高产三农田灌溉技术手册

高产三农田灌溉技术手册TOC\o"1-2"\h\u19734第1章绪论 3299801.1三农与灌溉技术的关系 3194911.2高产农田灌溉技术概述 432184第2章灌溉水源与取水工程 464502.1灌溉水源的选择与规划 4311082.1.1水源类型及特点 4138172.1.2水源选择原则 5182502.1.3水源规划 5252112.2取水工程的设计与施工 5312132.2.1取水工程类型 5136182.2.2取水工程设计 521832.2.3取水工程施工 585262.3水源保护与水质监测 6307382.3.1水源保护措施 6174522.3.2水质监测 65024第3章灌溉渠系规划与设计 6233403.1渠系规划原则与方法 6120963.1.1基本原则 634703.1.2规划方法 648503.2渠道设计要点 7210043.2.1渠道类型选择 7221093.2.2渠道规模确定 7138813.2.3渠道纵、横断面设计 7315303.2.4渠道附属建筑物设计 7158623.3渠道防渗措施 7171933.3.1土壤防渗 78923.3.2防渗材料衬砌 7267973.3.3防渗层结构设计 7176133.3.4防渗监测与维护 721188第4章灌溉制度与灌溉技术 8126794.1灌溉制度的制定 8277034.1.1灌溉制度概述 893254.1.2灌溉制度的制定原则 8152174.1.3灌溉制度的制定方法 836194.2灌溉技术的选择与应用 827534.2.1灌溉技术概述 8171424.2.2常见灌溉技术 8111614.2.3灌溉技术的选择原则 8111684.3灌溉自动化与智能化 9298654.3.1灌溉自动化 965024.3.2灌溉智能化 9230594.3.3灌溉自动化与智能化的发展趋势 916398第5章水稻灌溉技术 9143495.1水稻需水规律与灌溉要求 9113745.1.1水稻生育期水分需求 9275545.1.2水稻灌溉要求 1012005.2水稻灌溉方法与灌溉制度 10293035.2.1水稻灌溉方法 1019185.2.2水稻灌溉制度 10209275.3水稻节水灌溉技术 10106695.3.1地面节水灌溉技术 10178565.3.2喷灌与滴灌技术 10281955.3.3水稻节水灌溉管理 111689第6章小麦灌溉技术 11128096.1小麦需水规律与灌溉要求 1151666.1.1小麦生育期水分需求 11142266.1.2小麦灌溉要求 11190356.2小麦灌溉方法与灌溉制度 11194126.2.1灌溉方法 11184006.2.2灌溉制度 1121816.3小麦节水灌溉技术 12178376.3.1节水灌溉技术 12308816.3.2灌溉管理 12106046.3.3水资源合理配置 1224389第7章玉米灌溉技术 12136937.1玉米需水规律与灌溉要求 1267147.1.1玉米生长阶段的划分 1225027.1.2玉米需水规律 1297367.1.3灌溉要求 1310237.2玉米灌溉方法与灌溉制度 13172527.2.1灌溉方法 13162547.2.2灌溉制度 13294267.3玉米节水灌溉技术 1335797.3.1节水灌溉方法 13221757.3.2节水灌溉措施 1316807第8章经济作物灌溉技术 13151428.1经济作物需水特点与灌溉要求 13170498.1.1经济作物需水特点 1495658.1.2经济作物灌溉要求 14212238.2经济作物灌溉方法与灌溉制度 14177238.2.1灌溉方法 14184558.2.2灌溉制度 1445898.3经济作物节水灌溉技术 