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| 我国节水灌溉技术的种类及发展趋势 |
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发布者：节水灌溉者 发布时间：2011/6/10 阅读：3908次 |
建国以来，我国的农田灌溉事业取得了很大的成就，灌溉面积由1949年的1600万ha增加到4800万ha，而且预计到2000年还将增加533万ha，在占全国总耕地面积近50％的灌溉面积上生产了占总产量近2/3的粮食。但我国灌溉水的利用率只有40％，即60％灌溉水在输水、配水和田间灌溉过程中白白被浪费掉，而发达国家的灌溉水利用率可达80－90％。因此随着农业的发展，节水灌溉技术的研究和应用越来越受到各级政府和人们的广泛关注。从五十年代开始，有关部门就开展了节水灌溉技术研究及推广工作，取得了明显的成绩。但在节水灌溉技术发展过程中仍存在着不少问题和障碍，此文仅对以下我国目前几项主要节水灌溉技术的现状和发展趋势做一概述。
一、低压管道输水灌溉技术
低压管道输水灌溉是利用低压输水管道代替传统输水土渠将水直接送到田间沟畦灌溉作物，以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。和土渠输水相比，低压管道输水灌溉可使毛灌溉定额减少30％，同时节能25％左右。由于低压管道输水灌溉技术一次性投资较低（约150－200元/亩），要求设备简单，操作管理方便，农民易于掌握，特别适合我国农村当前经济状况和土地模式。该技术在平原井灌区的成功实践显示出其将来良好的推广前景，已被列入水利部和农业部农业节水工程中的主要措施，目前我国低压管道输水灌溉面积已达267万ha（1ha（公顷）＝15亩＝1万m2）（4000多万亩)，预计到2000年管灌总面积将达到566万ha(8500多万亩)。
我国低压管道输水灌溉技术自五十年代开始试点应用，但因技术设备不配套，以及当时农村技术经济条件较差而未能大面积推广。进入八十年代以来，为了节约用水，这项节水技术引起各级政府部门和群众的高度重视，迅速在北方平原井灌区发展起来，并在“七五”期间做为国家科委重点项目，从系统规划设计、管材管件、配套设备、施工安装、运行管理等方面进行了系统研究，取得了成套的成果，并研制出了适合我国国情的双壁纹PVC管、薄壁PVC管、PVC缠绕管、水泥沙管、石灰混凝土管、现浇混凝土管等低压管材和配套管件，并开发出数十种管道灌溉用出水口和给水拴及安全保护装置，制定了平原区低压管道系统的优化设计理论及管材施工工艺。
低压管道输水灌溉由于节水节能而深受广大农民的热烈欢迎，但仍存在一些问题：一是低压管道输水灌溉在田间仍沿用传统的沟畦灌，造成田间水的利用系数较低，需要进行田间配水系统例如移动多孔闸管的定型配套，中加合作“河北旱作农业项目”引进改造的与出水口配套的地表多水门管道灌溉系统已完成技术评价，结果表明具有节水节能省地优点，有望成为我国北方井灌区与低压输水灌溉配套的田间配水系统。二是适用于低压管道输水灌溉系统的管件、安全保护装置及简易量水装置等都很不配套，需要进一步定型，逐步达到标准化、系列化、工厂化生产。三是渠灌区、水库自流灌区低压管道输水灌溉适应条件、规划设计优质大口径低压管材管件等还有待于进一步研究，扩大该技术推广区域。
二、喷灌技术
喷灌是利用专门的系统（动力设备、水泵、管道等）将水加压后通过喷头将水分散成细小水滴后均匀喷洒在田间进行灌溉的一种灌水方式。喷灌全部采用管道输水，可人为控制灌水量，对作物进行适时适量灌溉，并且适应于任何地形和作物。和传统地表灌溉方法相比，喷灌可节水30－50％，而且灌溉均匀，质量高；节省耕地7－10％以上；节省劳力50％。推广先进的喷灌技术实现农田喷灌化是我国发展节水灌溉的重要措施之一，该技术在“九五”期间将格外受到重视，而且国家将在经济财力和政策导向上给予大力支持。
我国从70年代开始发展喷灌技术，但由于当时农村经济能力差、土地分散经营和设备质量不过关等原因，直到80年代喷灌面积始终徘徊在66.7万ha左右，为了改变这种状况，“七五”期间，水利部引进了奥地利鲍尔公司的摇臂式喷头、薄壁铝管、薄壁热浸镀锌钢管生产线，并进行了大量的相关研究。技术引进和科技人员攻关对提高设备质量，促进喷灌发展起了重要的作用。经过20多年的努力，到90年代全国约已形成喷灌面积80万ha(年实喷面积达55－60万ha)，取得了比较显著的节水、增产效益，喷灌方式多以轻小移动机组为主，约占50－60％，固定式和半固定式分别占10和20％左右，大型喷灌机控制面积较小，基本上为进口机，主要集中在大规模农场和垦区。
