（平?jīng)鍪兴娍睖y(cè)設(shè)計(jì)院，甘肅 平?jīng)?744000）

水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈、重要的生態(tài)環(huán)境資源，農(nóng)業(yè)發(fā)展與水息息相關(guān)，全球超過(guò)80%的農(nóng)業(yè)發(fā)展僅依靠自然降水生長(zhǎng)，剩余的農(nóng)田具有灌溉條件，全球人口增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于灌溉面積的增長(zhǎng)速度，水資源的開(kāi)發(fā)利用成本也越來(lái)越大[1]。

我國(guó)大部分地區(qū)現(xiàn)階段高效節(jié)水法規(guī)和配套措施尚不完善，缺乏嚴(yán)格的節(jié)約用水管理制度，節(jié)水激勵(lì)機(jī)制不健全，節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)?，F(xiàn)階段工業(yè)產(chǎn)品以電力、建材、農(nóng)產(chǎn)品加工等為主，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，節(jié)水設(shè)施投入不足，用水指標(biāo)差距大。

現(xiàn)階段灌區(qū)大多建于上世紀(jì)六七十年代，部分灌區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低、配套不完善，設(shè)施老化失修、水資源利用效率較低，灌區(qū)以傳統(tǒng)灌溉渠道為主，高效節(jié)水灌溉占用率低，灌溉水利用系數(shù)低下，農(nóng)業(yè)節(jié)水地區(qū)差距較大。且節(jié)水法規(guī)和配套措施不健全，缺乏嚴(yán)格的節(jié)約用水管理制度，節(jié)水激勵(lì)機(jī)制不健全、節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)、節(jié)水設(shè)施投入不足。雖然高效節(jié)水灌溉取得了一定成效，但從新時(shí)期對(duì)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的總體要求來(lái)看，在高效節(jié)水建設(shè)方面仍然相對(duì)比較滯后。部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)高效節(jié)水方面，受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的制約，農(nóng)業(yè)節(jié)水特別是高效節(jié)水灌溉建設(shè)主要依靠國(guó)家投資，農(nóng)業(yè)節(jié)水的內(nèi)在動(dòng)力和長(zhǎng)效投資機(jī)制尚未形成。

為了合理開(kāi)發(fā)利用水資源，充分發(fā)揮水資源的灌溉效益，在國(guó)家、省級(jí)、地方政府以及發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的企業(yè)投資支持下，微灌技術(shù)得到了很大的發(fā)展，通過(guò)對(duì)微灌技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探析，對(duì)促進(jìn)其發(fā)展具有重要意義。

一、微灌技術(shù)的簡(jiǎn)介

微灌，即按照作物需水要求，通過(guò)低壓管道系統(tǒng)與安裝在末級(jí)管道上的灌水器，將水和作物生長(zhǎng)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的土壤表面或土層中的灌水方法。按灌水時(shí)水流出流方式的不同，分為如下四種形式：一是滴灌。滴灌是通過(guò)安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器將水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌水形式，常用于蔬菜大棚、蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)園、藥材種植等。二是地表下滴灌。即將全部滴灌管道和灌水器埋入地表下面的一種灌水形式。三是微型噴灑灌溉。即利用折射式、輻射式或旋轉(zhuǎn)式微型噴頭將水灑在枝葉上或樹(shù)冠下地面上的一種灌水形式。四是涌泉灌溉。即通過(guò)安裝在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式使水流入土壤的一種灌水形式。涌泉灌溉適于果園和植樹(shù)造林的灌溉。[2]

二、微灌系統(tǒng)的組成、分類(lèi)及微灌設(shè)備

1987年由武漢水利電力學(xué)院、山西省水利廳、福建省水利水電廳等多家單位參與，節(jié)水灌溉方面的專(zhuān)家參與編著的《微灌工程技術(shù)指南》對(duì)微灌系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，簡(jiǎn)要介紹了微灌工程的施工安裝和運(yùn)行管理技術(shù)。

（一）微灌系統(tǒng)組成

通常由水源工程、首部樞紐工程、輸配水管網(wǎng)工程和田間灌水器4部分組成。一是水源，河、湖、渠、塘、井均可作為微灌水源。二是首部樞紐，一般由加壓泵、閘閥、過(guò)濾設(shè)備、施肥設(shè)備、測(cè)量和保護(hù)措施。三是輸配水管網(wǎng)，一般分干、支、毛3級(jí)管道。四是灌水器，有滴頭、微噴頭、涌水器和滴灌帶多種形式。

（二）微灌系統(tǒng)分類(lèi)