14239008.3.1节水灌溉技术 14244918.3.2节水措施 1519608第9章灌溉设施建设与管理 1513309.1灌溉设施选型与施工 1531839.1.1灌溉设施选型原则 1556439.1.2灌溉设施类型 15173939.1.3灌溉设施施工技术 1581969.2灌溉设施的运行与管理 15186019.2.1灌溉制度制定 1534699.2.2灌溉设施运行管理 15251099.2.3水质管理 1571239.3灌溉设施维护与更新 1696739.3.1灌溉设施维护 1627629.3.2灌溉设施更新改造 1666089.3.3节水技术应用 1678219.3.4政策与资金支持 1630483第10章灌溉效益评价与可持续发展 16121410.1灌溉效益评价指标与方法 162962510.1.1评价指标 16147410.1.2评价方法 163223410.2灌溉对农业生态环境的影响 162690010.2.1水资源影响 162083410.2.2土壤质量影响 172791110.2.3生物多样性影响 172627310.3高产农田灌溉可持续发展策略与建议 173011610.3.1政策与管理 172888110.3.2技术创新与应用 172959210.3.3生态环境保护与修复 17193510.3.4社会经济可持续发展 17第1章绪论1.1三农与灌溉技术的关系“三农”问题，即农业、农村和农民问题，是我国社会主义现代化建设的重要组成部分。农业作为国民经济的基础，其发展水平直接关系到国家的粮食安全、农村稳定和农民增收。灌溉技术作为农业生产力的重要组成部分，对于提高农田产量、改善农业生态环境、促进农村经济发展具有的作用。三农问题的解决，依赖于农业生产力的发展，而灌溉技术是提高农业生产力的重要手段。合理的灌溉技术能够保证作物水分需求，提高作物产量和品质，同时还能促进农业资源的合理配置，为农业可持续发展奠定基础。1.2高产农田灌溉技术概述高产农田灌溉技术是指采用先进的灌溉设备和管理方法，以提高农田水分利用效率为核心，实现农田高产、优质、高效的灌溉技术。主要包括以下几个方面：（1）节水灌溉技术：包括喷灌、微灌、滴灌等，旨在减少农田水分的无效蒸发和深层渗漏，提高灌溉水利用效率。（2）灌溉水源调配技术：通过合理调配地表水、地下水和再生水资源，保证灌溉水源的稳定供应。（3）灌溉制度优化技术：根据作物生长周期和需水量，制定合理的灌溉制度，实现精准灌溉。（4）灌溉设备与自动化控制技术：运用先进的灌溉设备，结合自动化控制技术，提高灌溉管理的智能化水平。（5）灌溉与排水一体化技术：通过灌溉与排水相结合，调节农田水分状况，提高农田水分利用效率。（6）农业水环境保护技术：在灌溉过程中，注重农业水环境保护，防止水体污染，保证农田灌溉水质。通过以上高产农田灌溉技术的应用，有助于提高农田水分利用效率，增加作物产量，改善农产品品质，促进农业可持续发展。但是在实际应用中，需根据不同地区的自然条件、作物类型和农业生产需求，因地制宜地选择和优化灌溉技术，以实现农业生产的最大化效益。第2章灌溉水源与取水工程2.1灌溉水源的选择与规划2.1.1水源类型及特点在选择灌溉水源时，应根据农田所在地的水资源状况，综合考虑地表水、地下水、再生水及集雨等水源类型。各种水源类型的特点如下：（1）地表水：主要包括河流、湖泊、水库等，水源丰富，但受季节性降水影响，水量波动较大。（2）地下水：指地下含水层中的水资源，水量相对稳定，但过度开采可能导致地下水位下降、水质恶化等问题。（3）再生水：指经过处理的生活污水、工业废水等，可用于灌溉，但需保证水质达到相关标准。（4）集雨：通过收集雨水进行灌溉，适用于降水量较大且季节分布较均匀的地区。2.1.2水源选择原则灌溉水源选择应遵循以下原则：（1）可靠性：保证水源在灌溉季节具有稳定的水量。