灌溉机(收集5篇)
灌溉机篇1
关键词：灌溉技术评价发展趋势
1前言
我国目前95％以上的灌溉面积仍采用不同形式的地面灌溉。传统的地面灌溉包括畦灌、沟灌、格田淹灌和漫灌，由于田间灌溉工程设施不完善，土地不平整，灌溉管理粗放等问题，水的浪费相当严重。地面灌溉不仅是发展中国家广泛应用的灌水技术，在发达国家也是主要的灌水方法。如美国，1997年地面灌溉面积仍占总灌溉面积的50.7%[1]。随着土地集约化规模经营的发展，大型农业机具的使用以及激光平地技术的应用，使得地面灌溉在灌溉均匀度和灌溉效率两方面都有很大提高。计算机技术在地面灌溉管理和设计中的应用，为改进地面灌溉提供了更有力的工具。同时一些先进的地面灌水技术，如波涌灌溉技术、水平畦田灌溉技术和田间闸管系统等，在发达国家得到广泛应用，取得了显著的节水效益[2，3]。
长期以来，对地面灌溉存有一种偏见，甚至将地面灌溉等同于大水漫灌。因此，对改进地面灌水技术给予高度重视，研究推广先进的地面灌溉方法，显得格外重要。随着水资源供需矛盾的突出，改进地面灌溉技术、提高地面灌溉方法的灌水质量正成为当今现代农业节水技术的重要组成部分“九五”期间“节水农业技术研究与示范”项目列入国家重点科技攻关计划，中国水科院承担的“田间节水灌溉新技术研究”专题对波涌灌溉技术和水平畦田灌溉技术进行了深入研究，取得了丰硕的成果[4]；结合“948”项目，中国水科院引进国外先进技术和设备，开发生产了田间柔性闸管，并对闸管灌溉技术进行了推广应用；中国水科院与欧盟开展的合作项目“华北平原农业持续发展水土资源管理研究”及“黄河流域节水策略研究”对改进地面灌水技术进行了系统研究[5]；国家节水灌溉北京工程技术研究中心通过承担科技部农业高效用水科技产业示范工程项目（新疆）中的“改进地面灌溉新技术集成”研究，对激光控制平地技术、田间闸管灌溉技术和高效沟灌技术进行了研究[6]。本文结合我国国情，总结了国内外改进地面灌溉技术的各项措施，探讨了现代灌溉技术的发展趋势，并对其在我国的应用前景进行了展望。
2我国地面灌溉现状评价
近几十年来地面灌溉技术已得到较大发展，其中最重要的进展之一就是建立了地面灌溉的田间评价方法。通过对地面灌水全过程内的不同阶段进行量化观测，了解和分析现有系统中可能存在的问题和不足，找出影响地面灌溉效果的主要因素，为改进地面灌溉系统的性能提供科学依据。地面灌溉的田间评价方法已在国外已得到广泛应用[2，7]。
2．1田间灌溉效果
地面灌水技术在旱作地区大多采用畦灌和沟灌的形式，在西北、华北地区，采用传统的大畦、长畦地面灌溉方式还相当普遍，管理粗放，沟渠规格不合理，田间水的浪费十分严重。如豫东平原井灌区的畦田，畦长小于50m的只占9.1%，超过100m的占45%，平均为100m；畦宽小于4m的只占14%，大于6m的占34%，平均为6m。田间灌溉水的利用率只有0.5~0.7左右。西北不少地区仍沿用大畦大水漫灌的旧习，水的浪费更为严重。
沟灌适用于宽行距中耕作物，如棉花、玉米等。目前我国各地灌水沟长度在砂壤土时为30~50m，粘土时为50~100m。入沟流量一般为0.5~1.5l/s，沟距50~80cm，应土壤质地而异。因此，沟灌使地面灌溉中较好的一种方法，能控制较小的灌水定额，沟灌一般比畦灌省水30%左右。目前在井灌区，还采用细流沟灌，一般每条沟流量控制在0.1~0.5l/s以下，沟长20~50m，沟的深度为15~20cm，宽度30~40cm[8]。
中国水科院与欧盟的合作项目以河北省雄县作为华北黄淮海平原的典型代表，对冬小麦生长期内的4次灌溉进行了持续跟踪评价[5]。总体上说，研究区内灌溉均匀度DU的变化范围在84%到90%之间，反映了在现有条件下畦灌系统可保持较高的灌溉均匀度值。而且对不同的灌溉时节，灌溉均匀度值没有明显差异。较高的DU值与田间过量灌溉有关，因为实测平均灌溉水深值Zavg远大于实际灌溉需水量Zreq；而田间灌溉水利用率Ea值较低，变化范围在52%到79%之间。整个冬小麦生长期内的平均灌水量为545mm，灌溉需水量为330mm，畦灌条件下平均田间灌溉水利用率仅为60%。
沟灌的情况则可用新疆棉花的试验结果进行评价[6]。根据农七师127团灌溉科的统计资料，2000年全团棉花生育期平均灌水量为420mm（最大578mm），平均每次140mm（最大192mm）。其中，第1水平均138mm，第2水平均143mm，第3水平均140mm。田间实测3次灌水量的结果是，第1水192mm，第2水165mm，第3水120mm，平均每次159mm，3水合计为477mm。根据当地棉花需水量计算，沟灌条件下平均田间灌溉水利用率仅为45%。
现有研究成果表明：我国地面灌溉条件下灌溉均匀度值较高，其原因与田间过量灌水直接相关；田间灌溉水利用率普遍较低，反映田间灌溉技术和灌溉管理方面问题突出，造成地面灌溉的灌溉效果较差。
2．2影响地面灌效果的因素
灌溉均匀度DU和田间灌溉水利用率Ea可表达为如下技术要素的函数[9]：
（1）
（2）
其中：
（3）
式中qin为入地单宽流量；L为畦（沟）长；n为曼宁系数；S0为田块微地形条件；Ic为土壤入渗参数；Fa为畦（沟）横断面参数；tco为灌溉供水时间；SMD为灌溉时土壤水分亏缺值；qfc为土壤田间持水量；q为灌溉时土壤含水量；RD为根区深度。
