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        高效節(jié)水灌溉技術(shù)思考

        2018-01-01 00:00:00解國(guó)榮
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年2期

        【摘要】文章從四個(gè)方面入手對(duì)高效節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行具體分析,包括渠道防滲技術(shù)、低壓管道技術(shù)、噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)。

        【關(guān)鍵詞】農(nóng)田;高效;節(jié)水;灌溉技術(shù)

        農(nóng)田灌溉用水從水源輸送到田間,再被作物吸收,最終成熟收獲糧食,形成經(jīng)濟(jì)效益,主要是通過水資源合理調(diào)度、輸配水、農(nóng)田間灌水和作物吸收轉(zhuǎn)化等四個(gè)環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉,就要在各個(gè)環(huán)節(jié)采取對(duì)應(yīng)的節(jié)水措施,組成一個(gè)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)水灌溉工程技術(shù)是該技術(shù)體系的核心。節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要包括渠道防滲技術(shù)、低管道技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)等技術(shù),通過減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水、作物吸收過程中的深層滲漏損失,實(shí)現(xiàn)灌溉水資源的節(jié)約、高效利用。

        一、渠道防滲技術(shù)

        減少渠道輸水過程中的損失是灌溉各環(huán)節(jié)中節(jié)水效果最明細(xì)的環(huán)節(jié)。渠道防滲技術(shù)包含各種降低輸水渠道透水性或建立不透水層的技術(shù)措施,渠道防滲能極大地增加防滲效果,減少灌溉水漏損,能提高渠道的抗沖能力;同時(shí),實(shí)施渠道防滲后糙率系數(shù)小,阻力小,可以相應(yīng)增加輸水速度。按照添加的防滲材料分類,渠道防滲方法可分為土料防滲、砌石防滲、砌磚防滲、混凝土防滲、瀝青材料防滲和塑料薄膜防滲等,與傳統(tǒng)土溝、明渠相比,漿砌塊石防滲可至少減少滲漏損失約 60%~70%,混凝土襯砌可減少滲漏損失 80%~90%,塑料薄膜防滲更能減少滲漏損失 90%以上。目前,剛性混凝土襯砌防滲是我縣渠道防滲的主要形式。

        二、低壓管道技術(shù)

        低壓管道輸水灌溉技術(shù)是以低壓地埋管道為載體,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的明渠輸水灌溉的一種工程技術(shù),該技術(shù)通過一定的壓力,將灌溉水通過田間配水管網(wǎng)輸送到田間低頭,再由管道分水口分水進(jìn)入田間溝、畦,或以分水口連接地面移動(dòng)軟管,輸水進(jìn)入溝、畦、仍屬地面灌溉技術(shù),該工程技術(shù)出水口出水量較大,輸水所需壓力很低,管道不易發(fā)生堵塞。

        低壓管道輸水灌溉技術(shù)比土渠輸水灌溉有著明顯的優(yōu)點(diǎn):首先,低壓管道輸水灌溉極大地減少了輸水過程中的滲漏與蒸發(fā)損失,一般灌區(qū)低壓管道灌溉系統(tǒng)灌溉水利用率在 95%以上,比傳統(tǒng)土渠輸水節(jié)水至少 30%,降低耗能約 20%~30%;其次,灌區(qū)土渠一般占耕地 1%左右,低壓管道埋入地下代替土渠后可增加 1%的耕地面積。渠灌區(qū)輸水流量大,渠道占用耕地面積更大,所以在渠灌區(qū)實(shí)現(xiàn)管道灌溉后,減少渠道占用耕地的優(yōu)點(diǎn)更為突出。

        低壓管道輸水灌溉技術(shù)比傳統(tǒng)土渠輸水速度快、灌溉方便、及時(shí),可以減短灌溉周期,增加灌溉次數(shù),尤其是在農(nóng)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵階段,土渠灌溉往往因?yàn)檩喒嘀芷陂L(zhǎng),灌水不及時(shí)而影響作物生長(zhǎng),導(dǎo)致減產(chǎn),而低壓管道輸水灌溉技術(shù)恰好彌補(bǔ)了這一弊端。低壓管道灌溉技術(shù)代替土渠灌溉技術(shù)以后,避免了跑水、漏水,節(jié)省管理用工,在渠灌區(qū),省工的優(yōu)點(diǎn)將更明顯。

        三、噴灌技術(shù)