（2）经济性：综合考虑水源的开发、利用及维护成本。（3）可持续性：水源的开发利用应有利于水资源的保护和可持续利用。（4）安全性：水源质量应符合灌溉水质要求，防止对农田和生态环境造成污染。2.1.3水源规划根据水源选择原则，进行以下水源规划：（1）明确灌溉需求：分析作物需水量、灌溉制度和灌溉面积，确定灌溉水源需求。（2）水资源调查评价：对各类水源进行详细调查，评价其可利用性。（3）水源配置：合理配置各类水源，保证灌溉需求得到满足。（4）水源保护：制定水源保护措施，保证水源质量和数量。2.2取水工程的设计与施工2.2.1取水工程类型根据水源类型和灌溉需求，选择合适的取水工程类型，包括：（1）地表水取水工程：如泵站、水闸、引水渠等。（2）地下水取水工程：如深井、浅井、泵站等。（3）集雨取水工程：如集雨池、雨水收集系统等。2.2.2取水工程设计（1）确定取水量：根据灌溉需求、水源条件等因素，计算取水量。（2）选择取水设施：根据取水工程类型，选择合适的取水设施。（3）设计取水设施布局：合理布局取水设施，保证灌溉系统的正常运行。（4）制定施工方案：根据设计图纸，制定详细的施工方案。2.2.3取水工程施工（1）施工准备：做好施工前期的准备工作，如场地平整、材料准备等。（2）施工过程：按照施工方案，进行取水设施的施工。（3）质量监督：加强对施工过程的监督，保证取水工程质量。（4）验收与移交：工程完工后，进行验收，并办理移交手续。2.3水源保护与水质监测2.3.1水源保护措施（1）加强水源地保护：设立水源保护区，禁止在保护区内从事污染水源的活动。（2）水资源合理利用：合理配置水资源，避免过度开发和污染。（3）水土保持：加强水土保持工作，减少水源污染和泥沙淤积。（4）生态修复：对受损的生态环境进行修复，提高水源涵养能力。2.3.2水质监测（1）监测指标：根据灌溉水质要求，确定监测指标，如pH值、总氮、总磷等。（2）监测频次：根据水源特点和灌溉需求，制定合理的监测频次。（3）监测方法：采用国家标准方法进行水质监测。（4）监测结果处理：对监测结果进行分析，发觉水质问题时，及时采取整改措施。第3章灌溉渠系规划与设计3.1渠系规划原则与方法3.1.1基本原则渠系规划应遵循以下基本原则：（1）节水优先：充分考虑水资源条件，优先采用节水型渠系布置及设计；（2）安全可靠：保证渠道在灌溉、排水过程中的稳定性，防止决口、漫堤等；（3）经济合理：在满足灌溉需求的前提下，力求降低工程投资和运行维护成本；（4）便于管理：渠道布局应便于灌溉管理和维护，提高灌溉效率。3.1.2规划方法渠系规划主要包括以下方法：（1）地形分析法：根据地形地貌特点，合理布置渠道，降低工程量；（2）水力计算法：根据灌溉面积、作物需水量和水源条件，进行水力计算，确定渠道规模；（3）优化设计法：运用数学模型和优化算法，对渠系进行优化设计，提高灌溉效率。3.2渠道设计要点3.2.1渠道类型选择根据地形、土壤、作物等因素，选择适宜的渠道类型，如明渠、暗渠、半暗渠等。3.2.2渠道规模确定根据灌溉面积、作物需水量、水源条件等因素，计算渠道的设计流量，确定渠道的断面尺寸。3.2.3渠道纵、横断面设计（1）纵断面设计：合理设置渠道纵坡，使渠道在满足灌溉需求的同时降低工程量和运行维护成本；（2）横断面设计：根据渠道设计流量和纵坡，确定渠道横断面形状和尺寸，保证渠道的过水能力和稳定性。3.2.4渠道附属建筑物设计根据渠道运行需要，设计渠道附属建筑物，如节制闸、分水闸、跌水等。3.3渠道防渗措施3.3.1土壤防渗（1）选用抗渗功能好的土壤作为渠道衬砌材料；（2）采用压实、加密等措施提高土壤的密实度，降低渗透性。3.3.2防渗材料衬砌采用防渗功能良好的材料进行渠道衬砌，如混凝土、砌石、塑料薄膜等。