在影响地面灌溉效果的诸多因素中，qin、L、及Fa可根据田间实测数据确定；S0可由田块地面高程确定；n和Ic受土壤空间变异性影响难以在实地精确测定，但可通过地面灌溉模型反求；tco为重要的管理参数，是改进现有地面畦灌管理的重要依据。灌溉均匀度DU反映了地面灌溉系统的自然特性，其值更多地取决于系统的自然条件与特征；田间灌溉水利用率Ea除受这些特征参数的影响外，还取决于灌溉制度和田间灌溉管理水平，如作物需水量、SMD值等。以上灌水技术要素对地面灌溉特性的影响并不是独立的，各因素间往往存在着内在联系。在定量分析各技术要素对系统性能影响的基础上，找出最主要的也是最重要的因素，进而有针对性的对其加以改进是提高地面灌溉系统运行水平的重要基础工作。通过对田间实测资料的分析，得到地面灌溉条件下影响灌溉效果的主要因素如下[5，10]：
²
入地单宽流量qin：较大的qin值意味着较快的推进过程，有助于获得较好的灌溉特性。畦田宽度是控制qin值大小的主要因素。
²
畦（沟）长度L：畦（沟）较长时，微地形条件的影响更为显著。
²
微地形条件：田块的平整度对提高灌溉效率影响极大，较高的地面平整条件，将获得较高DU和Ea值。
²
入渗参数：入渗参数对DU和Ea都有影响。入渗参数值较大时，需要的灌溉供水时间tco也较长，在田间管理水平较低的情况下，极易造成DU和Ea值的降低。
2．3地面灌溉节水潜力分析
根据田间评价，可以对我国地面灌溉存在的主要问题概括如下：
²
灌溉均匀度低。一般的讲，畦灌条件下进地流量过小，与畦块长宽比例不当，造成水流推进缓慢，灌溉均匀度较低。
²
田块地面高低不平，水流推进慢；或是地块尾部的反坡较大，造成壅水，影响了灌溉效果。
²
田间灌溉管理粗放，灌溉时畦（沟）跑水、漏水现象严重。
针对上述存在问题，根据影响地面灌溉效果的主要技术要素，可以利用计算机模拟模型对地面灌溉节水潜力进行分析。结果表明：整个生长期内总灌水量得到降低，可节水138mm，整个生长期内总的田间灌溉水利用率高达81%[10]。
3改进地面灌溉的主要措施
地面灌溉技术的改进包括灌溉系统设计的改进和田间管理水平的提高。式1和2中的诸因素可分为如下几类：
²
设计时的可控制变量：qin，L，S0；即地面灌溉的系统变量；
²
土壤参数：n，Ic；不可控制变量，进行地面灌溉系统设计时要与这些参数协调；
²
管理参数：SMD，决定灌溉时间及灌溉需水量；
²
灌溉管理的目标：tco值。
因此，改进地面灌溉的措施可分为三个不同层次。第一是在技术层次上，应增加获得较好灌溉效果的能力，如通过应用土地平整技术改进田块微地形条件、应用高效节水地面灌溉技术等；第二是在设计层次上，要保证灌溉系统得到合理设计；第三则是在管理层次上，要强调农民的参与。下面则对目前国内外广泛应用的改进地面灌溉技术措施进行分析，评价不同技术措施的效果。
3．1土地平整技术
农田土地平整是地面灌溉系统的重要组成部分之一。平整的农田表面有利于进地水量和灌水深度分布的变化相对均匀，使根区内水分入渗保持较好的均一性，起到改善田间地面灌溉效率和灌水均匀度的作用。平整土地还有益于田间农机耕作和栽培措施的实施，增加作物种植密度，提高出苗率等，达到节水增产的目的。国内外的研究结果表明：土地平整能有效地提高水、劳力和能源的利用率，是改善地面灌溉方法的重要技术措施之一[7，9，10]。
土地平整方法包括常规土地平整措施和激光控制平地技术。常规平地方法采用的设备有推土机、铲运机和刮平机。它具有土方运移量大、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，改变田块的宏观地形。激光控制平地技术是目前世界上最先进的平地技术，田间应用结果表明，激光控制平地方法可以使田块平整精度指标Sd达到小于2cm的水平，在目前华北平原井灌区内现有农田地面平整状况下，土地平整精度每改善1cm所需投入的直接平地费用约为83RMB/hm2；考虑到我国渠灌区田块平整条件较差的现实，应先采用常规平地方法完成土地粗平，再实施激光控制下的土地精细平整[11，12]。
不同田面平整精度处理下的小区畦灌试验资料表明，地面平整精度对入畦水流推进愈消退时间和畦田入渗分布状况具有较大的影响。田间灌溉水利用率Ea、灌溉均匀度DU、用水效率WUE等参数随田面平整精度下降而递减的趋势当Sd值高于2cm后较为明显，而低于2cm时彼此间的差异却不显著。受畦灌系统性能差异的影响，作物产量与田面平整精度间的关系也反映出与上述趋势相似的变化规律，当Sd值高于2cm后，产量递减受地面平整状态的影响亦较为显著。这表明要实现改善畦田灌水质量、节水增产的目的，田面平整精度应以不大于2cm为最佳，为达到这个地面平整标准，则需实施激光控制下的土地精细平整技术[13]。利用不同田面平整精度处理下获得的田间畦灌试验资料，针对不同的灌水时间条件设置，采用地面灌溉模型SRFR模拟了3种典型地面平整状况下的水流推进与消退过程和畦田水分入渗分布状况，分析讨论田面平整精度对畦灌系统性能的影响。模拟结果表明，随着田面平整精度的改善，畦灌系统性能评价指标显著提高。与田面粗平状况相比，激光控制精细平地条件下的灌溉效率可提高34%，灌水均匀度可提高28%[14]。
3．2闸管灌溉
田间闸管是可以移动的管道，沿管道一测带有许多小型闸门，水通过这些闸门进入畦（沟）。闸门的间距可与畦（沟）间距一致，并且闸门开度可以调节，用以控制进入畦（沟）的流量。根据使用材料的不同，可将田间闸管分为柔性闸管系统和硬闸管系统。其中柔性闸管系统有时也称作地面软管，可采用塑料、橡胶或帆布等材料制成。具有造价低、易于应用等优点，但使用寿命相对较短；硬闸管系统采用抗老化PVC或铝等材料，配有快速接头，可根据畦（沟）条件在田间组装使用。与柔性闸管系统相比，硬闸管使用寿命长，但造价相对较高。
我国目前普遍应用的田间闸管为柔性闸管。在实际应用中，田间闸管既可以替代土毛渠畦到田间配水的作用，同时通过闸阀控制，还可以调整配到畦（沟）水量。图1分别显示闸管灌溉在畦灌和沟灌条件下的应用情况。田间应用考核表明，该项技术投资少、见效快、施工方便、使用简单，适应我国大田作物节水灌溉技术发展的需要，它的推广应用将会产生明显的经济效益和社会效益。
