节水灌溉

农业节水工程田间灌水新技术体系的研究

[摘要]本课题从生产实际出发，在总结喷灌、管灌灌水技术优缺点、适用条件的基础上，提出了“喷—管结合，扬长避短，择优施灌”的田问灌水新技术体系。该技术体系在主要部件与配套技术研究的同时，进行了田间应用考核，经受了1993年大旱的考验，试验地两茬作物夺得每亩l165.9kg的高产。田间灌水新技术体系集喷灌与管灌优点于一体，可抗拒弄常的天气变化，提高各种农作物的灌溉保证率，既省水节能，又保证稳产高产，优于任何单一灌溉方式。对于北京及类似地区满足作物需水要求具有重要意义，对于华北地区稳定农田水利工程布局，进一步提高节水效果，推动节水型农业建设意义重大。

[关健词] 田间灌水新技术体系农业节水研究

当前国内外农业节水工程主要有：渠道衬砌地面灌溉(简称渠灌)。低压管道输水地面灌溉(简称管灌)，喷灌,微灌等。这些不同的灌溉方式均有其优缺点及适用条件。所以从技术经济角度来看，农业节水灌溉技术至今未臻完善，有待深人研究。在以地下水为灌溉水源的我国北方广大农田，多以管灌和喷灌两种节水工程为主要措施。

管灌是国际上发展最普遍的农业灌溉技术，早在80年代中期，当时的苏联和美国已分别有63％和47．5％的灌溉面积实现了管道化。我国起步较晚，但近10年来发展迅速。现在已成为华北地区主要的节水工程，到1993年已有5000万亩。管灌作为一个节水灌溉系统，有投资较少，能耗较低，适应性强。管理方便等优点，但由于其配套技术尚不完善，也

存在如下缺点：给水栓(出水口)种类繁多，铸铁材料易锈蚀．操作欠灵活，与田间移动式软管连接不便；目前使用的田间移动式管道多用改性聚乙烯管，性脆易折裂，寿命短，不经济．同时因长度较大(一般长50m 左右)。移动困难．操作不便等。在配套不佳的情况下．很多地区田间仍保留土渠灌水．致使田间渗漏蒸发损失大．降低系统水利用率。

喷灌作为一种先进的节水工程技术具有灌水及时，节水明显，土地利用率高等优点。但由于其投资较高，能耗较大，致使其发展受到了地方财力和电网承受能力的制约，除北京近郊已形成规模外，在广大华北地区粮田喷灌面积较少。

管灌与喷灌各有其优缺点，以小麦和玉米为例分析如下：

喷灌在小麦和玉米的苗期，能及时喷洒，抗旱保苗，出苗率高是最大的优点。但在小麦生长后期虽需水量大，但常为防止倒伏而灌水不足，影响千粒重提高，使水的效益不能充分发挥。在玉米后期则因株高群密，喷洒困难，甚至无法施灌，使产量降低。1992年北京郊区遭大旱(全年降雨平均不足450mm)，小麦和玉米两茬作物均遭干旱影响，致使喷灌粮田受到损失，而尤以玉米减产严重。

管灌在小麦和玉米苗期，难于迅速大面积施灌，对抗旱保苗不利，是其最大的缺点。但在小麦和玉米的后期，可充分供应作物需水，对提高小麦、玉米产量能发挥水的最大效益。

鉴于以上分析，认为在完善管灌配套技术的基础上，在给水栓处增设小系加压喷灌的设施，将喷灌与管灌结合起来，扬长避短，既能抗旱保苗，又能充分供水促产，从而开发一种新的农田节水灌溉技术体系，

对于华北地区稳定农田水利工程布局，进一步提高节水效果，推动节水型农业建设，保障高产、优质、高效农业目标的实现，都有着重大的意义。

一、田间灌水新技术体系的组成

在管灌工程基础上，完善其配套设施，并利用给水栓接小泵加压喷灌，组成一个“喷—管结合．扬长避短，择优施灌”的技术体系，集喷灌、管灌优点于一体，使农田灌溉提高保证率，不再受异常气候变化的制约。这种田间灌水新技术体系适合我国国情．是一种具有中国特色有农业节水综合配套购新技术。其组装如图l所示。图 l新技术体系组装示意图(A端示意喷灌体B端示络管地面灌状况)，新技术体系由下述

几部分组成：

1.井 2．潜水泵 3．配电设备(漏电保护器) 4．安全阀 S．给水栓 6．活络管7．低压输水管道8.给水栓9．水泵加压装置10．支管11．竖管12．喷头状况．意活

水源——井灌区农用机井满足低压输水管道要求，一般使用现有水泵。低压输水管道——满足低压输水要求的各种管道。如薄壁 PVC管、水泥土管、现浇混

凝土管、波纹塑料管等。已有的可以应用，新建区可因地制宜发展。给水栓——已有的给水栓加以改造，新建的宜采用工程塑料配套型给水

栓。

活络管——即一种新型带有快速接口的短型软管。用以替代灌水毛渠。小泵加压喷灌装置——由与水源并泵同步运行的水泵及电机组成，喷头选用低压远射程大流量型；喷灌支管采用铝合金管或 PVC塑料管；铝合金管作竖管。

安全保护设施——包括首部安全阀及漏电保护器。

这种新技术体系可根据需要灵活操作，适宜喷灌时则喷灌，适宜地面灌时则用活络管灌，它既可抗旱保苗，又能保证作物需水高峰充分供水，真正做到在任何恶劣气候条件下，对各种需水规律不同的作物提供水分需要，保证农业的高产、优质、高效。

二、新技术体系组成部件与配套技术

2.1 新型给水拴

新型给水栓是在“七五”国家重点科技攻关项目(75—04—01一15)“管灌”部分专题出水口考评基础上，经过对各种给水栓优缺点的分析，扬长避短，并考虑与下级部件能快速连接进行设计研制的(见图2)。

个完整的技术体系。为了使管灌与喷灌相结合，以形成一个“择优组合、完善配套、并可分步实施”的新技术体系，对管灌给水栓接小泵加压喷灌进行了研究。这项措施需满足喷灌系统与低压管道系统配套应用，连接方便，工作同步，且必需喷洒及时、均匀，而投资相对低廉的技术经济要求。

2.3.1 给水栓接小泵加压喷灌系统组成

如图5所示，

1．给水拴2．快接给水栓软管3．加

压装置4．小泵出水口快速接头

5．喷灌连接软管6．喷灌支管 7．低

压喷头 8.喷灌立管

该系统由低压输水管道、给水栓、加压装置、喷灌管道、低压喷头以及连接附件等组成。

低压喷头选择时，考虑到喷灌只用于苗期快速轮灌．因此只要求喷洒射程较长，强度较大并喷洒均匀，对雾化程度要求不高，故选用了ZY-2型低压大流量远射程喷头。其性能如下：喷咀直径8／3.1mm，喷头压力2kg/cm2,射程1.8m，当喷头间距为18×18m时，喷洒强度为12.1mm／h，已能满足灌溉要求。

加压装置，根据与水源井泵能同步工作的原理，选配BQl10—76一150A型小型水泵，配套动力4kW，对进出水口加工改造便于用软管及快速接头连接，其规格性能如表3所示。

表3 加压装置规