主要分為地面固定式、地下固定式、移動(dòng)式、間歇式4種微灌系統(tǒng)。

（三）微灌設(shè)備

一是灌水器，分為間接式滴頭、孔口式滴頭、微灌滴頭、雙腔毛管、折射式微噴頭、射流旋轉(zhuǎn)式微噴頭。二是管道和管件。指用于連接組裝管網(wǎng)部件，如各種彎頭、閘閥等。三是過(guò)濾器，采用二級(jí)過(guò)濾，穩(wěn)定微灌性能，防止噴頭堵塞。四是施肥設(shè)備，將配合比適中的農(nóng)藥或化肥加入施肥罐中，溶解后通過(guò)加壓設(shè)備將藥物或化肥輸送至田間灌水器。[3]

三、微灌技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

微灌技術(shù)在我們國(guó)家的試驗(yàn)研究始于1974年，引進(jìn)墨西哥滴灌設(shè)備進(jìn)行試點(diǎn)，增產(chǎn)效果顯著[4]。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，微灌技術(shù)從零開(kāi)始，取得了突破性的成果，主要分為4個(gè)階段。

（一）技術(shù)引進(jìn)初期

中國(guó)水電院等單位積極消化吸收引進(jìn)技術(shù)，多家單位聯(lián)合研發(fā)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的滴灌設(shè)備產(chǎn)品。

（二）技術(shù)設(shè)備研發(fā)期

改進(jìn)微灌設(shè)備產(chǎn)品，區(qū)域性的應(yīng)用試驗(yàn)，試點(diǎn)推廣階段，主要在微管灌水器、管式、孔口等灌水器方面得到的很大的發(fā)展；微灌技術(shù)得到了很大的提升，隨后微噴灌水器研制成功，大量企業(yè)投入研發(fā)和推廣中。

（三）技術(shù)規(guī)范發(fā)展期

高昂價(jià)格的國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和高質(zhì)量的微灌設(shè)備進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，但均不符合我國(guó)微灌技術(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展需求。微灌技術(shù)面臨的制約因素太多，發(fā)展比較緩慢，因此在大量調(diào)研和征求各方意見(jiàn)后，“十五”期間，制定出臺(tái)相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為該系統(tǒng)推廣提供了理論依據(jù)。[5]

（四）技術(shù)大量推廣期。

截至目前，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)由2010年的0.50提高到現(xiàn)在的0.53以上，在加強(qiáng)灌區(qū)節(jié)水配套改造、實(shí)施330個(gè)規(guī)?；?jié)水灌溉增效示范項(xiàng)目和309個(gè)牧區(qū)節(jié)水灌溉示范項(xiàng)目的同時(shí)，通過(guò)小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補(bǔ)助專(zhuān)項(xiàng)資金重點(diǎn)傾斜、擴(kuò)大節(jié)水灌溉設(shè)備購(gòu)置補(bǔ)貼范圍等措施，大力實(shí)施按區(qū)域劃分的節(jié)水增糧、增效、壓采、減排等區(qū)域規(guī)?；咝Ч?jié)水灌溉工程建設(shè)。均比傳統(tǒng)的效率高，特別是在西南山丘區(qū)結(jié)合“五小水利”工程建設(shè)大力發(fā)展集雨節(jié)灌，既促進(jìn)了當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂唬痔岣吡怂Y源利用效率。

四、微灌技術(shù)存在的問(wèn)題及對(duì)策

微噴技術(shù)傳統(tǒng)的噴灌技術(shù)耗能、耗水量大，而且對(duì)各個(gè)方面的要求都很高[6]，所以，它在應(yīng)用中存在以下方面的問(wèn)題。

（一）灌水不均勻

埋入地下的微孔透水管，沿管線(xiàn)縱向透水性很不均勻，生產(chǎn)偏差大，不能滿(mǎn)足灌水均勻性要求。今后應(yīng)續(xù)加大新型灌水器的研發(fā)，可解決灌水不均勻的問(wèn)題。

（二）堵塞

水質(zhì)的好壞直接影響灌水器的正常工作，降低灌水效率，一般均應(yīng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾，若水質(zhì)較差，可設(shè)置沉淀池，部分需進(jìn)行化學(xué)處理。[7]

（三）表層土壤補(bǔ)墑及限制根系的發(fā)展

微灌水在重力作用下，主要向下運(yùn)動(dòng)。為防止耕作機(jī)械對(duì)管道可能產(chǎn)生的損壞，滲灌管必須埋設(shè)在根深以下，作物苗期表層土壤補(bǔ)墑問(wèn)題難以解決，也容易造成土壤板結(jié)，限制根系發(fā)展。

（四）規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

沒(méi)有微灌條件下不同土壤、作物水分運(yùn)移規(guī)律及對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)影響的系統(tǒng)觀(guān)測(cè)資料，沒(méi)有不同作物、土壤、氣候、地形等組合條件下管道適宜長(zhǎng)度、埋深、間距等規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)該根據(jù)不同作物的不同灌水規(guī)范，合理設(shè)置管道布設(shè)間距，設(shè)置參數(shù)，灌溉制度等。

