積在萬畝以上的大中型灌區(qū)大約有7000多處，有效灌溉面積達到0.28億hm2，農(nóng)田面積在30萬畝以上的灌區(qū)有343處，有效灌溉面積達到0.16億hm2，其中低壓管道輸水技術澆灌面積為557.4萬hm2，渠道防滲工程技術澆灌面積1005.8萬hm2，噴灌和微灌工程技術澆灌面積385.3萬hm2，其他工程技術澆灌面積400.4萬hm2。在農(nóng)業(yè)灌溉設備方面，全國共建設有438.9萬眼灌溉配套機電井，44.4萬處固定機電排灌站。在我國的節(jié)水灌溉中運用現(xiàn)代化先進灌溉技術較少，其中有大部分只是按照低標準對現(xiàn)有的節(jié)水灌溉技術進行了改造，其節(jié)水效率和效益仍需提高。

圖1農(nóng)業(yè)節(jié)水的途徑和技術措施

3微噴帶和微灌技術

上文中提到我國的農(nóng)田灌溉中運用的現(xiàn)代化先進灌溉技術較少，為了提高我國農(nóng)業(yè)的灌溉效率，獲取較高的灌溉效益，下文將介紹幾種農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術。

3.1 微噴帶節(jié)水灌溉技術

微噴帶又稱為多孔管、噴灌帶、微噴灌管等，微噴帶是利用機械或是激光技術直接在可壓扁的塑料軟管上加工出水小孔，然后利用此多孔管設備在農(nóng)田中進行滴灌或是微噴灌。在運用微噴帶進行灌溉時，直接將多孔管設備鋪設在農(nóng)田地面上，在相關設備的帶動下水流從出水孔中射向空中，這些噴向空中的水流就形成了類似于細雨的微噴灌。

3.2 微灌節(jié)水灌溉技術

此灌溉技術是利用相關的微灌設備組裝成農(nóng)業(yè)微灌系統(tǒng)，通過此微灌系統(tǒng)將有壓水輸送到農(nóng)田中，再利用微灌系統(tǒng)中的微灌器將流量微小的水分灌輸?shù)睫r(nóng)作物根部附近的土壤中，此種灌溉技術屬于一種局部灌溉技術。它具有以下幾點優(yōu)勢：第一，灌溉流量小，水資源利用率高。運用微灌技術進行農(nóng)田澆灌比普通灌溉節(jié)省 1/3～1/2的水量，與噴灌技術相比能夠節(jié)省 15～20%的水量；第二，系統(tǒng)工作壓力低、節(jié)省能源。采用微灌技術的工作壓力通常在 0.05～0.15MPa，較低的壓力節(jié)省系統(tǒng)能源的耗用；第三，對農(nóng)田土壤和地形具有較強的適應性。微灌技術只是對農(nóng)田進行局部澆灌，在運用此技術進行澆灌時不受農(nóng)田地形和土壤條件的限制，并且此微灌技術的灌溉較為均勻，同時運用此澆灌技術還能夠有效調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱狀況，進而為農(nóng)作物提供一個良好的生長環(huán)境；第四，能夠?qū)⒐喔群褪┓式Y(jié)合起來，起到增加農(nóng)作物產(chǎn)量的作用。因為在水肥適宜的情況下，采用微灌技術與其他灌溉方法相比能夠使作物增產(chǎn)30%。第五，在咸水區(qū)域同樣適用。

3.3 滴灌節(jié)水灌溉技術

滴灌帶的技術發(fā)展迅速，目前這類產(chǎn)品得到廣泛銷售和使用。滴灌技術具有以下幾點特征：第一，滴灌帶使用真空熱壓形成迷宮流道和滴孔，此種制作技術具有較好的粘合性和較高的精度；第二，滴灌帶具有迷宮流道和滴孔，實現(xiàn)了紊流態(tài)多口出水，減少滴灌帶的堵塞；第三，出水均勻，鋪設長度較長，操作方便，安裝管理方便。

4 錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術

錐針刺小孔PE微噴管節(jié)水灌溉技術是一種先進的農(nóng)業(yè)灌溉技術，具有較強的灌溉效果、灌溉效率和農(nóng)業(yè)效益。這里將對此項農(nóng)業(yè)灌溉技術做出具體的分析。