3.3.3防渗层结构设计根据渠道地质条件和防渗要求，设计合理的防渗层结构，保证防渗效果。3.3.4防渗监测与维护定期对渠道防渗设施进行监测和维护，保证防渗效果长期稳定。第4章灌溉制度与灌溉技术4.1灌溉制度的制定4.1.1灌溉制度概述灌溉制度是保证作物生长水分需求得到满足的一系列规定和措施。合理制定灌溉制度对提高农田水分利用效率、保障作物高产稳产具有重要意义。4.1.2灌溉制度的制定原则（1）根据作物水分需求规律，制定灌溉制度；（2）结合地区水资源状况，合理分配灌溉水量；（3）考虑土壤类型、气候条件等因素，科学确定灌溉时期和灌溉次数；（4）遵循节水、高效、环保的原则。4.1.3灌溉制度的制定方法（1）水量平衡法：根据作物生长周期内的水分需求，结合土壤、气候等因素，计算灌溉水量；（2）灌溉指标法：根据作物生长阶段的需水量和土壤水分状况，制定灌溉指标；（3）灌溉制度优化法：结合水资源、作物、土壤等多种因素，优化灌溉制度。4.2灌溉技术的选择与应用4.2.1灌溉技术概述灌溉技术是农田灌溉的核心部分，合理选择与应用灌溉技术对提高农田水分利用效率、促进作物生长具有重要作用。4.2.2常见灌溉技术（1）地面灌溉：包括畦灌、沟灌、淹灌等；（2）喷灌：利用喷头将水均匀喷洒在作物表面；（3）滴灌：通过管道系统将水直接输送到作物根部；（4）微灌：包括微喷、微滴等，适用于设施农业。4.2.3灌溉技术的选择原则（1）根据作物类型、生长阶段和水分需求选择灌溉技术；（2）考虑地区水资源条件、土壤类型、气候特点等因素；（3）注重灌溉技术的节水效果和投资成本；（4）结合农业生产实际，选择适宜的灌溉技术。4.3灌溉自动化与智能化4.3.1灌溉自动化（1）自动灌溉系统：通过传感器、控制器等设备，实现对灌溉过程的自动化控制；（2）灌溉自动调节：根据土壤水分、气候等因素，自动调节灌溉水量和灌溉时间；（3）灌溉自动化技术的优点：提高灌溉效率、减少水资源浪费、降低劳动强度。4.3.2灌溉智能化（1）智能灌溉系统：利用物联网、大数据等技术，实现灌溉系统的智能化管理；（2）智能灌溉决策支持系统：结合土壤、气候、作物等多种因素，为农民提供灌溉决策依据；（3）灌溉智能化技术的应用：提高农田水分利用效率、促进作物生长、降低农业生产成本。4.3.3灌溉自动化与智能化的发展趋势（1）集成化：将多种灌溉技术、设备和管理系统进行集成；（2）信息化：利用信息技术，实现灌溉数据的实时监测、分析和处理；（3）网络化：构建灌溉信息共享平台，实现灌溉资源的高效利用；（4）绿色化：注重灌溉技术与生态环境的协调发展。第5章水稻灌溉技术5.1水稻需水规律与灌溉要求5.1.1水稻生育期水分需求水稻生长过程中，不同生育阶段对水分的需求存在差异。本节主要介绍水稻的播种期、苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和成熟期等各个生育阶段的水分需求规律。5.1.2水稻灌溉要求根据水稻各生育阶段的水分需求，合理制定灌溉计划，保证水稻正常生长。主要灌溉要求包括：保持适宜的土壤湿度、满足水稻各生育阶段的水分需求、防止水稻生长过程中发生旱情和渍害。5.2水稻灌溉方法与灌溉制度5.2.1水稻灌溉方法（1）漫灌：适用于水稻生长初期，有利于土壤湿润和水稻出苗。（2）沟灌：适用于水稻分蘖期和拔节孕穗期，有利于保持土壤湿润和防止病虫害。（3）喷灌：适用于水稻抽穗开花期和成熟期，有利于减少水分蒸发和节约用水。（4）滴灌：适用于水源紧张地区，有利于精确供水和节约用水。5.2.2水稻灌溉制度根据当地气候、土壤、水资源等条件，制定合理的灌溉制度。主要包括以下内容：（1）确定灌溉时期：根据水稻生育阶段和土壤湿度，合理安排灌溉时期。