抗旱节水技术

第七节　抗旱节水技术

节水灌溉是在充分利用降水和土壤水的前提下高效利用灌溉用水，最大限度地满足作物需水，以获取农业生产的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益。节水灌溉工程技术是该技术体系的核心，主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术及抗旱点浇技术。

一、小畦灌溉技术

小畦灌溉节水技术，适宜目前宁夏现有各种粮食作物，经济作物、瓜果蔬菜及中药材的种植。不仅适宜自流灌溉、扬水灌溉，更适合于井灌区。是一项适应性广泛，群众容易接受，投工少，简便易行，节水效果十分显著的节水技术。

（一）畦田的规格

1.畦宽

引黄灌区传统种植，大块田面积一般都在1.5～2亩，改变成小畦，畦宽可在6～12米左右，扬黄灌区或山区，一般在4～6米为宜。

2.畦田的长度

畦田的长短对灌水质量影响很大。田面坡降大的宜短，坡降小的宜长；沙性土壤宜短，黏性土壤可稍长。灌区一般以35～45米为宜，扬黄灌区或山区以8～12米为宜，畦子内坡降1/500～1/800，也可以换算成10米长的畦子，进水口的田面比末端田面高出2～4厘米，要求均匀一致，灌水技术才容易掌握。

3.畦埂

畦埂一般为三角形或梯形，高25～30厘米，底宽30～40厘米，畦埂修筑应与整地、播种相结合。为了防止跑水，应修筑固定的地边埂和路边埂，高度不小于30厘米，底宽50～60厘米，顶宽20～30厘米。

（二）畦田的布置

畦田布置应随地面坡度、田块地形而异。一般结合耕作方向，以南北向为好。在南北向地形平缓的条件下，一般畦田顺着地面坡度布置。

（三）小畦灌溉技术

1.灌水组织

为了保证灌水顺利进行，灌水前应组织好灌水领导小组。灌水小组一般以村民小组为单位，其人数应根据灌溉面积及渠道长短来确定。按照供水量的大小逐户安排灌水次序及灌水时间。由下而上集中水量逐块灌溉，直到全部灌完。在每一灌水渠段内，必须要有专人看渠、护渠，防止决口跑水，按安排的灌水顺序连片灌溉。另外，在田间要有1～2人察看水流情况，疏导畦内水流。防止水流壅集、畦埂溃决、跑水或灌水不均匀等情况。

2.灌水准备工作

在灌水之前，要组织一定劳力集中搞好渠道清淤、整修工作，确保渠道输水畅通。在接到水管部门的灌水计划后，灌溉领导小组必须检查并整修好田间渠道及畦埂，按事先安排的灌水计划，准备好灌水工具（如截流板、铁锹等）。严禁在渠道两侧取土堵水，以保证灌水渠道的安全运行。对未打小畦的田块，不预先安排供水。

3.田间水量分配及灌水次序

在田间工程比较齐全的情况下，一般引水渠通过的流量以20～40升/秒为宜。用水顺序一般是自下而上，先远后近，使一条渠浇完后，渠内无退泄水。

4.合理选定单宽流量

单宽流量就是每米畦宽引用的流量。在相同的土质、地面坡度、畦长的情况下，单宽流量的大小与定额有关。一般是单宽流量越小，灌水定额越大；单宽流量越大，灌水定额越小。因而在不同的条件下，可引用不同的单宽流量，以控制灌水定额。坡度大的田块，单宽流量可小些，坡度小的田块，单宽流量可大些；畦田短，单宽流量可小些。沙土地渗透快，引用单宽流量应大；黏土或壤土渗透慢，引用单宽流量则宜小，土地平整差的，单宽流量可大些，土地平整好的，单宽流量可小些。

5.把握好改水成数

改水成数就是畦内水流到畦长的某一成数时封口改水，如“八成”改水，就是水流到畦长的80%时封口改水。正确的改水成数，可以有效地防止畦田内积水或末梢缺水，提高灌水效率，节约水量。一般来讲，畦田较长、土地渗透较大，改水成数应采用“九成”改水。一般相对较短或土地平整，渗漏不太大，“八成”改水就可以。

6.灌后检修渠道和畦埂，进行中耕

灌水后，要对所有渠道、水口、畦口、畦埂进行全面检查。发现破损、漏水、按渠道淤积，应进行修补和清理，以保证下次用水顺利进行。灌水2～3天后，待田间稍干，即应进行中耕保墒。灌后中耕保墒，可以较好地保持土壤水分，疏松土壤，提高肥力，给农作物生长创造好的条件，促进增产。

