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农业水利灌溉工程中的节水措施_张继伟

发布日期:2023-03-11   

使

业水利灌溉工程中的节水措施

张继伟

( 黑龙江省农业机械工程科学研究院,哈尔滨 150081)

: 节水灌溉是指利用最低限度的灌水量获得最大的农作物产量及农业收益,目前常见的农业节水灌溉措 要包括渠道防渗低压管灌滴灌水肥一体化技术及水肥气一体化技术等,农业节水灌溉技术是实现我国 农业可持续发展,保证我国粮食安全的主要技术支撑基于节水灌溉技术的发展意义与应用优势,详细阐 常见的节水灌溉技术含义与发展情况,并以水稻节水灌溉技术为例进行分析,为节水灌溉提供理论基础,对 缓解农业水资源紧张促进我国农业可持续发展提供技术参考

键词 : 农业灌溉; 节水措施; 工程管理; 研究现状

中图类号 : S274 文献标识码 : A doi : 10.14031 /j.cnki.njwx.2023.02.022

Talking about Water Saving Measures in Agricultural Water Conservancy Irrigation Project

ZHANG Jiwei

( Heilongjiang Academy of Agricultural Machinery Sciences,Harbin 150081,China)

Abstract : Watersaving irrigation refers to the use of minimum irrigation water to obtain the maximum crop yield and agricultural incomeThe main technical support for food security in China.Based on the development significance and application advantages of watersaving irrigation technology,this study elaborates the meaning and development of com- mon water-saving irrigation technologies,and analyzes water-saving irrigation technology for rice to provide a theoreti- cal basis for watersaving irrigation and provide technical reference for alleviating agricultural water stress and promo- ting sustainable development of China’s agriculture.

Key words : agricultural irrigation ; water conservation measures ; project management ; current status of research


0 引言

根据相关数据统计预测,我国人口在 2030 年将 达到 16 亿,年粮食需求将增加到 6. 4 亿 ~ 7. 3 亿 t, 根据我国农业发展要求为了满足粮食需求 灌溉面积应发展至 6 000 hm2 左右,根据现有的 农业灌溉用水量,预计在 2030 年农业灌溉用水量将 达到 6 500 亿 m3 因此,为解决耕地面积有限、灌溉 用水紧缺的局面发展节水灌溉技术是实现农业 续发展的必经之路

目前农业应用较为广泛的节水灌溉措施主 包括渠道防渗技术滴管技术水肥一体化技术 涌现出一批节水灌溉新技术如加气灌溉技术及 生水灌溉技术等为农业节水灌溉技术的发展提 的发展思路与需求

1 农业节水灌溉技术研究现状

1. 1 节水灌溉含义

《节水灌溉工程技术规范》中对节水灌溉 义为 : 根据不同作物不同生育时期需水规律及 地区水资源条件对降水及农业灌溉水进行高效

简介 : 张继伟 ( 1980—) ,男,黑龙江龙江人,大专,工程 师,研究方向为农业工程


是保证农业生产效益最大化的主要措施

1. 2 节水灌溉技术体系分类

节水灌溉体系主要包括工程技术类节水 节水及政策类节水灌溉措施

1. 2. 1 工程技术类节水灌溉措施

1) 水资源合理开发利用技术 。主要是指利用 相关工程 然水资源进行合理的调 配与开采为农业发展提供必要的水资源 要开发技术包括雨水蓄集利用技术坑塘截流调 地下水技术深沟河网蓄水技术机井改造技术

生水灌溉回收利用技术等

2) 渠道防渗技术 。是指为了减少输水渠道渗 漏损失而采取的工程技术措施是目前应用广泛 水灌溉技术之一 采用该技术可以将水资源利 用系数从 0. 24 提高到 0. 56 左右,减少水资源输送

失。

3) 低压管道输水灌溉 ( 管灌) 。是指采用低压 管道代替传统明水渠输水灌溉的几种措施低压 道输水可以减少输水过程中的渗漏和水分蒸发 提高输水效率

1. 2. 2 管理类节水灌溉措施

理类节水灌溉措施主要是进行实时节水灌 溉制度制定土壤墒情监测预警技术农业灌溉 配水技术及现代化管理技术等


使


1. 2. 3 政策类节水灌溉措施

策类节水灌溉技术措施主要是指根据当地 农业发展现状建立节水灌溉技术服务体系改进 资源管理体系改变水价收费等方法进而制定 续发展节水灌溉政策等

2 地面灌溉节水技

面灌溉节水技术是我国主要的灌溉技术之 一,占我国农灌溉总面积的 95% 以上,提高地面 溉节水技术利用效率是提高农田水资源利用效


从根本上缓解我国水资源短缺的主要实施途径

2. 1 地面灌溉技术主要类型

2. 1. 1 畦灌

灌是指将农业生产试验区划分成多个狭长 地块灌溉水从毛渠放入畦中以薄层水流动

流动过程中逐渐渗透湿润土壤主要包括顺畦和 畦两种灌溉方,如图 1 ( a) 、( b) 所示 畦灌适合 用于小麦谷物及花生等窄行距种植密度大的

在使用过程中主要受到供水情况土壤质地 地平整度的影响


1 畦灌主要类型示意


2. 1. 2 沟灌

沟灌主要是在作物种植行间开挖灌水沟 水进入灌水沟后在流动过程中借助土壤毛细管 作用从灌水沟壁逐渐渗透采用此方法进行作物 利于保持土壤结构减少灌溉水的蒸发损失 但是由于需要挖沟劳动强度较大

2. 1. 3 膜上灌溉技术

膜上灌溉是指在地膜覆盖的基础上将膜侧 水改为膜上灌溉将灌溉水通过放苗孔进行局部 可以改善土壤水分供应条件提高地温解决水 土流失等问题而且膜上灌溉可以保持土壤良好 通气性保证土壤的疏松不板结

