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節水灌溉技術論文

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節水灌溉技術論文

節水灌溉技術論文范文第1篇

關鍵詞:節水;灌溉;技術;工程模式

現在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊,各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些,有些技術還有待進一步研究,有些技術優點更多些,適用范圍更廣些,而有些技術稍遜而已。

節水灌溉技術大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。

一、灌溉技術

節水灌水方法:灌水方法即田間配水方法,就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌,微灌和地下灌溉。

(一)地面灌溉地面灌溉是最傳統的灌水方法,一般說來它是作為比較是否節水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發展不斷完善,所以最近也有許多比傳統地面灌溉技術更節水的方法。

1灌水技術要素的優化灌水技術要素指溝、畦規格、入畦(溝)流量,改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節水的效果,一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸,就可以大大提高灌溉均勻度和灌水斂率.即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜,則因不同地形與土質而異,各地要通過試驗來確定。

2新的淘畦灌水工具傳統的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦,這樣既不準確又不方便,而且常因放水口滲漏造成水的田間損失.國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水,但這種方法造價較高,在我縣很少使用。我們也做了一些試驗,證明可提高田間水利用率5%~10%。

3尾水回收系統在土壤入滲速度較小時,每條溝的人流量大一些容易灌得均勻一些,但是往往使得水已流到溝尾時,溝首還沒有灌夠,這樣就不可避免地造成溝尾泄水,如將泄水排掉就會浪費灌溉用水.如果此時在溝尾安裝集水系統把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉,或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節水的措施。但我縣目前還很少采用。

4膜上灌(叉稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀,水就在膜上流動,到作物長出孔處才滲入土地,這樣灌水效率高,一般可節水25%~35%。增產15%~20%,又不要專門的設施。

(二)噴灌式灌溉噴灌技術是利用專門德設備將水加壓或是利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間,再經噴頭噴射道空中散成細小德水珠均勻的灑在農田上。適合灌溉所有的旱作物,糧食、蔬菜等。適用于氣候溫暖的平原和山丘。也適用噴灑農藥,但在北方很少使用。一是北方土地少,而是造價高。現在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統的形式很多,其優缺點也就有很大差別。

(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水由滴頭慢慢滴出,是一種精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不是灌土地。這種方法也多在南方和大面積土地上使用。此法可長時間使作物根區的水分處于最優狀態,因此既省水又增產,我國現有面積34萬公頃,但其最大缺點就是滴頭出流孔口小,流速低,因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理。

1固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(千、支管一般埋在地下),整個灌水季節都不移動,毛管用量大,造價與固定式噴灌相近,其優點是節省勞力,由于布置在地面,施工簡單而且便于發現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等),但是毛管直接受太陽曝曬.老化快,而且對其他農業操作有影響,還容易受到人為的破壞。

2半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間,而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50%~70%。這樣就增加了移動毛管的勞力,而且易于損壞。

3膜下灌在地膜裁培作物的田塊,將滴灌毛管布置在地膜下面,這樣可充分發揮滴灌的優點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難,而且還大大減少地面無效蒸發。

二、節水灌溉工程技術模式

為大規模發展節水灌溉技術,各地結合自身的特點均采用了不同的節水灌溉工程技術模式。為了使這些模式更加完善,下面介紹幾種有代表性的節水灌溉工程技術模式。

(一)、城郊設施農業節水高效工程技術模式

設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高產、高效。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。

郊區是發展設施農業節水高效工程技術最理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備).輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。

設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內。尤其在現階段,應在吸收國內外先進技術的基礎上,大力發展適合當地的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。

(二)、純井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式

目前,純井灌區大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的可持續發展。因此.在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”,二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉,對經濟作物可采用微灌。:

(三)、水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式

在各水庫周邊灌溉水源緊缺,農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。

節水灌溉技術論文范文第2篇

全國大型灌區續建配套與節水改造規劃工作已經圓滿完成,但從規劃審查中所接觸的一些問題看,大型灌區續建配套與節水改造的技術論證和決策,仍是一個有待進一步研究和總結的問題。不同地區、不同條件、不同類型的大型灌區應該因地制宜、科學地論證和選擇自己的技術方案和技術路線、本文僅就規劃審查中反映出的共性技術問題,談幾點對北方大型灌區節水改造的認識,供參考。

