第三章-地面节水灌溉技术..ppt

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1、第第3章章 地面节水灌溉技术地面节水灌溉技术 根据定义，根据定义，灌溉灌溉是按照作物生长的需要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田是按照作物生长的需要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田水分的水分的人工措施人工措施。它是人们借助各种设施：水泵、渠道、管线、灌溉设施、化学制剂等实施。它是人们借助各种设施：水泵、渠道、管线、灌溉设施、化学制剂等实施的行为，是在降水以外的对植物生长过程需水的一种的行为，是在降水以外的对植物生长过程需水的一种补充措施补充措施。灌水方法及其分类灌水方法及其分类灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法灌灌水水方方法法全面灌溉全面灌溉

2、局部灌溉局部灌溉地面灌溉地面灌溉喷灌喷灌畦灌畦灌沟灌沟灌淹灌淹灌漫灌漫灌滴灌滴灌微喷灌微喷灌渗灌渗灌地面灌溉一般要经过地面灌溉一般要经过输配水输配水、田间灌水田间灌水和和作物消耗水作物消耗水3个过程。个过程。输配水输配水主要通过各级渠道来实现，对土质渠道而言，一般从水源到田间进水主要通过各级渠道来实现，对土质渠道而言，一般从水源到田间进水口约有口约有50%的水量会渗漏损失掉。的水量会渗漏损失掉。田间灌水田间灌水是指灌溉水进入田间以后，将分配到一定灌溉面积上，以满足作物是指灌溉水进入田间以后，将分配到一定灌溉面积上，以满足作物生长需要。在此过程中，一部分水会形成深层渗漏损失，一部分水会通过土生长

3、需要。在此过程中，一部分水会形成深层渗漏损失，一部分水会通过土壤蒸发损失，还有一部分水量可能会从地表流失。如果田间灌水方法不当，壤蒸发损失，还有一部分水量可能会从地表流失。如果田间灌水方法不当，用水管理粗放，田间水量损失可以占到进入田间水量的用水管理粗放，田间水量损失可以占到进入田间水量的30%-40%。作物消耗水作物消耗水是指作物根系从土壤层中吸取水分供其生长，并最后形成作物产是指作物根系从土壤层中吸取水分供其生长，并最后形成作物产量的过程。如果灌水过多，棵间蒸发量大，作物腾发量过多，也会造成水量量的过程。如果灌水过多，棵间蒸发量大，作物腾发量过多，也会造成水量损失。损失。第三章第三章 地面

4、灌溉节水技术地面灌溉节水技术平整土地平整土地1畦灌畦灌2波涌灌溉波涌灌溉4膜上灌水技术膜上灌水技术 5沟灌沟灌3 人类掌握最早的灌溉技术就是地面灌溉，人们通过沟渠等简单的方法将水人类掌握最早的灌溉技术就是地面灌溉，人们通过沟渠等简单的方法将水引入田间，对干涸的土地面进行灌溉，这种古老的田间施水技术方法简单易行，引入田间，对干涸的土地面进行灌溉，这种古老的田间施水技术方法简单易行，它仍是目前世界上特别是发展中国家广泛采用的一种灌水方法，它约占全世界它仍是目前世界上特别是发展中国家广泛采用的一种灌水方法，它约占全世界灌溉面积的灌溉面积的90%以上。我国则有以上。我国则有97%以上的灌溉面积依然采用

5、传统的地面灌溉以上的灌溉面积依然采用传统的地面灌溉技术。技术。目前，我国渠灌区的目前，我国渠灌区的灌溉水利用率平均为灌溉水利用率平均为0.4。经改进后的地面灌溉技术与漫灌相比提高了灌溉用水效率，使用操作简单，经改进后的地面灌溉技术与漫灌相比提高了灌溉用水效率，使用操作简单，便于进行大面积灌溉。鉴于我国水资源与能源短缺，经济实力不足，广大农便于进行大面积灌溉。鉴于我国水资源与能源短缺，经济实力不足，广大农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积推广村地区的技术管理水平较低的现实，大面积推广喷灌、滴灌、渗灌喷灌、滴灌、渗灌等先进灌等先进灌水技术还受到很大的限制，因此，在今后相当长的一段时间内，我国还

6、仍会水技术还受到很大的限制，因此，在今后相当长的一段时间内，我国还仍会以以地面灌溉地面灌溉为主。为主。现阶段适合我国应用的地面灌溉节水技术很多，如现阶段适合我国应用的地面灌溉节水技术很多，如长畦改短畦长畦改短畦，宽畦改窄畦宽畦改窄畦、隔沟灌隔沟灌、细流沟灌细流沟灌、平整土地平整土地、坐水种坐水种、膜上灌膜上灌、波涌灌波涌灌等。这些技术耗能等。这些技术耗能少，少，投入低，农民易于掌握，节水效果也比较明显。投入低，农民易于掌握，节水效果也比较明显。第一节 平整土地俗话说：人往高处走，水往低处流。要实现地面灌溉用水的高效率，首先要确俗话说：人往高处走，水往低处流。要实现地面灌溉用水的高效率，首先要确

