节水灌溉工程技术分类及优缺点

王成国家节水灌溉工程技术研究中心（新疆）2015年12月不同类型节水灌溉技术节水灌溉(water-savingirrigation)：以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。节水灌溉的基本要求，就是要采取最有效的技术措施，使有限的灌溉水量创造最佳的生产效益和经济效益。

节水灌溉概念目前，欧美等农业发达国家在节水灌溉方面已经取得重大进展，节水灌溉的普及程度较高。在发达国家，喷灌技术、微灌技术、渠道防渗工程技术、管道输水灌溉技术等节水灌溉技术已经较为成熟，其中喷灌、滴灌又是最先进的节水灌溉技术，欧美发达国家60%-80%的灌溉面积采用喷灌、滴灌的灌溉方法，农业灌溉率约为70%以上。数据显示，目前，全世界的总耕地面积仅为15亿公顷，有灌排设施的耕地面积仅占27%，却生产出全世界55%的粮食，预计今后新增的粮食产量中80%至90%将来自有灌排设施的耕地。

节水灌溉概况节水灌溉技术体系包括了节水的工程措施、农艺及生物措施、管理措施等。节水灌溉工程技术根据灌溉水向田间输送与湿润土壤的方式不同，一般把灌水方法分为四大类：

1、渠道防渗和低压管道输水灌溉方法

2、喷灌灌水方法

3、微灌灌水方法

4、渗灌灌水方法

1、渠道防渗和低压管道输水灌溉方法地面灌水方法是使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间，水流呈连续薄水层或细小水流沿田面流动，主要借重力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法。传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道防渗是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85，比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。节水灌溉工程技术分类及其优缺点节水灌溉工程技术分类及其优缺点低压管道输水灌溉是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管等。低压管灌其管道系统压力一般不超过0.02MPa,管道最远端的出水口压力控制在0.002-0.003MPa。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%—30%；省地2%—3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资(以下同)，亩投资为100元—150元。节水灌溉工程技术分类及其优缺点节水灌溉工程技术分类及其优缺点

2、喷灌灌水方法喷灌是利用一套专门的设备将灌溉水加压或利用地形高差自压，并通过管道输送压力水至喷头，喷射到空中分散成细小的水滴，象天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。

节水灌溉工程技术分类及其优缺点喷灌的主要优点如下:⑴节水效果显著，水的利用率可达90%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1立方米水可以当2立方米水用。⑵作物增产幅度大，一般可达20%-40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%-20%的播种面积;灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗;改善了田间小气候和农业生态环境。⑶大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。⑷减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。⑸有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。⑹避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。

节水灌溉工程技术分类及其优缺点喷灌缺点：受风的影响大大，一般在3（4.5m/s）级风以上，，部分水滴在在空中被吹走走，灌溉均匀匀度大大降低低，就不宜进进行喷灌。空空气相对湿度度过低时，水水滴未落到地地面之前在空空中的蒸发损损失可以达到到10%。节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点设备投资高：：固定管道式喷喷灌系统900-1200元/亩。半固定管道式式喷灌系统300-450元/亩。卷盘式喷灌机机约300-500元/亩。大型喷灌机组组500-800元/亩。节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点固定管道式喷喷灌系统影响响田间机耕作作业，固定管管道式喷灌系系统田间竖管管较多，机耕耕作业时易碰碰到，机械化化作业不便。。移动、半固固定管道式喷喷灌搬运管道道困难。刚刚刚喷过的土壤壤，移管困难难。而且容易易伤苗和破坏坏土壤结构。。节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点能耗高：喷头工作压力力一般在2.5kg以上，卷盘喷喷灌机工作压压力在4kg以上。能耗与与系统工作压压力成正比，，喷灌总能耗耗比微灌高。。

