灌溉

1、漫灌
漫灌是在田间不做任何沟埂，灌水时任其在地面漫流，借重力作用浸润土壤，是一种比较粗放的灌水方法。

2、畦灌
畦田规格受供水情况、土壤质地、地形坡度、土地平整等状况的影响。

畦田灌水技术要素包括:畦田规格、入畦单宽流量、灌水时间它们的选择对保证适时适量灌水、湿度均匀一致十分重要。

畦田规格：
(1)畦田长度:取决于地面坡度、土壤透水性、入畦流量及土地平整程度。

当土壤透水性强、地面坡度小且土地平整差、入畦流量小(如井水)时，畦田长度宜短些;反之，畦田宜长些。

畦田愈长，则灌水定额愈大，土地平整工作量愈大，灌水质量愈难以掌握。

我国大部分渠灌区畦田长度在30~100m。

在井灌区，由于水源流量所限，畦长一般较短，通常为20~30 m左右。

(2)畦田宽度:与地形、土壤、入畦流量大小有关，同时还要考虑机械耕作的要求。

在土壤透水性好、地面坡度大、土地平整差时，畦田宽度宜小些，反之宜大些。

通常畦愈宽，灌水定额愈大，灌水质量愈难掌握。

畦宽应按照当地农机具宽度的整倍数确定。

畦田宽度一般为2~3 m，最大不超过4 m。

(3) 畦埂高度:一般为10~15cm，以不跑水为宜。

畦埂做到不跑水，是畦灌管理中很重要的一项。

田间临时输水沟的沟深约15cm，输水沟顶宽多为30cm左右，通常用半挖半填断面。

单宽流量：
（1）是指每米畦宽入畦流量，常用单位为L /s m。

入畦单宽流量的大小，取决于地面坡度及土壤透水性。

地面坡度小，土壤透水性大，入畦单宽流量要大一些;反之，入畦单宽流量要小些。

一般根据土壤质地确定入畦单宽流量，其标准为:轻质土2~4 L /s m，重质土1~3 L /s m。

（2）入畦单宽流量的大小及土壤的渗水能力决定着灌水的均匀性，不合理的流量常使得畦首与畦尾所入渗的水量出现较大的差异。

如当流量较小时，有时甚至水层还未抵达末端，应灌水量即已大部分渗入首端和中部;而当流量较大时，则可能导致畦田尾端水层停留时间过长，而使入渗水量过大。

（3）灌水时间:为了获得较为均匀的灌溉效果，实践中根据经验采用所谓"六成(或七成、八成、九成)改畦"的方法控制放入畦田中的水量，即当水流流到畦长的六成(或七成、八成、九成)时，便停止向畦田灌水具体成数需根据坡度、土壤透水性、灌水定额等参数确定，如在土地不平、坡度小、透水性强、灌水定额大的地块常采用九成改畦。

3、沟灌
实施沟灌技术，首先要在作物行间开挖灌水沟，灌溉水由输水沟或毛渠进入灌水沟后，在流动的过程中，主要借土壤毛细管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤。

4、淹灌
淹灌（又称格田灌溉），是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时，使格田内保持一定深度的水层，借重力作用湿润土壤，主要适用于水稻。

5、喷灌
喷灌是借助水泵和管道系统或利用自然水源的落差，把具有一定压力的水喷到空中，散成小水滴或形成弥雾降落到植物上和地面上的灌溉方式。

利用机械和动力设备，使水通过喷头（或喷嘴）射至空中，以雨滴状态降落田间的灌溉方法。

喷灌设备由进水管、抽水机、输水管、配水管和喷头（或喷嘴）等部分组成，可以是固定式的，半固定式的或移动式的。

具有节省水量、不破坏土壤结构、调节地面气候且不受地形限制等优点。

喷灌特点
a．省水：由于喷灌可以控制喷水量和均匀性，避免产生地面径流和深层渗漏损失，使水的利用率大为提高，一般比漫灌节省水量30%一50%，省水还意味着节省动力，降低灌水成本。

b.省工：喷灌便于实现机械化、自动化，可以大量节省劳动力。

由于取消了田间的输水沟渠,不仅有利于机械作业，而且大大减少了田间劳动量。

喷灌还可以结合施入化肥和农药，又可以省去不少劳动量，据统计，喷灌所需的劳动量仅为地面灌溉的五分之一。

c．提高土地利用率：采用喷灌时，无需田间的灌水沟渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕种面积7%一10%。

d．增产：喷灌便于严格控制土壤水分,使土壤湿度维持在作物生长最适宜的范围。

而且在喷灌时能冲掉植物茎叶上尘土,有利于植物呼吸和光合作用。

另外喷灌对土壤不产生冲刷等破坏作用，从而保持土壤的团粒结构，使土壤疏松多孔，通气性好，因而有利于增产，特别是蔬菜增产效果更为明显。

e．适应性强：喷灌对各种地形适应性强，不需要像地面灌溉那样整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可进行喷灌。