7、保土地有一个较高的保土地有一个较高的平整度平整度，平整的土地可以使水均匀地流向田间各处，避免，平整的土地可以使水均匀地流向田间各处，避免局部积水。局部积水。美国把平地作为灌区改造的第一位工作。埃及的经验是灌排渠系的投资占灌区美国把平地作为灌区改造的第一位工作。埃及的经验是灌排渠系的投资占灌区建设投资的建设投资的30%，平地占，平地占70%。常规平地方法常规平地方法有人工法和机械法，机械法采用的设备有推土机、铲运机和刮有人工法和机械法，机械法采用的设备有推土机、铲运机和刮平机，它具有土方移动量大、平地效率高、费用相对较低等特点，适合于在平机，它具有土方移动量大、平地效率高、费用相对较低等特点，适

8、合于在地面起伏较大、地面平整度较差的田面内进行粗平，地面起伏较大、地面平整度较差的田面内进行粗平，改变田块的宏观地形改变田块的宏观地形。由于平地效果取决推土机和刮平机的施工精度、人工操作和人工测平精度等由于平地效果取决推土机和刮平机的施工精度、人工操作和人工测平精度等诸多因素的影响，当田面达到一定平整度后便很难有所提高。诸多因素的影响，当田面达到一定平整度后便很难有所提高。土地平整方法包括土地平整方法包括常规土地平整措施常规土地平整措施和和激光控制平地技术激光控制平地技术。常规土地平整措施常规土地平整措施土地平整的作用：土地平整的作用：一方面是使田块满足灌溉要求，提高水肥利用效率和灌水均匀度，

9、有利于一方面是使田块满足灌溉要求，提高水肥利用效率和灌水均匀度，有利于作物生长以及防止水土流失，从而增强农田抵御自然灾害的能力，提高耕作物生长以及防止水土流失，从而增强农田抵御自然灾害的能力，提高耕地质量及生产力；地质量及生产力；另一方面通过沟、渠、路的重新规划和整理，改善农业生产条件、增加有另一方面通过沟、渠、路的重新规划和整理，改善农业生产条件、增加有效耕地面积、促进农地的集约利用和规模经营，以保证土地的可持续利用效耕地面积、促进农地的集约利用和规模经营，以保证土地的可持续利用及加快农田水利以及农业的现代化进程。及加快农田水利以及农业的现代化进程。激光控制装置在农田平整机具上的应用使土地平

10、整精度得到大幅度的提高，激光控制装置在农田平整机具上的应用使土地平整精度得到大幅度的提高，其感应系统的灵敏性至少比人工视觉判断和平地机具上操作人员的手动液压其感应系统的灵敏性至少比人工视觉判断和平地机具上操作人员的手动液压系统准确系统准确1050倍。激光平地的作业效率高，适宜在常规粗平基础上完成倍。激光平地的作业效率高，适宜在常规粗平基础上完成田面精平，改善地面微地形条件，但平地费用相对较高，铲运设备容积有限。田面精平，改善地面微地形条件，但平地费用相对较高，铲运设备容积有限。如将如将常规土地平整措施常规土地平整措施和和激光控制平地技术激光控制平地技术结合起来使用，充分利用常规粗结合起来使用，

11、充分利用常规粗平方法和激光精平技术的长处及特点，可获得较好的土地平整效果。平方法和激光精平技术的长处及特点，可获得较好的土地平整效果。激光控制平地技术激光控制平地技术激光发射器以相对较高的速度在垂激光发射器以相对较高的速度在垂直与农田地平面的轴上旋转，这种直与农田地平面的轴上旋转，这种旋转光速形成激光面，作为平整土旋转光速形成激光面，作为平整土地作业的参照面。地作业的参照面。激光接收器实际上是一系列检测器。激光接收器实际上是一系列检测器。光束被检测到传递到控制系统。光束被检测到传递到控制系统。接收器检测到光束将其传到控制器，接收器检测到光束将其传到控制器，控制系统启动液压系统升高或降低控制系统

12、启动液压系统升高或降低机具。机具。平地系统平地系统拖拉机和平地机具组拖拉机和平地机具组成。成。激光控制土地平整田间作业 u常规土地平整方法常规土地平整方法受机具设备缺陷和人工操平精度等因素制约，平整精度达受机具设备缺陷和人工操平精度等因素制约，平整精度达到一定程度后将无法继续提高，而精细土地平整只能借助于激光控制技术和与到一定程度后将无法继续提高，而精细土地平整只能借助于激光控制技术和与之配套的平地机械设备完成。激光控制技术能够大幅度地提高田间土地平整精之配套的平地机械设备完成。激光控制技术能够大幅度地提高田间土地平整精度。度。20世纪世纪70年代中期以后，农田土地激光平地技术在国外已得到广泛

13、应用，年代中期以后，农田土地激光平地技术在国外已得到广泛应用，我国近几年刚步入应用研究阶段。经激光平地技术平整的土地可节省水资源我国近几年刚步入应用研究阶段。经激光平地技术平整的土地可节省水资源20%30%，如种小麦可提高产量，如种小麦可提高产量33%，有效地控制了水分、养分等，使之避，有效地控制了水分、养分等，使之避免产生深层渗漏，使水资源的有效利用率得到较大提高。免产生深层渗漏，使水资源的有效利用率得到较大提高。u激光平地技术激光平地技术是利用安装在垂直于农田地面的高架上的激光发射器，以较高是利用安装在垂直于农田地面的高架上的激光发射器，以较高的速度旋转，在农田上方形成一个激光平面，以该激