闸管灌溉系统可以有效地实现田间控制灌溉，田间灌溉水利用率达到了80%，可比现状节水30%~40%，而且具有减轻劳动强度、减少田间毛渠及田埂占地等优点。此外，从灌水沟长50m、100m、150m的节水效果看，随着沟长的增加，其节水效果不断下降。综合考虑节水及闸管设备投资等因素，在常规机械平地的条件下，闸管灌溉的灌水长度以100m为宜，最长150m[6]。
闸管灌溉在畦灌中的应用
闸管灌溉在沟灌中的应用
图1
闸管灌溉在畦灌和沟灌条件下的应用情况
3．3水平畦田灌溉
水平畦田灌溉技术是建立在激光控制土地精细平整技术应用基础上的一种地面灌溉技术，自80年代起在许多国家已得到推广应用[15]。国外的水平畦田灌溉系统中的田面通常为水平状态，灌水时的流量较大，水能在较短的时间内充满田块，均匀地分布在整个土壤表面。畦田可以是任意形状，周边由田埂封闭。畦块规格的设计取决于供水流量、土壤入渗特性等因素，一般在4hm2左右，较大的可达到16hm2。国外目前采用的水平畦田灌溉技术，就畦田的规格形式和灌水方式而言，均类似于我国的格田灌溉技术。但不同之处首先在于，国外采用激光控制平地技术完成二维畦面的无坡度平整，我国则一直采用常规机械平地设备进行土地粗平，田面平整精度上的差异显然较大；其次水平畦田灌溉方式在国外的大田作物中得到推广应用，而格田灌溉方式主要应用于我国南方的水稻作物，大田作物中几乎没有采用；最后水平畦田灌溉技术中对入地流量的要求较高，只有较大的供水流量才能满足入渗水分在田块内均匀分布的要求，而我国农田灌溉工程系统的末级进地流量受井灌区农用机井出水量和渠灌区田间输配水设施容量的制约普遍较小，难以达到实施这项技术所需达到的流量标准。
考虑到从国情条件出发的原则，对水平畦田灌溉技术在我国北方大田作物耕地上的应用进行因地制宜地改造，即在对现有田间灌溉工程进行必要改进与配套的基础上，采用激光控制平地技术完成对现有畦块的田面平整工作。通过激光控制平地作业，在水流推进方向上减小田块坡面上下起伏的不平整程度，消除局部倒坡或反坡，保持田块具有适宜的畦面纵坡，提高水流在田间的平畅推进速度；在垂直水流运动方向的田面上，则通过改善地面平整精度，使之达到水平的无坡度状态，导致水流横向扩散的田面凸凹障碍点的消除有利于水流推进锋面保持较高的均匀一致性，便于水流快速推进到畦尾（图2）。
应用水平畦田灌溉技术，田间灌溉水利用率由平均50%提高到80%，灌溉均匀度由70%左右提高到85%左右；与其他农业综合技术措施配合后，采用常规机械进行粗平后年使可增产20%，采用激光控制进行精平后年使可增产30%；作物的水分生产效率由1.13kg/m3的提高到1.7kg/m3。因此，水平畦田灌溉技术的节水增产效益显著[4]。
转贴于3．4波涌灌溉
波涌灌溉是一种新型的地面灌水方法，它采用间歇供水、大流量的方式向沟（畦）放水，整个灌水过程依据田块长度被划分为几个周期，入地水流不是一次性的连续推进到沟（畦）末端，而是分阶段的由首端推进至末端。这种供水与停水交替发生的间歇灌水方式可以形成表土致密层，能够降低土壤的入渗率，同时先期灌溉湿润的沟（畦）段上田面糙率的减少有利于加快后期灌溉水流的推进速度，进而提高田间灌溉效率和灌水均匀度[2]。波涌灌溉技术在灌溉自动化程度较高的国家已得到较为广泛的应用，我国也已经完成了机理研究、波涌灌设备国产化开发及初步的田间试验示范[4，16]。
波涌灌溉系统一般由波涌阀、自控器和田间输配水管道等组成，其中波涌阀和自控器是整个系统的核心，称为波涌灌溉设备。在田间应用过程中，需要根据土壤墒情、作物、田块尺寸等条件确定波涌灌溉的次数、每次波涌灌溉的时间及波涌灌溉的间歇比等技术参数。
新疆棉花波涌沟灌结果显示，采用波涌沟灌方法下的田间水流推进速度明显高于连续沟灌，且在棉花浇第1水时的效果最为明显，高达2倍左右。随着浇水次数的增多，波涌灌水的效果有所减弱，但总体仍达到1.5倍。在同样的入地流量条件下，由于波涌沟灌的水流推进速度快，因而既减少了地块首末受水时间上的差别，又减少了灌水时间，起到节水和灌水均匀的双重效果。波涌灌与连续灌相比较，可节水10~23%，增产10%左右，节水增产效果显著[4]。
4现代地面灌溉技术体系
传统地面灌溉是一门古老的技术。随着现代科技的发展，传统地面灌溉技术也得到巨大的改变。其中以精细地面灌溉技术为特征的现代地面灌溉技术已得到世界各国的普遍重视，并在发达国家开始实地应用。我国在“863”国家高技术研究发展计划中也专门立题开展精细地面灌溉技术研究，对国际上先进的地面灌溉技术进行跟踪研究。
4．1现代地面灌溉技术特征
与喷灌、微灌等压力灌溉系统相比，传统地面灌存在的最大不足在于缺乏对灌溉过程的控制。对喷灌、微灌而言，可以根据作物的需求精确控制灌溉水的总量及其在田块内的分布。传统地面灌溉虽然可对灌溉水总量进行控制，却难以控制灌溉水在田块内的分布，由此造成传统地面灌溉的灌溉效果较差。因此，现代地面灌溉具有如下技术特征：
1．应用激光控制平地技术构筑精细地面灌溉技术的基础。高精度的土地平整是现代精准农业的基础平台，只有具备了高精度的土地平整，才能真正实现精量播种、精量施肥、精确收割（机械采棉）等。国外在农田水利工程建设中，都把平地作为一项重要的基础工作。激光控制平地技术可实现高精度的土地平整，因此得到了广泛的应用。
