農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的六種灌溉方法是?
一、噴灌
噴灌是把有壓力的水經(jīng)過裝有噴頭的管道噴射到空中形成水滴灑到田間的灌水方法。這種灌溉方法不僅比傳統(tǒng)的地面灌溉節(jié)水40%—50%,而且具備保土、保水、保肥、省工和提高土地利用率等優(yōu)點。噴灌在使用進程不斷改良,配用噴灌節(jié)水裝備,從固定式改為移動式,硬塑管改換維塑管,愈加提高了水資源的利用率。
二、滴灌
滴灌是將稍有壓力的水經(jīng)過管道和滴頭滴入作物根部泥土進行局部灌溉的一種澆水方法。滴灌幾乎沒有蒸發(fā)喪失和深層滲漏,在各種地形和泥土條件下都可使用,最為省水。
實驗結(jié)果表明,滴灌比噴灌節(jié)水33。3%,節(jié)電41。3%,比畦灌節(jié)水81。6%,節(jié)電85。3%,與大水漫灌相比,通常可增產(chǎn)20%—30%,因此,滴灌發(fā)展較快。
三、微灌
微灌是介于噴灌、滴灌之間的一種節(jié)水灌溉技巧,它比噴灌需要的水壓力小,霧化程度高,噴灑均勻,需水量少。噴頭也不像滴灌那樣易堵塞,但出水量較少,適于缺水地區(qū)利用各種水資源進行蔬菜、果木和其余經(jīng)濟作物的灌溉。
四、滲灌
除噴灌、滴灌和微灌,另外還有一種叫滲灌。滲灌是利用埋設(shè)在地下的管道,經(jīng)過管道自身的透水性能或出水微孔,將水分滲入泥土中,供作物根系吸收,這種灌溉技巧適用的條件是地下水們較深,灌溉水質(zhì)好,沒有雜物。
但暗管的滲水壓強應(yīng)和泥土滲吸性相適應(yīng),太強過上則出水慢,不能滿足作物需水懇求,壓強過大則增長深層滲漏,達不到節(jié)水的目標。常用礫石混凝土管、塑料管等作為滲水管,管壁有一定的孔隙面積,使水流經(jīng)過滲入泥土。滲灌比地面灌溉省水省地,但因造價高、易堵塞和不易檢修等起因,所以發(fā)展較慢。
五、渠道防滲
渠道防滲不僅能夠提高流速,增長流量,避免滲漏,而且能夠減少渠道維修管理費用。渠道防滲方法有兩種:一種是經(jīng)過壓實改變渠床泥土浸透性能,增長泥土的密實度和不透水性;二是用防滲材料如混凝土、塑料薄膜、砌石、水泥、瀝青等修筑防滲層。
混凝土襯砌是較普遍采取的防滲方法,防滲防沖效果好,耐久性強,但造價高。塑料薄膜防滲效果好,造價也較低,但為避免老化和破損,需加覆蓋層,在流速小的渠道中,加蓋30厘米以上的保護土層;在流速大的渠道中,加混凝土保護。
防滲渠道的斷面有梯形、矩形和u形,其中u形混凝土槽過水流量大,占地少,抗凍效果好,所以采取的比較多。
六、塑料管道
塑料管道有兩種:一種是適用于地面輸水的維塑管道,另一種是埋入地下的硬塑管道。地面管道輸水有使用便捷、鋪設(shè)容易、能夠隨便搬動、不占耕地、用后易收藏等優(yōu)點,最主要的是可避免沿途水量的蒸發(fā)滲漏和跑水。
據(jù)實測,水的有效利用率98%,比土渠輸水節(jié)儉30%—36%。地下管道輸水灌溉,它有技巧性能、使用壽命長、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)電、增產(chǎn)、增效、輸水便捷等優(yōu)點。塑料管材的廣泛推廣和運用,不僅能夠節(jié)儉水資源,更重要的是實際效果好,為增產(chǎn)增收供給了可靠的保證。
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的六種灌溉方法,灌溉區(qū)劃分方式
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的六種灌溉方法有噴灌、微噴灌、滴灌、滲灌、涌泉灌、膜上灌等。灌溉區(qū)劃分方式:規(guī)劃灌溉面積在20000公頃(30萬畝)及以上的灌區(qū)為大型灌區(qū),規(guī)劃灌溉面積在667-20000公頃(1-30萬畝)之間的灌區(qū)為中型灌區(qū),規(guī)劃灌溉面積在667公頃(1萬畝)以下的灌區(qū)為小型灌區(qū)。
一、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的六種灌溉方法
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的六種灌溉方法有噴灌、微噴灌、滴灌、滲灌、涌泉灌、膜上灌等。
1、噴灌
(1)噴灌是借助專用設(shè)備,通過噴頭將水噴射至空中,形成雨滴,然后降落至植物以及地表土壤。
(2)管道式噴灌工程分為固定管道式噴灌系統(tǒng),半固定管道式噴灌系統(tǒng),移動管道式噴灌系統(tǒng)(機組式)。
(3)如果是砂土,噴灌允許強度為20mm/h。如果是壤砂土,噴灌允許強度為15mm/h。如果是砂壤土,噴灌允許強度為12mm/h。如果是壤土,噴灌允許強度為10mm/h。如果是粘土,噴灌允許強度為8mm/h。
2、微噴灌
(1)微噴灌主要利用安裝在毛管上或與毛管連接的灌水器,將水以噴灑狀的形式噴灑至作物根區(qū)附近的土壤表面。