14、光面作为平整土地的参照的速度旋转，在农田上方形成一个激光平面，以该激光面作为平整土地的参照面。激光发射器具有自动调节机制，能根据设计的坡度调节激光面，激光面限面。激光发射器具有自动调节机制，能根据设计的坡度调节激光面，激光面限定了激光束与地面上任何一点的距离，使该点与激光束平面之间距离的正差为定了激光束与地面上任何一点的距离，使该点与激光束平面之间距离的正差为挖方深度，负差为填方深度。挖方深度，负差为填方深度。土地平整工程设计的原则是土地平整工程设计的原则是在有利于提高地面灌溉质量、促进作物生长和在有利于提高地面灌溉质量、促进作物生长和防止田间水土流失的条件下，使工程作业的土方运移量最小，且搬

15、运距离防止田间水土流失的条件下，使工程作业的土方运移量最小，且搬运距离最短最短。平整土地要满足以下一些基本要求：平整土地要满足以下一些基本要求：u整后的土地应满足灌溉水能均匀输送于田面各处，并能节省灌溉用水为整后的土地应满足灌溉水能均匀输送于田面各处，并能节省灌溉用水为目的的最佳坡度。目的的最佳坡度。u保证灌溉水进入田面后能均匀地在田面内畅通流动。保证灌溉水进入田面后能均匀地在田面内畅通流动。u要使平整土地过程中的土方移动量最小，使土地平整费用投入最少。要使平整土地过程中的土方移动量最小，使土地平整费用投入最少。u使平整的土地不降低原有耕地的肥力，确保当年平地，当年受益。使平整的土地不降低原有

16、耕地的肥力，确保当年平地，当年受益。有试验结果表明，常规平地方法所能达到的最大平整精度是有试验结果表明，常规平地方法所能达到的最大平整精度是3.4cm，激光平，激光平地的偏差只有地的偏差只有12cm，常规平地方法具有土方运移量大、平地费用相对较，常规平地方法具有土方运移量大、平地费用相对较低的特点，适合于在地面起伏较大、原始平整度较差的田面内完成粗平，但低的特点，适合于在地面起伏较大、原始平整度较差的田面内完成粗平，但受机具设备缺陷及人工操平等因素制约，平地效果有限，平整精度达到一定受机具设备缺陷及人工操平等因素制约，平地效果有限，平整精度达到一定程度后无法继续提高。激光平地的作业效率较高，土

17、地精平的效果好，但平程度后无法继续提高。激光平地的作业效率较高，土地精平的效果好，但平地费用相对较高。因而农田土地平整过程中可以综合考虑这两种方法的特点地费用相对较高。因而农田土地平整过程中可以综合考虑这两种方法的特点及长处，结合起来使用会收到更好的效果。及长处，结合起来使用会收到更好的效果。20毛渠毛渠输水垄沟输水垄沟畦田畦田畦埂畦埂畦灌：用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时，畦灌：用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时，将水引入畦田后，在畦田上形成薄水层，沿畦将水引入畦田后，在畦田上形成薄水层，沿畦长方向流动，主要借重力作用湿润土壤。长方向流动，主要借重力作用湿润土壤。第第二二节节 水平畦灌技术

18、水平畦灌技术水水平平畦畦灌灌技技术术是是指指田田块块纵纵向向和和横横向向两两个个方方向向的的田田面面坡坡度度接接近近于于零零或或为为零零时的畦田灌水技术。时的畦田灌水技术。水水平平畦畦灌灌实实施施灌灌水水时时，通通常常要要求求引引入入畦畦田田的的流流量量很很大大，以以使使进进入入畦畦田田的的薄层水流能在很短时间内迅速覆盖整个畦田田面。薄层水流能在很短时间内迅速覆盖整个畦田田面。水水平平畦畦田田灌灌水水技技术术是是建建立立在在激激光光控控制制土土地地精精细细平平整整技技术术应应用用基基础础上上的的一一种种地地面面灌灌溉溉技技术术，自自20世世纪纪80年年代代起起已已在在许许多多国国家家得得到到推

19、推广广应应用用。与与传传统统的的地地面面灌灌溉溉系系统统相相比比，合合理理的的系系统统设设计计和和田田间间管管理理可可使使水水平平畦畦田田灌灌溉溉系系统统下下的的田田间间灌灌水水效效率率达达到到90%以以上上，灌灌溉溉均均匀匀度度得得以以有有效效改改善善。水水平平畦畦田田灌灌水水技技术术在在我我国国的的应应用用尚尚处处于于起起步步阶阶段段，随随着着现现代代化化规规模模经经营营农农业业的的发发展展，由由传传统统的的地地面面灌灌溉溉技技术术向向现现代代地地面面灌灌溉溉技技术术的的转转变变已已成成为为大大势势所趋。所趋。水平畦灌水平畦灌 水水平平畦畦灌灌的的概概念念最最早早是是由由Swanson在在