2．应用地面灌溉实时反馈控制技术提高对灌溉过程的控制。与其他压力灌溉方法相比，地面灌溉条件下水流在田间运动扩散的过程较为复杂。世界各国一直都把改进地面灌溉技术的重点放在加强对灌溉全过程的控制和管理上，以便提高地面灌溉的灌水质量。随着计算技术的发展，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为改进地面灌溉技术的重要手段。地面灌溉实时反馈控制技术通过对田间水流运动过程的监控，利用田间观测数据反求地面灌溉的控制参数，制定高效节水的地面灌溉方案，并对地面灌溉过程实施反馈控制，实现对地面灌溉全过程的精细控制。
3．应用高效节水地面灌溉技术和设备，提高地面灌溉的自动化。通过积极采用水平畦田灌溉技术、波涌灌溉技术、绳索灌溉技术等先进的地面灌溉技术，不仅使地面灌溉具有一定的自动化能力，而且也保证了高效节水效果的实现。
4．制定合理的灌溉制度，加强地面灌溉的田间管理。由于地面灌溉方法的局限，采用地面灌溉技术很难实现小定额灌溉。因此，在制定地面灌溉的灌溉制度时，要充分考虑到灌溉技术的制约。
4．2我国现代地面灌溉技术模式及其应用前景
我国现有灌溉面积8.0亿亩，其中地面灌溉占95%以上。由于农田土地平整程度差，田间灌溉工程规格不合理、地面灌溉技术落后、灌溉管理粗放等问题，致使我国地面灌溉的田间水利用率不高。通过应用现代地面灌溉技术，可以大幅度减少地面灌溉过程中的水量损失浪费。这对改变我国地面灌溉的落后状况、从整体上缓解农业水资源短缺的矛盾、促进灌溉农业的可持续发展具有重要的现实意义，也将为我国农业现代化奠定基础，促进我国传统农业向现代农业的转变。
根据上述现代地面灌溉技术特征，提出如下适合我国国情的现代地面灌溉技术模式：
1．以冬小麦等大田作物为代表的现代畦灌模式
该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用精量播种技术，降低播种量；采用水平畦田灌溉、波涌灌溉及喷、微灌等高效节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用精量施肥技术，提高化肥利用率；采用联合收割机技术，实现收割机械化。通过上述技术组合配套，集成小麦等大田作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+精量播种+高效节水灌溉技术+精量施肥技术+机械化收割。
2．以棉花为代表的现代沟灌模式
该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用精量播种技术，降低播种量；采用闸管灌溉、波涌灌溉、膜下滴灌等高效节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用机采棉技术，实现棉花采摘机械化。通过上述技术组合配套，集成棉花作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+精量播种+高效节水灌溉技术+机械化采棉。
3．以水稻为代表的现代地面灌溉模式
该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用机插秧技术实现精量插秧，降低播种量；采用塑料隔板技术，减少原来土埂占地，提高土地利用率；采用水稻“浅、薄、湿、晒”控制节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用联合收割机技术，实现水稻收割机械化。通过上述技术组合配套，集成水稻作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+机械化插秧+塑料隔板+控制节水灌溉技术+机械化收割。
现代地面灌溉技术不仅具有较好的节水增产效益，其具有的其他综合效益还可为农民带来实实在在的好处，例如提高土地利用率、提高农机作业效率、便于田间管理等。随着我国现代化进程的加快，现代地面灌溉技术模式也将得到广泛应用。
参考文献
1.段爱旺、白晓君，美国灌溉现状分析[J]，灌溉排水，1999，（1）。
2.Walker，W.R.，G.V.Skogerboe，SurfaceIrrigation:TheoryandPractice，Prentice-HallInc.，NewJersey，1987。
3.Dedrick，A.R.，L.J.Erieetal，Lever-basinirrigation，InAdvancesinIrrigation，Volume1.edD.I.Hillel，AcademicPress，NewYork，1982。
4.许迪、李益农等，《田间节水灌溉新技术研究与应用》，北京：中国农业出版社，2002。
5.李益农，改进地面灌溉方法，《农业持续发展的农田水土管理研究》，北京：中国水利水电出版社，2000。
6.杨继富、李益农等，新疆规模化农业类型区改进地面灌溉技术的初步成果[J]，节水灌溉，2001，(4)。
7.FAO，《地面灌溉系统的设计和评价指南》，北京：中国农业科技出版社，1992。
8.赵竟成，论我国的农田沟、畦灌溉技术的完善与改进，《节水灌溉》，北京：中国农业出版社，1998。
9.Pereira，L.S.，Surfaceirrigationsystems，In:SustainabilityofIrrigatedAgriculture，NATOASIseries，Eds.L.S.Pereira，R.A.Feddes，J.R.GillyandB.Lesaffre，Kluwer，Dordrecht，1996。
10.
钱蕴璧、李益农，地面灌溉技术的评价与节水潜力[J]，灌溉排水，1999，增刊。
11.
李益农、许迪等，农田土地激光平整技术应用及初步评价[J]，农业工程学报，1999，（2）。
12.
