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序論:在您撰寫節水灌溉技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
鑒于我國水資源與能源短缺,經濟實力不足,廣大農村地區的技術管理水平較低的現實,大面積推廣噴、微灌等先進灌水技術還受到很大的限制,因此在今后相當長的一段時間內,我國還仍須加大田間工程的建設力度,大力研究和推廣節水型地面灌水技術。
一、平整土地,設計合理的溝、畦尺寸與灌水技術參數
平整土地是提高地面灌水技術和灌水質量,縮短灌水時間,提高灌水勞動效率和節水增產的一項重要措施。結合土地平整,進行田間工程改造,劃長畦(溝)為短畦(溝),改寬畦為窄畦,設計合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量,可大大提高灌水均勻度和灌水效率。
陜西洛惠渠的研究表明,在入畦單寬流量為3~5L/s時,灌水定額隨畦長而變,當畦長由100米改為30米時,灌水定額減少150~204m³/hm²;當畦長30~100米時,畦單寬流量從2L/s增加到5L/s,灌水定額可降低150~225m³/hm²。
寶雞峽灌區進行深層滲漏的對比試驗,灌水定額小于675m³/hm²,基本不發生深層滲漏;灌水定額825~990m³/hm²時,約有150m³/hm²水產生深層滲漏;灌水定額1350m³/hm²時,有一半水成為深層滲漏水。
我國幅員遼闊,各地地形和土質差異較大,因此難有統一標準,各地應根據田間試驗結果,建立計算機模型,通過實驗和計算機模擬,給出適合本地的適宜畦溝尺寸和灌水技術參數。
二、改進地面灌溉濕潤方式,發展局部濕潤灌溉
改進傳統的地面灌溉全部濕潤方式,進行隔溝(畦)交替灌溉或局部濕潤灌溉,不僅減少了課間土壤蒸發占農田總蒸散量的比例,使田間土壤水的利用效率得以顯著提高,而且可以較好地改善作物根區土壤的通透性,促進根系深扎,有利于根系利用深層土壤儲水,兼具節水和增產雙重特點,值得大力推廣。實踐證明,春小麥與春玉米套種隔畦灌,棉花、玉米等寬行作物隔溝灌或隔溝交替灌,濕潤面積可減少50%,節水高達30%以上,增產幅度5%~10%。玉米坐水種,可節水900m³/hm²,節電90~105千瓦時,增產幅度約16%,增收幅度約28%。
三、改進放水方式,發展間歇灌溉
改進放水方式,把傳統的溝、畦一次放水改為間歇放水,進行間歇灌(又稱波涌灌),被稱為80年代地面灌水技術的一大突破。間歇放水使水流呈波涌狀推進,由于土壤孔隙會自動封閉,在土壤表層形成一薄封閉層,水流推進速度快。在用相同水量灌水時,間歇灌水流前進距離為連續灌的1~3倍,從而大大減少了深層滲漏,提高了灌水均勻度,田間水利用系數可達0.8~0.9。
四、改進溝畦放水設施
改進溝畦放水設施,采用虹吸管(用于明渠輸水)或地面移動閘門孔管(用于管道輸水)放水,與人工開口放水相比,田間水利用率可提高5%~10%。目前這些設施國內仍處于試驗階段,尚未批量生產。因此,有必要開展聯合攻關,對這些設施的材料和加工工藝進行深入研究,向著技術標準化、生產規?;?、推廣應用普及化方向去發展。
五、大力發展節水保墑膜上灌
膜上灌是我國在地膜覆蓋栽培技術的基礎上發展起來的一種新的地面灌溉方法。它是將地膜平鋪于畦中或溝中,畦、溝全部被地膜覆蓋,從而實現利用地膜輸水,并通過作物的放苗孔和專業灌水孔入滲給作物的灌溉方法。由于放苗孔和專業灌水孔只占田間灌溉面積的1%~5%,其他面積主要依靠旁側滲水濕潤,因而膜上灌實際上也是一種局部灌溉。目前,新疆采用膜上灌的農田已達23.33公頃,甘肅、河南等省也開始推廣。膜上灌形勢有開溝扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、溝內膜上灌、膜縫灌、格田膜上畦灌、膜側膜上灌等多種。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麥等。地膜栽培和膜上灌結合后具有節水、保肥、提高地溫、抑制雜草生長和促進作物高產、優質、早熟等特點。生產試驗表明:膜上灌與常規溝灌相比,棉花節水40.8%,增產皮棉5.12%,霜前花增產15%;玉米節水58%,增產51.8%;瓜菜節水25%以上。由于膜上灌是一種新的灌水技術,還有許多不成熟和不完善的地方,對其技術機制、技術要素及其設計方法都需要進一步研究。
