不同类型区节水灌溉的发展模式(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上不同类型区节水灌溉的发展模式贾大林 李久生国家节水灌溉北京工程技术研究中心工程技术委员会委员 随着我国节水灌溉事业的发展,节水灌溉的模式也在不断调整,并逐渐走向成熟。笔者认为,今后各地应根据自己的特点,因地制宜地选择节水灌溉模式,以达到事半功倍的效果。根据不同灌溉类型,我国节水灌溉模式可分为以下几类。 渠灌区 渠灌区面积占全国总灌溉面积的四分之三,由于种种原因,不少灌区先天不足,经过几十年运行老化失修严重,加之管理手段、技术落后,灌溉水的利用率和利用效率较低。对于此类灌区,其节水灌溉的建设模式是:根据灌区情况,首先做到渠系配套、骨干渠道防渗、灌区内打井、井渠结合、平整
2、土地、改进灌水技术,实行节水灌溉制度,结合农业措施,减少蒸发量,制订科学水价,逐步推行激光平地、管网化和信息管理等先进技术。渠道防渗如采用砌石防渗可减少渗漏损失50%60%,混凝土防渗可减少渗漏损失60%70%,塑料薄膜防渗可减少渗漏损失70%80%。渠道防渗投入较大,应视灌区土质渗漏状况而定。田间渠道有时可不防渗,而采取井渠结合的方式。井渠结合是北方平原灌区的发展方向,尤其是多级渠道大型灌区,即便各级渠道水的利用系数都达到0.9,但经过6级渠道输水后,水的利用系数最终只有0.53。而井渠结合不仅可以控制地下水位,对防治土壤盐渍化、减少潜水蒸发也十分有利。另外,平整土地是灌区节水的基础措施,应
3、予重视,可以先在国营农场发展激光平地,并逐步推广。 机井灌区 井灌区目前已成为我国重要的粮、棉、油、果、蔬生产基地,主要集中在华北地区,但由于工农业用水需求量大,致使这一地区地下水位持续下降,每年下降达0.5米3米,不但使大量机井报废,还引起地面下降、海水倒灌等生态问题。井灌区从20世纪80年代开始普遍推广U形渠道输水、低压管道输水、小畦灌溉、非充分灌溉等节水技术,灌溉用水水平高于渠灌区。但灌溉水的利用效率仍然不高,尚有较大节水潜力。为此,这种灌区节水灌溉的建设模式是:全面推广管道输水灌溉和喷微灌,地下水超采区应采取调整农业种植结构等综合措施减少地下水开采,加强降水、地表水、地下水和土壤水的联
4、合调度与高效利用,合理利用经处理的城市生活污水;同时推广非充分灌溉,以供定需,粮随水走,压缩水稻等耗水量大的作物的种植比例。逐步减少对地下水的超采,缓解由此引起的日益恶化的生态问题。应重视地下水资源管理和井片管理,研究改进井型结构和机电装备,提高井灌出水效率。 水稻节水灌溉区 我国水稻播种面积和总产量均居世界第一位,全国水稻播种面积占粮食播种总面积的28%,产量占粮食总产量的40%左右,可水稻灌溉用水量占全国农业用水量的65%以上。目前,我国水稻渠系水的利用系数一般在0.5左右,以淹灌和串灌为主,用水浪费现象十分严重,一般每亩耗水量达700900立方米,有些地方达到2000立方米。 目前在全国
5、稻田采用的节水灌溉模式主要有:一是浅湿晒模式,它在我国应用地域广,应用时间较长。薄水层标准一般为1530毫米,湿润标准为土壤饱和含水量或饱和含水量的80%90%,分蘖后期晒田。二是间歇淹水模式,返青期保持2060毫米水层,分蘖后期晒田,黄熟落干,其余时间采用浅水层和无水层交替的灌溉方式。三是半旱栽培模式,又称控制灌溉、控水灌溉和水稻旱管。一般返青期建立530毫米水层,以后各生育期不建立水层,土壤湿度控制在饱和含水量的70%100%。 集雨节灌区 集雨节灌技术在我国西北、华北和西南贫困缺水山区得到了广泛应用,并从单项集雨技术变成农业综合集成技术,从传统集雨利用走向高效利用。集雨工程配合当地的梯田
6、建设,使粮食单产大幅度提高,改变了广种薄收的传统耕作方式,实现精种高产,从而为退耕还林还草创造了条件,为再造“山川秀美”的生态系统提供了一条可行之路。 今后其建设模式为:西北地区由于降雨量少,土壤渗透性强,需要人工修建集雨场,而且必须实施节水灌溉,工作重点为集雨面的选择和建设及节水措施的配套。另一方面配合农业种植结构的调整,发展果、蔬、花等高效农业种植。 西南地区汛期雨水充沛,一般不需修建人工集雨场,只需在天然坡面下游或石山周边出水口修池建窖,一年之内可以多次蓄水,反复利用。为充分利用水土资源,应以雨水集蓄工程为依托,发展集小型家庭种植、养殖业,庭院建设和农村社区环境建设为一体的“池园经济”。
