(一)农业节水灌溉工程技术类型与特征
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发布时间：2022-04-24 04:55
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时间：2023-08-25 15:58
节水灌溉工程是实现节水灌溉的基础，我国从20世纪五六十年代起就开始了节水灌溉工程技术的试验、研究和推广，经过40 多年的实践和探索，在节水灌溉规划、设计、施工等方面日趋完善，出台了如《节水灌溉技术规范》、《喷灌工程设计规范》、《微灌工程设计规范》等，为正确实施节水灌溉奠定了基础；与此同时，节水灌溉设备的开发和生产己形成一定的规模，在数量上基本能满足我国发展节水灌溉的需求。节水灌溉工程技术主要有以下几种：
1.渠道防渗工程技术
渠道是大多数灌区的主要输水手段。渠道输水灌溉关键是做好渠道防渗。渠道防渗灌溉技术采用混凝土护面、浆砌石衬砌、塑料薄膜等多种方法进行防渗处理，减少从水源到田间输水损失，提高渠道输水效率。土渠输水的渗漏损失一般为20%～40%，使水的利用率大大降低，与土渠相比，渠道防渗可降低渗漏损失60%～90%（海生，2003），渠道防渗技术的关键是确定适宜的防渗材料和合理的断面结构形式。
渠道防渗技术可减少输水渠道渠床的透水或者建立不易透水的防护层面来减少渗漏，使渠道输水损失降低到5%～10%。这种技术是应用最早最广泛的节水技术之一，是目前大中型灌区较理想的输水灌溉技术，其断面形式有矩形、梯形和U形。使用的材料由浆砌石、预制板发展到混凝土现浇。这种灌溉技术的渠系水利用系数可达到70%～80%，利用地形的高差，把水从高处流向低处。但是渠道防渗只减少了在输水过程的水量损失，要进一步提高水的利用率，还需要做田面节水工程。
2.低压管道输水灌溉工程技术
低压管道输水灌溉简称为管灌，是利用机泵抽取河水，通过泵提供的较低压力经过塑料或混凝土等管道代替土渠输水把水直接输送到田间沟、畦灌溉农田，再接末级输水软管来灌溉作物，以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。不接软管的管灌称为不完全管道系统，接软管的称为完全管道系统。后者节水效果比前者更好，但是灌水比较麻烦。低压管道输水技术对水的利用率可达95%，另外，还能有效提高输水速度。低压管道输水技术在我国北方井灌区已经普及，但大型自流灌区尚处于试点阶段。
3.喷灌工程技术
喷灌技术即喷水灌溉技术，这种灌溉技术是利用水泵或水源的天然落差加压，通过管道、喷头将有压力的水喷射到空中，均匀的散布到田间，对作物进行灌溉。喷灌技术是大面积机械化解决大田作物节水灌溉的主要形式。在喷灌机械中，平移（包括中心支轴）式全自动喷灌机、软管卷盘式自动喷灌机及人工移管式喷灌机是世界上应用的三种主要机型。喷灌是一种机械化高效节水灌溉技术，几乎适用于除水稻外的所有大田作物以及蔬菜、果树等，对地形、土壤等条件适应性强，兴建在起伏不平、土壤透水性较强的地块经济效益最好。与地面灌溉相比，喷灌除灌溉主功能外，还可以喷洒农药和肥料，创造与改善田间小气候，调节空气、土壤及作物的温度、湿度，可用于农作物防霜冻和干热风。大田作物喷灌一般可节水30%～50%，增产10%～30%（海生，2003）。喷灌也分为固定式、半固定式和移动式，移动式投资最少，但是浇地管理麻烦。在一个区域内种植多种农作物使用喷灌灌水并不合适，而且喷灌受风力和空气湿度影响较大，对设计要求还比较高，其设备投资大，耗能高，同时大型设备构造较为复杂，操作及维修技术要求高，操作运行管理人员须经专门培训。
4.微灌工程技术
微灌是一种新型的用水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌，是现代化、精细高效的节水灌溉技术，具有省水、节能、适应性强等特点，灌水同时可兼施肥，灌溉效率能够达到90%以上（朱丽，2002）。微灌已由果树、蔬菜等少数经济作物向行播大田作物发展。