新的節水技術
一、污水噴灌技術
利用污水噴灌是將污水處理與農業用水結合起來的一種污水處理方式,同時又是一種開源節流的灌溉方式。噴灌凈化污水,就是將污水噴灑在田里,利用土壤、微生物和作物來分解污水中的一些成分,并使部分水蒸散到大氣中,部分水經土壤凈化后滲透泄出再利用。
在利用污水噴灌時,應先對污水進行沉淀、篩濾,除去固體污物,有的還需加入消毒殺菌劑。污水灌的作物應以除蔬菜以外的經濟作物為主,對于谷類作物最好只用于作物生育前期,在作物收獲前一段時間應停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤質砂土為好,水量應結合作物的種類和生育期確定,如在作物苗期、早春和晚秋應少灌。實施污水灌要防止大定額灌溉,以免造成地表及地下徑流,灌溉強度以不造成土壤粘閉和不產生地表徑流為原則。如污水水質不符合灌溉水質標準時,可采用清水污水混合方法,使混合后的水質符合灌溉要求后再進行噴灌。此技術較復雜,最好在專家指導下運用。
二、咸水灌溉技術
咸水灌溉技術主要包括不同水質的水混灌和輪灌,此外,還有依據電滲透作用原理利用地下咸水灌溉的技術。
混灌是將兩種不同的灌溉水混合使用,包括咸淡混灌、咸堿(低礦化堿性水)混灌和兩種不同鹽漬度的咸水混灌,目的是降低灌溉水的總鹽漬度或改變其鹽分組成?;旃嘣谔岣吖喔人|的同時,也增加了可灌水的總量,使以前不能使用的堿水或高鹽漬度的咸水得以利用。
輪灌是根據水資源分布、作物種類及其耐鹽性和作物生育階段等交替使用咸淡水進行灌溉的一種方法。如旱季用咸水,雨后有河水時用淡水;強耐鹽作物(如棉花)用咸水,弱耐鹽作物(如小麥、玉米、大豆)用淡水;播前和苗期用淡水,而在作物的中、后期用咸水。輪灌可充分、有效地發揮咸淡水各自的作用和效益。
奧地利研究人員利用電滲透作用原理研制出一種灌溉系統,該系統使地下水經土壤毛細管及各種孔隙上升到地表層,同時從聚集于電極周圍的某些鹽類中游離出凈水,上升到地表層供作物利用。其設備是由兩組電極組成,將一組裝有正電極的金屬管打入地下水位以下,另一組為負電極的導體柵網,埋于與植物根部深度相等的地方。根據土質結構及土壤含鹽量,接通2~12V電源,就會在兩極間建立直流電場,產生電滲透效果。這種灌溉系統適用于地下水較豐富的干旱區果園、草坪及固沙植物等。
三、利用空氣中的水分進行灌溉
我國發展節水灌溉技術的歷史幾乎與我國近代灌溉的歷史一樣長,因為只要灌溉就應當考慮節水,在早期的涇惠渠、渭惠渠和洛惠渠等老灌區就在優化地面灌溉技術要素方面作了許多有益的探索,取得了一些寶貴的經驗。在二十世紀六、七十年代浙江一帶就開始推廣三合土和混凝土地下渠道。二十世紀五十年代就有部分地區開始進行噴灌的研究和試點。到二十世紀七十年代噴灌技術受到普遍的重視,相繼召開了幾次全國性的技術研討和推廣的大會,不管在交流技術經驗,還在是造輿論方面都起到了很好的作用。到1977年全國噴灌面積已達290萬畝。水利和中科院,一機部等部委緊密配合組織廣大科技人員成立聯合設計組在噴灌機具研制,田間對比試驗,噴灌系統設計方法,區劃等方面作了大量的科研工作,到了二十世紀八十年代可以說在噴灌方面我國已經具備了自己的一整套設備和技術,為噴灌的大面積推廣創造了條件。從而使得現在全國噴灌面積達到一千三百萬畝左右。在這過程中噴灌的發展也出現了兩次低潮,一次是由于初期機具不過關從而挫傷了群眾的積極性造成的,一次是由于農業生產體制的變化,而早期噴灌技術一時無法適應造成的。而滴灌技術是從1974年從墨西哥引進三套滴灌設備開始的。我國科技人員吸收了國外的先進經驗,研制出了一整套適合我國使用的滴灌和微噴灌設備,現在全國微灌面積已達幾十萬畝。由于塑料工業的發展,到二十世紀八十年代地下輸水技術又得到了新生,發展成為低壓管道輸水灌溉技術,主要采用低壓塑料管輸水,也還有用素砼管等其他低壓管輸水,據1993年不完全統計,全國推廣面積超過333萬公頃。至于渠道防滲技術的發展更有悠久的歷史,它是隨著灌溉規模的發展和新型材料的產生而不斷更新發展的.近幾年來,各級領導對節水灌溉日益重視,各種新聞媒體也大大加強了節水灌溉的宣傳力度,一個大力發展節水灌溉的新已形成。這一次熱潮的特點是:不是單一地發展某一種節水灌溉技術,而是各種節水灌溉技術一齊上。