        噴灌是以機(jī)械化技術(shù)為依托、噴灌設(shè)備為載體的自動(dòng)化高效節(jié)水灌溉技術(shù),在世界各國(guó)中推廣、應(yīng)用面積非常廣泛。噴灌利用水泵加壓或自然落差形成的壓力,將灌溉水通過壓力管道輸送到田間,再經(jīng)噴頭高壓噴射到空中,灌溉水變成細(xì)小水滴,而后均勻地灑落于田間,達(dá)到灌溉的目的。噴灌適用的作物非常廣泛,除水稻外幾乎所有的大田作物都適用,包括蔬菜、果樹等。噴灌與傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)相比,優(yōu)點(diǎn)很多,一是可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水 30%~50%,糧食作物增產(chǎn) 10%~20%,經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn) 20%~30%,蔬菜增產(chǎn)一倍,且灌水均勻,十分有利于作物生長(zhǎng),還能夠調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候,增加作物品質(zhì);二是省時(shí)省工,減少用地,能擴(kuò)大灌溉面積,對(duì)地形、土壤等適應(yīng)性強(qiáng);有利于實(shí)現(xiàn)灌溉機(jī)械化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。但噴灌有受風(fēng)力影響大、蒸發(fā)、漂移損失大、能耗大、一次性投資及運(yùn)行管理維修費(fèi)用高等缺點(diǎn),正因?yàn)榇嬖谶@些缺點(diǎn),我國(guó)目前在大田糧食作物中難以大面積推廣應(yīng)用噴灌技術(shù)。

        噴灌系統(tǒng)一般包括水源工程、水泵及柴油機(jī)等配套動(dòng)力設(shè)施、輸配水管道以及噴頭等四部分。噴灌系統(tǒng)多種多樣,按照設(shè)備以及組裝形勢(shì)不同,可以將噴灌系統(tǒng)分為管道式噴灌系統(tǒng)和機(jī)組式噴灌系統(tǒng)。按照獲得壓力的方法不同,還可以將噴灌系統(tǒng)分為機(jī)壓式噴灌系統(tǒng)和自壓式噴灌系統(tǒng)。

        機(jī)組式噴灌系統(tǒng)可以分為定噴機(jī)組式灌溉系統(tǒng)和行噴機(jī)組式灌溉系統(tǒng),定噴機(jī)組式灌溉系統(tǒng)是預(yù)先按照一定標(biāo)準(zhǔn)在田間不知輸水渠道和工作水池,噴灌機(jī)在預(yù)訂水池處噴灑的噴灌方式。由于使用該噴灌系統(tǒng)需要田間工程較多,且噴灌機(jī)移動(dòng)頻繁,這種系統(tǒng)只適用于臨時(shí)性抗旱或或灌溉條件較差的地區(qū);行噴機(jī)組式灌溉系統(tǒng)則需要在農(nóng)田間修建一定標(biāo)準(zhǔn)的供水工程,以便噴灌機(jī)在行進(jìn)過程中噴灑灌溉。這種系統(tǒng)機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高,但功率較大,一次性投資也大,因此比較適宜在經(jīng)濟(jì)條件較好且有大范圍開闊農(nóng)田的地區(qū)應(yīng)用。

        四、微灌技術(shù)

        微灌技術(shù)是一種現(xiàn)代化、精細(xì)高效的節(jié)水灌溉技術(shù),包括滴灌、微噴灌、地表下滴灌和涌泉灌,是用水效率最高的節(jié)水技術(shù)之一。微灌技術(shù)原理是根據(jù)作物不同生長(zhǎng)期所需的水和養(yǎng)分的不同,采用專門設(shè)備或自然水頭加壓,再通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在末級(jí)管道上的孔口或特制灌水器,將水和作物所需的養(yǎng)分變成細(xì)小的水流或水滴,準(zhǔn)確直接地送到作物根區(qū)附近,均勻、適量地施于作物根層附近的土壤表面或土層中的灌水方法。

        我國(guó)微灌技術(shù)目前存在問題比較多:一是微灌技術(shù)設(shè)備細(xì)分類別很少,工藝水平落后,質(zhì)量差、耐老化性能差;二是水體凈化技術(shù)研究不夠深入,過濾設(shè)備種類不多,性能不高,堵塞問題還不是十分容易解決,對(duì)含沙量高、污水、咸水等水質(zhì)的微灌技術(shù)設(shè)備研究更是少之又少。

        總之,節(jié)水灌溉技術(shù)多種多樣,但前提都是要跟當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、生產(chǎn)水平以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng),只有根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際,綜合考慮各種因素,才能制定出適合當(dāng)?shù)氐墓喔燃夹g(shù),真正實(shí)現(xiàn)節(jié)水和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益雙豐收。

        參考文獻(xiàn):

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        [2] 李遠(yuǎn)華。節(jié)水灌溉理論與技術(shù),武漢水利水電大學(xué)出版社,2011,241~256。

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