喷头类别性能低压喷头(近射程喷头)中压喷头（中射程喷头）高压喷头（远射程喷头）工作压力（kg/cm2)<22～5>5喷水量（m3/h

）2.52.5～32>32射程（m）6~15.515.5～42>42节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点葡萄滴灌3、微灌灌水方方法微灌，即是按按作物需水要要求，通过有有压管道系统统与安装在末末级管道上的的特制灌水器器，将水和作作物生长所需需的养分以较较小的流量均均匀、准确的的直接输送到到作物根部附附近的土壤表表面或土层中中的灌水方法法。特点：灌水流流量小，一次次灌水延续时时间长，灌水水周期短，工工作压力低，，可精确控制制水量，能把把水与养分直直接输送到作作物根部的土土壤中去。灌溉水损失小于10％，主要应用于果果树、蔬菜、、花卉、棉棉花等宽行距距的经济作物物。膜下滴灌微喷节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点1、微灌的类型型与特点（1）.滴灌滴灌是通过安安装在毛管上上的滴头、孔孔口或滴灌带带等灌水器将将水一滴一滴滴地、均匀而而又慢地滴入入作物根区附附近的土壤中中的灌水形式式。靠滴头下下面的土壤处处于饱和状态态，其它部位位的土壤处于于非饱和状态态，土壤水分分主要借助毛毛管张力的作作用入渗和扩扩散。它是目目前干旱缺水水地区最有效效的一种节水水灌溉方式，，其水的利用用率可达95%。滴灌较喷灌灌具有更高的的节水增产效效果，同时可可以结合施肥肥，提高肥效效一倍以上。。1）地面滴灌相对固定式滴滴灌地下管道固定定，地面管网网系统在一个个灌溉期内固固定在田间，，非灌溉期收收掉，下一个个灌溉期再安安放好的系统统称为地面相相对固定式系系统，目前大大田作物采用用这类系统。。全固定式滴灌灌地下管道固定定，地面管网网系统在其使使用年限内多多年（多个灌灌溉期）固定定在田间，一一直到更新的的系统称为地地面全固定式式系统，目前前果树、经济济林绝大多数数采用这类系系统。节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点1、微灌的类型型与特点全移动式滴灌灌没有地下管道道，在灌水期期间，支管、、毛管和灌水水器在灌溉完完成后由一个个位置移向另另一个位置进进行灌溉的系系统称为移动动式滴灌系统统，此种系统统应用也较少少。与固定式式系统相比，，它提高了设设备和利用率率，降低了投投资成本，常常用于大田作作物和灌溉次次数较少的作作物，但操作作管理比较麻麻烦。目前，这种形形式在有的地地方有小面积积进行试验使使用。2）地下固定式滴滴灌系统毛管和灌水器（（主要是滴头））全部埋入地下下的系统称为地地下固定式系统统，这是在近年年来滴灌技术的的不断改进和提提高，灌水器堵堵塞减少后才出出现的，但应用用面积不多。缺缺点是不能检查查土壤湿润和测测量滴头流量变变化的情况，发发生问题维修也也很困难。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点地下滴灌节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点棉花膜下滴灌木瓜滴灌（2）微喷灌利用折射式、辐辐射式或旋转式式微型喷头将水水喷沙在枝叶上上或树冠下地面面上的一种灌水水形式。可提高高空气湿度、调调节田间小气候候，流量小、压压力低，果园灌灌溉重金湿润部部分土壤，但严严格讲不完全属属于局部灌溉。。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点（3）涌泉灌通过安装在毛管管上的涌水器形形成的小股水流流，以涌泉方式式使水流入土壤壤的一种灌水形形式。流量比滴滴灌和微喷大，，一般超出了土土壤的渗吸强度度，为防止地面面径流须在涌水水器附近挖一小小灌水坑暂时储储水。适于果园园和植树造林的的灌溉。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点微灌优点：（1）节水。