二、喷灌技术

喷灌是一种机械化高效节水灌溉技术。具有节水、省劳、节地、增产、适应性强等特点，被世界各国广泛采用。喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等，对地形、土壤等条件适应性强。与地面灌溉相比，大田作物喷灌一般可节水30%～50%，增产10%～30%，但耗能多、投资大，不适宜在多风条件下采用。

（一）材料选择准备

1.水源

河、湖、渠、塘、库、井、泉等都可作为喷灌系统的水源。

2.动力

可根据自身条件，用拖拉机、柴油机、电动机或汽油机等作为喷灌系统的动力。功率要与水泵配套。

3.水泵

喷灌系统最常用的水泵有离心泵、自吸离心泵、潜水电泵、深井泵等。少数地区，也可利用自然水头。

4.输水管网

管道与管件是喷灌系统的重要组成部分。在喷灌系统中，管道的投资往往占设备总投资的50%以上，所以要因地制宜、经济合理地选用管材。目前，固定管道常用的管材有钢管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管等。移动管道常用的有软管和轻质硬管两种。此外，为了连接和控制管道系统，还要配有一定的弯头、三通、四通、闸阀、接头和堵头、压力表、置水装置等。

5.喷头

按射程大小可分低压近射程、中压中射程、高压远射程以及微喷头4大类；按喷嘴多少可分单喷嘴、双喷嘴、多喷嘴喷头；按结构形式可分管孔式、莲蓬式、缝隙式、漫射式和射流式喷头。一般情况下，低压喷头喷水量小、射程近、强度低、水滴小、雾化程度高，适用于喷灌浅根作物。如蔬菜、苗圃、花卉和幼嫩的作物及作物的幼苗期。中压喷头适用多种作物和各种土壤。高压喷头适用于草原、果林喷灌。从土壤性质看，黏性土宜选用低喷灌强度的喷头；沙性土可选用喷灌强度较高的喷头。

6.喷灌系统的选择

（1）固定式喷灌系统　除喷头外，所有管道都是固定的。其特点是：生产效率高，运行管理方便，运行成本低，工程占地少，有利于自动化控制和综合利用。但设备利用率低，单位面积投资高。适用于灌水频繁的蔬菜和经济作物及地面坡度陡、局部地形复杂的地区。

（2）移动式喷灌系统　动力机、水泵、干管、支管、喷头都可移动。其特点是使用灵活方便，又能节省大量管材，亩投资较低。但工作条件差，劳动强度大，喷洒质量不够高。

（3）半固定式喷灌系统　动力机、水泵、干管都是固定的，支管和喷头是移动的。其特点是既提高了设备利用率，降低了系统投资，又比移动喷灌操作运用简单、劳动强度低、生产率高，是目前应用最为广泛的一种喷灌系统。

（二）操作方法

1.管道（渠道）布设和连接

喷灌的管道布设和连接要根据出水量、输水距离、田块形式、面积等选择适宜的喷灌系统，合理选用适宜的管、喷头。然后根据管材性质、地形条件、喷灌系统特点进行布设。

（1）梯田喷灌　选择梯田连片的坡面，从坡面上部往下坡数到第二个梯田埂开始，顺着田埂的坡下脚，开挖一条田间主渠道。从地头开始，沿渠道隔150米先修第一个吸水池，接着每隔200米修第二个吸水池。两池之间距离均为200米，两吸水池距地头均为100米，每池可蓄水0.7～1立方米。每隔4个田埂坡面修吸水池同上。横穿田面修小毛渠，通过梯田田埂跌水，将上下池子连接起来。或用小白龙直接将上下吸水池的进出水口连接。每隔几个吸水池布设一台喷灌机。喷灌机的动力和水泵布设在吸水池的上方田埂上。