現在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊,各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些,有些技術還有待進一步研究,有些技術優點更多些,適用范圍更廣些,而有些技術稍遜而已。節水灌溉技術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。
一、節水灌水方法灌水方法即田間配水方法,就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌,微灌和地下灌溉。
(一)地面灌溉地面灌溉是古老的傳統的灌水方法,一般說來它是作為比較是否節水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發展不斷完善,所以最近也有許多比傳統地面灌溉技術更節水的方法。
1.灌水技術要素的優化灌水技術要素指溝、畦規格、入畦(溝)流量,改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節水的效果,一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸,就可以大大提高灌溉均勻度和灌水效率,即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜,則因不同地形與土質而異,各地要通過試驗來確定。
2.新的溝畦灌水工具傳統的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦,這樣既不準確又不方便,而且常因放水口滲漏造成水的田間損失,國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水,我國已做了一些試驗,證明可提高田間水利用率5—10%,但目前有關的工具尚未批量生產,而且農民也不習慣,推廣還有待時日
3.波涌灌溉近代國外又研究出波涌(溝)畦灌或稱間歇溝(畦)灌,就是放入溝(畦)的流量是間歇的,向田間放一段時間(幾分鐘或幾十分鐘)的水然后停止放水一段時間(幾分鐘或幾十分鐘),如此反復,這樣可以使沿溝(畦)長度方向的水量分布更加均勻。田間水利用系數可達80%一90%。是一種有希望的節水灌溉方法。我國90年代初開始有一些單位對此作了研究與試點,不過為了達到間歇放水的目的在田間就要布置可控制間歇放水的裝置(有機械閥和電子控制閥兩種)。要生產出工作可靠,價格低廉的間歇放水裝置是推廣本技術的關鍵。
4.尾水回收系統在土壤入滲速度較小時,每條溝的入流量大一些容易灌得均勻一些,但是往往使得水已流到溝尾時,溝首還沒有灌夠,這樣就不可避免地造成溝尾泄水,如將泄水排掉就會浪費灌溉用水,如果此時在溝尾安裝集水系統把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉,或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節水的措施。但我國目前還很少采用。
5.膜上灌(又稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀,水就在膜上流動,到作物長出孔處才滲入土地,這樣灌水效率高,一般可節水25—35%;增產15—20%,又不要專門的設施。全國現有地膜種植面積近533萬公頃。因此,此法很有推廣前途,1993年僅新疆就推廣了24.7萬公頃,今后應加強相關農機具與農藝的配套與完善。在采用地膜的田塊上積極推廣
(二)噴灌噴灌是通過空中進行配水,由于需要壓力所以常用壓力管道輸水。一般說來,其明顯的優點是灌水均勻,少占耕地,節省人力,對地形的適應性強等,主要缺點是受風影響大,設備投資高等,經過20多年的努力,現在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統的形式很多,其優缺點也就有很大差別。在我國用得較多的有以下幾種:
