节水灌溉方式大集锦!
发布日期:2018-08-13 作者:网络 点击:
中國(guó)现有(yǒu)常用(yòng)节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等,均為(wèi)人為(wèi)控制灌溉时机和灌水量,属于“被动式”灌溉模式。以色列滴灌技术被公认為(wèi)目前效果最好的节水灌溉技术,中國(guó)自上世纪70年代末引进以来,取得了長(cháng)足发展。但是滴灌灌水器為(wèi)了实现更小(xiǎo)流量的灌水以及長(cháng)距离铺设,就必须不断地减小(xiǎo)流道尺寸,由此带来了流道易堵塞及制造难的问题。
一、渠道防渗
渠道输水是目前我國(guó)农田灌溉的主要输水方式。
传统的土渠输水渠系水利用(yòng)系数一般為(wèi)0.4-0.5,差的仅0.3左右,也就是说,大部分(fēn)水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用(yòng)水损失的主要方面。采用(yòng)渠道防渗技术后,一般可(kě)使渠系水利用(yòng)系数提高到0.6-0.85,比原来的土渠提高50%-70%。渠道防渗还具有(yǒu)输水快、有(yǒu)利于农业生产抢季节、节省土地等优点,是当前我國(guó)节水灌溉的主要措施之一。
根据所使用(yòng)的材料,渠道防渗可(kě)分(fēn)為(wèi):①三合土护面防渗;②砌石(卵石、块石、片石)防渗;③混凝土防渗;④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用(yòng)土料、混凝土或石料护面)等。
二、管道输水
管道输水是利用(yòng)管道将水直接送到田间灌溉,以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达國(guó)家的灌溉输水已大量采用(yòng)管道。目前我國(guó)北方井灌區(qū)的管道输水推广应用(yòng)也较快。常用(yòng)的管材有(yǒu)混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比,具有(yǒu)输水迅速、节水、省地、增产等优点,其效益為(wèi):水的利用(yòng)系数可(kě)提高到0.95;节電(diàn)20%-30%;省地2%-3%;增产幅度10%。目前,如采用(yòng)低压塑料管道输水,不计水源工程建设投资(以下同),亩投资為(wèi)100元-150元。
在有(yǒu)条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是,管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失,而要真正做到高效用(yòng)水,还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方,对管道布设及管材承压能(néng)力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求,以避免造成浪费。
三、喷灌
喷灌是利用(yòng)管道将有(yǒu)压喷头分(fēn)散成细小(xiǎo)水滴,均匀地喷洒到田间,对作物(wù)进行灌溉。它作為(wèi)一种先进的机械化、半机械化灌水方式,在很(hěn)多(duō)发达國(guó)家已广泛采用(yòng)。
喷灌的主要优点如下:
1、节水效果显著,水的利用(yòng)率可(kě)达80%。一般情况下,喷灌与地面灌溉相比,1m3水可(kě)以当2m3水用(yòng)。
2、作物(wù)增产幅度大,一般可(kě)达20%-40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂,增加了15%-20%的播种面积;灌水均匀,土壤不板结,有(yǒu)利于抢季节、保全苗;改善了田间小(xiǎo)气候和农业生态环境。
3、大大减少了田间渠系建设及管理(lǐ)维护和平整土地等的工作量。
4、减少了农民(mín)用(yòng)于灌水的费用(yòng)和投劳,增加了农民(mín)收入。
5、有(yǒu)利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。
6、避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用(yòng)的喷灌有(yǒu)管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小(xiǎo)型机组式。
(1)移动管道式喷灌通常将输水主干管固定埋设在地下,田间支管和喷头可(kě)拆装搬移、周转使用(yòng),因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用(yòng)这种灌溉形式。10多(duō)年来的实践证明:移动式管道喷灌除了具有(yǒu)一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民(mín)负担和有(yǒu)利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外,还具有(yǒu)设备简单、操作简便、投资低、对田块大小(xiǎo)和形状适应性强、一户或联户均可(kě)使用(yòng)等优点,是目前较适合我國(guó)國(guó)情、可(kě)以大力推广的一种微型喷灌形式,可(kě)适用(yòng)于大田作物(wù)、蔬菜等,亩投资為(wèi)200元-250元。
(2)固定管道式喷灌 固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动, 其灌溉效率高,管理(lǐ)简便,适用(yòng)于蔬菜、果树以及经济作物(wù)灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右),不利于机械化耕作。