许迪、李益农等，常规土地平整与激光平地技术组合应用初步分析[J]，水利学报，1999，（10）。
13.
李益农、许迪等，田面平整精度对畦灌性能和作物产量影响的试验研究[J]，水利学报，2000，（12）。
14.
李益农、许迪等，田面平整精度对畦灌系统性能影响的模拟分析[J]，农业工程学报，2001，（4）。
15.
USDA，IrrigationGuide，NationalEngineeringHandbook，210-VI，Washington，1999。
16.
王文焰等，《波涌灌溉试验研究与应用》，西安：西北工业大学出版社，1994。
TendencyandProspectsoftheImprovingSurfaceIrrigationTechnologiesinChina
灌溉机篇2
在面积为4m~2的玉米和马铃薯实验田里,进行污水灌溉试验,灌溉水量为2.5l/m~2,重复四次。自来水(对照);(2)一次灌溉含200mg/l酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、苯、吡啶、安尼林以及30mg/l萘的模拟污水;(3)四次灌溉同一模拟污水,每次隔16～17天。末次灌溉后测定马铃薯根、叶茎和玉米根部毒物含量。研究表明,二元酚和萘这些化合物因化学不稳定性,在土壤和植物中迅速分解而未检出。单元酚、吡啶、苯、安尼林在植物中降解和蓄积的速度不同。苯稳定性最低,6天后未能检出。作物的地上部分对有机物的分解比根部为强。如单次灌溉,玉米根内酚、安尼林、吡啶分解期分别为灌溉后的13、17～25和17～25天以上,而同时玉米叶内上述毒物的分解期则为10、13和17天。研究表明,用模拟污水重复灌溉并不引起植物中被研究毒物含量的升高,多数情况呈负相关,如玉米和马铃薯分别灌溉四次和三次内加人联苯与氯，其电子俘获峰与未接受氯化的对照样进行比较(表2)，结果表明氯化使进水水样出现n个另外的峰，出水水样出现19个另外的峰。在对照样品中存有微量的二氯和三氯代苯，而且氯化后可使其浓度略微增加。
二氯联苯在未氯化的进厂水水样中的浓度为2.4拼g/l，经废水处理厂消毒后其浓度增至10.8群g/l，如未经氯化的进厂水样，加苯和氯后，则二氯联苯的浓度可达28.6群g/l但是在出厂水样中二氯联苯的浓度有所减少。然而，总的氯联苯的峰高是较高的，可能是因为含氯较多的联苯异构体形成较多的缘故。
上述表明，在含有联苯的城市废水中，经氯化消毒后可以形成各种氯联苯的异构体，这将对废水的生物处理、废水排放下游的生态系统以及水的利用产生影响。[gaffoeype:jwatpo岌lucootro土fed49(3):401，1977(英文)陈学敏摘蔡宏道校054污水灌溉农作物中某些有机毒物的分解动态
作者在面积为4mz的玉米和马铃薯实验田里，进行污水灌溉试验，灌溉水量为2.5l/mz，重复四次。实验方案如下:(1)自来水(对照)，(2)一次灌概含200mg/z酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、苯、毗咤、安尼林以及30mg/l蔡的模拟污水;(3)四次灌溉同一模拟污水，每次隔16~17天。末次灌溉后测定马铃薯根、叶茎和玉米根部毒物含量。研究表明，二元酚和蔡这些化合物因化学不稳定性，在土壤和植物中迅速分解而未检出。单元酚、毗咤、苯、安尼林在植物中降解和蓄积的速度不同。苯稳定性最低，6天后未能检出。作物的地上部分对有机物的分解比根部为强。如单次灌溉，玉米根内酚、安尼林、毗咤分解期分别为灌溉后的13、17~25和17~25天以上，而同时玉米叶内上述毒物的分解期则10、13和17天。
研究表明，用模拟污水重复灌溉并不引起植物中被研究毒物含量的升高，多数情况呈负相关，如玉米和马铃薯分别灌溉四次和三次后，单一毒物蓄积量比一次灌溉的低，特别是灌溉一次的玉米根内毗咤最大含量达1.30mg/kg，而四次灌概的为0.70mg/kg;玉米叶则分别为0.98和0.20mg/kg。酚也如此。重复灌溉时，植物中有机物的分解速度在很多情况下也比一次灌溉的快，如灌概一次玉米根内安尼林和毗咤分解期大约为25天，灌溉四次的为17天。酚则分别为13和10天。根据统计处理的实验资料结果可以认为，作物内有机毒物达最高蓄积量后，其降解规律按下式进行:
结论:1，农田污水灌溉含多元酚200mg/l(煤焦化工业处理前污水的平均含量)、蔡30mg//从卫生观点看没有危害，因为这些物质在作物内无蓄积。2，苯在植物中滞留时间较短，单元酚、毗咤、安尼林具蓄积性，末次灌溉后，最后分解需2~3周。地面部分作物对毒物降解快。3，反复灌概，不影响作物中有机物蓄积，故作物生长期可多次灌溉055饮用水中某些化学物质的致突变性在美国饮用水中已鉴定出300余种化学物质，作者选其中的71种，用ames的组氨酸缺陷型鼠伤寒沙门氏菌平板渗人法检测其致突变性。对于挥发性物质则采用千燥器法或悬浊液法。用多氯联苯诱导大鼠或直接用小鼠和人的肝匀浆作为化学物质的体外激活系统。此外，还用埃希氏大肠菌wp:或麦酒酵母d:检测某些化学物质的致突变作用。
结果表明，有45种化学物质未能引起鼠伤寒沙门氏菌的回复突变。另外的26种化学物质在一种或多种检测系统中均引起微生物的回复突变，见表。