1.固定管道式噴灌干支管都埋在地下(也有的把支管鋪在地面,但在整個灌溉季節都不移動),這樣管理更省人力,可靠性高,使用壽命長,只是設備投資很高,目前使用塑料管道的系統單位造價也有800—1200元/畝之間。有的甚至達到1500元/畝。
2.半移動式管道噴灌干管固定,支管移動,這樣可大大減少支管用量,從而使得畝投資僅為固定式的50—70%,但是移動支管需要較多人力,并且如管理不善,支管容易損壞。近明了以下一些由機械移動支管的方式,可以部分克服這一缺點。
3.滾移式噴灌支管是將噴灌支管(一般為金屬管)用法蘭連成一個整體,每隔一定距離以支管為軸安裝一個大輪子。在移動支管時用一個小動力機推動,使支管滾到下一個噴位。每根支管最長可達400mm,這種機型我國已有產品,適用于矮桿作物(如蔬菜、小麥等)要求地形比較平坦。
4.時針式噴灌機(又稱圓形噴灌機)是將支管支撐在高2~3米的支架上,全長可達400m,支架可以自己行走,支管的一端固定在水源處,整個支管就繞中心點繞行,象時針一樣,邊走邊灌,可以使用低壓噴頭,灌溉質量好,自動化程度很高。我國已有產品,在華北和東北已有一定的使用經驗,適用于大面積的平原(或淺丘區),要求灌區內沒有任何高的障礙(如電桿、樹木等)。其缺點是只能灌溉圓形的面積,邊角要想法用其他方法補灌。此機在美國應用廣泛,也值得我國大平原地區大規模農場推廣。
5.大型平移噴灌機為了克服時針式噴灌機只能灌圓形面積的缺點,近代在時針式噴灌機的基礎上研制出可使支管作平行移動的噴灌系統。這樣灌溉的面積就成矩形的。但其缺點是當機組行走到田頭時,要專門牽引到原來出發地點,才能進行第二次灌溉。而且平移的準直技術要求高。因此,沒有時針式噴灌機使用的那么廣泛,我國也已有產品。其適于推廣的范圍與時針式噴灌機相仿。
6.絞盤式噴灌機用軟管給一個大噴頭供水,軟管盤在一個大絞盤上。灌溉時逐漸將軟管收卷在絞盤上,噴頭邊走邊噴,灌溉一個寬為兩倍射程的矩形田塊。這種系統,田間工程少,機械設備比時針式簡單,從而造價也低一些,工作可靠性高一些。但一般要采用中高壓噴頭,能耗較高.適合于灌溉粗壯的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比較平坦,地面坡度不能太大,在一個噴頭工作的范圍內最好是一面坡。該機型我國也已有系列產品,桁架式絞盤機可采用低壓噴頭。
7.中、小型噴灌機這是我國在二十世紀七十年代用得最多的一種噴灌模式,常見的的形式是配有1—8個噴頭,用水龍帶連接到裝有水泵和動力機(多為柴油機與電動機)的小車上,動力功率為3~12馬力居多。使用靈活,畝投資約為固定管道式的20~60%,移動費勞力大,管理要求高近年來,發展的規模,似有降低的趨勢,只適用于中小型的農場和田塊。但投資較低,使用靈活機動,以上各種噴灌溉形式各有利弊,各自適合于不同的條件,因此只能因地制宜地決策選用
(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水由滴頭慢慢滴出,是一種精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不是灌土地。而且可長時間使作物根區的水分處于最優狀態,因此既省水又增產,我國現有面積34萬公頃(包括微噴灌),但其最大缺點就是滴頭出流孔口小,流速低,因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理,目前我國還都只注意到防止物理堵塞,而同樣嚴重的生物堵塞和化學堵塞問題尚未引起足夠的重視。
1.固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下),整個灌水季節都不移動,毛管用量大,造價與固定式噴灌相近,其優點是節省勞力,由于布置在地面,施工簡單而且便于發現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等),但是毛管直接受太陽曝曬,老化快,而且對其他農業操作有影響,還容易受到人為的破壞。
2.半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間,而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50—70%。這樣就增加了移動毛管的勞力,而且易于損壞。