当前我国喷灌设备生产已具备了一定的规模，按喷灌面积的发展速度推测，“九五”期间年需求轻小型喷灌机5万台，数量上基本可以满足现阶段需要，但在产品种类、材质、性能、可靠性等方面与发达国家有相当大的差距，例如我国生产的PY系列的喷头能量利用率只有76－80％，比引进的奥地利喷头低10－14％。存在的主要技术问题有：喷灌关键设备耐久性差；移动式喷灌快速接头漏水严重；缺乏提高灌溉均匀度的控制设备；缺乏可靠的加压和自动调压设备；喷头、控制系统等设备规格型号少，系列化程度低。这些技术问题在很大程度上制约了喷灌技术的推广应用。根据预测，1991－2000年全国新增喷灌面积60多ha，但从各地区发展趋势和有关规划看，喷灌方式多以轻小型喷灌机组为主，造成喷灌机拥有量增长快，但喷灌面积增长较慢，不能充分发挥喷灌节水技术的作用，着眼于我国农业的土地规模化经营发展方向，应对适应井泵集中供水情况的大中型喷灌机如指针式、滚动式、平移式喷灌机进行研究、生产和普及推广，这对于进一步扩大喷灌面积和大幅度推广劳动生产率非常必要。
我国目前喷灌面积仅占同期有效灌溉面积的1－2％，大大低于80年代末以色列50％和美国40％的先进水平，即使按有关预测目标本世纪末达到130ha，所占比例也仅2－3％，仍是很低的。因此应广泛引进、吸收消化国外先进技术，结合我国农业生产实际，尽快形成具有中国特色的喷灌节水技术。我国喷灌的发展趋势为：(1)低压节能；(2)多目标利用；(3)适应农民联户经营或土地较大规模集中经营的普及型大中型喷灌机；(4)改进设备，提高性能；(5)产品日趋标准化、系列化。
三、微灌技术
微灌技术是一种相对最为省水的灌溉方式，是一种新型的节水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、渗灌等，它是通过低压管道和滴头或其它灌水器，以持续、均匀和受控的方式向作物根系输送所需水分（及养分）。微灌技术具有显著的节水(微灌一般比地面灌溉节水30－50％，比喷灌节水15－20％)、节能和增产效果，对土壤、地形和作物种类适应性强，并易于实现自动控制，具有诱人的推广应用前景。
我国从70年代开始发展微灌技术，到目前已经发展面积2.3万ha，其中滴灌面积约占一半。主要经过了引进、消化和试制、设备和理论上深化研究和改进、研制、制定技术标准和规范三个发展阶段。通过多方努力和攻关，改进和研制出了一批新的微灌设备如等量滴灌设备、脉冲滴灌设备、微喷灌设备、孔口滴头、补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、渗水头、调压器和施肥器等，建立了一批微灌技术示范基地，主要应用于果树、瓜果、保护地蔬菜和高价值经济作物上，如唐山的燕山滴灌技术示范点，山东烟台的滴灌和威海的微喷灌技术示范点，辽宁苹果滴灌示范点。河北廊坊微灌示范区和山西运城渗灌示范区等，这些示范区（点）的运作和经验带动了我国微灌技术的研究并大大推动了我国微灌事业的发展，形成了许多具有中国特色的微灌设备和管理机制。
我国微灌技术虽有较大的发展，但仍存在一定的问题，而且与发达国家还有很大距离，主要包括以下几点：一是微灌设备种类少，性能差，生产工艺水平还比较落后，材质不耐老化；二是微灌系统抗防堵塞研究不够深入，过滤设备等水净化装置种类少，造成了微灌系统的报废；三是我国目前的微灌主要集中在果菜等经济作物，大田作物微灌技术及适应设备亟待研究解决。
我国微灌的发展趋势及进一步研究方向为：①设备种类多样化、低成本、节能和适合推广普及；②微灌产品系列化、标准化及耐用可靠；③微灌自动化和多目标利用（如施肥和施用化学药剂）；④微灌防堵塞的材料（如塑料）配方。
四、节水的地面灌水技术
地面灌水技术又称重力灌水法，传统的地面灌溉主要有三种方式：畦灌、沟灌和漫灌。地面灌溉是我国灌溉的主体，98％的灌溉面积采用地面灌水，因为传统的地面灌水方法灌溉定额大，输水损失严重，灌溉水分布均匀度低，而且随着近年来能源紧张状况的不断加剧，迫使人们重视地面灌水技术的改进与发展，目前已形成了多种节水的地面灌溉技术，例如优化畦田规格、利用激光平地技术进行水平畦灌、涌流灌溉和膜上灌等。
我国从70年代开始进行节水的地面灌溉技术的研究和应用工作，20年来取得了显著的成绩，平整土地，推广小畦灌溉或沟灌是最早采用的改进技术，具有一定的节水效果，已普遍为农民所接受。我国科技工作者也对膜上灌和涌流灌(Surgeirrigation)的节水机理进行了一定的探索，在地面灌溉理论研究方面也取得了进展，尤其是畦田规格、单宽流量灌溉定额等节水因素优化，制定灌溉技术方案从而节约水量。由于改进的地面灌溉技术简便实用、易于推广，对节水和缓解水资源紧缺状况起了很大作用。
虽然我国在地面节水灌溉方面取得了一定成就，但仍存在一些问题和需要深化研究的方面，包括地面灌水技术的节水机理、各种节水地面灌溉技术的适应条件、灌溉均匀度对作物的影响以及各种改进地面灌溉技术的优化组合方式。另外波涌灌溉和激光平地水平畦灌等先进技术应用尚属空白，需要进一步研究解决和推广。
地面灌溉技术改进和发展趋势主要包括以下几个方面：
1、采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布。
2、田间灌水设施自动化。
3、研究应用地面灌溉自适应控制系统，形成灌溉早期入渗速度、行水时间、停水时间和灌溉效率的水管理系统。
4、建立区域供水管理体系，采用计算机、电算、遥感等新技术和系统工程学理论进行水管理，并实现重建轻管向重改重管的改变。 |
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