饮水中具有潜在致突变或致癌性的化学物质的来源有。一是采用氮消毒饮水的产物，如三卤代甲烷;二是工业废水流入水源(月一卤代醚类和2，6一二硝基甲苯)或饮用排出的还流(如艾氏剂和ddt等农药)，因此，必须改进水质净化的方法。[scottd等:ptogre，510geoetietox，eolog了p·249一258，1977丁训诚摘姚志麟校］。石61.12一十二烷二胺在地面水中‘高容许浓度的研究1.12一十二烷二胺〔且ham是结晶体。比重在70oc时为0.814。溶解度为66。~67’。溶于酒精、苯、氯仿和加热的环己烷。在水中溶解度为0.49/l(20’e)。通过检查该物质在模型水中臭味减弱的程度和观察水蚤存活率的方法来确定该物质在水中的稳定性，认为属于水溶液中的稳定物质。且ham对水体感官性状的影响:臭觉阑(1级)为12.5mg/l，实际i阂(2级)18.75mg/l。味觉i阂(z级)0.05xng/l，实际闹(2级)0.1mg/l。在加氯消毒中不会出现另外的异臭或使臭味增强。
灌溉机篇3
【关键词】节水灌溉；农田水利；工程；技术
灌溉是农田发展的技术途径，我国农田产业面临大规模、大面积的发展，基于节水降耗理念的要求下，我国提出节水灌溉技术，同时高效推进节水灌溉的应用。目前，我国在节水灌溉技术方面，取得较大成就，着实提高农田水利工程的效益性，同时体现农田产业对资源节约的响应，体现技术与生产的和谐与共同发展。
1简述节水灌溉技术
我国人口众多，水资源是人们生活与生产不可缺少的参与者，但是我国在水资源方面，确实面临巨大的危机，最主要的是受我国水资源基本环境的影响，再加上水资源的含量本身不足，引发我国用水危机[1]。农田灌溉属于大范围用水的组成部分，我国必须提高水资源在农田中的节约性。在用水基本现状的要求下，我国将农田灌溉作为重点的研究对象，深化节水技术的应用。节水灌溉，是近期我国在农田水利工程中研发的新技术，节水灌溉涉及到的技术因素比较多，例如：工程、管理等技术，最大化的保障农田灌溉的水资源节约。
我国的农业生产，始终占据较大的国民产值，影响我国的经济生产和发展，通过节水与技术的相互发展，提出节水灌溉技术，保障资源的合理配置。在农田水利工程中，需要科学的节水灌溉体系，提升农田的生产效率，节水灌溉在技术的支持下，顺应农田水利的需要，实现节约与可持续发展，一方面推进农业经济的发展，另一方面合理优化水资源配置。
2影响节水灌溉技术在农田水利工程中应用的因素
由于农田水利长期受传统灌溉的影响，在节水灌溉的应用方面，仍旧存在大量的影响因素，制约节水灌溉技术的应用，对其做以下分析：
地理位置。水资源分布与农田面积的矛盾，我国存在部分地区农田丰富，但是水资源严重不足，导致水资源含量不能及时满足农田灌溉的需要，因此节水灌溉成为农田水利的重心内容。
环境因素。受干旱、干燥环境的影响，农田灌溉的周期较为频繁，满足农田水利的需求，还要防止温度、空气流速造成的水分蒸发，为防止环境对农田灌溉的影响，我国深入研究节水灌溉技术。
人为破坏。人为因素是影响农田节水灌溉最直接的内容，由于工作人员忽视节水的重要性，即使安装技术性比较高的装置，工作人员也无法达到高效操作的效果，仍旧会造成大量水资源浪费，起不到任何节水灌溉的作用。
3农田水利工程中的几项节水灌溉技术
针对农田水利工程，分析农田水利工程的实质，重点研究农田水利工程中的节水灌溉技术，分析如下：
3.1喷灌式节水灌溉技术
此类技术主要适用于大面积的农田灌溉，借助喷灌机，实现节水灌溉。工作原理：利用喷灌机运行时的压力，带动卷盘，促使水资源可以通过软管，实现正常灌溉，在喷灌机上安装喷头，保障农田水利可以大面积接受喷灌水分，农田灌溉的路线可以自行设计，自由移动喷灌机即可，随着喷灌机的移动，实现农田水利各个方向及方位的灌溉[2]。技术优势：能够适用在不同的农田地形中，操作上比较方便，不需要复杂的管理方式，可以实现自动化的技术控制，灌溉效率非常高。技术缺点：耗损相对较大，占据农田面积较大，必须借助设备通道才可实现喷灌，所以在农田内需建设专用通道，浪费农田面积。
3.2微灌式节水灌溉技术
此技术适用于大棚种植，尤其是蔬菜类的作物，在大棚室内完成灌溉。工作原理：根据作物的需水要求和灌溉周期，利用滴灌或微喷的方式，在农田灌溉区域，构建通水管道，在管路周围安装灌水器，还可在灌水的同时，融入作物所需要的养料、肥料，直接将管路放置在作物的根部，促使水分在重力的作用下，顺利流入农田内，达到灌溉的效果。技术优势：节水效果较好，既可以防止水分外泄，也可防止水分过度蒸发，而且技术所需要的组合设备比较简单，基本是由管路、滴头、滴灌等组成，不需要规模较大的机械设备，有效做好水资源节约的工作。
3.3井灌式节水灌溉技术
此技术主要是防止过度使用地下水资源，防止地下水位过低，利用科学的生态搭配，达到节水灌溉的效果。围绕农田的生态水资源，进行合理的划分，例如：将井灌高峰期安排在农田急需水分的时期，除此时期以外，尽量降低农田的灌水量和灌水周期，以农田的总产为生产目的。可以将井灌设置到农田的中心位置，利用干管与直管，形成移动式的井灌系统，安装两套井灌系统，达到井灌的最佳状态，井灌式的节水灌溉技术，既可以有效分配地下水源，避免水资源的无理开采，又可以达到节水高产的状态。
3.4防渗式节水灌溉技术
此技术主要用于水库灌溉的农田水利，因为水库蓄水本身含量较少，不可实现循环或再生效果，所以需以水库含量为主，实行农田节水灌溉。工作原理：在农田中加入防渗薄膜，避免灌溉时，水资源渗漏到无需灌溉区域，造成水资源浪费，一般农田在实行防渗技术时，基本会建立专有的通水渠道，例如：混凝土、石块等，着实提高防渗效果[3]。技术优势：技术设备稳定性较高，而且可以长期使用，既可以实现水资源的外部贮存，还可以避免水资源的蒸发及渗透。
4结束语
为响应国家节约水资源的号召，农田灌溉技术，不仅要满足水利实际的需要，还需体现节约问题，在保障农田生产正常进行的基础上，缓解用水现状。通过一系列的技术研究，我国将农田灌溉与节水技术结合到一起，着实推进节水灌溉技术的使用，展示农田水利工程发展的科学性。
参考文献：
[1]范秀荣.浅析我国农业节水灌溉问题及对策[J].黑龙江科技信息，2012（03）.