3.膜下灌在地膜裁培作物的田塊,將滴灌毛管布置在地膜下面,這樣可充分發揮滴灌的優點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難,而且還大大減少地面無效蒸發。
4.地下滴灌這是將滴灌干、支、毛管和滴頭全部埋入地下,這可以大大減少對其他耕作的干擾,避免人為的破壞,避免太陽的輻射,減慢老化,延長使用壽命,其缺點是不容易發現系統的事故,如不作妥善處理,滴頭易受土壤或根系堵塞
(四)微噴灌有的地方稱之為霧灌,與滴灌相似,只是為了克服滴頭太易于堵塞的缺點,將滴頭改為微噴頭,由于微噴頭出流孔口大一些,流量大一些,流速慢一些,所以不象滴頭那么容易堵塞,但流量加大了,毛管相應也要加粗些。在每棵作物或樹下裝1—2個微噴頭一般即可滿足灌溉的需要。微噴頭仍有堵塞問題,因此也要對過濾問題給予足夠的重視,每畝造價與固定式滴灌相仿。在國外有逐漸以微噴灌取代滴灌的趨勢。但是在溫室(或大棚)內使用微噴灌會大大提高室內之空氣濕度。而不利于對濕度敏感作物(如黃瓜)的生產,這時只好用滴灌近年來我國微噴灌設備生產逐漸完善。微噴灌面積的發展很快,是一種很有發展前途的節水灌水方法。特別適用于灌溉果園
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節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、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。轉
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
(3)節水灌溉技術發展要符合農村實際。節水灌溉技術發展不僅是工程問題、技術問題,還是社會問題和經濟問題。節水灌溉技術如果不能使農民從中得到實惠,就不能得到廣大農民的真正擁護,就不能持續快速地發展起來。
在杭埠河灌區中,節水灌溉是根據當地作物需水規律和當地供水條件,采取高效利用降水和灌溉水,以取得農業最佳經濟效益、社會效益和環境效益的綜合措施。灌溉水源優化配置、合理利用、節約保護,發揮最大效益。節水灌溉應充分利用當地降水和回歸水,提高水資源的重復利用率。杭埠河灌區人均耕地面積少,土地資源珍貴。為促進農場經濟發展,灌區主要以種植水稻為主,且灌區主要水源龍河口水庫是合肥市城市生活用水補給水源之一,水資源量有限,因此灌區非常重視水資源的綜合運用,發展節水灌溉,促進農業穩定發展。杭埠河灌區根據灌區的具體情況,因地制宜,采用多種節水灌溉工程技術,主要采用了以下幾種。
1.1灌區渠道防滲工程
渠道防滲工程不但減少渠道滲漏損失、節省灌溉用水量、有效地利用水資源,降低灌溉成本,提高灌溉效益,而且還可以提高渠床的抗沖能力,防止渠坡坍塌,增強渠床的穩定性,提高渠道輸水能力,防止渠道長草,減少泥沙淤積,節省工程維修維護費用。灌區渠道下部土層為含砂透水層,滲漏嚴重,采用土工膜防滲措施,預制混凝土板作為保護層,取得了良好的防滲效果。
1.2灌區雨水集蓄利用工程
杭埠河灌區水資源量有限,不能滿足灌區用水需求,灌區管理部門想方設法多渠道開辟水源,最大限度地合理利用水資源。根據灌區的地形條件,雨水集蓄利用工程非常適合灌區灌溉發展。舒城縣地處江淮之間,大別山東麓,地形復雜,山、丘、崗、庫、圩兼有。舒城縣在歷史上水旱災害頻發。勤勞的舒城人民在與大自然抗爭中,建有與都江堰齊名的漢代水利工程七門堰、世界第一人工土壩龍河口水庫、千米飛虹將軍山大渡槽、世界三大灌區的淠史杭水利工程杭埠河灌區等。全縣現建有水庫122座,其中小(I)型水庫5座,小(II)型水庫117座。排澇泵站70座,裝機112臺,6666kW,小水電站46座,裝機59臺,20080kW,設計年發電量7000×104kW·h。主干渠3條,其中杭北干渠長68.9km,舒廬干渠36.15km,杭淠分干渠12km,666.667hm2以上支渠22條,支渠、斗渠、農渠長4070km,有效灌溉面積4.333×104hm2。全縣還有200km2以上的中小河流7條,內河14條,大山塘17500口,引水堰壩200多處,有效地解決了水資源緊張的狀況。
1.3灌區的噴灌工程