（2）确定灌溉水量：根据水稻生育阶段、土壤湿度、气候条件等因素，计算灌溉水量。（3）确定灌溉次数：根据水稻生育阶段和土壤湿度，合理安排灌溉次数。（4）灌溉管理：加强灌溉设施维护，保证灌溉效果。5.3水稻节水灌溉技术5.3.1地面节水灌溉技术（1）改进地面灌溉方法：采用畦灌、膜上灌等技术，提高灌溉水利用率。（2）优化灌溉制度：根据水稻生育阶段和土壤湿度，合理安排灌溉时期、水量和次数。5.3.2喷灌与滴灌技术（1）喷灌技术：采用喷灌设备，实现水稻生长过程中的精确供水。（2）滴灌技术：采用滴灌设备，实现水稻生长过程中的精准供水，降低水肥流失。5.3.3水稻节水灌溉管理（1）加强水稻生育期水分管理：根据水稻生育阶段，合理调整灌溉策略。（2）推广水稻节水灌溉技术：结合当地实际情况，推广适用的节水灌溉技术。（3）提高农民节水意识：加强节水宣传和培训，提高农民节水意识。第6章小麦灌溉技术6.1小麦需水规律与灌溉要求6.1.1小麦生育期水分需求小麦生育期分为播种出苗期、越冬期、返青期、拔节孕穗期和成熟期。各生育阶段小麦对水分的需求不同。播种出苗期和拔节孕穗期是小麦需水高峰期，分别占总需水量的25%30%和40%50%。越冬期和返青期水分需求较低，成熟期水分需求逐渐减少。6.1.2小麦灌溉要求（1）保证播种出苗期水分供应，提高出苗率；（2）越冬期保持适宜的土壤湿度，防止冻害；（3）返青期及时补充水分，促进植株生长；（4）拔节孕穗期充分满足水分需求，保证产量形成；（5）成熟期适当控制水分，提高籽粒品质。6.2小麦灌溉方法与灌溉制度6.2.1灌溉方法（1）地面灌溉：包括畦灌、沟灌、淹灌等，适用于水源充足、土地平整的区域；（2）喷灌：通过喷头将水均匀喷洒在作物表面，适用于水源较紧张、地形复杂的地区；（3）滴灌：通过管道系统将水直接输送到作物根部，节水效果显著，适用于干旱缺水地区。6.2.2灌溉制度（1）播种出苗期：播种后及时进行第一次灌溉，保证土壤湿度适宜；（2）越冬期：根据土壤湿度和气温变化，适时进行灌溉，防止冻害；（3）返青期：气温回升，植株生长加快，及时补充水分；（4）拔节孕穗期：是小麦需水高峰期，应保证充足的水分供应；（5）成熟期：适当控制水分，防止植株贪青晚熟。6.3小麦节水灌溉技术6.3.1节水灌溉技术（1）改进地面灌溉技术，如畦灌改沟灌、小畦灌溉等；（2）推广喷灌、滴灌等节水灌溉方式；（3）采用覆膜灌溉、保水剂等节水措施。6.3.2灌溉管理（1）根据小麦生育期需水规律，合理安排灌溉时间和次数；（2）采用土壤湿度监测技术，实时掌握土壤水分状况，避免过度或不足灌溉；（3）加强田间管理，提高灌溉水利用效率。6.3.3水资源合理配置（1）充分利用地表水、地下水和再生水等水资源；（2）采用跨区域调水、季节性调控等措施，优化水资源配置；（3）加强水源工程建设，提高水资源利用效率。第7章玉米灌溉技术7.1玉米需水规律与灌溉要求7.1.1玉米生长阶段的划分玉米的生长过程可分为播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期、灌浆期和成熟期。不同生长阶段对水分的需求存在差异。7.1.2玉米需水规律（1）播种期：土壤水分充足有利于种子发芽和出苗；（2）苗期：适当控制土壤水分，促进根系发展；（3）拔节期：需水量逐渐增加，占全生育期总需水量的20%30%；（4）抽雄吐丝期：需水量达到高峰，占全生育期总需水量的35%40%；（5）灌浆期：需水量有所下降，但依然较高，占全生育期总需水量的20%25%；（6）成熟期：需水量减少，保持土壤湿润即可。7.1.3灌溉要求（1）保证关键生育期（拔节期、抽雄吐丝期、灌浆期）的水分供应；（2）根据土壤质地、气候条件和玉米品种等因素，合理调控土壤水分；（3）避免水分过多或过少，以免影响玉米生长和产量。