20、1957年年提提出出的的，20世世纪纪60年年代代以以后后，随随着高效率、高精度激光平地机械的出现，水平畦灌的应用才真正得到了发展。着高效率、高精度激光平地机械的出现，水平畦灌的应用才真正得到了发展。水水平平畦畦田田灌灌溉溉系系统统中中的的田田面面与与小小畦畦灌灌溉溉的的田田面面有有所所不不同同，它它要要求求田田面面具具有有较较高高的的水水平平状状态态，畦畦田田可可以以是是任任意意形形状状，周周边边由由田田埂埂封封闭闭，畦畦块块规规格格的的设设计计取取决决于于供供水水流流量量、土土壤壤入入渗渗特特性性等等因因素素。畦畦块块的的规规格格一一般般在在24hm2左左右右，较较大大的的可可达达到到16

21、hm2。灌灌溉溉时时要要求求的的灌灌水水流流量量较较大大，使使灌灌溉溉水水能能在在较较短短的的时时间间内内迸迸人人整整个田块。个田块。土土地地精精细细平平整整还还有有益益于于田田间间农农机机耕耕作作和和栽栽培培措措施施的的实实施施，增增加加作作物物出出苗苗率率和和种种植植密密度度。促促进进作作物物生生长长发发育育，便便作作物物产产量量有有较较大大幅幅度度增增长长。达达到到节节水水增增产产、提提高高劳劳动动生生产产率率和和能能源源利利用用率率的的目目的的。此此外外，田田间间水水分分的的均均匀匀入入渗渗还还可可减减少少残残留留在在土土壤壤中中的的盐盐分分，水水量量渗渗漏漏损损失失的的减减小小也也使

22、使得得肥肥料料的的淋淋洗洗损损失失得得到到一一定定程程度度的的控制。控制。由由于于水水平平畦畦田田灌灌溉溉要要求求田田面面有有较较高高的的水水平平度度和和平平整整度度，取取消消了了沿沿畦畦长长的的坡坡度度，因因此此，在在水水平平畦畦田田内内的的水水流流运运动动模模型型成成为为水水平平畦畦田田设设计计的的关关键键。1974年年，美美国国水水土土保保持持局局提提出出一一套套水水平平畦畦灌灌设设计计图图表表，但但其其中中包包含含了了许许多多人人为为的的假假设设，与与实实际情况出人很大，显得比较粗糙。际情况出人很大，显得比较粗糙。水水平平畦畦灌灌适适用用各各类类作作物物和和多多种种土土壤壤条条件件。尤

23、尤其其适适用用土土壤壤入入渗渗速速度度较较低低的的粘性土壤，也可用于砂性土壤。粘性土壤，也可用于砂性土壤。水平畦灌适用范围水平畦灌适用范围 将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，采用地面纵向输水沟或塑料将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，采用地面纵向输水沟或塑料薄壁软管将灌水输送入畦田，然后自上而下或自下而上依次逐段向短畦内薄壁软管将灌水输送入畦田，然后自上而下或自下而上依次逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水技术，称为长畦分段灌或长畦短灌。灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水技术，称为长畦分段灌或长畦短灌。第第三三节节 长畦分段灌溉长畦分段灌溉长畦分段灌溉的技术要素长畦分段灌溉的技

24、术要素长长畦畦分分段段灌灌溉溉的的畦畦宽宽可可以以宽宽至至5-10m，畦畦长长可可以以达达到到200m以以上上，一般在一般在100-400m，但其单宽流量并不增大。，但其单宽流量并不增大。主要技术要求是：主要技术要求是：1、确定适宜的入畦灌水流量；、确定适宜的入畦灌水流量；2、侧向分段开口的间距（即短畦长度与间距）；、侧向分段开口的间距（即短畦长度与间距）；3、分段改水时间或改水成数；、分段改水时间或改水成数；以以上上技技术术要要求求要要素素可可以以根根据据水水量量平平衡衡原原理理和和畦畦灌灌水水流流运运动动方方式式确确定，但一般根据试验确定，也可参照书中表定，但一般根据试验确定，也可参照书中

25、表3-1.长畦分段灌溉的优点长畦分段灌溉的优点1、节水；、节水；2、省地；、省地；3、适应性强；、适应性强；4、易于推广；、易于推广；5、便于田间操作。、便于田间操作。可以实现低定额灌水，灌水均匀度高于可以实现低定额灌水，灌水均匀度高于85%，与畦田长度，与畦田长度相同的常规畦灌技术相比可省水相同的常规畦灌技术相比可省水40%-60%，田间灌水有，田间灌水有效利用率提高效利用率提高1倍左右或更多。倍左右或更多。灌溉设施占地少，可以省去一至二级田间输水沟渠。灌溉设施占地少，可以省去一至二级田间输水沟渠。与常规畦灌技术相比，可以灵活适应地面坡度、糙率与常规畦灌技术相比，可以灵活适应地面坡度、糙率和

