李慧萍肇源縣水務(wù)局

簡析農(nóng)田水利節(jié)水灌溉枝術(shù)改造與實(shí)踐

李慧萍
肇源縣水務(wù)局

摘要：我國境內(nèi)水資源總量豐富，位居世界第四，但是由于人口基數(shù)大，因此人均水資源占有量極少，約為世界平均水平的五分之一，屬于重度缺水國家，加之工業(yè)用水增加、水資源污染現(xiàn)象加重，我國農(nóng)業(yè)水利灌溉形勢嚴(yán)峻。在這一背景下，研發(fā)農(nóng)田水利節(jié)水灌溉新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)灌溉水的高效、節(jié)約利用，成為解決當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)灌溉問題的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利；節(jié)水灌溉；技術(shù)改造；實(shí)踐

據(jù)水利部統(tǒng)計，自2010年以來，我國因干旱而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的總經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上百億元人民幣，導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)種植出現(xiàn)大面積干旱的原因，既有氣候干燥少雨、土壤水分蒸發(fā)嚴(yán)重等自然因素的影響，也有水利灌溉工程不完善、灌溉技術(shù)傳統(tǒng)落后等人為因素的影響。文章以我國北部某干旱地區(qū)為例，在介紹當(dāng)?shù)剞r(nóng)田節(jié)水灌溉模式的基礎(chǔ)上，分析了導(dǎo)致該地區(qū)農(nóng)田干旱、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的原因，進(jìn)而有針對性的提出了幾點(diǎn)改進(jìn)措施。

一、案例基本情況介紹

該地區(qū)位于我國北部，屬于典型的季風(fēng)性氣候，冬春季干旱少雨，由于受經(jīng)濟(jì)條件的制約，農(nóng)田水利灌溉技術(shù)以漫灌為主，加上該地區(qū)土壤以沙壤為主，蓄水性較差，對灌溉水的需求量較大。近年來，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)程度不斷提高，傳統(tǒng)的漫灌方式已經(jīng)很難滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，必須要進(jìn)行節(jié)水灌溉改革。

二、灌溉技術(shù)分析

該地區(qū)的灌溉系統(tǒng)屬于典型的“分流式”灌溉模式，即從水庫或堤壩供水，通過渠道引流到田間，整個供水過程大致分為以下幾個步驟：

第一步，供水和配水。該地區(qū)靠河流或低洼處建有大大小小多個水庫和堤壩，主要發(fā)揮蓄水防旱的作用。在春季干旱或夏季需水量較大時，利用抽水泵將水庫中的水輸送到總渠道中，實(shí)現(xiàn)供水和配水任務(wù)。由于渠道多采用水泥和土質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此在供水過程中約有40%的水會滲透、蒸發(fā)，造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)。

第二步，田間漫灌。供水經(jīng)過渠道的引流進(jìn)入所要灌溉的田地，由于渠道供水很難進(jìn)行人為控制，因此田間灌溉方式主要以漫灌為主。在漫灌過程中，一部分水會滲透到土壤中，另一部分會在灌溉階段蒸發(fā)散失。

第三步，作物消耗水。作物從土壤層中吸收生長所需要的水分，并最終形成作物產(chǎn)量和干物質(zhì)的過程也會消耗大量的水。這一階段，水量損失會對水的生產(chǎn)率造成影響。

三、該地區(qū)灌溉系統(tǒng)存在的問題

該灌區(qū)的渠道大多為土質(zhì)，所以，在輸水的過程中，會出現(xiàn)十分嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，造成較嚴(yán)重的水分損失。而且，據(jù)了解，該灌區(qū)主要采用的是地面灌溉的方法，只有少量作物采用的是溝灌和畦灌方式。但是，地面灌溉方式占用的面積較大，且容易造成較嚴(yán)重的水資源損失。所以通過分析，對該灌區(qū)灌溉技術(shù)改進(jìn)的主要措施是對地面灌溉方法進(jìn)行改進(jìn)。另外，該灌區(qū)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)在處理泥沙量較大的水源時，采用的是先經(jīng)過水池的沉淀，然后進(jìn)行過濾后再進(jìn)行利用的方式。這種方式需要花費(fèi)較多的時間，且過濾時不僅要過濾泥沙，還需要去除各種有機(jī)雜質(zhì)。因?yàn)閷?shí)際操作不容易控制，所以經(jīng)常會出現(xiàn)過濾的效果不佳，導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)，影響最終的灌溉效果。