微灌技术是根据植物的需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将植物生长中所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接送到植物根部附近的土壤表面或土层中。相对于地面灌和喷灌而言，微灌属局部灌溉、精细灌溉，水的有效利用程度最高，约比地面灌节水50%～60%、增产20%～30%（潘云明、张永峰，2005），比喷灌省水15%～20%。但微灌的工程投资也高，在国外被称之为昂贵的灌水技术（杨少俊，1998），另外此技术也容易造成管道堵塞。为了支撑高投入，微灌一般只用于水果、蔬菜、花卉等产值高、收益高的经济作物。严格地说，微灌不太适合大田粮食作物。
5.覆膜灌工程技术
覆膜灌包括膜上灌和膜下灌。膜上灌是在地膜栽培的基础上，把以往的地膜旁侧灌水改为膜上灌水，水沿放苗孔和地膜旁侧入渗对作物进行灌溉。通过调整膜畦首尾的渗水孔数及孔的大小，来调整畦首尾的灌水量，可获得较常规地面灌水方法相对较高的灌水均匀度。膜下灌是在地膜下用滴灌供水灌溉，比膜上灌更省水。覆膜灌操作简便，便于控制灌水量，可大幅度减少土壤的深层渗漏和蒸发损失，因此能显著提高水的利用率。覆膜灌适用于实行地膜种植的中耕作物，与常规沟灌玉米、棉花相比，可省水60%～80%，并有明显增产效果。
6.地面灌溉工程实用技术
小畦灌。畦灌是耕地经平整后，利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉。小畦灌灌水方法为“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦”的“三改”畦灌灌水技术。小畦灌灌水技术的要点是确定合理的畦长、畦宽和畦单宽流量。畦田宽度，自流灌区为23m，机井提灌区以1～2m为宜。地面坡度1/400～1/1000 时（侯菊平，2002），单宽流量为2～4.51m3/s；畦长，自流灌区以30～50m为宜，最长不超过80m，机井和高扬程提水灌区以30m左右为宜。畦埂高度为0.2～0.3m，底宽0.4m左右，地头埂和路边埂可适当加宽加厚。
小块灌。在北方应用块灌灌水方法的大多数灌区，普遍在块田上采用大块地大水漫灌和大块地大水串灌，以块田代替田间输水渠和输水沟，浪费灌溉水量相当大，不仅灌水质量很差，还影响作物的产量，导致土壤沼泽化和盐碱化。近年来，随着缺水问题突出，广泛采用了“大块改小块、宽块改窄块和长块改短块”的“三改”灌水技术，称为小块灌，有显著的节水和增产效果。小块灌技术的块田宽度一般不宜大于5m，块田长度应在5m左右，块田面积最好小于334m2，最大也不要超过667m2，对于无坡块灌时，块田面积、长度和宽度均可比有坡块灌的大一些。一般块田面积仍不宜超过667m2，块田长度不宜大于60m（侯菊平，2002），宽度应小于10m。
长吐分段灌溉。将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，采用地面纵向输入沟或塑料薄壁软管，将灌溉水输入畦田，然后自下而上或自上而下依次逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水方法，称为长畦分段灌或长畦短灌。长畦分段灌溉若用输水沟输水和灌水，同一条输水沟第一次灌水时，应由长畦尾端短畦开始自上而下向各个短畦内灌水；第二次灌水时，应由长畦首端开始自上而下向各分段短畦内灌水，输水沟内一般仍可种植作物。
7.波涌灌溉工程技术
波涌灌溉是对地面沟、畦灌水方法的重大发展，是把灌溉水断续的按一定周期向灌水沟（畦）供水，逐段湿润土壤，直到水流推进到灌水沟（畦）为止的一种节水型地面灌溉新技术。波涌灌溉供水不是连续的，其灌溉水流也不是一次灌水就推进到灌水沟（畦）末端，而是灌溉水在第一次供水输入灌水沟（畦）达一定距离后，暂停供水，过一定时间后再继续供水，如此分几次间歇反复地向灌水沟（畦）供水的地面灌水技术。