7、 华北地区的雨水资源虽不如西南充沛,但比西北丰富,而且土地资源开发潜力大,因此发展方向在于更大规模的高效农业种植和生态建设。由于这些山区一直以梯田建设、荒山治理、旱作农业发展为主,配套发展的雨水集蓄工程和水土保持、生态治理、节水农业的联系尤为密切。重点和核心在于依据各地条件,因地制宜地选择合适的雨水集蓄工程形式和技术方法。 城郊要发展现代灌溉区 由于沿海和大中城市郊区工业发达,人口集中,为了保障城市生活用水和工业用水,农业用水不得不转让部分水量给工业和生活用水,致使农业用水十分紧缺。这一地区的另一个特点是大部分劳动力转向工业和第三产业,农村劳动力紧缺,减轻劳动强度,提高劳动生产率,成为这一地区
8、农业生产发展的必然要求。大中城市郊区与城市毗邻,对农产品质量的要求较高,农产品销路好。经济实力强、农民素质高是在这一地区率先实现农业现代化的优势。其今后节水农业建设模式是:与农业机械化、农业现代化紧密结合,发展节水效果好、自动化程度高的节水灌溉技术,如在大田作物中推广喷、微灌技术;在设施农业中推广自动控制的微灌技术,并与施肥、施药结合起来,在提高产品产量的同时,改善产品品质。节水灌溉的三个体系 黄修桥李英能顾宇平进入90年代以来,随着我国水危机的加剧,节水灌溉事业受到党中央、国务院的高度重视和全国各行各业的大力支持,取得了前所未有的大发展,一个普及节水灌溉技术的热潮正在兴起。但发展过程中也出现
9、了诸多值得注意的问题,如:一谈节水就要搞“三灌”(喷灌、微喷灌、滴灌),根本不顾当地具体条件;偏面强调降低工程造价,使工程质量难以保证,节水效果大打折扣;效益分析随意性大,估计过高,给人造成节水灌溉不需要政策扶持的假象,等等。作为一项综合性极强的事业,节水灌溉涉及到方方面面,但其核心可用技术体系、标准体系和效益体系等三个体系来概括。只有正确理解与把握节水灌溉的技术内涵、质量判断标准和效益评价指标,才能保证节水灌溉的健康发展,收到良好的效果。本文愿作引玉之砖,推动我国节水灌溉的宏观研究。文中不妥之处,敬请专家、同行指正。1节水灌溉的技术体系节水灌溉技术是为充分利用灌溉水资源,提高水的利用率和利用
10、效率,达到农作物高产高效而采取的技术措施,它是由水资源、工程、农业、管理等环节的节水技术措施组成的一个综合技术体系。运用这一技术体系,将提高灌溉水资源的整体利用率,增加单位面积或总面积农作物的产量,以促进农业的持续发展。因此,节水灌溉技术应包括以下内容。1.1水资源的合理开发利用技术灌溉水资源包括地面水、地下水、土壤水和经过净化处理的污废水。灌溉水资源的合理开发利用,是指采用必要的工程措施,对天然状态下的水进行有目的地干预、控制和改造,为农业生产提供一定水量的技术活动。这些技术包括:地上水和地下水的合理利用技术、机井测试改造技术、灌溉回归水利用技术、劣质水利用技术、多水源综合利用技术等。1.1
11、.1地上水和地下水的合理利用技术对水资源进行综合评价,提出能充分利用水资源并发挥最大效益的优化方案,进行水资源的开发利用。1.1.2机井测试改造技术在利用地下水为灌溉水源的地区,对机井进行测试改造,提高机井的出水效率和装置效率,降低能耗。1.1.3灌溉回归水利用技术采用井渠结合,实现地面水和地下水联合运用,提高渠灌区水的重复利用率,可使灌溉水的实际利用系数达到0.7以上。1.1.4劣质水利用技术劣质水包括工业、生活废污水、地下咸水。对废污水可进行净化处理,使其达到灌溉水质标准;对地下咸水可采取和淡水混合或咸淡水轮灌的方式进行灌溉。1.1.5多水源综合利用技术利用系统工程理论和模糊数学方法,建立
12、优化调度模型,采用计算机管理,提高水资源的利用率,充分发挥水的效益,实现节水增产并保持灌区水资源的良性平衡。1.2节水工程技术与措施节水工程技术与措施是节水灌溉综合技术体系的核心内容,包括:喷灌技术、微灌技术、渠道防渗技术、低压管道输水技术、水稻浅湿灌溉技术、改进沟畦灌技术等。1.2.1喷灌技术喷灌是利用专门的设备(动力机、水泵、管道等)把水加压,或利用水的自然落差将有压水送到灌溉地段,通过喷洒器(喷头)喷射到空中散成细小的水滴,均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适用于灌溉所有的旱作物,如谷物、蔬菜、果树等。1.2.2微灌技术微灌技术包括滴灌、微喷灌、涌泉灌等。它可根据作物需水要求,通过低压管