灌溉机篇4
关键词：农田灌溉机电井；淤积；防治措施
中图分类号：TV文献标识码：A
农田灌溉机电井在使用过程中由于对施工工艺重视不够，管理不善，致使每年都有一定数量的机电井损坏。人为的造成不应有的经济损失。只要加强管理，认真对待成井工艺，机电井完好率就能够提高，关于农田灌溉机电井损坏报废的原因很多，现分析如下：
1井淤积的原因
一般农田灌溉机电井在抽水过程中，大都出现涌砂现象。《农田灌溉机电井技术规范》要求：滤水结构必需有效地防止涌砂。出水含砂的多少与机电井使用寿命有着密切的关系，因为含水层中的砂粒被抽出后，虽然会从附近砂层得到一定补充，但天长日久，终于会形成空洞。若井管偏向钻孔的一侧、填砾滤的一侧，进砾较多，另一侧进砾少或不进砾，管外空洞发生不平衡的坍塌，会造成管身弯曲或井管折断。空洞距地表近，可能出现地表裂缝或井房下沉。空洞距地表较深时，井孔内坍塌虽然反映了到地表上来，但非透水层的黏土塌方滤水管部位。就会堵住进水道路，直接影响出水量机井寿命。含砂量过高，还会使井泵进速破坏。
因此，出水含砂量高是农田灌溉机电井的致命病患。
井淤积是病井较普遍存在的一种现象。据资料表明：每年的报废机井中因井淤出现问题约占50%左右。导致含砂量较高造成，造成井淤的原因很多，归纳如下：
第一、滤层未处理好，是发生涌砂淤井的一个重要原因。当填砾料过大，且不规格、含土和杂质太多，填砾厚度不够，或回填时猛填、猛到形成落堵，或单侧回填将井管挤偏，错口等，都容易造成涌砂、井淤。也有的采用不合要求的材料代填砾料，彼此蓬架，产生较大空隙，根本起不到掺砂的作用。非完整井由于井底的反滤层过满或砾料直径过大，致使抽水时井底涌砂，井管下沉，井管之间脱节，最终使涌砂、井淤更加严重。
第二、管材质量不合要求，或井管接头处处理不好。如管身不直，接口不圆、不平，滤水管缠丝间隙过宽，包管网眼不匀均可造成大量涌砂而井淤。
第三、井孔斜或扶正时过满，井管不能置于井孔正中，或管接头错动也经常造成涌砂、淤井。
第四、配用抽水设备过大。水泵抽水量超过机井的最大允许出水量，亦可发生涌砂、淤井。
第五、风沙较大的地区，由于维护管理较差，没有井房，非使用期不能及时盖好井盖，风沙卷入井内或人为地向井内搬投土块、石块；地势低洼的机电井，雨季无防水倒灌措施。这么些都会导致井淤。
2出水量减少或不出水
机电井出水量减少，也是较常见的一种井病。直接影响机井装置效率的提高，甚至丧失使用价值，造成此病的因素较多，一般有以下几种：
第一水文地质条件不好，井位储水条件差，或不透水的地方，或根本无地下水可取。
第二成井不合乎工艺要求，洗井不彻底，破壁换浆不好，含水层部位被泥浆或其它沉淀物堵塞，造成出水量减少，滤水管的缠丝间隙过小，棕皮过厚，透水条件太差。
第三、机井密度太大且同取一层水，几眼井同时抽水，互相干扰，造成单井出水量减少。
第四、机电井滤水设施及井孔进水部位堵塞，透水性受到破坏。特别是机井停用时间过长，有时受水流或水中微生物及化学成分变化等影响，机井滤水管产生沉淀物，形成胶结层，把进水通路堵塞，从而影响出水量。
第五、地下水开采量大于补给量，水位下降严重，实际的抽水扬程超过了水泵额定扬程，使水泵提水量减少。
3提高机电井完好率的措施
造成机电井带病、报废的原因很多，但只要努力贯彻以防为主，加强管理的方针，就能够提高机电井完好率，延长机电井使用寿命，为此要做到以下各点：
3.1提高成井质量
在进行机电井工程施工时，应先摸清地层岩性，富水性、埋藏深度以及现有机电井的布局情况等。按水资源情况确定布井密度（井深、井位），按地层岩性选择适宜的管材、钻井机械、合乎规定要求的砾料。下管前，要对井管的质量进行认真细致的检查，不合乎要求的不能装入井内。基本应符合下列要求：管身要直，能保证连接后不弯曲，以利于自重力的传递和便于安装抽水设备，井管内壁应平滑、圆整。滤水设备满足抗压强度，应尽量使孔隙多些，以提高进水能力。
按规定要求选用合格砾料。无论什么地层，回填砾料都应保证厚度均匀。砾料以石灰岩卵石为宜。尽量少用片麻岩、页岩等易剥落破碎的砾料，禁止用泥灰岩软质岩石作砾料。
为了加大滤水管的有效孔隙率，在保证填砾不堵塞缠丝间隙的情况下，尽量加大缠丝间隙，但要同时放宽到缠丝强度。间隙加大，必须同时加大缠丝直径。缠丝间隙1毫米时可用12号铅丝；间隙5～10毫米时可用10号铅丝；卵石、砾石层中的滤水管可用10号或再稍粗的铅丝。
3.2注意日常维护，提高管理水平
机电井维护管理及使用方法正确与否，直接关系到机电井的使用寿命。因此，在使用管理方面应注意以下几个方面：
3.2.1运行中保证机电井出水不含或少含砂。如机电井出水含砂过高，要采取降低水泵转速或改换小流量水泵，减少机电井出水量，直至出水全清。
3.2.2定期测量井深。机电井投入使用后，为掌握井眼淤积情况，每隔半年至一年，测量一次井深，可与检查水泵同时进行。若发现井底淤积，要及时用抽砂筒或空气压缩机洗井。
3.2.3非使用期间定期抽水。农田机电井多为季节性用水，往往有较长时间不用，容易产生滤水管堵塞现象。定期抽水则查堵塞滤水层的沉淀物冲刷掉，减缓滤水网的堵塞。因此，农田灌溉机电井在非使用期间需每隔半月抽水1～2天。
3.2.4抓好家用机电井的雨季管理。雨季到来之前，要认真检查没有机房的机电井的井口、井盖是否完好，发现损坏及时整修，停灌时，将井口封好，以防雨水倒灌入井，造成泥沙淤积。
3.2.5安装水泵时，要严格按照规程操作。泵管在井内要慢提、轻落，不可硬拉、硬撞，以防碰坏井管，造成涌沙、井淤，水质变坏。水泵必须安装在泵座基础上，严禁将水泵直接座落在井管上，这样，可使井管避免增加过多的压力及抽水振动所引起的损伤。
3.3发现病井及时诊治、修复