噴灌是發展經濟作物種植的一種非常好的灌溉方式,能達到增產增收的良好經濟效果。它對地形、土壤等條件適應性強,與地面灌溉相比,大田作物噴灌一般可省水30%~50%,增產10%~30%。鋪設噴灌固定總干管11條,總長度14.5km;鋪設噴灌固定干管42條,總長度47.0km,將對灌區實現有效的控制??偢晒堋⒏晒芤约暗芈褙Q管均采用HDPE管,HDPE管材水流阻力小、流率高、耐候性優良,不能被細菌及菌類腐化,運輸安裝方便、成本低、保養費用低的特點。
1.4灌區的移動軟管
噴灌支管為地面可移動聚乙烯軟管,采用平移的方式進行作物噴灌。支管可通過快速連接接頭與豎管連接,支管上每隔18m安裝一個高壓噴頭進行噴灌。干管固定,支管移動,這樣可大大減少支管用量,從而使得單位面積投資僅為固定式的50%~70%。采用這種噴灌方式既能滿足作物噴灌要求,又能節約大量的投資。
2對杭埠河灌區節水灌溉的特點分析
2.1利用多渠道開發杭埠河灌區的水資源
灌區水資源比較緊缺,對雨水以及回歸水灌區采用“長藤結瓜”的形式最大限度地加以集蓄利用,多方面開發水資源,有效解決了灌區水資源不足問題。同時,修建的蓄水池可以接納區間排水以及區間降水徑流,可使棄水、滲水與跑水回歸利用,基本實現灌溉期零排放。
2.2節水灌溉工程技術運用
任何一種節水灌溉類型都有自身優缺點,都有其適用條件。杭埠河灌區根據自身條件,因地制宜,采用了多種節水灌溉工程技術措施,每年節約用水30%以上。
2.3灌區噴灌大大減少了占地
采用部分骨干渠道加半固定式噴灌系統,較之自流灌溉不需要大填方,減少占地,降低技術難度,方便工程使用,可減少占地60%,減少投資50%以上,大量節約了水資源,提高了灌溉水生產率。
2.4灌區多種噴灌模式并存經驗
灌區大部分作物采用可移動聚乙烯軟管噴灌,還有小部分作物采用小型卷盤噴灌機,有利于灌區進行兩種灌溉模式的比較分析,總結節水灌溉經驗,完善灌區灌溉模式。
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關鍵詞:節水;灌溉;技術;工程模式
現在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊,各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些,有些技術還有待進一步研究,有些技術優點更多些,適用范圍更廣些,而有些技術稍遜而已。
節水灌溉技術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。
一、灌溉技術
節水灌水方法:灌水方法即田間配水方法,就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌,微灌和地下灌溉。
(一)地面灌溉地面灌溉是最傳統的灌水方法,一般說來它是作為比較是否節水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發展不斷完善,所以最近也有許多比傳統地面灌溉技術更節水的方法。
1灌水技術要素的優化灌水技術要素指溝、畦規格、入畦(溝)流量,改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節水的效果,一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸,就可以大大提高灌溉均勻度和灌水斂率.即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜,則因不同地形與土質而異,各地要通過試驗來確定。
2新的淘畦灌水工具傳統的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦,這樣既不準確又不方便,而且常因放水口滲漏造成水的田間損失.國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水,但這種方法造價較高,在我縣很少使用。我們也做了一些試驗,證明可提高田間水利用率5%~10%。
3尾水回收系統在土壤入滲速度較小時,每條溝的人流量大一些容易灌得均勻一些,但是往往使得水已流到溝尾時,溝首還沒有灌夠,這樣就不可避免地造成溝尾泄水,如將泄水排掉就會浪費灌溉用水.如果此時在溝尾安裝集水系統把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉,或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節水的措施。但我縣目前還很少采用。