特别是在土层薄、透水性强的沙质土，非常适合采用喷灌。

此外，喷灌不仅适应所有大田作物，而且对于各种经济作物、蔬菜、草场都可以获得很好的经济效果。

喷灌具有好多优点，但是也有缺点。

主要是投资费用大，就目前条件移动式喷灌系统最便宜，亩投资也需要20-50元/亩。

另外是受风速和气候的影响大，当风速大于5.5米/秒时(相当于4级风)，就能吹散雨滴，降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌。

其次，在气候十分干燥时,蒸发损失增大，也会降低效果。

组成
一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。

1.喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在种植区域。

2.管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的种植区域。

由不同管径的管道组成，分干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。

现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC 管、PE管等。

同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。

3.首部：其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。

一般包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。

首部设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。

如在利用城市供水系统作为水源的情况下，往往不需要加压水泵。

4.水源：井泉，湖泊、水库，河流及城市供水系统均可作为喷灌水源。

在整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。

同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。

管网布置
喷灌系统管网布置形式有树状管网、环状管网和混合管网之分。

树状管网是目前我国喷灌系统管网布置应用较多的一种形式。

这种布置形式简单，适用于灌区分散、地形起伏的地区，水力计算也比较简单。

其缺点是当一处管道出现故障时，常影响几条甚至全系统运行。

环状管网呈闭合状，这种系统在给水工程中应用较多，目前在喷灌系统中应用较少。

这种管网的优点是系统运行安全性高，但水力计算比较繁琐。

近年来，水力计算借助计算机也能迅速准确地获得答案。

混合管网则是树状管网和环状管网的结合。

适用于大面积喷灌区域。

喷灌系统官网布置应遵循以下原则：
1.应使管道总长度最短，有利于防止水锤和降低造价；
2.在地形起伏地区，应使干管沿主坡方向布置，支管应沿等高线布置。

这样有利于控制支管的水头损失，使支管上各喷头的工作压力尽量均匀，也有利于竖管保持铅垂；
3.充分考虑地块形状，力求支管长度一致，规格统一。

管线的纵剖面应尽量平顺，减少折点，避免出现驼峰；
4.阀门井应尽量位于控区中央，以求各区压力平衡。

灌水计划的制定
喷灌系统的设计一般是按满足最不利的条件作出的，可满足最大的需水要求。

而在系统运行时，应根据实际情况确定灌水计划，包括灌水时间、灌水延续时间、灌水周期等。

1、灌水时间
灌溉季节，在一天内的大部分时间均可灌水。

但应避免在炎热的夏季中午灌水，以防烫伤，而且此时蒸发量最大，水的利用率低。

夜间灌水可避免上述情况，但人们往往担心因叶面湿润时间太长，容易引发病害。

夜间灌水的这一弊端可通过施用杀菌剂来解决。

清晨灌水，阳光和晨风可使叶面迅速变干，是较为理想的灌水时间。

但对于非自动控制的喷灌系统，夜间和清晨灌水对操作人员会带来一些不便，因此，傍晚灌水也是较好的选择。

灌水时间还受到人为活动的限制。

如高尔夫球场，基本上都在夜间灌水，这样不会对白天球员打球产生影响；足球场应在比赛之前一天灌水完毕，以减轻比赛时对场地的损坏和影响运动员的比赛成绩。

2、灌水延续时间
灌水延续时间的长短，主要取决于系统的组合喷灌强度和土壤的持水能力，即田间持水量。

当喷灌强度大于土壤的渗透强度时，将产生积水或径流，水不能充分渗入土壤；灌水时间过长，灌水量将超过土壤的田间持水量，造成水分及养分的深层渗漏和流失。

因此，一般的规律是，砂性较大的土壤，土壤的渗透强度大，而田间持水量小，故一次灌水的延续时间短，但灌水次数多，间隔短，即需少灌勤灌；反之，对粘性较大的土壤则一次灌水的延续时间长，但灌水次数少。

采用测定土壤水分的仪器，可以更加科学地确定灌水延续时间。

目前在工程上常用的仪器有电子土壤水分测试仪和张力计。

3、灌水周期
灌水周期，即灌水间隔或灌水频率，除与上述提到的土壤性质有关外，主要取决于本身。

灌水过于频繁，会使发病率高，根系层浅，抗践踏性差，生长不健壮；而灌水间隔时间太长，草坪会因缺水使正常生产受到抑制，影响草坪质量。

局限性
1、投资较高
与地面灌溉相比，喷灌投资较高，目前半固定式喷灌如不计输变电和人工杂费，一般每亩300～500元，全包括约500～800元。

固定式喷灌就更高，有的高达1000元/亩。

2、喷灌受风和空气湿度影响大
当风速在5.5～7.9m/s即四级风以上时，能吹散水滴，使灌溉均匀性大大降低，飘移损失也会增大。

空气湿度过低时，蒸发损失加大。

据美国德克萨斯州西南大平原研究中心的试验，当风速小于4.5m/s(三级风)时，蒸发飘移损失小于10%；当风速增至9m/s时，损失达30%。

我国通过在宁夏、陕西、云南、河南、湖北、北京、福建、新疆等八个省市
的统一实测，在相对湿度为30%～62%、风速0.24～6.39m/s的情况下，喷洒水损失为7～28%。