（五）引起鹽分積累

當(dāng)在含鹽量高的土壤上進(jìn)行微灌時(shí)，土壤鹽分會(huì)隨水分積累在濕潤(rùn)區(qū)的邊緣，遇降雨被沖到作物根區(qū)而引起鹽害[8]。

（六）運(yùn)行成本

微灌工程一般由中央、省級(jí)及地方政府投資，部分企業(yè)也發(fā)展高效節(jié)水的設(shè)施農(nóng)業(yè)，但由于工程造價(jià)偏大，后期管理技術(shù)要求較高，運(yùn)行成本比較大，因此需加大技術(shù)方面的培訓(xùn)力度，合理與農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合，讓投入產(chǎn)出合理。

五、微灌技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景展望

近年來(lái)，國(guó)家加大了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，微灌技術(shù)在未來(lái)將會(huì)快速發(fā)展，解決目前水資源不足的問(wèn)題。從環(huán)境資源來(lái)說(shuō)，來(lái)水量滿(mǎn)足本工程需水量，微灌技術(shù)實(shí)施多年，積累了大量經(jīng)驗(yàn)；從認(rèn)識(shí)方面分析，隨著高效農(nóng)業(yè)的興起，人們對(duì)節(jié)約用水認(rèn)識(shí)深刻，全民節(jié)約用水、科學(xué)用水的認(rèn)識(shí)思想進(jìn)一步提高；從政策環(huán)境來(lái)講，在“十三五”規(guī)劃中，逐年分批次實(shí)施，機(jī)遇難得；從經(jīng)濟(jì)承受能力方面分析，隨著經(jīng)濟(jì)水平及群眾的收入水平提高，經(jīng)濟(jì)投資是可以承受的。從國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)來(lái)看，經(jīng)濟(jì)收益明顯，經(jīng)濟(jì)效益高，因此技術(shù)推廣是合理的。

微灌技術(shù)在節(jié)水灌溉中有很重要的地位，提高水的利用率是當(dāng)代水利人的光榮而艱巨的職責(zé)。[9]今后微灌在高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展中仍起關(guān)鍵性的作用，它對(duì)農(nóng)民增收增產(chǎn)、提高水的利用率起決定性的指導(dǎo)作用，今后需要解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。一是灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃方面。應(yīng)該做到系統(tǒng)規(guī)劃符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展水平，便于推廣，因地制宜，灌溉系統(tǒng)全面為當(dāng)?shù)胤?wù)，以當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益為先。二是灌溉管道的優(yōu)化方面。做好管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不造成混亂，不造成水、材料的浪費(fèi)。三是灌溉管件的合理設(shè)計(jì)方面。對(duì)噴頭方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，防止由于水質(zhì)不好而造成的堵塞，主要對(duì)彎頭、三通、四通等部位進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，減少水頭損失，避免浪費(fèi)。四是灌溉技術(shù)的造價(jià)方面。以經(jīng)濟(jì)、高效、合理為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工程的造價(jià)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，為農(nóng)民帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)利益。

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，未來(lái)微灌技術(shù)將會(huì)朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，微灌技術(shù)中將會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化管理，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更好的應(yīng)用在微灌中，可以根據(jù)微灌技術(shù)進(jìn)行的影響條件，如氣候、溫度、空氣濕度、光合速率等條件在一定時(shí)段的數(shù)據(jù)，輸入計(jì)算機(jī)程序中，有計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)進(jìn)行灌溉，這樣既節(jié)水又節(jié)省人力。相信我們國(guó)家的微灌技術(shù)在未來(lái)將會(huì)越來(lái)越成熟，微灌技術(shù)在我國(guó)會(huì)有更廣闊的前景。

[1]馬光明.節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2015,35(16):53+88.

[2]汪志農(nóng).灌溉排水工程學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003:77-80.

[3]王仁法.微灌技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用[J].塑料,2001,(2):13-17.

[4]于洋,公丕臣,范志鵬.微灌技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].農(nóng)機(jī)化研究,2007,(11):252.

[5]白杉.我國(guó)微灌設(shè)備現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題[J].農(nóng)機(jī)市場(chǎng),2006,(3):8.

[6]馮廣志.關(guān)于微灌技術(shù)研究與推廣的幾個(gè)問(wèn)題[J].節(jié)水灌溉,2000,(2):6-8.

[7]秦永果.微灌過(guò)濾施肥裝置應(yīng)用中存在問(wèn)題與對(duì)策研究[J].山西水利科技,2007,(3):58-59.

[8]史秀蘭.滴頭堵塞的水質(zhì)化學(xué)分析[J].噴灌技術(shù),1995,(2):39-41.

[9]聶世虎,石遠(yuǎn)華.微灌工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2006,(5):316-317.