四、農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的改造與實(shí)踐

1、新型節(jié)水灌溉技術(shù)

（1）滲灌技術(shù)

顧名思義，滲灌技術(shù)就是將輸水管道埋藏于地下（埋藏深度與種植作物根系長度有關(guān)），輸水管道的管壁上扎有多個微型孔，當(dāng)需要進(jìn)行灌溉時，在內(nèi)部水壓力的作用下，水滴會從微型孔中滲透到土壤中，實(shí)現(xiàn)高效率、節(jié)約型澆灌。由于澆灌部位直接作用于作物根部，因此很大程度上避免了水資源的蒸發(fā)和浪費(fèi)。

除了節(jié)約水資源這一優(yōu)勢外，滲灌技術(shù)還具有下列優(yōu)點(diǎn)：第一是節(jié)約土地種植面積。傳統(tǒng)的渠道灌溉方式中，渠道貫穿于田間，占用了大量的土地面積，而滲灌管道埋藏在地下，對于地上空間的占用率幾乎為零，對于實(shí)現(xiàn)集約化農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要幫助。第二是防止土壤出現(xiàn)板結(jié)。傳統(tǒng)漫灌方式在水分蒸發(fā)和滲透后，土壤會因水分缺失出現(xiàn)不同程度的干縮和龜裂，形成板結(jié)土壤，影響作物的正常生長。而滲灌技術(shù)對于土壤表面的濕度、水分影響作用較小，不會導(dǎo)致土壤板結(jié)。

（2）噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)是利用各種管道和專用設(shè)備，將水分輸送到田間，然后利用噴頭將水分噴灑到空中，模擬自然降雨。噴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有兩個：其一是水分輸送以管道為主，而無論是塑料管材還是各種金屬管材，只要保證管道接口和焊接點(diǎn)的密封性，水分的滲透率幾乎為零，保證了水資源運(yùn)輸過程中不會出現(xiàn)蒸發(fā)和滲漏。其二是模擬自然降雨，保證了田間灌溉的均勻性，即避免了傳統(tǒng)漫灌可能帶來的田間水分過多，作物根呼吸壓力增加的影響，又防止田間旱澇不均，作物生長速度不一。除此之外，噴灌技術(shù)不僅在農(nóng)田作物灌溉中有重要應(yīng)用，在綠化草坪的澆灌中也有廣泛應(yīng)用。

2、系統(tǒng)設(shè)計

針對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植特點(diǎn)和土質(zhì)情況，對現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后的灌溉系統(tǒng)主要分為三大模塊。

模塊一是取水裝置，主要有抽水泵和逆止閥組成。

模塊二是水處理裝置。包括初級處理裝置和次級過濾裝置。其中，初級處理裝置用于分離沙石，采用的是離心式的砂石分離器，其進(jìn)水口通過逆止閥與水泵相連；次級過濾裝置則用來去除各種有機(jī)雜質(zhì)，采用的是砂石過濾器，出水口通過主水管與微灌裝置相連。另外，砂石分離器的出水口和砂石過濾器的進(jìn)水口通過設(shè)置的灌溉總閥相連。

模塊三是微灌裝置。改進(jìn)后的灌溉系統(tǒng)還包括設(shè)置在調(diào)壓開關(guān)進(jìn)水側(cè)的進(jìn)水管和設(shè)置在調(diào)壓開關(guān)出水側(cè)的出肥管，以及設(shè)置在主水管上的調(diào)壓開關(guān)。其中，進(jìn)水管與儲肥罐的底部相連，出肥管與儲肥罐的一側(cè)相連。砂石過濾器由兩個并聯(lián)的過濾罐組成；過濾罐的上部進(jìn)水，下部出水，內(nèi)部設(shè)置有砂床濾芯。微灌裝置包括滲灌和滴灌以及噴灌裝置，滴灌裝置中包括了滴水管，滴水管連接在支水管上；噴灌裝置包括連接在支水管上的毛水管。滲水管和滴水管以及毛水管分別單獨(dú)連接在支水管上。

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