3、耗能较大
为了使喷头运转和达到灌水均匀，必须给水一定压力，除自压喷灌系统外，喷灌系统都需要加压，消耗一定的能源。

6、滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。

特点
1．省水省工。

因为灌溉时，水不在空中运动，不打湿叶面，也没有有效湿润面积以外的土壤表面蒸发，故直接损耗于蒸发的水量最少；容易控制水量，不致产生地面径流和土壤深层渗漏。

故可以比喷灌节省水35—75%。

由于株间未供应充足的水分，杂草不易生长，因而作物与杂草争夺养分的干扰大为减轻，减少了除草用工。

2．滴灌系统对管理人员的素质和农田集约化种植的要求较高，造价相对传统渠系灌溉要高，而且由于杂质、矿物质的沉淀的影响会使毛管滴头堵塞，滴灌的均匀度也不易保证。

这些都是大面积推广滴灌技术的障碍。

优点：节水、节肥、省工。

控制温度和湿度，可明显减少病虫害的发生，进而又可减少农药的用量。

保持土壤结构。

缺点：易引起堵塞，盐分积累，限制根系发展。

分类：
根据不同的作物和种植类型，滴灌系统可分为固定式和半固定式两类。

固定式滴灌系统是指全部管网安装好后不再移动，适用于果树、葡萄、瓜果、蔬菜等作物。

半固定式滴灌系统干、支管道为固定的，只有田间的毛管是移动的，一条毛管可控制数行作物，灌水时，灌完一行后再移至另一行进行灌溉，依次移动可灌数行；这样可提高毛管的利用率，降低设备投资，这种类型滴灌系统适用于宽行蔬菜与瓜果等作物。

根据滴灌工程中毛管在田间的布置方式、移动与否以及进行灌水的方式不同，可以将滴灌系统分成以下三类：
地面固定式毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器不移动的系统称为地面固定式系统，现在绝大多数采用这类系统。

应用在果园、温室、大棚和少数大田作物的灌溉中，灌水器包括各种滴头和滴灌管、带。

这种系统的优点是安装、维护方便，也便于检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况；缺点是毛管和灌水器易于损坏和老化，对田间耕作也有影响。

地下固定式将毛管和灌水器（主要是滴头）全部埋入地下的系统称为地下固定式系统，这是在近年来滴灌技术的不断改进和提高，灌水器堵塞减少后才出现的，但应用面积不多。

与地面固定式系统相比，它的优点是免除了毛管在作物种植和收获前后安装和拆卸的工作，不影响田间耕作，延长了设备的使用寿命；缺点是不能检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况，发生问题维修也很困难。

移动式在灌水期间，毛管和灌水器在灌溉完成后由一个位置移向另一个位置进行灌溉的系统称为移动式滴灌系统，此种系统应用也较少。

与固定式系统相比，它提高了设备的利用率，降低了投资成本，常用于大田作物和灌溉次数较少的作物，但操作管理比较麻烦，管理运行费用较高，适合于干旱缺水、经济条件较差的地区使用。

根据控制系统运行的方式不同，可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类：
手动控制系统的所有操作均由人工完成，如水泵、阀门的开启、关闭，灌溉时间的长短，何时灌溉等等。

这类系统的优点是成本较低，控制部分技术含量不高，便于使用和维护，很适合在我国广大农村推广。

不足之处是使用的方便性较差，不适宜控制大面积的灌溉。

全自动控制系统不需要人直接参与，通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。

人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。

这种系统中，除灌水器、管道、管件及水泵、电机外，还包括中央控制器、自动阀、传感器（土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等）及电线等。

半自动控制系统中在灌溉区域没有安装传感器，灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序，而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。

这类系统的自动化程度不等，有的一部分实行自动控制，有的是几部分进行自动控制。

组成
滴灌系统主要由首部枢纽、管路和滴头三部分组成
1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。

其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。

2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器等)。

其作用是将加压水均匀地输送到滴头。

3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。

滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。

注意事项：
1.是滴灌的管道和滴头容易堵塞，对水质要求较高，所以必须安装过滤器；
2..是滴灌投资较高，要考虑作物的经济效益；
3.是滴灌不能调节田间小气候，不适宜结冻期灌溉，在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系统追施粪肥。

4.滴灌系统易于光伏提水系统相结合，完成一个节水灌溉系统，可以节水节电节能源。

光伏提水系统可以在无市电的偏远地区供电，为进入滴灌系统的前期做好铺垫。