4.1 錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術的先進性和其在農(nóng)業(yè)灌溉中的可行性

通過考察和調(diào)查分析，錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術的先進性和可行性主要從以下幾個方面體現(xiàn)。

（1）在農(nóng)業(yè)灌溉工程技術設計和相關技術廠家的考察中，大田噴灌灌溉方式由于其使用水量較大，而大部分農(nóng)作物都是其根部需要水，而大田灌溉方式大部分水量并未噴灑在植物的根部，這樣便造成大量水資源的浪費，這種節(jié)水灌溉技術的節(jié)水效果較差，因此被淘汰；微噴灌方式在灌溉的過程中也沒有將水源灑在植物的根部區(qū)域，造成水資源的浪費，另外微噴灌的噴頭容易丟失，若采用移動式的收拆，其操作較為復雜，若是采用固定的安裝方式又很容易被破壞，因此，此種方法也被淘汰；而滴灌灌溉方式雖然起到了節(jié)水的效果，但是此種灌溉設備的管孔容易堵塞，且此種灌溉設備的使用壽命較短，因此人們通常不采用此種灌溉技術。綜合以上分析，在進行農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉時采用PE管制作多孔微噴管灌溉是最優(yōu)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術。

（2）農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術采用 PE材質(zhì)塑料軟帶的優(yōu)勢。微噴帶的價格低廉，且因為壓力大小的突變造成其使用壽命較短，通常在使用一年之后就會出現(xiàn)破損，而采用 PE微噴管埋地使用的方式其使用壽命可達到 50年，若是露天使用，在其固定不動的情況下，經(jīng)過自然環(huán)境的熱脹冷縮以及凍融的影響也能夠使用 10年之久。此外，微噴帶投資較小但是使用壽命較短，PE微噴管的使用壽命較長，但是其投資較大，而建設農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉時不應頻繁的投資。

（3）微噴帶上的孔需要經(jīng)過機械或激光加工方可得到，制作技術難度較大。而 PE管只需使用錐針，利用打火機將其加熱便可獲取噴水小孔，制作工具簡單，操作方便。在操作過程中只需注意選用錐針的針徑不易過大，若是針徑過大，形成的出水孔過粗，噴灌的水流會形成股裝，造成水源浪費。

（4）PE微噴管是經(jīng)過加熱針刺成孔的，形成的噴水孔周圍不易破損，這樣便解決了微噴帶噴水孔易破損的問題。

（5）噴管孔的可選擇性，在毛管固定的情況下，可以根據(jù)農(nóng)田作物的情況選擇性的加熱針刺小孔，將噴射孔的方向?qū)兽r(nóng)作物的根部區(qū)域。通過考查得出PE微噴管的單孔流量小，因此次灌溉技術的總用水量也相對較少，實現(xiàn)了節(jié)水灌溉的目的。

4.2 錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術的特點

首先，錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術的微噴管成孔簡單且操作方便，農(nóng)民自己便可掌握，且此技術設備的使用壽命長，農(nóng)民容易接受；其次，農(nóng)民可以根據(jù)農(nóng)作物的實際生長情況，實現(xiàn)節(jié)水的目的；第三，此灌溉技術的工作壓力和水流量介于微噴灌溉和滴灌之間；第四，對土壤和農(nóng)業(yè)地形的適應性較強，灌溉均勻，能有效調(diào)節(jié)土壤中的水、肥、氣、熱狀況，為作物提供良好的生長環(huán)境。第五，此技術還具有省工、節(jié)能的優(yōu)勢，同時還能夠利用此灌水系統(tǒng)進行施肥。

5 結(jié)語

錐針刺小孔 PE微噴管節(jié)水灌溉技術的用水量小、工作壓力和水流量在微噴灌和滴灌之間，其噴灌均勻、成孔簡單、操作方便，只需利用錐針經(jīng)過打火機加熱便可獲取我們想要的噴孔，且此技術適用于各種土壤和地形。其節(jié)水性能優(yōu)異和操作方便，適于在農(nóng)業(yè)灌溉中廣泛推廣和使用。

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S275.5

A

1672-2469（2015）08-0047-03

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2015.08.016

姜治成（1981年—），男，工程師。