(2)微噴可以分為吊掛微噴和地插微噴,相較于普通的噴灌,更加節(jié)省水資源。
3、滴灌
(1)滴灌主要利用塑料管道,然后通過毛管上的孔口或滴頭將水均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中。
(2)滴灌相較于噴灌更加節(jié)水,并且可以結(jié)合施肥一起進行,適用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚灌溉。
4、滲灌
滲灌主要借助埋設(shè)在土壤中的管道,在灌溉時,水分沿著管壁的孔眼滲出,經(jīng)土壤滲吸擴散,進入根層。
5、涌泉灌
涌泉灌是指管道中的水通過灌水器(即涌水器),以小股水流或泉水的形式施加到土壤表面的灌水形式。
6、膜上灌
膜上灌主要是在田間壟溝底部覆蓋一層地膜,然后引入灌溉水,最終水通過膜上的小孔滲入作物根部附近的土壤。
二、灌溉區(qū)劃分方式
1、灌溉區(qū)指的是指有可靠水源和引、輸、配水渠道系統(tǒng)和相應(yīng)排水溝道的灌溉區(qū)域,即水庫、渠道、田地、作物組成的一個綜合體。
2、規(guī)劃灌溉面積在20000公頃(30萬畝)及以上的灌區(qū)為大型灌區(qū),規(guī)劃灌溉面積在667-20000公頃(1-30萬畝)之間的灌區(qū)為中型灌區(qū),規(guī)劃灌溉面積在667公頃(1萬畝)以下的灌區(qū)為小型灌區(qū)。
3、目前,我國一共有434處大型灌區(qū),5200多處中型灌區(qū),1000多萬處小型灌區(qū)。
在現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)灌溉中,常用的節(jié)水灌溉方式有哪些?
在我國現(xiàn)有常用節(jié)水灌溉方法包括渠道防滲、噴灌、微噴灌、滲灌和滴灌等,均為人為控制灌溉時機和灌水量,屬于“被動式”灌溉模式。滴灌灌水器為了實現(xiàn)更小流量的灌水以及長距離鋪設(shè),就必須不斷地減小流道尺寸,由此帶來了流道易堵塞及制造難的問題。節(jié)水灌溉技術(shù)大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。下面來看一下常用的灌溉方式
如圖所示
微噴
按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌、微灌和地下灌溉。
1.地面灌溉 灌溉水在地而流動過程中借重力和毛細管作用浸潤土壤,或在田面上建立一定深度的水層借重力作用逐漸滲入土壤的灌水技術(shù)。地面灌溉的田間工程簡單、易于實施,水頭要求低,能源消耗少。但容易破壞十壤團粒結(jié)構(gòu)、表土易板結(jié),水的利用率較低、平整土地的工作量大。
2.噴灌 利用機械和動力設(shè)備,使水通過噴頭(或噴嘴)射至空中,以雨滴狀態(tài)降落田間的灌溉方法。噴灌設(shè)備由進水管、抽水機、輸水管、配水管和噴頭(或噴嘴)等部分組成,可以是固定式的,半固定式的或移動式的。具有節(jié)省水量、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點
3.微灌 利用微灌設(shè)備組成微灌系統(tǒng),將有壓力的水輸送到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種灌水技術(shù)。主要特點是灌溉時只浸潤作物周圍的土壤,遠離作物根部的行間或棵間的土壤保持干燥,一般灌溉流量都比全面灌溉小得多,因此又稱為微量灌溉,簡稱微灌。主要優(yōu)點是:灌水均勻,節(jié)約能量,灌水流量小,對土壤和地形的適應(yīng)力強,能提高作物的產(chǎn)量,增加耐鹽能力;便于主動控制,明顯節(jié)約勞力。比較適合于灌溉寬行作物、果樹、葡萄、瓜果等。
4.地下灌溉 地下灌溉系統(tǒng)一般由輸水部分和田間灌水部分組成。輸水部分可采用渠道或管道與水源連接。田間灌水部分為埋設(shè)于田面以下的滲水管網(wǎng),灌溉時水沿管壁的孔眼滲出,經(jīng)土壤滲吸擴散,進入根層。這方法的局限性很大,只有在根系活動層下有不透水層時才行,不適于普遍推廣。
如圖所示
噴灌
大力普及節(jié)水灌溉技術(shù),要十分重視農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的推廣。這可采用水稻旱育稀植、拋秧、地膜覆蓋、秸稈還田、深耕松土、中耕除草、鎮(zhèn)壓、耙耪、增施有機肥等措施,以提高土壤對天然降水的蓄集能力和保墑能力。施用化學保水制劑,引進和優(yōu)選抗旱品種和調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)等,也是行之有效的節(jié)水措施,在于旱缺水地區(qū)應(yīng)大力推廣普及。
如圖所示
什么是節(jié)水灌溉?