（2）软管喷灌　自压喷灌，用于引水导流的管有橡胶软管、锦纶塑料管、聚氯乙烯塑料管、竹管、瓦管、木涧槽等。其中用橡胶管输水进地，直接输送喷头用水。常用的是长10～20米的管径为25毫米或43毫米纯胶管和夹皮胶管。胶管之间用加工的竹青、空心木管或铁皮管作内接头直接连接。当一根输水管要分接两根以上支管时，可用白铁皮制作的多头通管作内接头，分接出支管。橡胶管与通管的连接处，可外加管箍扣紧，防止漏水脱落。自压喷灌对水头的要求不高，3米、5米、10米都可以。水头过大可先引水入塘，然后再用胶管从塘中引水喷灌。水源相距较远，可因地制宜开挖沟渠或采用竹、木、瓦材引水，以减少投资。

机动喷灌是利用柴油机、汽油机、电动机、潜水泵、手摇泵等机械动力抽水加压进行软管输水喷灌。机具用锦纶塑料管或麻布水龙头带接泵出口，作输水干管。为便于管道的拆装搬运，两管之间用快速接头连接。当有压水流输送到喷灌地块后，根据地块的分布，干管通过多头通管，从一侧或两侧分接橡胶软管喷灌。机具配用的多头通管，常用白铁皮制作，干管输水压力较大时，可用钢管加工制作。连接胶管的一端，可另装阀门，便于控制工作支管的工作压力与出水量。机组分接支管多少，可根据地形、水泵扬程、使用管路长短及选择的喷灌方法而定。机组都是可移动的，也可用钢管作输水干管，根据地形与地块分布，安装成固定的形式。输水干管在不同的高程位置，分级装置多头通管，工作时直接用软管引水喷灌。在灌区最高处可布置调蓄水池，底部装有放水口，工作时利用已造成的水头高水低用。

2.喷灌方法

（1）梯田喷灌　喷灌的方法是顺着田埂，把帆布管全部接好，将喷头和支架架在田埂的80米处，可控距离100米，先远后近倒退喷灌。喷头转动的角度为270度，喷头射程可控制上下两梯田田面，喷灌面积12亩以上。

（2）软管喷灌　软管喷灌是适应山区特点的喷灌法。自压喷灌时，利用水的自然水头压力，使用软管导流，进行高水低用。自压喷灌对水头的要求不高，在2千克/平方厘米压力以下工作。每根工作管路由两人操作，一人手持管沿墒沟顺行喷水，一人在后整理后路，操作时减少在地面拖拉、扭曲、折叠。每人每天喷灌1～2亩。机动喷灌时，根据地形和机组的扬程大小灵活运用。喷灌地块在水泵扬程范围内，可一次提水直接带动软管喷灌。如地形高或扬程不够则在增加提水工程和田间渠系配置后喷灌。如用172F汽油机带B25-35水泵，提水25～28米及35米后，直接带软管喷灌，亩喷水量16.2～16.8立方米，工效1.1～1.3亩/小时。软管喷灌方式可分为定点喷灌、分行喷灌和全面喷灌3种。由于软管是由人工控制和移动的，从管口喷出的压力水流，可以通过人工或手持式喷头调整，把水流分散成雨点对作物全面喷灌，也可对条播套种作物分行喷灌；还可把水流集中起来，对作物定点喷灌节约用水。根据作物种类、播种方法、不同生长期及山区梯田地块情况，因时因地制宜，灵活掌握。各地土质、气候条件不同，各种喷灌方式需水量也不一致。定点喷灌玉米亩需水5～8立方米，每穴浸润深达40厘米左右，保持土壤湿润6～7天，比全面喷灌省水50%～70%。

（三）配套措施

1.制定主要农作物的节水灌溉制度

通过试验、示范、研究摸索出各地主要作物的灌水量、灌水时期、灌水次数。

2.采用节水、高产、高效种植模式

为了充分发挥灌溉的节水增产作用，喷灌应优先用于经济价值较高且连片种植、集中管理的作物。地形起伏大、土壤透水性强、采用地面灌溉困难的地方，水源有足够自然落差，适合采用自压喷灌的地方，灌溉季节风小的地区。

3.引进和筛选节水高产品种

推广农业综合技术推广、引进、筛选优质、高产的抗旱节水品种是夺取高产的前提。其次采取保护性耕作、地膜覆盖、秸秆覆盖、平衡施肥、病虫害防治等配套措施。据实际测定小麦采用地膜、秸秆覆盖全育期可节水50立方米/亩，且增产10%。

4.加强用水管理

推广综合服务模式管理措施是实施各种措施的保证，要贯穿于整个技术体系的各个环节。加强灌溉设备的管理，增加设备使用年限，是降低投资成本的有效途径。采取综合服务的方式，按亩灌水次数收取一定的服务费，是目前应用广泛又经济实惠的一种服务方式。