2.北方大型灌區節水改造任務艱巨

根據水利部1999年組織的大型灌區續建配套與節水改造規劃成果,規劃灌溉面積30萬畝以上的大型灌區共402處,現狀有效灌溉面積2.37億畝,占全國耕地面積的12.2%,規劃灌溉面積2.88億畝。其中位于北方地區的大型灌區有252處,占總數的62.7%,現狀有效灌溉面積1.55億畝,占全國現狀有效灌溉面積的65.4%,規劃灌溉面積1.82億畝,占大型灌區規劃灌溉面積的63.2%。由此可見,北方大型灌區在節水改造中占有非常重要的位置。

北方大型灌區和全國大型灌區同樣面臨工程不夠配套、建設標準偏低、老化失修、管理落后等一系列問題,還面臨灌溉水量不足的嚴峻問題。通過節水改造,不但要解決現狀缺水,而且在不增加灌溉用水總量的前提下,還要在灌區控制范圍內擴大灌溉面積。大型灌區節水改造建設周期長,綜合性強,投入巨大,技術方案和技術路線既要立足于生產上已經得到驗證的成套技術,同時應有必要的前瞻性,制定科學、合理的改造標準,積極、慎重地采用新技術、新材料、新工藝,以增加灌區改造的科技含量、提升灌區功能,保證工程質量,降低建設費用和運行成本,提高灌區經濟效益。

3.北方大型大型灌區節水改造共性技術問題

北方和南方大型灌區所處氣候條件有顯著差異,節水改造方向和技術路線也有明顯的差別,但就北方大型灌區而言,節水改造技術決策也存在一定的共性,可歸納為下述幾個主要方面:

3.1以水資源承載能力確定灌區發展規模

我國農業面臨的水資源嚴峻形勢不僅表現為水資源的人均占有量和畝均占有量低,而且更突出地表現為水土資源配置失衡。黃河、淮河、海河三大流域的土地面積占全國的13.4%,耕地占39%,人口占35%,GDP占32%,而水資源僅占7.7%,是水資源最為緊張的地區。我國西部大部分灌區墾殖率僅為50%左右,即灌區控制范圍有近一半的面積為各類荒地。充足的光熱資源和豐富的土地資源誘發起人們以擴大灌溉面積發展農業生產的愿望,但往往忽視了水資源承載能力的限制,造成上游開荒、下游棄耕,湖泊干涸,河道斷流,綠州萎縮,自然生態惡化的嚴重后果。因此大型灌區改造必須正確把握水資源的承載能力,確立以水資源承載能力決定灌區發展規模的技術原則。

水資源承載能力主要取決于水資源條件,一般而言,水資源豐富地區的水資源承載能力大,而水資源匱乏地區的水資源承載能力小。但是,水資源的承載能力又表現出明顯的可變性,廣義上講開源、節流都是為了提高水資源的承載能力,當然這種提高是有限制的。水資源開發程度超出安全限度意味著水資源的承載風險加大;超出技術、經濟合理性的節流,也必然帶來運行、管理上的風險。水資源承載能力還表現為相當大的彈性,例如超采淺層地下水的短期合理性與長期危害性是并存的。正確利用水資源承載能力的彈性可以大大提高水利工程的經濟合理性,超出限度則最終會影響農業生產。

在考慮水資源承載能力時,還必須考慮對生態環境的影響。水資源短缺的北方地區,在當前技術水平下,提高水資源對經濟發展的承載能力,不能不影響到生態環境用水,因此生態環境脆弱地區應首先保證必要的生態環境用水,其他地區也要同時從長遠上考慮生態環境的承受能力。

3.2根據作物要求分別確定灌溉標準

大型灌區通常采用單一灌溉設計保證率,例如有關規范規定的影響因素中,作物影響是以“作物組成”的形式出現的,并未明確同一灌區的不同作物可采用不同的灌溉設計保證率。這種狀況與我國農業傳統上強調糧食生產有關,也與規劃設計的粗放有關。大型灌區節水改造中如何正確選擇灌溉設計保證率是一個有爭議的問題,一方面北方水資源短缺,不可能選擇過高的灌溉標準,另一方面灌區節水改造的效果又應該體現在灌溉保證率的提高上。