渠道防滲和平整土地是節(jié)約用水的基礎(chǔ)。
通過各種渠道將灌溉水引入田間,是實現(xiàn)地面灌溉的一個重要環(huán)節(jié)。但在渠道輸水過程中,通過渠側(cè)、渠底的各種漏洞、裂隙所滲漏而損失掉的水量極為嚴重。如上文所述,有50%~80%的灌溉水在引入田間之前就滲漏損失掉了。
渠道防滲技術(shù)就是防止灌溉水在渠道滲漏損失所采取的措施,包括管理措施和工程措施。工程措施主要是采用砌石、混凝土、瀝青、塑料薄膜等防滲材料,修建渠道防滲層及其保護層等,是防止渠道滲漏最根本的技術(shù)措施。按其特點可以分為三大類,即:在渠床上加做防滲層(襯砌護面),改變渠系土壤的滲漏性能和新酌防滲渠槽結(jié)構(gòu)形式。
平整土地是保證灌水質(zhì)量,提高灌水勞動生產(chǎn)率,節(jié)約灌溉用水的一項重要措施。平整土地涉及到山、水、田、林、路、渠、井、村等各個方面的安排,必須適應(yīng)農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃的要求。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003為宜,最大不宜超過0.01;溝灌要求地面坡度以0.003~0.008為宜,最大不宜超過0.02。田塊內(nèi)的橫方向,一般要水平?jīng)]有坡度。平整土地時應(yīng)盡量保留表土,通常挖方處應(yīng)保留表土厚度20~30厘米。
節(jié)水灌溉制度是指在一定的氣候、土壤和農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下,為了促進農(nóng)作物獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)及節(jié)約用水而制訂的適時、適量灌水的具體方案。其內(nèi)容包括農(nóng)作物生長期內(nèi)(含播種前)的灌水次數(shù)、灌水時間、灌水定額和灌溉定額。制訂節(jié)水灌溉制度的核心問題,是確定總灌水量及其在作物生育期時程上的合理分配,以充分發(fā)揮水對作物生長環(huán)境的調(diào)節(jié)作用,收到增產(chǎn)、節(jié)水、節(jié)能的綜合經(jīng)濟效益,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護航。
農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉指什么?目的是什么?