26、种植作物的变化，可以采用较小的单宽流量，减少和种植作物的变化，可以采用较小的单宽流量，减少土壤冲刷。土壤冲刷。该技术操作简单，管理费用低，因而经济适用，容易该技术操作简单，管理费用低，因而经济适用，容易推广。推广。由于田间无横向畦埂或渠沟，方便机耕和采用由于田间无横向畦埂或渠沟，方便机耕和采用其他先进的耕作方法，有利于作物增产。其他先进的耕作方法，有利于作物增产。第三节第三节 波涌灌溉波涌灌溉波波涌涌灌灌溉溉(surgeflowirrigatiOn)又又称称间间歇歇灌灌溉溉或或涌涌流流灌灌溉溉。它它是是人人们们在在研研究究沟沟(畦畦)灌灌的的基基础础上上发发展展起起来来的的地地面面灌灌水水技技

27、术术，它它可可分分为为波波涌涌沟沟灌灌和和波波涌涌畦畦灌灌。与与传传统统的的沟沟(畦畦)灌灌不不同同，它它不不是是将将灌灌溉溉水水流流一一次次推推进进到到沟沟(畦畦)末末端端，而而是是将将水流按一定周期间歇式地逐次推进到沟水流按一定周期间歇式地逐次推进到沟(畦畦)末端。末端。历程历程概念概念组成组成特点特点技术要素技术要素灌水方式灌水方式 历 程19791979年年StringhamStringham和和KellerKeller提出了波涌灌溉这一概提出了波涌灌溉这一概念念8080年代美国进行室内试验年代美国进行室内试验,1986,1986年进入应用阶段年进入应用阶段 ,随后美日对波涌灌设备进行

28、了研究随后美日对波涌灌设备进行了研究,开发研制一系开发研制一系列波涌灌产品。列波涌灌产品。我国我国19811981年引入这一技术年引入这一技术,1987,1987年以来，一些科研年以来，一些科研单位、高校先后开展了波涌灌试验研究，主要有单位、高校先后开展了波涌灌试验研究，主要有西安理工大学和北京水科院水科所。国内研发国家节水灌溉北京工程技术研究中心（中国家节水灌溉北京工程技术研究中心（中国水利水电科学研究院水利研究所）开发国水利水电科学研究院水利研究所）开发生产的波涌灌溉设备（专利号：生产的波涌灌溉设备（专利号：ZL 99257311.4)，概 念surge（flow）irrigation又可

29、译为涌流灌又可译为涌流灌或间歇灌，是利用间歇阀向沟（畦）间或间歇灌，是利用间歇阀向沟（畦）间歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加快水流的推进速度，缩短沟（畦）首尾快水流的推进速度，缩短沟（畦）首尾受水时间差，使土壤得到均匀湿润。受水时间差，使土壤得到均匀湿润。波涌灌具有灌水均匀，灌水质量高，田波涌灌具有灌水均匀，灌水质量高，田面水流推进速度快，省水、节能和保肥，面水流推进速度快，省水、节能和保肥，可实现自动控制等优点。可实现自动控制等优点。波涌灌溉系统组成波涌灌溉系统组成波涌灌的工作原理波涌灌的工作原理 传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾。传统沟灌是一次将水从沟

30、首推进到沟尾。波涌灌则采用间断的方式，经过几个放水波涌灌则采用间断的方式，经过几个放水和停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾。和停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾。3940波涌灌原理波涌灌原理传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾。传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾。波涌灌则是采取间断的方式，经过几个放水和波涌灌则是采取间断的方式，经过几个放水和停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾。停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾。42致密层致密层波涌灌原理波涌灌原理由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田面，存在着湿润与停水落干的交替过程，从而改变了面，存在着湿润与停水

31、落干的交替过程，从而改变了土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的入渗能力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这入渗能力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这一段土壤的入渗减少，水流速度加快。一段土壤的入渗减少，水流速度加快。在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为连续灌的连续灌的13倍，从而大大减少了深层渗漏，倍，从而大大减少了深层渗漏，提高了灌水均匀度，田间水利用系数可达提高了灌水均匀度，田间水利用系数可达0.80.9。一些试验结果表明，间歇灌比连续沟灌节。一些试验结果表明，间歇灌比连续沟灌节水水3

32、8%，省时一半左右；比连续畦灌节水，省时一半左右；比连续畦灌节水26%，省水，省水1/3左右。左右。1、水源 用于波涌灌溉的水源用于波涌灌溉的水源要求相对低要求相对低 ：在井灌区可用来自低压输水管道给水栓在井灌区可用来自低压输水管道给水栓(出出水口水口)在渠灌区则取自农渠分水闸口。在渠灌区则取自农渠分水闸口。2、波涌阀按动力供给形式分为：按动力供给形式分为：水力驱动式和和太阳能(蓄电池)驱动式两类两类按结构形式则分为按结构形式则分为单向阀或或双向阀两类。两类。波涌阀波涌阀整个阀体呈三通结构的整个阀体呈三通结构的T字型字型,采用铝合金采用铝合金材料铸造。水流从进水口引入后材料铸造。水流从进水口引