4膜上灌(叉稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀,水就在膜上流動,到作物長出孔處才滲入土地,這樣灌水效率高,一般可節水25%~35%。增產15%~20%,又不要專門的設施。
(二)噴灌式灌溉噴灌技術是利用專門德設備將水加壓或是利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間,再經噴頭噴射道空中散成細小德水珠均勻的灑在農田上。適合灌溉所有的旱作物,糧食、蔬菜等。適用于氣候溫暖的平原和山丘。也適用噴灑農藥,但在北方很少使用。一是北方土地少,而是造價高?,F在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統的形式很多,其優缺點也就有很大差別。
(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水由滴頭慢慢滴出,是一種精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不是灌土地。這種方法也多在南方和大面積土地上使用。此法可長時間使作物根區的水分處于最優狀態,因此既省水又增產,我國現有面積34萬公頃,但其最大缺點就是滴頭出流孔口小,流速低,因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理。
1固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(千、支管一般埋在地下),整個灌水季節都不移動,毛管用量大,造價與固定式噴灌相近,其優點是節省勞力,由于布置在地面,施工簡單而且便于發現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等),但是毛管直接受太陽曝曬.老化快,而且對其他農業操作有影響,還容易受到人為的破壞。
2半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間,而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50%~70%。這樣就增加了移動毛管的勞力,而且易于損壞。
3膜下灌在地膜裁培作物的田塊,將滴灌毛管布置在地膜下面,這樣可充分發揮滴灌的優點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難,而且還大大減少地面無效蒸發。
二、節水灌溉工程技術模式
為大規模發展節水灌溉技術,各地結合自身的特點均采用了不同的節水灌溉工程技術模式。為了使這些模式更加完善,下面介紹幾種有代表性的節水灌溉工程技術模式。
(一)、城郊設施農業節水高效工程技術模式
設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高產、高效。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。
郊區是發展設施農業節水高效工程技術最理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備).輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。
設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內。尤其在現階段,應在吸收國內外先進技術的基礎上,大力發展適合當地的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。
(二)、純井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式