5.搞好预测预报

充分应用信息系统，进行灌水预测预报，利用天气预报信息和土壤墒情监测资料。进行灌水量、灌水时间的预测预报，指导喷灌技术向更节水、更有效的方向迈进。

（四）注意事项

注重效益　喷灌需要设备和大量管材，基建投资较高，尤其是固定式喷灌，要充分考虑种植作物的经济效益。

风力影响　喷灌易受风力和空气湿度影响，在风速超过3.5米/秒时，就应该停止喷灌。

喷灌系统选择　例如软管喷灌设备比较简单，投资较少，就地取材，一次投资当年即可收回，经济简便，适合山区小块地使用。可使零星的小水塘得到充分利用，晚上蓄水于池中，白天软管一引就可喷灌；开源节流积少成多，山区有限的零星水源就可发挥最大的作用。但也应考虑软管喷灌用管道引水，人力持管喷灌，劳动强度较大，工作效率较低。因此，要因地制宜选择应用喷灌系统。

三、微灌技术

微灌技术包括微喷、滴灌和渗灌技术，是一种现代化、精细高效的节水灌溉技术。具有省水、节能、适应性强等特点。灌水同时可兼施肥，灌溉效率能够达到90%以上。微灌已由果树、蔬菜等少数经济作物向行播大田作物发展。微灌的主要缺点是易于堵塞、投资较高。我国在引进、消化吸收国外先进技术的基础上，已基本形成了自己的微灌产品生产能力。

（一）微灌器的选择和田间设计

1.滴灌管的选择及田间设计

选用内镶式滴灌管，其滴头镶嵌于滴灌管内壁，水通过狭长的流道，与道壁摩擦消压，使各部位滴头出水压力均衡。其滴头孔口直径为0.5～0.9毫米，管壁厚为0.2～1.0毫米。滴灌管具有输水和滴水两项功能，使用方便。适用于按株行距栽种的作物，并可随水施药、施肥，输送水溶性肥料溶液。滴灌管在田间单畦单管铺设，将滴灌管置于每畦两行植株中间，管长与畦长相同，用专用的分水件、控制件、连接件将内镶式滴灌管与放置在灌溉地端面的输水管连接即可。

2.微喷头的选择与田间设计

常用的微喷头有射流式、离心式、折射式和缝隙式4种。一般选用折射式微型喷头，其结构简单，没有运动部件，工作可靠，价格便宜。微型喷灌适宜在栽培密度大、植株细嫩的作物上使用，也可用于蔬菜育苗。另外，还可利用微喷进行根外追肥，为蔬菜生长补充养分。田间设置微喷施时，为保持其灌溉的均匀性，宜采用喷水区圆周重叠法，将其安装间距设定为2～3米，相邻两个喷水器的喷水区域有一部分重叠，形成一个方形的喷水区域。

3.渗灌管的选择与田间设计

渗灌管大多选用微孔渗灌管，适宜在保护地、露地各种蔬菜的节水灌溉。也可随水施药、施肥。渗灌管在田间单畦单管铺设，将渗灌管置于每畦两行植株中间，管长与畦长相同。用专用的分水件、控制件、连接件将内镶式渗灌管与放置在灌溉地端面的输水管连接即可。在宽畦灌溉时，渗灌管在田间采用双行铺设，将渗灌管置于宽畦两行的一行旁。管长是畦长的2倍，在畦底折回到另一行。用专用的分水件、控制件、连接件将渗滴灌管与放置在灌溉地端面的输水管连接即可。

（二）微灌的应用方法

一种方法是在山区非平坦地形上应用时，在有自然高差（5～10米）的耕地上部修建小型蓄水池，或连环水窖群，集蓄公路、地面的径流。用塑料管连接田间微灌系统和蓄水体，利用坡地的地势落差产生自然水压，形成自流灌溉。这种灌溉装置可把山区以往流失的地表径流有效的蓄积起来，成为可利用的水资源，适合宁夏南部山区及其他西部干旱少雨、径流量大的地区。在山区旱季缺水时能发挥极为重要的补充灌溉作用。另外一种方法是在地势平坦，有机井等灌溉水源的地方，利用水泵抽水，用外径为25毫米的黑色塑料管作为输水管，连接微灌器和水源，在作物需水时进行补充灌溉。