浅谈河北省高效节水灌溉技术

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  • 更新时间2018-05-15
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  摘要:目前,河北省农田水利工程已经开始规模化应用高效节水灌溉技术,比如管道输水灌溉技术、微灌技术、喷灌技术等。本文对常用的农田高效节水灌溉技术做了简单分析,并简述了当前存在的一些问题及建議。


  关键词:节水灌溉;管道输水灌溉;微灌;喷灌


  农业是用水大户,农田灌溉用水是保证粮食安全的重要因素,河北省是农业大省,也是一个资源型缺水省份,大力推广高效节水灌溉工程显得尤为重要。我省节水灌溉的发展始于上世纪80年代中后期,近十几年来随着水资源匮乏,地下水超采严重,国家对农业节水越来越重视,我省相继实施了小型农田水利重点县、现代农业及地下水超采综合治理等项目,高效节水灌溉得到了大力发展。


  1农田高效节水灌溉技术


  农田灌溉是利用人工设施,将符合质量标准的水,输送到农田,补充土壤水分,以改善农作物的生长发育条件,在干旱少雨的季节,也能保障作物正常生长,不会因缺少水分而死亡。


  高效节水灌溉是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。


  (1)管道输水灌溉。


  管道输水灌溉是一种以管道代替明渠进行输水灌溉的工程,将灌溉水由管道与分水设施输送到田间,直接由管道分水口分水进入田间沟畦或在分水口处连接软管输水进入沟畦对农田实施灌溉。


  系统主要包括水源与取水设施、输配水管网和田间灌水设施三部分。


  布置原则:根据水源位置、地块形状等自然条件以及农户种植方向、种植习惯、地块分割等人为条件,尽量减少管道布置长度;多级管道布置时,干管可与种植垅向平行,支管垂直于种植垅向。出水口应布置在田间灌水垅沟或畦埂中。考虑到一般塑料管道产品的单根长度为6m,出水口沿支管的间距最好为6m的整倍数。


  管道输水灌溉相对于土垄沟灌溉,主要优势在于:有效减少了水分蒸发和土垄沟的渗透,实现了节水的灌溉目的;出水口流量大,输水快,能及时有效的提供作物生长发育所需的水分;投资相对较小,而且对农田的适应性较强,可实现小投资高效益的效果;对技术的要求比较低,适合农民的文化水平和接受水平,便于在农村大范围推广。


  (2)微灌。


  微灌是通过管道系统将灌溉水输送到田间,通过安装在管道最末级的灌水器,将作物所需的水均匀的输送到作物根部区域。系统主要包括水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分。


  布置原则:根据工程现场条件,确定田间灌水小区形状和尺寸,确定各级管道的位置,按树状管网设计,毛管沿作物种植方向布置,支管与毛管垂直。毛管间距根据作物行距确定,灌水器的间距按作物株距确定。


  微灌的优势:是一种小流量局部高频精准灌溉,一般仅湿润作物根部区域的土壤,显著减少了地表水分蒸发,灌水均匀;彻底杜绝了以往大水漫灌对灌溉水量无法控制的现象,实现了对水量的严格把控;目前已经融入了自动化技术,可进行自动化管理,省时省力高效。


  微灌的局限性:一次性投资相对较高;咸水滴灌会使盐分在湿润体外围形成积累,长期使用可能会造成土壤恶化;灌水器出水口较小,易淤积水中的矿物质或有机物质,严重时会使灌水器无法正常工作,甚至报废。


  (3)喷灌。


  喷灌是通过水泵和管道系统或利用自然水源的落差,通过喷头将具有一定压力的水喷洒至空中,形成小水滴或水雾散落到作物茎叶和地面上。工程系统通常包括水源工程、动力机、水泵、管道系统、喷头及附属设备和附属工程等六部分。


  管道式喷灌布置原则:根据地块形状一般采用干管和支管二级管道。支管应尽量与种植垅向一致,长度一致,规格统一;支管与干管垂直布置。为了防止耕作对出水口破坏,每个出水口设出水口保护装置。


  绞盘式喷灌布置原则:输水管道采用固定管道,地埋铺设。输水管道应优先沿田间道路布置,喷洒小车行走方向与种植垅向平行。喷灌机取水点处设置给水栓。


  喷灌的优势:对地形的适应性较强;可以适当改善田间局部小气候,增加土壤表层空气湿度和温度,促进作物的光合作用和呼吸作用,有利于作物快速生长;机械化程度高,可以大量减轻劳动强度,节约劳动力。


  喷灌的局限性:受风的影响大,一般灌溉均匀度在34级风以上时会大大降低;在空气中的蒸发损失大,尤其当空气相对湿度过低时,小水滴在空中的蒸发损失可达到10%。


  2存在的问题


  河北省高效节水灌溉工程建设具有发展快、面积大、形式多、分布广的特点,同时也存在一些问题。


  规划设计中,基层专业人员水平不一,未能达到完全的规范标准化,再加上缺乏详尽的项目区土壤类型及物理性质、作物种类及种植结构、水源状况等基本数据,很难精准的按照作物灌溉制度及水源供水量确定高效的灌溉工程方案。


  运行中,农户缺乏相关必要的设备操作专业知识,而且相关技术人员指导相对空缺,传统灌溉理念根深蒂固,节水意识普遍较低,科学运行难度大,调度运用缺乏灵活性,工程寿命降低,导致工程节水效率不高,节水效果未能充分发挥。


  管理中,农户普遍缺乏设备维修养护意识,维修技术力量薄弱,设备未能进行长期的维护与保养,容易出现老化或者发生损坏,特别是大型喷灌机以及相关的附属设备故障维修困难,时间长,费用高,易错过作物最佳灌水时间,误工误事,让农民难以理解和接受,制约节水工程的进一步推广。


  3建议


  通过对三种应用较多的灌溉技术分析可以看出,在农田水利工程建设过程中,我们应尽可能的依据农田和农业结构的现实情况选用恰当的节水灌溉技术,逐步建立完善可靠的运行管理体系和节水设备基层服务体系,真正让高效节水灌溉技术发挥价值,推进节水农业和现代农业的建立和发展。


  参考文献: 

  [1]刘丽,庄永娟.节水灌溉技术在农田水利建设中的应用探讨[J].农业与技术,2013,(09):25. 

  [2]谢宇.节水措施在农田水利工程灌溉中的作用[J]. 水利科技与经济,2016,(02):7374. 

  [3]苑文杰.浅谈农田喷灌技术的应用[J].山西科技,2011,(04):141142. 

  [4]赵玉峰.农田水利工程节水灌溉技术研究[J].农业与技术,2015,(13):6768. 

  [5]朱小飞,张振荣.微喷灌在高效节水灌溉中的设计[J].上海水务,2015,31(04):1518. 

  作者简介:梁雪丽(1988),女,汉族,河北石家庄人,助理工程师,主要从事农村水利工程规划与设计等工作。