任务一　概述

目标：（1）了解地面灌溉节水技术的手段及特点。

　　　（2）掌握地面灌溉节水技术的类型及模式。

要点：地面灌溉节水技术的类型及模式。

一、地面灌溉节水技术的手段

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，大面积推广喷、微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，我国还仍须加大田间工程的建设力度，大力研究和推广节水型地面灌水技术，主要有以下手段。

1．平整土地，设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数

平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量、缩短灌水时间、提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整，进行田间工程改造，划长畦（沟）为短畦（沟），改宽畦为窄畦，设计合理的畦沟尺寸和入畦（沟）流量，可大大提高灌水均匀度和灌水效率，图2-1所示为节水型畦灌。

陕西洛惠渠的研究表明，在入畦单宽流量为3～5L/s时，灌水定额随畦长而变，当畦长由100m改为30m时，灌水定额减少150～204m3/hm2；当畦长30～ 100m时，畦单宽流量从2L/s增加到5L/s，灌水定额可降低150～225m3/hm2。

宝鸡峡灌区进行深层渗漏的对比试验，灌水定额小于675m3/hm2，基本不发生深层渗漏；灌水定额825～990m3/hm2时，约有150m3/hm2水产生深层渗漏；灌水定额1350m3/hm2时，有一半水成为深层渗漏水。

我国幅员辽阔，各地地形和土质差异较大，因此难有统一标准，各地应根据田间试验结果，建立计算机模型，通过实验和计算机模拟，给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。

2．改进地面灌溉湿润方式，发展局部湿润灌溉

改进传统的地面灌溉全部湿润方式，进行隔沟（畦）交替灌溉或局部湿润灌溉，不仅减少了棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例，使田间土壤水的利用效率得以显著提高，而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性，促进根系深扎，有利于根系利用深层土壤储水，兼具节水和增产双重特点，值得大力推广。实践证明，春小麦与春玉米套种隔畦灌，棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌，湿润面积可减少50%，节水高达30%以上，增产幅度5%～10%。玉米坐水种，可节水900m3/hm2，节电90～105kW·h，增产幅度约16%，增收幅度约28%。

3．改进放水方式，发展间歇灌溉

改进放水方式，把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水，进行间歇灌（又称波涌灌）。间歇放水使水流呈波涌状推进，由于土壤孔隙会自动封闭，在土壤表层形成一薄封闭层，水流推进速度快。在用相同水量灌水时，间歇灌溉水流前进距离为续灌水流前进距离的1～3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0．8～0．9。

4．改进沟畦放水设施

改进沟畦放水设施，采用虹吸管（用于明渠输水）或地面移动闸门孔管（用于管道输水）放水，与人工开口放水相比，田间水利用率可提高5%～10%。因此，有必要对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究，向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。

5．大力发展节水保墒膜上灌

膜上灌是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法，如图2-2所示。它是将地膜平铺于畦中或沟中，畦、沟全部被地膜覆盖，从而实现利用地膜输水，并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放苗孔和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%～5%，其他面积主要依靠旁侧渗水湿润，因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。目前，新疆、甘肃、河南等地已经开始推广。膜上灌形式有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。生产试验表明：膜上灌与常规沟灌相比，棉花节水40．8%，增产皮棉5．12%，霜前花增产15%；玉米节水58%，增产51．8%；瓜菜节水25%以上。

二、地面灌溉节水技术的类型

地面灌溉是水从地表进入田间并借重力和毛细管作用浸润泥土的灌水方法。这种方法是目前运用最广泛、最主要的一种方法。近十多年来，我国广大灌区杜绝大水漫灌、大畦漫灌，以节约灌溉水、提高灌水质量、降低灌溉成本，推广了很多项改进型的地面灌水技术，取得了明显的节水和增产效果。

地面灌溉节水技术是对传统的畦灌、沟灌的畦沟规格和技术要素等进行改进后形成的新的灌溉技术，主要包括以下四种类型：节水型畦灌技术（图2-1）、节水型沟灌技术（图2-3）、膜上灌水技术（图2-2）和波涌灌溉技术等类型。

三、现代地面灌溉技术模式

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。

四、地面灌溉节水技术的特点

1．优点

地面灌溉节水技术是对传统的畦灌、沟灌的畦沟规格和技术要素等进行改进后形成的新的灌溉技术，与传统的地面灌溉相比较，具有以下优点：

（1）节水。地面灌溉节水技术能控制田间灌水过程中的各种水量损失，避免产生深层渗漏，能合理有效地利用灌溉水，田间灌溉用水量大大降低。以畦灌为例，大量实验资料表明，畦长越长，畦田水流的入渗时间越长，深层渗漏损失越大，而灌水量也越大。所以，通过缩短畦长，就可以达到减少灌水量的目的。

（2）田间灌水均匀度高，灌水质量高。灌水均匀度是评价地面灌水方法优劣的一项重要指标，而地面节水灌溉技术能提高灌水均匀度。据测试，畦灌的畦长在30～50m时，灌水均匀度可达80%以上；畦长大于100m时，灌水均匀度则低于80%。

（3）增产。据新疆有关单位试验，在同样条件下，棉花采用膜上灌技术比常规沟灌单产皮棉增产5．12%。

（4）改善作物生态环境。地面节水灌溉技术，改变了传统的耕作方式，改善了田间土壤水、肥、气、热等土壤肥力状况，可为作物生长创造良好的生态环境。

2．缺点

（1）地面灌溉节水技术和传统地面灌溉相比，存在投资相对较高、技术较复杂等不足。

（2）与喷灌、滴灌等灌水方法相比，虽然投资较少、节约能源、运行管理费用低、操作简单，但是节水、增产、灌水质量等明显不如喷灌、滴灌等。