13、道系统与安装在末级管道上的特制灌水器(滴头、微喷头、涌水器和滴灌带等),将水和作物生长所需的养分以较小的流量(2200Lh)均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。微灌常以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤,因此主要用于局部灌溉。1.2.3渠道防渗技术渠道防渗技术是为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。渠道防渗是我国目前应用得最广泛的节水工程技术措施。常用的有混凝土衬砌、桨砌石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。1.2.4低压管道输水技术是我国北方井灌区发展较快的一种节水灌溉技术。它是利用机泵抽取井水,通过管道系统把水直接输送到田间对农田实施灌溉。管
14、道输水是在低压条件下运行的,工作压力一般不超过0.2MPa,水进入田间后仍属地面灌溉的范畴。1.2.5水稻浅湿灌溉技术是对水稻采用间断淹水的间歇灌溉方法,构成浅水与湿润反复交替,浅、湿、干灵活调节,因地制宜地为水稻生长创造一个良好的水、肥、气、热环境,达到节水、高产的一种灌溉模式。与传统的淹水灌溉栽培相比,可使水稻田水分状况更符合水稻生长要求。1.2.6改进沟畦灌技术在地势平坦的壤土地上,划小亩畦块多于4个,每公顷每次灌水量可控制在750m3以内,棉花、玉米、高梁等中耕作物可采用沟灌和隔沟灌。改进沟畦技术简单易于操作,只需一定的劳动力投入,可在我国广泛推广应用。1.3节水农业技术包括蓄水保墒的
15、耕作技术、适雨种植的作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技术、秸杆或地膜覆盖的保墒技术、限额灌溉及节水抗旱作物品种选育等。1.3.1耕作保墒技术采用松耕作法,疏松深度在20cm以上,耕层有效水分可增加4.05.6,渗透率提高1314,粮豆增产10。在伏雨前深松,可使40100mm土体蓄水量增加73,小麦增产5.929.6。1.3.2适雨种植充分利用降雨在水资源贫乏的地区为充分利用光、热、水资源,可适当压缩小麦、大麦、油菜等秋播作物或灌水次数较多、用水量大的作物面积,增播棉花、花生、红薯和夏玉米、大豆等春、夏播作物的面积。1.3.3覆盖保墒技术秸杆覆盖可抑制蒸发率60,小麦节水20左右,增产20
16、;玉米节水15,增产1020。覆盖地膜可提高地温24,增加耕层土壤水分14,在干旱地区全生育期每公顷可节水15002250m3,增产40以上。1.3.4培肥改土技术在夏季休闲期间,连续4年增施有机肥的土地,比不施肥的每公顷增加蓄水量750900m3,小麦增产1倍,水分利用效率提高80左右。1.3.5采用经济灌溉定额是指使全灌区作物总产量达到最大或纯收入达到最大的灌溉定额,一般可比目前的实际灌溉定额每公顷省水450900m3。也可采取在作物对水分最敏感期灌关键水。1.3.6抗旱品种选育作物抗旱品种在相同产量下需水量较小,还可培育短生育期的作物品种,使作物的需水和降雨同步。1.4节水管理技术包括组
17、织管理、工程管理、经营管理和用水管理。1.4.1制度管理:建立各种管水组织,制定工程管理和经营管理制度,做到计划用水,优化配水,合理征收水费。1.4.2制定节水灌溉制度,提高水的利用率,对作物灌溉进行预测预报。1.4.3采用先进的量测水和控制设备及计算机技术,实现灌溉用水管理自动化。2节水灌溉标准体系灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收和形成产量,包括水资源调度、输水、配水、灌水、土壤蒸发、植物蒸腾等许多环节,节水灌溉必须在这些环节上采取相应的节水措施。为全面客观地反映节水灌溉的实质,又不使问题过于复杂,选择灌溉用水量、灌溉水利用系数、工程技术要求、效益等作为节水灌溉的衡量标准。2.1灌溉用水量
18、水稻灌溉用水量应根据“薄、浅、湿、晒”灌溉等控制灌溉模式确定。旱作物、果树、蔬菜等灌溉用水量应按产量高、水分生产率高的节水灌溉制度确定。水资源紧缺地区,灌溉用水量可根据作物不同生育阶段对水的敏感性,采用灌关键水、非充分灌溉等方式确定。节水灌溉工程建成投入使用后,正常水文年份单位面积用水量应较建成前节水20以上。2.2灌溉水利用系数从渠首引进的水量扣除渠系和田间损失水量后与总引水量的比值,是集中反映灌溉工程和管理水平的一项综合性指标。灌溉水利用系数为渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。要求大、中、小型灌区灌溉水利用系数应分别不低于0.50、0.60、0.70,井灌区不低于0.80。喷灌区、微灌
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