我國大型灌區多建于50~70年代,灌溉設計保證率是根據當時的水文氣象、水土資源、作物組成、灌區規模等因素確定的。80年代以來全國氣候呈現北旱南澇的態勢,北方河流年徑流量明顯減少,不少灌區的灌溉實際保證率并未達到設計保證率。例如山西省有65%的灌溉面積每年只能灌水1~2次,且遠低于設計灌溉定額。因此,北方大型灌區節水改造的效果首先不是體現為提高灌溉設計保證率,而應該體現在恢復灌溉保證率上。

我國農業種植面臨重大結構調整,即由目前以糧為主的“糧、經”二元結構變為“糧、經、飼”均衡發展的三元結構,農業用水形態呈多樣化趨勢。優質、專用糧食作物和大多數經濟作物因產值高、適用水肥條件好等原因,要求較高的灌溉保證率,而耐旱牧草和一般糧食作物則不要求較高的灌溉保證率,因此同一灌區應該針對作物要求確定不同的灌溉設計保證率,這是適應農業種植結構調整,發展灌區經濟的必然選擇。

采用多種灌溉設計保證率給灌區規劃設計和運行管理帶來技術上的難度,解決的辦法應依水源條件不同而異。在單一水源條件下,可通過調整作物種植布局和實行作物區域種植、規模經營的方法解決,在多水源特別是開發利用地下水的條件下,應在供水保證率高的水源受益地區種植要求灌溉保證率高的作物。渠道也可以參照國外經驗,采用既適合大流量輸水,也適合較小流量輸水的形式。

3.3實現水資源的合理開發和聯合運用

我國大型灌區均以河流、湖泊、水庫等為主水源,但通常并未對區內全部水資源實行有效的統一管理。

降雨形成的土壤水是水資源的重要賦存形式,有效利用降水是提高農田水份生產效率,解決水資源短缺的重要技術方向。除西北部年降水量小于200mm的地區外,北方大部地區屬補充灌溉農業,對降水有較大的依賴性。據有關研究表明,北方地區土壤水的資源量占降水資源量的60%~70%,小麥生育期土壤水可達其全部耗水量的1/3,但多數地區土壤水并未得到充分利用。北方地區有為數不少的高揚程灌區,總揚程達200~300m,運行費用高,多年來一直由地方政府給予補助或享受優惠電價,但農民負擔仍然很重。有效利用降雨給高揚程灌區節水改造提示了新的出路。例如陜西省東雷灌區實行九級揚水,最高揚程331.7m,平均揚程214.7m,因運行費用高,有的二級泵站不能正常開機,灌溉效益也無法發揮。當地農民針對這種情況,開始在有效利用降水,種植果樹上做文章。但是降水集中在7、8、9三個月,春季少雨,為此農民打水窖,分散集蓄雨水,降水不足時則少量利用渠水補足蓄水,形成了“渠引窖蓄”的用水模式。這種用水模式大大減少了灌溉用水量,對該類灌區節水改造方向影響深遠。

地下水是北方灌區的重要水資源,我國在井渠結合方面取得了不少經驗,地下水開發利用對大型灌區的意義并不僅僅是增加可供水量,而且能控制耕地鹽漬化,為種植結構調整提供便利的水利條件。西北地區降水少,淺層地下水主要靠灌溉補給;淺層地下水往往礦化度較高,且在垂直方向和水平方面呈不均勻分布;灌區墾殖率低,灌區內各類荒地大量分布,潛水蒸發損失大,這些因素都給西北灌區的地下水開發利用帶來多方面的特殊性。實行井渠結合是大型灌區節水改造的重要內容,但處于不同自然條件的西北大型灌區,實行井渠結合的技術方案、工程布局、工程形式、管理方式等,仍有必要認真研究和總結。