目前,純井灌區大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的可持續發展。因此.在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”,二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉,對經濟作物可采用微灌。:
(三)、水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式
在各水庫周邊灌溉水源緊缺,農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。
1.1農民們積極推行
節水灌溉業的發展離不開農民們的支持和參與。因此,一定要讓農民們參與到節水灌溉農業中來,不僅如此,還要把意識貫穿到農業生產的全過程。首先,不僅要樹立節約用水的意識,還要大力促進農業所生產的增產,這是最根本的目標。其次,一定要全面促進高效節水的落實,具體來說,就是要控制用水量,關注灌溉技術在增產增收方面對農業的促進作用。針對以上兩點,要廣泛結合國內高效節水灌溉技術的應用成功的典型事例,從這些事例中學習成功的經驗和方法,分析與研究他們這些事例中的成功的經驗,根據實際轉化為具有當地特點的技術并落實。
1.2灌溉設備的支持
首先,發展節水灌溉需要節水灌溉設備的支持。任何節水灌溉技術的使用都需要先進設備的支持,我國的技術之所以沒有長足的發展,很重要的原因是國內的設備制造業專業化的生產程度都不高,具有滯后性。如果設備的質量不過關,就會直接導致農業的灌溉技術不能合理有效的利用,直接給農民帶來嚴重的經濟損失,甚至在某些情況下,還會嚴重損傷農民的灌溉的積極性。因此,必須使用優質的設備來保障灌溉技術的落實。其次,節水灌溉業的發展離不開國家的資金的支持。建議國家在對水利業進行投資的時候,著重向節水灌溉方向走。對資金的籌措要盡量多元化,把這些資金集中起來,集中地資金用來對各個地區的大型灌溉區進行綜合合理的整治。最后,結合農業的種植結構,進行全面的調整。對一些高效的節水灌溉工程進行投資建設,全面實現農業從傳統走向現代化進程。要做到經過合理整治之后的灌溉區不僅能夠實現農業的增產增收的,還能夠促進農業生產方式的進步與提高,全面的走一條農業產業化經營的道路。
2創新節水灌溉技術
2.1創新觀念發展高效現代農業
節水灌溉技術的落實,最大的收益者農民群眾。因此,農民群眾要積極的對土地資源進行大力整合,根據土壤結構來實現高效率節水。此外,還要對農民進行技能培訓,全面實現農村勞動力的轉移,提高農民產業經營的自主性,實現共同經營,共同收益。在這個過程匯中,還可以由政府組織實現合伙承包,農戶可以加入到合作社,由合作社組織大力發展高效節水農業。
2.2引導農業現代化發展
首先,要建立起高效節水示范區來引領農民們進行高效農業的發展。建立示范區以后,促進高效節水農業發展的先進技術和模式才能被廣泛應用,這一示范區域的產量和增產效益也會明顯的比其他地方的產量高;同時,也能帶動周邊農民大力發展生產的積極性。其次,適時的更新農民的生產觀念,解放農民思想,發揚農民生產的自主性。面對農業發展的新形勢,必須要從實際出發轉變農民們的思想,要求農民的思維開闊,敢于創新。
2.3把農民群眾作為主體
首先,堅持把農民當成是農業生產發展的主體,全面提高農民生產的積極性,充分發揮農民的創造力,引導他們合理籌集資金,使農民們真正的成為發展高效節水農業的真正的受益者。充分發揮農業是第一生產力的作用,堅持以人為本為原則,要全面落實以人為本的觀念,充分地體現出科技的發展離不開人類的思維的創新。其次,廣泛調動起農業科研人員的積極性,在科研人員的帶領下,農民們的勞動熱情也逐漸的高漲,全面促進農業的增產增收。讓農民們都參與到科技創新中來,使他們切實的享受到創新的成果,充分有效的發揮農民在農業生產中的積極性和熱情,走協調、可持續發展的道路。
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關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節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、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。