33、入后,由位于中由位于中间位置的阀门向左、右交替分水间位置的阀门向左、右交替分水,阀门由控阀门由控制器中的电动马达驱动。制器中的电动马达驱动。3、控制器 由由微处理器、电动机、可充电电池及及太阳能板组成,采用铝合金外罩保护。控制器用采用铝合金外罩保护。控制器用来实现波涌阀开关的转向来实现波涌阀开关的转向,定时控制双向供定时控制双向供水水.控制器控制器控制器自动完成切换自动完成切换,实现波涌灌水自动化控制器实现波涌灌水自动化控制器的参数输入形式以旋钮式和触键式为主的参数输入形式以旋钮式和触键式为主,具具有数字输入及显示功能有数字输入及显示功能,内置计算内置计算程序可自程序可自动设置阀门的关断时间间

34、隔。动设置阀门的关断时间间隔。4、输配水管道采用采用PEPE软管或软管或PVCPVC硬管将低压输水管道出水口或农硬管将低压输水管道出水口或农渠分水口与波涌阀进水口相连渠分水口与波涌阀进水口相连,在波涌阀出水口处在波涌阀出水口处装有软管装有软管(硬管硬管)伸向两侧伸向两侧,起到传统毛渠的配水作起到传统毛渠的配水作用。用。在控制器作用下可实现阀门的自动转向和水流切在控制器作用下可实现阀门的自动转向和水流切换，完成交替供水过程。波涌灌溉系统可与田间换，完成交替供水过程。波涌灌溉系统可与田间闸管灌溉系统配套使用闸管灌溉系统配套使用 波涌灌特点1 1、优点优点2 2、缺点、缺点1、优点波涌灌具有节水、节

35、能、保肥、水流推进速度快具有节水、节能、保肥、水流推进速度快和灌水质量高等优点和灌水质量高等优点,并能解决长畦并能解决长畦(长沟长沟)灌水难灌水难的问题。的问题。试验及示范推广表明：一般情况下，波涌灌较同试验及示范推广表明：一般情况下，波涌灌较同条件下的连续灌节水条件下的连续灌节水101040%40%，水流推进速度为连，水流推进速度为连续灌的续灌的1.2-1.61.2-1.6倍，灌水质量指标倍，灌水质量指标Ea(Ea(用水效率用水效率)；Es(Es(储水效率储水效率)；Ed(Ed(灌水均匀度灌水均匀度)分别提高分别提高151535%35%，151525%25%，101020%20%。2、缺点缺

36、点是比畦灌投资大。它缺点是比畦灌投资大。它适用于沟（畦）沟（畦）长度大、地面坡度平坦、透水性较好且含长度大、地面坡度平坦、透水性较好且含有一定粘粒的土质的灌溉。有一定粘粒的土质的灌溉。五、技术要素 1、周期 波涌灌的一个供水和停水过程称一个灌水波涌灌的一个供水和停水过程称一个灌水周期。周期。2、周期时间(T)在一个周期内，放水时间与停水时间之和在一个周期内，放水时间与停水时间之和称周期放水时间。称周期放水时间。五、技术要素3、循环率()放水时间放水时间与周期时间与周期时间T T之比称循环率。之比称循环率。4、周期数(n)完成波涌灌全过程所需放水和停水过程的次数又完成波涌灌全过程所需放水和停水过

37、程的次数又称周期数。称周期数。5、灌水流量(Q)常以单宽流量表示，常以单宽流量表示，q（L/sm）。）。研究表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有直接影响。研究表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有直接影响。砂砂土土或或黏黏粒粒含含量量相相对对较较少少的的砂砂壤壤土土在在各各种种人人渗渗技技术术参参数数下下，都都没没有减渗效果或减渗效果极小。有减渗效果或减渗效果极小。黏黏粒粒含含量量相相对对较较高高的的砂砂壤壤土土及及中中壤壤土土具具有有较较大大的的间间歇歇入入渗渗减减渗渗效效果。果。黏黏性性土土壤壤具具有有较较高高的的相相对对减减渗渗率率，但但因因其其本本身身入入渗渗量量小小，因因而而减减渗效果甚微

38、。渗效果甚微。波涌灌田间灌水方式 1、定时段、定时段变流程法变流程法 2、定流程、定流程变时段法变时段法 3、增量法、增量法 1、定时段变流程法波涌灌每个灌水周期的放水流量及放水时间一定，波涌灌每个灌水周期的放水流量及放水时间一定，而每个周期水流的新增推进长度不相等。目前波而每个周期水流的新增推进长度不相等。目前波涌灌多采用这种方法。涌灌多采用这种方法。这种方式对灌水沟这种方式对灌水沟(畦畦)长度小于长度小于400m400m的情况很有的情况很有效，需要的自动控制装置比较简单，操作也方便，效，需要的自动控制装置比较简单，操作也方便，而且在灌水过程中也很容易控制。而且在灌水过程中也很容易控制。2、

39、定流程变时段法即每个灌水周期的水流新增推进长度和放即每个灌水周期的水流新增推进长度和放水流量相等，但每个周期的放水时间不等。水流量相等，但每个周期的放水时间不等。这种灌水方式适用于灌水沟这种灌水方式适用于灌水沟(畦畦)长度大于长度大于400m的情况的情况,但是不易控制，劳动强度大，但是不易控制，劳动强度大，灌水设备也相对复杂。灌水设备也相对复杂。3、增量法在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流快速推进到总畦的快速推进到总畦的3/4处停水处停水,然后在以后的然后在以后的几个放水周期中几个放水周期中,按定时段按定时段变流程法或变流程法或定流程定流程变时段法以较小流