在作物物生长期内，比比常规地面灌省省水40—50%。（2）节肥。可溶于于水的专用肥随随水施至作物根根系附近，易被被作物吸收，提提高了利用率，，平均可省肥20%，有的达40%以上，还减轻化化肥对土壤、对对环境的负面作作用。（3）省农药。与上上述道理相同，，可节省农药用用量10%以上，且杀虫虫效果好，不易易伤及害虫的天天敌。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点（4）节地。由于田间间取消了渠道，，可节约耕地5—7%。（5）省人工和机力力。滴灌技术通通过闸阀控制灌灌溉，使每人管管定额成倍提高高。同时膜下滴滴灌保持土壤疏疏松，基本不长长杂草，大大减减少了中耕次数数，减少农机作作业。滴灌还可可提高管理定额额，使原来每人人管理定额30亩左右，可提高高到60亩-80亩或更多。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点（6）抗盐碱能力强强。滴灌浸润区区将土壤盐分向向外推出，改善善了作物生长环环境。（7）使作物有较较强的抗灾能力力。由于实施科科学灌水、施肥肥、施药，使作作物生长状态良良好，在遭遇灾灾害天气时，作作物抵抗能力强强，减产幅度小小。（8）增产。棉花可可增产10—20%，低产田则可增增产25%以上。节水灌溉工程技技术分类及其优优缺点（9）产产品质质量提提高。。生长长条件件好，，使产产品整整体质质量改改善。。（10）综合合效益益好。。滴灌灌技术术既节节约了了生产产成本本，又又增加加了销销售售收入入，扣扣除年年度滴滴灌设设备投投入后后，每每亩尚尚有约约100元的增增量效效益。。（11）易于于实现现自动动控制制，地地形适适应能能力强强。（12）较节节能。。节水灌灌溉工工程技技术分分类及及其优优缺点点微灌缺缺点：：（1）灌灌水器器易堵堵塞。。一般般需根根据水水源水水质，，进行行分级级过滤滤。（2）投资资较高高。对对于平平整地地块而而言，，微灌灌系统统相对对于地地面灌灌溉，，投资资较高高。节水灌灌溉工工程技技术分分类及及其优优缺点点4、渗灌灌灌水水方法法渗灌法法：利利用修修筑在在地下下的专专门设设施（（管道道或鼠鼠洞等等）将将灌溉溉水引引入田田间耕耕作层层，借借毛细细管作作用自自下而而上湿湿润土土壤灌灌溉作作物的的灌水水方法法。节水灌灌溉工工程技技术分分类及及其优优缺点点渗灌的的主要要优点点是:①灌水后后土壤壤仍保保持疏疏松状状态，，不破破坏土土壤结结构，，不产产生土土壤表表面板板结，，为作作物能能提供供良好好的土土壤水水分状状况;②地表土土壤湿湿度低低，可可减少少地面面蒸发发;③管道埋埋入地地下，，可减减少占占地，，便于于交通通和田田间作作业，，可同同时进进行灌灌水和和农事事活动动;④灌水量量省，，灌水水效率率高;⑤能减少少杂草草生长长和植植物病病虫害害;⑥渗灌系系统流流量小小，压压力低低，故故可减减小动动力消消耗，，节约约能源源。渗灌存存在的的主要要缺点点是:①表层土土壤湿湿度较较差，，不利利于作作物种种子发发芽和和幼苗苗生长长，也也不利利于浅浅根作作物生生长;②投资高高，施施工复复杂，，且管管理维维修困困难;一旦管管道堵堵塞或或破坏坏，难难以检检查和和修理理;③易产生生深层层渗漏漏，特特别对对透水水性较较强的的轻质质土壤壤，更更容易易产生生渗漏漏损失失。节水灌溉工程程技术分类及及其优缺点2013年2月26日，华中科技技大学对外发发布消息，学学校痕量灌溉溉研究中心历历时10多年研发出“痕量灌溉”技术，一举打打破农作物“被动式补水”传统灌溉模式式，改由农作作物自主吸水水、按需吸水水。“痕灌”是受化学上微微量元素与痕痕量元素概念念启发而取名名，主要指能能在超微流量量向作物长久久供水，痕灌灌单位时间的的出水量可达达到滴灌的百百分之一到千千分之一。痕量灌溉技术术，是以土壤壤的毛细管为为基础力，依依照植物的需需求，缓慢、、适量地为植植物根系进行行供水的一项项技术，它是是世界上最省省水的灌溉技技术，该技术术与植物需水水特点完全匹匹配，即植