(一)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)類型與特征
節(jié)水灌溉工程是實現(xiàn)節(jié)水灌溉的基礎(chǔ),我國從20世紀五六十年代起就開始了節(jié)水灌溉工程技術(shù)的試驗、研究和推廣,經(jīng)過40 多年的實踐和探索,在節(jié)水灌溉規(guī)劃、設(shè)計、施工等方面日趨完善,出臺了如《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》、《噴灌工程設(shè)計規(guī)范》、《微灌工程設(shè)計規(guī)范》等,為正確實施節(jié)水灌溉奠定了基礎(chǔ);與此同時,節(jié)水灌溉設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)己形成一定的規(guī)模,在數(shù)量上基本能滿足我國發(fā)展節(jié)水灌溉的需求。節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要有以下幾種:
1.渠道防滲工程技術(shù)
渠道是大多數(shù)灌區(qū)的主要輸水手段。渠道輸水灌溉關(guān)鍵是做好渠道防滲。渠道防滲灌溉技術(shù)采用混凝土護面、漿砌石襯砌、塑料薄膜等多種方法進行防滲處理,減少從水源到田間輸水損失,提高渠道輸水效率。土渠輸水的滲漏損失一般為20%~40%,使水的利用率大大降低,與土渠相比,渠道防滲可降低滲漏損失60%~90%(海生,2003),渠道防滲技術(shù)的關(guān)鍵是確定適宜的防滲材料和合理的斷面結(jié)構(gòu)形式。
渠道防滲技術(shù)可減少輸水渠道渠床的透水或者建立不易透水的防護層面來減少滲漏,使渠道輸水損失降低到5%~10%。這種技術(shù)是應(yīng)用最早最廣泛的節(jié)水技術(shù)之一,是目前大中型灌區(qū)較理想的輸水灌溉技術(shù),其斷面形式有矩形、梯形和U形。使用的材料由漿砌石、預(yù)制板發(fā)展到混凝土現(xiàn)澆。這種灌溉技術(shù)的渠系水利用系數(shù)可達到70%~80%,利用地形的高差,把水從高處流向低處。但是渠道防滲只減少了在輸水過程的水量損失,要進一步提高水的利用率,還需要做田面節(jié)水工程。
2.低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)
低壓管道輸水灌溉簡稱為管灌,是利用機泵抽取河水,通過泵提供的較低壓力經(jīng)過塑料或混凝土等管道代替土渠輸水把水直接輸送到田間溝、畦灌溉農(nóng)田,再接末級輸水軟管來灌溉作物,以減少水在輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。不接軟管的管灌稱為不完全管道系統(tǒng),接軟管的稱為完全管道系統(tǒng)。后者節(jié)水效果比前者更好,但是灌水比較麻煩。低壓管道輸水技術(shù)對水的利用率可達95%,另外,還能有效提高輸水速度。低壓管道輸水技術(shù)在我國北方井灌區(qū)已經(jīng)普及,但大型自流灌區(qū)尚處于試點階段。
3.噴灌工程技術(shù)
噴灌技術(shù)即噴水灌溉技術(shù),這種灌溉技術(shù)是利用水泵或水源的天然落差加壓,通過管道、噴頭將有壓力的水噴射到空中,均勻的散布到田間,對作物進行灌溉。噴灌技術(shù)是大面積機械化解決大田作物節(jié)水灌溉的主要形式。在噴灌機械中,平移(包括中心支軸)式全自動噴灌機、軟管卷盤式自動噴灌機及人工移管式噴灌機是世界上應(yīng)用的三種主要機型。噴灌是一種機械化高效節(jié)水灌溉技術(shù),幾乎適用于除水稻外的所有大田作物以及蔬菜、果樹等,對地形、土壤等條件適應(yīng)性強,興建在起伏不平、土壤透水性較強的地塊經(jīng)濟效益最好。與地面灌溉相比,噴灌除灌溉主功能外,還可以噴灑農(nóng)藥和肥料,創(chuàng)造與改善田間小氣候,調(diào)節(jié)空氣、土壤及作物的溫度、濕度,可用于農(nóng)作物防霜凍和干熱風。大田作物噴灌一般可節(jié)水30%~50%,增產(chǎn)10%~30%(海生,2003)。噴灌也分為固定式、半固定式和移動式,移動式投資最少,但是澆地管理麻煩。在一個區(qū)域內(nèi)種植多種農(nóng)作物使用噴灌灌水并不合適,而且噴灌受風力和空氣濕度影響較大,對設(shè)計要求還比較高,其設(shè)備投資大,耗能高,同時大型設(shè)備構(gòu)造較為復(fù)雜,操作及維修技術(shù)要求高,操作運行管理人員須經(jīng)專門培訓。
4.微灌工程技術(shù)