40、量进行灌水，变时段法以较小流量进行灌水，完成全畦灌水过程。完成全畦灌水过程。研究表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有直接影响。研究表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有直接影响。砂砂土土或或黏黏粒粒含含量量相相对对较较少少的的砂砂壤壤土土在在各各种种人人渗渗技技术术参参数数下下，都都没没有有减减渗渗效果或减渗效果极小。效果或减渗效果极小。黏粒含量相对较高的砂壤土及中壤土具有较大的间歇入渗减渗效果。黏粒含量相对较高的砂壤土及中壤土具有较大的间歇入渗减渗效果。黏黏性性土土壤壤具具有有较较高高的的相相对对减减渗渗率率，但但因因其其本本身身入入渗渗量量小小，因因而而减减渗渗效效果果甚微。甚微。第第四四节节

41、覆膜灌溉覆膜灌溉 覆膜灌溉是在农业地膜栽培的基础上发展起来的一种节水型地面灌覆膜灌溉是在农业地膜栽培的基础上发展起来的一种节水型地面灌溉新技术。溉新技术。1948年日本最早开始研究农业地膜覆盖栽培技术，并于年日本最早开始研究农业地膜覆盖栽培技术，并于1955年开始在年开始在全国推广应用；全国推广应用；法国于法国于1956年开始推广应用农业地膜栽培技术；年开始推广应用农业地膜栽培技术；我国于我国于1978年从日本引进农业地膜覆盖栽培技术，现已在我国北方发年从日本引进农业地膜覆盖栽培技术，现已在我国北方发面积推广应用，尤其在新疆干旱区的棉花、瓜果和蔬菜等经济作物基本面积推广应用，尤其在新疆干旱区的

42、棉花、瓜果和蔬菜等经济作物基本上采用地膜覆盖栽培技术。上采用地膜覆盖栽培技术。第第四四节节 覆膜灌溉覆膜灌溉膜上灌水技术，俗称膜上灌膜上灌水技术，俗称膜上灌，是我国新疆地区，是我国新疆地区20世纪世纪80年代发展起来的一种地年代发展起来的一种地面节水灌溉技术，膜上灌自面节水灌溉技术，膜上灌自1986年在新疆进行生产性节水灌溉试验开始，当年年在新疆进行生产性节水灌溉试验开始，当年就收到显著的节水效果，比原灌溉节水就收到显著的节水效果，比原灌溉节水56.8%。1987年膜上灌面积已达到年膜上灌面积已达到133hm2，1990年达到年达到3.3104 hm2，1994年以后全年以后全新疆膜上灌面积稳

43、定在新疆膜上灌面积稳定在23.3104hm2左右。膜上灌的作物从棉花开始，现已发左右。膜上灌的作物从棉花开始，现已发展到玉米、瓜菜、甜菜、啤酒花、小麦、高粱、葡萄等作物。展到玉米、瓜菜、甜菜、啤酒花、小麦、高粱、葡萄等作物。覆膜灌溉的类型覆膜灌溉的类型侧膜沟灌侧膜沟灌膜上灌溉膜上灌溉膜下灌溉膜下灌溉膜侧沟灌膜侧沟灌是地膜覆盖栽培的传统灌溉技术。膜侧沟灌是指在灌水沟垄背部位铺膜，是地膜覆盖栽培的传统灌溉技术。膜侧沟灌是指在灌水沟垄背部位铺膜，灌溉水流在侧膜的灌水沟中流动，并通过膜侧入渗到作物根系区的土壤内。膜侧沟灌溉水流在侧膜的灌水沟中流动，并通过膜侧入渗到作物根系区的土壤内。膜侧沟灌主要用于条

44、播作物和蔬菜。灌主要用于条播作物和蔬菜。膜侧沟灌膜侧沟灌虽说能增加垄背位种植作物根系的土壤温度和湿度，但灌水均匀度和田间虽说能增加垄背位种植作物根系的土壤温度和湿度，但灌水均匀度和田间水利用率与传统沟灌基本相同，没有多大改进，且裸沟水分蒸发量较大。水利用率与传统沟灌基本相同，没有多大改进，且裸沟水分蒸发量较大。膜上灌溉膜上灌溉是在地膜栽培的基础上，把过去的地膜旁侧流水改为膜上流水，水在是在地膜栽培的基础上，把过去的地膜旁侧流水改为膜上流水，水在地膜上流动过程中，利用其自身的重力，从放苗孔或膜缝慢慢地流人到作物根地膜上流动过程中，利用其自身的重力，从放苗孔或膜缝慢慢地流人到作物根部土层，进行局部

