我国北方几种节水灌溉工程技术模式

我国北方几种节水灌溉工程技术模式

水利部农田灌溉研究所 李英能

我国北方地区正在大规模发展节水灌溉，各地结合自身的特点采用了不同的节水灌溉工程技术模式。这些节水灌溉工程技术模式，不但在北方乃至全国都有普遍的推广应用价值。为了使这些模式更加完善，特对其中几种有代表性的模式的一些技术问题进行探讨。


城郊设施农业节水高效工程技术模式


设施农业栽培也称保护地栽培，是利用日光温室、塑料棚等保护设施，人为地创造适于作物生长发育的环境条件。从而达到优质、高产、高效。其生产对象是高附加值的供城市居民消费的蔬菜、花卉等价格高的作物。


我国的大、中城市郊区是发展设施农业节水高效工程技术最理想的地区，在这些地区滴灌技术为最常用的节水灌溉技术。这种工程技术模式一般包括：水源工程、日光温室(或塑膜大棚)、灌溉首部枢纽(水泵、控制设备、施肥设备、过滤设备)、输水管道、灌水器。灌水器常用滴头、滴灌管(带)、涌水器，还可结合覆膜进行膜下灌溉。


设施农业节水灌溉工程技术装备应立足于国内。尤其在现阶段我国应在吸收国外先进技术的基础上，大力发展适合我国国情的设施农业装备。在设施农业用的节水灌溉设备方面，应重点解决适合普通温室应用的成套微灌设备的材料配方、生产工艺问题，降低销售价格、提高可靠性和耐久性。为最大限度发挥微灌设备在设施农业应用中的优势，应花大力气解决利用微灌设备施肥的技术落后和装备不过关的问题，研究生产适合设施农业各种作物在各个生育期使用的可溶性肥料，使灌溉时能做到水肥同步，发挥最大的水肥综合效益。


平原纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式


目前我国北方平原的纯井灌区，大多存在地下水位逐年下降，生态环境恶化的问题。在这类灌区，减少灌溉用水量的主要目的应是改善水环境，恢复生态平衡，维护农业生产的持续发展。因此，在灌区内的作物灌溉用水量，应按生态要求可供给的地下水开采量来确定。在这种前提下，当前这类灌区大多数已不能对全部灌溉面积上的作物实行充分灌溉。要解决这个问题可采取两种办法，一是减少灌溉面积，在余下的灌溉面积上，仍采用追求最高单产的传统充分灌溉方法，其他面积则发展“雨养农业”；二是仍维持原来的灌溉面积，对作物灌溉则采取非充分灌溉方法，即在水分对作物产量形成的最敏感时期实行充分供水，而在其他时期实行少供水甚至不供水，不追求作物单产最高，而追求总产最高。在高效节水灌溉技术方面，一般对大田作物采用低压管道输水灌溉或喷灌，对经济作物可采用微灌。


丘陵水库灌区自压管道输水灌溉工程技术模式


在灌溉水源紧缺、农业生产水平高的灌区，采用自压管道输水灌溉工程技术是一种较理想的模式。其重点是解决规划设计和田间用水管理的技术问题。另外，还有诸如管材选用、施工技术、渠管联接、防淤积等一些技术问题需要解决。


引河补源渠井结合灌区节水灌溉工程技术模式


渠井结合灌溉主要有两种形式，一种是在灌区上游用引河水灌溉，下游用井水灌溉，采用渠灌和井灌两套灌溉工程系统；另一种是灌区内同一地块既用河水灌又用井水灌，共用一套灌溉工程系统。在这类灌区发展节水灌溉时，既可以采用渠道防渗和先进的灌水技术减少渠道输水损失和田间灌水损失的工程技术措施，也可以渠道不防渗，田间灌水仍用传统方法，而采用相应的工程技术和管理措施提高灌溉水的重复利用量。


低山丘陵区河道截渗拦蓄和高水位池联合供水的节水灌溉工程技术模式


北方丘陵山区的小河道，尽管干旱季节河道经常断流，但到汛期往往洪水汹涌，且泥沙很多。因此，在这种河道截渗拦蓄开辟灌溉水源时，一定要做好水文分析，进行周密的工程设计，确保能防洪和防淤积，并要符合国家有关这类河道的防洪规定。在设计高位水池时，要认真研究分析河道通过截渗拦蓄能供给灌溉的水量，防止因水池设计过大，引起整个灌溉工程投资的浪费。为了降低工程投资，从河道水源向水池供水的“上水管”与水池自压向灌溉系统输水的“下水管”应共用同一条管道。因此，在设计时应在同时满足这两种需要的条件下选用适合的管径。


经济发达地区减轻劳动强度提高生产效率的节水灌溉工程技术模式


这种模式一般包括在大田作物灌溉上采用固定式喷灌或机械移管式喷灌，而机械移管式喷灌当前首选的是卷管式喷灌机；经济作物采用固定式微灌，并运用自动化控制技术。对于固定式喷灌，可适当选用较远射程的喷头，加大支管和喷头的间距，减少管道用量，从而降低工程投资。也可选用诸如筋塑管等新型的地理压力管材，降低管材投资。为不影响机耕，地埋压力管与竖管连接的接头应设计在地表面以下。对于卷管式喷灌机，目前最大的问题一是喷灌所需的工作压力高、能耗大，造成运行成本高；二是田间需留出约2米宽的喷头车行