微灌是一種新型的用水灌溉技術(shù),包括滴灌、微噴灌、涌泉灌和地下滲灌,是現(xiàn)代化、精細高效的節(jié)水灌溉技術(shù),具有省水、節(jié)能、適應(yīng)性強等特點,灌水同時可兼施肥,灌溉效率能夠達到90%以上(朱麗,2002)。微灌已由果樹、蔬菜等少數(shù)經(jīng)濟作物向行播大田作物發(fā)展。
微灌技術(shù)是根據(jù)植物的需水要求,通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器,將植物生長中所需的水分和養(yǎng)分以較小的流量均勻、準確地直接送到植物根部附近的土壤表面或土層中。相對于地面灌和噴灌而言,微灌屬局部灌溉、精細灌溉,水的有效利用程度最高,約比地面灌節(jié)水50%~60%、增產(chǎn)20%~30%(潘云明、張永峰,2005),比噴灌省水15%~20%。但微灌的工程投資也高,在國外被稱之為昂貴的灌水技術(shù)(楊少俊,1998),另外此技術(shù)也容易造成管道堵塞。為了支撐高投入,微灌一般只用于水果、蔬菜、花卉等產(chǎn)值高、收益高的經(jīng)濟作物。嚴格地說,微灌不太適合大田糧食作物。
5.覆膜灌工程技術(shù)
覆膜灌包括膜上灌和膜下灌。膜上灌是在地膜栽培的基礎(chǔ)上,把以往的地膜旁側(cè)灌水改為膜上灌水,水沿放苗孔和地膜旁側(cè)入滲對作物進行灌溉。通過調(diào)整膜畦首尾的滲水孔數(shù)及孔的大小,來調(diào)整畦首尾的灌水量,可獲得較常規(guī)地面灌水方法相對較高的灌水均勻度。膜下灌是在地膜下用滴灌供水灌溉,比膜上灌更省水。覆膜灌操作簡便,便于控制灌水量,可大幅度減少土壤的深層滲漏和蒸發(fā)損失,因此能顯著提高水的利用率。覆膜灌適用于實行地膜種植的中耕作物,與常規(guī)溝灌玉米、棉花相比,可省水60%~80%,并有明顯增產(chǎn)效果。
6.地面灌溉工程實用技術(shù)
小畦灌。畦灌是耕地經(jīng)平整后,利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉。小畦灌灌水方法為“長畦改短畦,寬畦改窄畦,大畦改小畦”的“三改”畦灌灌水技術(shù)。小畦灌灌水技術(shù)的要點是確定合理的畦長、畦寬和畦單寬流量。畦田寬度,自流灌區(qū)為23m,機井提灌區(qū)以1~2m為宜。地面坡度1/400~1/1000 時(侯菊平,2002),單寬流量為2~4.51m3/s;畦長,自流灌區(qū)以30~50m為宜,最長不超過80m,機井和高揚程提水灌區(qū)以30m左右為宜。畦埂高度為0.2~0.3m,底寬0.4m左右,地頭埂和路邊埂可適當加寬加厚。
小塊灌。在北方應(yīng)用塊灌灌水方法的大多數(shù)灌區(qū),普遍在塊田上采用大塊地大水漫灌和大塊地大水串灌,以塊田代替田間輸水渠和輸水溝,浪費灌溉水量相當大,不僅灌水質(zhì)量很差,還影響作物的產(chǎn)量,導致土壤沼澤化和鹽堿化。近年來,隨著缺水問題突出,廣泛采用了“大塊改小塊、寬塊改窄塊和長塊改短塊”的“三改”灌水技術(shù),稱為小塊灌,有顯著的節(jié)水和增產(chǎn)效果。小塊灌技術(shù)的塊田寬度一般不宜大于5m,塊田長度應(yīng)在5m左右,塊田面積最好小于334m2,最大也不要超過667m2,對于無坡塊灌時,塊田面積、長度和寬度均可比有坡塊灌的大一些。一般塊田面積仍不宜超過667m2,塊田長度不宜大于60m(侯菊平,2002),寬度應(yīng)小于10m。
長吐分段灌溉。將一條長畦分成若干個沒有橫向畦埂的短畦,采用地面縱向輸入溝或塑料薄壁軟管,將灌溉水輸入畦田,然后自下而上或自上而下依次逐段向短畦內(nèi)灌水,直至全部短畦灌完為止的灌水方法,稱為長畦分段灌或長畦短灌。長畦分段灌溉若用輸水溝輸水和灌水,同一條輸水溝第一次灌水時,應(yīng)由長畦尾端短畦開始自上而下向各個短畦內(nèi)灌水;第二次灌水時,應(yīng)由長畦首端開始自上而下向各分段短畦內(nèi)灌水,輸水溝內(nèi)一般仍可種植作物。
7.波涌灌溉工程技術(shù)
波涌灌溉是對地面溝、畦灌水方法的重大發(fā)展,是把灌溉水斷續(xù)的按一定周期向灌水溝(畦)供水,逐段濕潤土壤,直到水流推進到灌水溝(畦)為止的一種節(jié)水型地面灌溉新技術(shù)。波涌灌溉供水不是連續(xù)的,其灌溉水流也不是一次灌水就推進到灌水溝(畦)末端,而是灌溉水在第一次供水輸入灌水溝(畦)達一定距離后,暫停供水,過一定時間后再繼續(xù)供水,如此分幾次間歇反復(fù)地向灌水溝(畦)供水的地面灌水技術(shù)。
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