(3)中心支轴式与平移式大型喷灌机只能(néng)在预定范围内行走,行走區(qū)域内不能(néng)有(yǒu)高大障碍物(wù),土地要求较平整。其机械化和自动化程度高,适用(yòng)于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用(yòng)國(guó)产设备,每亩投资為(wèi)300元-400元。
(4)卷盘式喷灌机 靠管内动水压力驱动行走作业,与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比,具有(yǒu)机动灵活、适应大小(xiǎo)田块、亩设备投资低等优点。 目前进口设备每亩投资為(wèi);50元左右, 设备國(guó)产化后可(kě)进一步降低投资,这是一种适合我國(guó)國(guó)情、有(yǒu)发展前景的喷灌形式, 可(kě)适用(yòng)于大田作物(wù)、蔬菜等。卷盘式喷灌机有(yǒu)喷枪式和析架式两种, 后者具有(yǒu)雾化好、耗能(néng)低的优点。轻小(xiǎo)型机组式喷灌,可(kě)以手抬或装在手推車(chē)或拖拉机上,具有(yǒu)机动灵活、适应性强、价格较低等优点,通常用(yòng)于较小(xiǎo)地块的抗旱喷灌。每亩投资為(wèi)100元-200元。
四、微喷
微喷是新(xīn)发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用(yòng)塑料管道输水,通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水,可(kě)增产30%以上, 能(néng)改善田间小(xiǎo)气候,可(kě)结合施用(yòng)化肥,提高肥效。國(guó)产设备亩投资一般在500元-800元。主要应用(yòng)于果树、经济作物(wù)、花(huā)卉、草(cǎo)坪、温室大棚等灌溉。
五、滴灌
滴灌是利用(yòng)塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物(wù)根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有(yǒu)效的一种节水灌溉方式,其水的利用(yòng)率可(kě)达95%。滴灌较喷灌具有(yǒu)更高的节水增产效果,同时可(kě)以结合施肥,提高肥效一倍以上。可(kě)适用(yòng)于果树、蔬菜、经济作物(wù)以及温室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可(kě)用(yòng)于大田作物(wù)灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞,因此应对水源进行严格的过滤处理(lǐ)。目前,國(guó)产设备已基本过关,有(yǒu)条件的地區(qū)应积极发展滴灌。
接管道的固定程度, 滴灌可(kě)分(fēn)固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌,其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时, 灌水效果好。國(guó)产设备亩投资约為(wèi)700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移动。亩投资為(wèi)500元-700元。移动式滴灌,其干、支、毛管均由人工移动,设备简单,较半固定式滴灌节省投资,但用(yòng)工较多(duō)。亩投资為(wèi)200元-500元。
六、覆膜灌
用(yòng)地膜覆盖田间的垄沟底部,引入的灌溉水从地膜上面流过,并通过膜上小(xiǎo)孔渗入作物(wù)根部附近的土壤中进行灌溉,这种方法称作膜上灌,在新(xīn)疆等地已大面积推广。采用(yòng)膜上灌,深层渗漏和蒸发损失少,节水显著,在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用(yòng),并能(néng)起到对土壤增温和保墒作用(yòng)。在干旱地區(qū)可(kě)将滴灌管放在膜下,或利用(yòng)毛管通过膜上小(xiǎo)孔进行灌溉,这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有(yǒu)滴灌的优点,又(yòu)具有(yǒu)地膜覆盖的优点,节水增产效果更好。
七、痕灌
2013年2月26日,华中科(kē)技大學(xué)对外发布消息,學(xué)校痕量灌溉研究中心历时10多(duō)年研发出“痕量灌溉”技术,一举打破农作物(wù)“被动式补水”传统灌溉模式,改由农作物(wù)自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化學(xué)上微量元素与痕量元素概念启发而取名,主要指能(néng)在超微流量向作物(wù)長(cháng)久供水,痕灌单位时间的出水量可(kě)达到滴灌的百分(fēn)之一到千分(fēn)之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头,由具有(yǒu)良好导水性能(néng)的毛细管束和具有(yǒu)过滤功能(néng)的痕灌膜组成,控水头埋在作物(wù)根系附近,毛细管束一端与充满水的管道相连,另一端与土壤的毛细管相连,感知土壤水势的变化。作物(wù)吸水导致根系周围的水势降低,即发出需水信号,控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围,直至作物(wù)停止吸水;控水头内的痕灌膜可(kě)防止毛细管束因杂质而堵塞,保证系统長(cháng)期稳定工作。多(duō)年田间试验表明,痕灌比滴灌节水50%左右,即使在滴灌无法使用(yòng)的地區(qū)也可(kě)推广应用(yòng)。
痕量灌溉应用(yòng)前景广阔。痕灌节水技术能(néng)耗更少,节水更多(duō)。尤其是能(néng)够突破在常规节水灌溉很(hěn)少涉及的荒漠化治理(lǐ)、矿山(shān)修复、城市绿化等领域的发展,能(néng)為(wèi)解决粮食安全、生态保护和水资源危机作出贡献。水利部等有(yǒu)关部委已表示将进一步深入研究此项高效节水灌溉新(xīn)技术,积极创造条件进行大田试验,不断积累经验,逐步完善技术,使之在更大范围推广应用(yòng)。