对发现有病态故障的机电井，若能及时发现修复，可避免“病症”的扩展，减少可能引起的严重后果。一般病井，初期进行修复比较容易，省时、省工、省料。对那些危及机井寿命的“病症”要及时“医治”，否则可能造成损坏，甚至机电井报废。对那些有某种病态的机电井，无论是出水量减少或不出水，还是掉进什么东西把井眼堵住而影响使用的机电井，都不应轻易判定为废井，要查明情况，认真分析原因，只要不是属于“不治之症”就应采取适当措施修好，继续发挥效益。
灌溉机篇5
关键词：节水灌溉输水制度
0引言
节水灌溉就是要改变千百年来人们浇地的传统习惯，按照作物的最佳需水量进行灌溉，用少量的水取得较高的经济效益，是使传统农业向高产、优质、高效的现代农业转变的必要措施。
节水灌溉不仅节约水源，而且带来的相关效益也比较显著。主要表现为：水分的生产绿率提高、单产产量提高、作物品质提高、病虫害减少、施肥量节省、电力能源节省、生产用工大量节省、耕地节省及环境效益提升。由此可见农业节水灌溉潜力很大，大力普及节水灌溉技术，提高灌溉用水利用率是解决农业用水危机的最有效途径。现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。只不过有些技术成熟一些，有些技术还有待进一步研究，有些技术优点更多些，适用范围更广些，而有些技术稍逊而已。节水灌溉技术大致可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。
1节水灌水方法
灌水方法即田间配水方法，就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层目前节水技术有以下几种：
1.1喷灌技术喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压，或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区，由管道上的喷头喷射到空中散成水滴，均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适于所有的旱作物。
1.2微灌技术微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌；根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。它可根据作物的需水要求，通过灌溉控制、过滤系统及管道和安装在管道上的特制喷水器（滴头、微喷头、稳流器、分水器、滴灌带、喷水带等），将水和作物所需要的肥料、养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物的根部附近的土壤中。微灌主要用于局部灌溉。
1.3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。常用的有混凝土衬砌、浆砌、石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。
1.4低压管道输水技术
低压管道输水技术是利用机泵抽取井水，通过管道系统把水输送到田间对农田灌溉。水进入田间后仍属于地面灌溉的范畴。
1.5行走式节水灌溉技术行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力，配套使用的灌溉设备，以增加流动灌溉的适应性。行走式节水灌溉机不要求田间工程设施，只要有水源就可以实现灌溉。该机都是组装的，装拆方便，所以那里干旱，就可以迅速组装一批灌水机具、配套使用的拖拉机，就可以实施行走式灌溉，以达到补水灌溉的目的。
2节水输水方法
几千年来我国都是用土渠将灌溉水从水源输送到田头。这样有大量的水在还没送到田头就已浪费掉了。我国现有灌溉渠道水利用系数很低，一般为0.3-0.5。因此在输水过程中节约水的潜力很大。常用的方法有渠道防渗和管道输水两种。
2.1渠道防渗渠道防渗所采用的材料有很多种类，常用的有干砌块石，浆砌块石(或卵石)，砼预制块、现浇砼护面、塑料薄膜、土工膜等，最近国内比较普遍推广的“三面光”渠道就属这一类。当采用砼护面时，如渠道不大还可用u型砼渠，这样还可以提高输水流量，减小过水断面。
2.2管道输水渠道输水除了渠床渗漏之外，还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失。对于喷灌、滴灌和微灌要求高压输水(300～1200kpa)，而对于地面灌溉可用低压输水管(小于200kpa)。
3节水灌溉的相应制度
3.1不充分灌溉按早期灌溉的指导思想是只要有足够的水源供应，就要给作物供应最充分的水，以使之达到尽可能高的单位面积的产量，这就是充分灌溉。这种灌溉方法可以获得最高的单位产量，但是单位水量所获得收益就不见得最高。因此，近年提出丁不充分灌溉的理论，也就是说灌溉的目的并不是要达到最高的单位面积产量，而是要使单位用水量的作物产量较高。这在现今，水资源日益紧缺的时代，就显得尤为重要。因为水资源是有限的如果每亩少灌一些，就有可能灌溉更多的面积，从而获得更高的总产。我们民间过去曾采用过坐水种，灌关键水等就属于这种灌水制度的雏型。而现今则要研究出完整的不充分灌溉制度。这要做大量的实验工作，而且这种灌溉制度对于不同的地区的不同作物也是不相同的。
3.2水稻薄浅湿晒灌传统的水稻灌溉一般是长期保持较深水层。有的地方还采用串灌、漫灌，水肥流失严重。最近研究采用薄、浅、湿。晒的灌溉制度，取得了很好的节水效果。其基本做法就是薄水插秧、浅水返青，分蘖前期田间湿润管理，分蘖后期晒田，拔节抽穗保持薄水，乳熟保持田间湿润，黄熟湿润落干。
4节水田间辅助措施