7.2玉米灌溉方法与灌溉制度7.2.1灌溉方法（1）地面灌溉：包括畦灌、沟灌、淹灌等，适用于平原地区；（2）喷灌：适用于水源充足、地形复杂的地区；（3）滴灌：节水效果明显，适用于水资源紧张和地形复杂的地区。7.2.2灌溉制度（1）播种期：播种前后进行一次灌溉，保证种子发芽和出苗；（2）苗期：根据土壤水分状况，适时灌溉，促进根系发展；（3）拔节期：保持土壤湿润，满足玉米快速生长对水分的需求；（4）抽雄吐丝期：保证水分充足，避免影响产量；（5）灌浆期：适量灌溉，延长灌浆时间，提高产量；（6）成熟期：保持土壤湿润，有利于玉米成熟。7.3玉米节水灌溉技术7.3.1节水灌溉方法（1）改进地面灌溉技术，如采用低压管道输水、膜上灌等；（2）推广喷灌、滴灌等节水灌溉技术；（3）应用智能化灌溉控制系统，实现精准灌溉。7.3.2节水灌溉措施（1）选用节水型玉米品种；（2）合理调整种植密度，提高水分利用效率；（3）加强土壤水分监测，及时调整灌溉制度；（4）采用覆膜栽培、秸秆还田等技术，提高土壤保水能力；（5）合理配置水资源，提高灌溉水的利用效率。第8章经济作物灌溉技术8.1经济作物需水特点与灌溉要求经济作物在生长过程中，对水分的需求具有明显特点。本节主要介绍经济作物的需水特性及其灌溉要求，为合理灌溉提供依据。8.1.1经济作物需水特点（1）需水量大：经济作物生长周期短，单位面积产量高，因此对水分的需求量较大。（2）需水时期集中：经济作物生长过程中，某些阶段对水分需求极为敏感，如开花、结果等关键时期，需保证充足的水分供应。（3）水分利用效率高：经济作物在适宜的水分条件下，具有较高的水分利用效率。8.1.2经济作物灌溉要求（1）适时灌溉：根据经济作物的生长周期和需水特点，合理安排灌溉时期，保证水分供应与作物需求相匹配。（2）适量灌溉：避免过量或不足灌溉，保证作物生长所需水分的充足供应。（3）合理调控：根据土壤、气候等条件，合理调整灌溉制度，提高灌溉效果。8.2经济作物灌溉方法与灌溉制度8.2.1灌溉方法（1）地面灌溉：包括畦灌、沟灌、淹灌等，适用于大部分经济作物。（2）喷灌：适用于水源充足、地形复杂的地区，具有节水、省工等优点。（3）微灌：包括滴灌、微喷灌等，适用于水源紧张、土地肥沃的经济作物。8.2.2灌溉制度（1）灌溉定额：根据经济作物的需水量、土壤类型、气候条件等因素，确定合理的灌溉定额。（2）灌溉周期：根据作物生长周期、土壤湿度、气候条件等，合理安排灌溉周期。（3）灌溉次数：根据作物生长需求，合理确定灌溉次数。8.3经济作物节水灌溉技术8.3.1节水灌溉技术（1）改进灌溉方法：采用喷灌、微灌等节水灌溉方法，提高水分利用率。（2）优化灌溉制度：根据作物需水规律，合理调整灌溉定额、周期和次数，减少无效灌溉。（3）水分监测与调控：利用土壤湿度、气象等监测数据，实现精准灌溉。8.3.2节水措施（1）覆盖保水：采用地膜、秸秆等覆盖作物表面，减少水分蒸发。（2）改良土壤：提高土壤有机质含量，改善土壤结构，增强土壤保水能力。（3）合理施肥：根据作物需肥规律，合理施用肥料，提高水分利用效率。（4）选用抗旱品种：选用抗旱性强的经济作物品种，降低对水分的依赖。第9章灌溉设施建设与管理9.1灌溉设施选型与施工9.1.1灌溉设施选型原则在选择灌溉设施时，应根据地形、土壤、气候、作物种类及灌溉水源等因素综合考虑，遵循经济、实用、节能、高效的原则。选型时应充分考虑灌溉系统的自动化、智能化程度，以提高灌溉效率和节水效果。9.1.2灌溉设施类型介绍常见灌溉设施类型，如渠道灌溉、喷灌、微灌、滴灌等，分析各自优缺点及适用范围。9.1.3灌溉设施施工技术详细阐述灌溉设施的施工流程、技术要求及质量控制措施。包括渠系工程、管道工程、喷滴灌系统工程等施工要点。9.2灌溉设施的运行与管理9.2.1灌