45、浸润灌溉，防止土壤无效渗漏，以满足作物各自生育期最优部土层，进行局部浸润灌溉，防止土壤无效渗漏，以满足作物各自生育期最优的需水要求的新型节水灌溉技术。它在不增加地膜投入，只需要改装铺膜机情的需水要求的新型节水灌溉技术。它在不增加地膜投入，只需要改装铺膜机情况下，实现了一膜多用。况下，实现了一膜多用。由于它是利用地膜输水，由放苗孔和增补的专用渗水孔向土壤中渗水。它是地由于它是利用地膜输水，由放苗孔和增补的专用渗水孔向土壤中渗水。它是地面灌溉方法中的一种可以控制的微局部灌溉，可称为面灌溉方法中的一种可以控制的微局部灌溉，可称为细流小畦膜上灌细流小畦膜上灌，其灌溉，其灌溉定额、灌水强度、施水面积类似

46、滴灌，但两者投资相差悬殊。膜上灌以根据作定额、灌水强度、施水面积类似滴灌，但两者投资相差悬殊。膜上灌以根据作物的不同需水要求，通过理想的渗水孔物的不同需水要求，通过理想的渗水孔(放苗孔放苗孔)密度，孔径及膜缝宽度来解密度，孔径及膜缝宽度来解决灌水强度及灌水中不均匀的问题。水从地膜表面上走，大大地减少了灌溉的决灌水强度及灌水中不均匀的问题。水从地膜表面上走，大大地减少了灌溉的深层渗漏和无效消耗。深层渗漏和无效消耗。膜上灌的适应范围、形式选择及应用过程中的一些技术措施膜上灌的适应范围、形式选择及应用过程中的一些技术措施适用范围适用范围凡是实行了地膜栽培的地方，任何中耕作物都适合采用膜上灌。膜上灌更

47、适宜凡是实行了地膜栽培的地方，任何中耕作物都适合采用膜上灌。膜上灌更适宜在地势高、较大坡度、易板结、气温低的地区进行推广。在地势高、较大坡度、易板结、气温低的地区进行推广。形式选择形式选择因为膜上灌需要在农机具的帮助下一次性完成，施肥、铺膜、打埂、打孔、播因为膜上灌需要在农机具的帮助下一次性完成，施肥、铺膜、打埂、打孔、播种等工作，农机的改进和多功能性是这项技术推广的关键。在不具备农机具条种等工作，农机的改进和多功能性是这项技术推广的关键。在不具备农机具条件的初期可采用开沟膜上灌。膜上灌因地理条件、自然环境、耕作习惯不一，件的初期可采用开沟膜上灌。膜上灌因地理条件、自然环境、耕作习惯不一，播种

48、形式也不相同。可以根据当地条件，选择一种或几种适合当地条件的方式播种形式也不相同。可以根据当地条件，选择一种或几种适合当地条件的方式进行耕作。进行耕作。推广膜上灌的一些技术措施推广膜上灌的一些技术措施平整土地平整土地 为保证膜上灌水均匀，提高灌水质量，土地要平整，力争做到为保证膜上灌水均匀，提高灌水质量，土地要平整，力争做到 平、碎、净平、碎、净。既不要有小坑、小包，也不能有大土块，否则渗水串流，无法控制流量，土块中不。既不要有小坑、小包，也不能有大土块，否则渗水串流，无法控制流量，土块中不能有长秸秆、杂草，以免影响打埂。能有长秸秆、杂草，以免影响打埂。化学除草化学除草 播种前要有计划喷洒化学

49、除草剂，可使田间杂草减少播种前要有计划喷洒化学除草剂，可使田间杂草减少70%以上。要求土、以上。要求土、药搅拌均匀，单位面积用药量一定要达到剂量以上，否则除草效果不佳。药搅拌均匀，单位面积用药量一定要达到剂量以上，否则除草效果不佳。施足基肥施足基肥 不论采取哪种膜上灌溉形式，当地膜铺好以后再施肥，操作起来比较困难。不论采取哪种膜上灌溉形式，当地膜铺好以后再施肥，操作起来比较困难。解决的办法如下。首先是多施基肥和种肥。把全部的磷肥和解决的办法如下。首先是多施基肥和种肥。把全部的磷肥和70%以上的氮肥作基肥和种以上的氮肥作基肥和种肥，在铺膜之前，一次性施入土壤肥，在铺膜之前，一次性施入土壤10l2

50、cm处，防止施肥过浅易跑肥。为防止烧苗，肥处，防止施肥过浅易跑肥。为防止烧苗，肥料行与种子行间隔应在料行与种子行间隔应在8cm以上。其次是苗期施肥。常采用的方法有以上。其次是苗期施肥。常采用的方法有3种。对种肥不宜种。对种肥不宜过大的沙质土壤、盐碱地等，在秧苗长势较弱时，可在浇水前用点播机在膜上点播追肥过大的沙质土壤、盐碱地等，在秧苗长势较弱时，可在浇水前用点播机在膜上点播追肥;生长期可采用叶面肥进行调节，例如，对棉田除喷洒磷酸二氢钾以外，对一些长势较生长期可采用叶面肥进行调节，例如，对棉田除喷洒磷酸二氢钾以外，对一些长势较弱的苗田，在现蕾期每亩还可喷洒尿素弱的苗田，在现蕾期每亩还可喷洒尿素5