节水灌溉技术的研究

摘要：干旱缺水是制约农业生产发展的主要因素之一，节水灌溉技术的应用，可有效降低农业用水量，提高灌溉水的有效利用。本文简述了节水灌溉工程的现状和存在的工程技术问题，并展望了节水灌溉工程的发展趋势。

关键词：节水灌溉；低压管道；防渗；喷灌；微灌；渗灌

我国是一个农业大国.农业是用水的大户，占总用水量的大部分，约占全国用水的70%。目前，一方面我国农业处于缺水的状态下，但另一方面农业用水还存在着水资源严重浪费的情况，水资源利用率较低。所以需要加大农田灌溉过程中对先进节水灌溉技术的应用，有效降低农业用水量，提高灌溉水的有效利用，这也是建设节水型社会的迫切需要。

1. 节水灌溉技术的内涵

节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法，措施和制度等的总称，以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。“节水灌溉”的真正涵义是在充分利用降水和土壤水的前提下，高效利用灌溉用水，最大限度的满足作物需水，以获取农业生产的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益。灌溉水从水源到田间要经过几个环节，每个环节都存在水量无益耗损；凡是在这些环节中能够减少水量损失、提高灌溉水使用效率的各种技术和措施，均属于节水灌溉的范畴 [1]。

2. 节水灌溉技术的发展现状

灌溉用水从水源到田间，到被作物吸收，形成产量，主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施，组成一个完整的节水灌溉技术体系，包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。其中节水工程技术是该技术体系的核心，已相对成熟并得到普及，其他技术相对薄弱，急需加强研究开发和推广应用。

2.1 灌溉水资源优化调配技术

主要包括地表水与地下水联合调度技术：灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。

2.2 节水灌溉工程技术

节水灌溉工程技术直接目的是减少输配水过程的疏漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失，提高灌溉效率。主要包括低压管道输水技术、渠道防渗技术、喷灌技术、微灌技术、渗灌技术、改进地面灌溉技术等技术、覆膜灌技术、痕灌技术、控制灌溉技术。

2.2.1 低压管道输水技术

低压管道节水灌溉即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。低压管道技术一次性投资较低（与喷、微灌相比），设备简单，管理方便，是一种农民喜爱的方式。经过广大科研人员的努力，在低压管道输水管材中取得了一定成果。现在主要有塑料管，当地材料管（塑混凝土管、砂土水泥灌等）以及现场连续浇筑混凝土管和地埋软管等管材[2]。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。

2.2.2 渠道防渗技术

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，它比普通土渠减少60%～90%的输水损失。在我国，渠道输水是农田灌溉的主要方式，渠道防渗灌溉面积占节水工程总面积的50%以上。在渠道防渗材料方面，对提高灰土的早期强度及减少缩裂缝，提高水泥土的抗冻及抗烈性，提高砌石和混凝土材料防渗效果等方面都进行了比较系统的研究。在防渗渠道断面形成防渗渠道的冻害机理及防冻措施：防渗渠道的施工技术等方面均进行了大量的研究，并取得了重大进展。在防渗渠道断面形成方面，对于小型渠道研究并推广了U型断面刚性材料防渗渠道；对于大中型渠道，研究提出了弧形坡脚梯形断面和弧形底梯形断面渠道。在防渗渠道的冻害机理及防冻措施方面已从定性的认识发展到定量的研究成果。在施工方面，逐渐向半机械化和机械化迈进。

2.2.3 喷灌技术

喷灌是利用专门的设备（动力设备、水泵、管道等）将水加压后通过喷头分散成细小的水滴，均匀的喷洒在田间进行灌溉的一种灌溉方式。和传统的灌溉方式相比，喷灌可以节水30%～50%，并且灌溉均匀度高，节省劳力50% [3] 。推广先进的喷灌技术，使农业灌溉喷灌化，是节水的重要措施之一。

2.2.4 微灌技术

微灌是一种新型的高效用水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌。它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比较小的流量均匀、准确的直接送到植物根部附近土壤表面或土层中。它比地面灌溉节水50%～60%，增产20%～30%，比喷灌节水15%～20%[4]。

2.2.5 渗灌技术

渗灌技术是当代国际上最先进，最有发展前途的农业节水灌溉技术，它是利用埋设在地下的透水管道，将灌溉水直接送入作物根层土壤的一种灌水方法。渗灌技术能使土壤疏松、土壤肥力提高、地表温度增加，促进作物生长，提高作物产量，因此成为近年来国内外普遍发展推广的高效节水灌溉技术。

2.2.6 改进地面灌溉技术

在土地平整的基础上，采用合理的灌溉技术并加强管理，其田间水利用率可以达到70%以上。通过激光控制平地技术、改进畦灌溉技术、田间闸管灌溉技术、坡涌灌溉技术等改进地面灌溉技术的集成配套与组合应用，形成适合不同类型灌区的田间工程设计和应用模式，可以取得良好的节水增产效果。

2.3 农艺及生物节水技术

农艺及生物节水技术包括耕作保墒技术、覆地保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控制技术。目前，农艺节水技术已基本普及，但生物节水技术尚待进一步开发。

2.4 节水灌溉管理技术

节水灌溉管理技术包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术，土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。

3. 节水灌溉技术的发展趋势

节水灌溉未来的发展趋势主要有：现代精细地面灌溉技术、灌溉渠系管道化、继续普及与推广喷微灌技术、研究和推广非充分灌溉技术、开发雨水及城镇中水的灌溉效益、开展生物节水技术研究与应用、“3S”技术应用。

4. 结语

解决和缓解水资源的危机状态，一是开源，二是节流。而最现实最有效的途径就是在节流上下功夫，所以需要加大农田灌溉过程中对先进节水灌溉技术的应用，有效降低农业用水量，提高灌溉水的有效利用，这样不仅使管理更为便利，同时有效的降低了人工投入，对经济效益和社会效益的实现将起到极大的作用，对推动农业和经济的发展将起到重要的作用。

参考文献

[1] 王建勋，庞新安，刘斌.农业节水灌溉经济效益的分析和计算[J].农业工程科学，2006，22（1）：372-375.

[2] 佟涛，谭志伟，论节水灌溉工程技术[J].黑龙江水专学报，2002，29（2）：57-58.

[3] 黄兴军，周禾，嚴学兵.城市园林节水灌溉技术的应用现状及发展趋势[J].四川草原，2005，115（6）：28-31.

[4] 罗玮.节水灌溉技术的发展现状及趋势[J].海河水利， 2005，4：40-42.

作者简介：姜红（1983— ），女，工程师，长期从事节水、水处理、概预算和建筑给排水技术方面的研究。