2. 2 地面灌溉质量评价体系

2. 2. 1 节水增产

水增产率是指在同样农业生产条件及气候 自然条件下与传统灌溉技术相比其单位面积 量增加百分数,计算公式如式( 1) 所示。

Y1 Y2

式中 Fy —节水增产率,% ;

Y1Y2 两种灌水方法或两项灌水技术的平 均单位面积产量,kg ·hm-2

2. 2. 2 节水率


水率是节水灌溉技术体系下重要的评价指 标之一,计算公式如式(3) 所示。

W1 W2

式中 ηa —节水率,% ;

W1W2 两种灌 单位面积上灌溉用 ,m3 · ( 667 m2 ) -1

3 微灌工程技术

3. 1 滴灌技术

灌主要分为地表滴灌技术及地下滴灌技术 两种发展模式是目前农业生产中最节水的灌溉 之一 由于滴灌技术需要投入相应的管道及设 最初只应用在经济作物的生产中随着后续 术的逐渐完善经济效益的逐渐显现开始广泛 用于大田作物是目前应用最为广泛的节水灌溉 术之一 滴灌技术可以实现精准灌溉灌溉水只湿 润作物生长部分可以减少灌溉水的投入减少 分的无效蒸发还可以防止杂草生长且不易产 地表径流

3. 2 水肥一体化技术

肥一体化技术是在滴灌技术上发展起来的


使


一种新型农业灌溉方式通过注入水中的肥料 以提供足够的水分和养分实现水肥精准灌溉 高肥料利用效率减少化肥农药由于地表径流 成的农田环污染 由于滴灌能够及时适量供水 供肥因此水肥一体化技术可以在提高农作物 同时提高和改善农产品的品质

3. 3 加气灌溉技术

下滴灌技术是目前应用最为广泛的田间节 水灌溉技术可以显著提高水分养分利用效率 现精准灌溉与施肥但是灌溉水分入渗会驱替 壤孔隙中的空气导致土壤出现周期性滞水 土壤通气性下降土壤氧气含量降低限制土壤 进而造成根系对水分和营养物质的吸收下降 作物地上部分则表现为叶片萎缩作物鲜重和干 显著下降最终导致作物产量和品质的下降 农作物高产稳产的主要限制条件 加气灌溉技 是在地下滴灌的基础上利用空气泵或者罗茨风 等通风装置向作物根部土壤增加空气进而达到 灌溉水中 O2 含量的目的为作物根系生长提供 一个良好的水气环境可以有效促进农作物植 的生长达到作物提质增产的目的

4 农业节水灌溉技术发展趋势

4. 1 发展精细化灌溉技术

目前我国已经基本实现了农业低压管道输 技术未来应继续发展大型渠道灌溉管道化 渐加强管道管材的生产研发 另一方面加强地面 平整是提高地面灌溉效率的重要前提因此 合激光平地技术水平灌溉技术及土壤墒情自动 测技术等改进地面灌溉效率逐渐实现农业生产 源适时适量的精细灌溉发展

4. 2 推广非充分灌溉技术

分灌溉技术是将生物技术信息技术与灌 溉技术相互连接与支持创建一种新型灌溉理论

体系例如减少灌溉次数等提高灌水利用效率 目前仍然处于研究阶段

4. 3 “3S”技术在节水灌溉中的应用

3S”技术主要包括遥感技术 ( RS) 、地理信

理技术 ( GIS) 和全球定位系统技术 ( GPS) 利用 “3S”对农业生产空间信息进行采集 、处理、 管理及分析 能保证农业灌溉技术更加规范 学与合理

4. 4 发展其他新型节水灌溉技术

4. 4. 1 污水灌溉技术

污水灌溉技术是指利用污水进行农业灌溉


泥土微生物及作物等分解污水中的一些物质 首先对污水进行积淀过滤去除固体污染物或 入杀菌剂等保证污水处理后符合灌溉水标准 该技术需在专家指导下进行田间应用

4. 4. 2 利用空气水分进行灌

主要是利用相关措施收集空气中的水分 供给作物或者汇聚后再进行灌溉对于沙漠地区 缺少淡水资源的农业生产区域是一种可行办法 目前水分收集设备十分昂贵在今后的发展中 何降低生产成本是重点解决的问题

4. 4. 3 光伏提水技术

提水技术主要由太阳能板控制室及水泵 组成( 2 ) ,可 电、节 水、节 目的

2 光伏提水系统示意

5 结论

农业灌溉资源短缺灌溉利用效率低是限制 国农业可持续发展的主要因素因此开展节水 溉技术的研究对于稳定我国农业可持续发展具 要意义 本研究系统阐述了目前应用最为广泛 的节水灌溉技术发展模式并系统分析了节水灌 技术下水稻节水灌溉理论依据及发展模式研究结 果对于推动我国农业可持续发展保证我国粮食 具有重要意义

参考文献 :

[1] 哲威,任康宁,王影高标准农田建设中节水灌溉技

术应用 [J] 南方农机,202253 ( 12) : 190 -192.

[2] 田玉萍农业节水灌溉设备的主要类型与普及情况分

[J] 农机使用与维修,2021 (4) : 123 -124.

[3] 杨清志水利工程中节水灌溉技术的实践分析 [J]

农业导刊,20222 ( 11) :91-93.

[4] 韦成毅高标准农田建设高效节水灌溉技术及推广探

[J] 农业开发与装备,2022(5) : 121 -123.

[5] 杨泽斌农田水利工程高效节水灌溉发展思路 [J]

农业,2022(10) :93-94

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