3.4骨干渠道應是渠道防滲的重點

大型灌區渠系復雜,渠線長、渠道的工程地質條件和施工條件不同,輸水損失大,以渠道防滲作為節水改造主要措施是符合實際情況的。但是渠道防滲耗資巨大,而且還普遍存在凍漲破壞的威脅,如何正確選擇渠道防滲重點是大型灌區節水改造面臨的技術決策。骨干渠道與田間渠道比較有以下特點:①骨干渠道一般按續灌方式運行,行水時間長;田間渠道一般按輪灌方式運行,行水時間短。②各級渠道的合計設計流量,田間渠道一般為骨干渠道的幾倍至十幾倍,即一級田間渠道的合計斷面遠大于一級骨干渠道的合計斷面。③比較單條渠道長度,骨干渠道較田間渠道要大得多,但比較單位灌溉面積的渠道長度,結果正好相反。由此可以看出,骨干渠道輸水損失水量一般大于田間渠道輸水損失水量,骨干渠道防滲畝均費用一般小于田間渠道防滲畝均費用。因此,從投入的有效性考慮,大型灌區的渠道防滲應以骨干渠道為重點。

渠道的功能主要是輸水、配水,但同時還要求不沖、不淤,盡可能減少洇滲對周圍農田的影響,縮短行水時間,保證行水安全等等。從這些要求上看,骨干渠道防滲也應優先于田間渠道防滲。井渠結合灌區,渠道通常都有引水補源的作用,因此田間渠道除確有必要的渠段外,一般不易采取防滲措施。

3.5田間工程運行應與骨干工程運行相協調

大型灌區節水改造要求田間工程與骨干工程同步進行,以充分發揮改造效益。從技術上看,田間節水灌溉工程選型必須考慮田間用水過程和渠道供水過程的一致性。如前所述,大型灌區的田間渠道多以輪灌方式運行,盡管灌區灌水周期一般為15~20日,但某條田間渠道的行水時間不過1~2日。采用地面灌溉方式可以適應田間渠道的這種運行特點,但如采用噴灌、微灌,則供水過程往往難以滿足用水過程。可以通過修建田間調節池解決這個問題,但一是需增加投資,二是調節池的蒸發滲漏損失不容忽視,技術上、經濟上應進行論證。

北方大型灌區的田間工程,技術上應以改進地面灌溉為主要方向,有地形條件的應積極發展低壓管道輸水灌溉。農業種植結構調整要求采用噴灌、微灌等灌溉方式時,盡可能實行井渠結合,以地下水作為水源。

3.6適度發展噴灌、微灌,支持種植結構調整。

我國農業面臨農業資源特別是水資源不足的制約,同時還面臨比較效益低和加入WTO的挑戰,農業結構特別是種植結構的調整勢在必行。大型灌區具有較好的水利條件,而且不少都位于大中城市周圍的經濟圈、經濟帶內,進行種植結構調整既是大型灌區面臨的挑戰,也是大型灌區發展的機遇,因此大型灌區節水改造應高度重視提高農業經濟效益和有利于發展農村經濟。噴灌、微灌是先進的灌溉方式,對經濟作物有廣泛的適用性,應適度發展。其技術上的考慮是:不應照搬國外通過修建田間調節池協調田間用水過程和渠道供水過程的作法,而應提倡合理開發利用地下水,實行井渠結合運行模式。

3.7農藝措施是充分發揮節水改造效益的關鍵

提高降水利用率和生產效率的農藝措施主要是:以平整土地為中心的坡地整治措施,以秸稈和地膜覆蓋為重點的覆蓋保墑措施,以少耕、免耕為主的耕作保墑措施,以平衡施肥和施用抗旱劑為重點的化學調控措施,以選用抗旱品種為重點的生物節水措施,以優化農業資源配置為主的產業化發展措施等等。大型灌區節水改造的目的是為了提高水利用率和水分生產效率,應在技術方案和技術路線中明確農藝措施的重要作用,也應對農藝措施的篩選和配套提出指導性要求。

北方大型灌區多數面臨水資源短缺的困擾,提倡非充分灌溉的呼聲很高。但是應該看到,農業技術進步已經迫使人們對充分灌溉重新認識。例如棵間蒸發被認為是作物需水量的一部分,傳統上對其合理性并未有過什么苛求,僅僅要求進行較好的耕作和管理。但據河北省的試驗資料,桔稈覆蓋麥田可減少35%~66%的土壤水分消耗,其中大部分為棵間蒸發減少量。顯然這種覆蓋措施并不會造成作物水分的虧缺,也不會對作物生長環境造成顯著影響。因此在決定采用非充分灌溉之前,首先應該研究農藝措施對作物需水量的影響,使充分灌溉和非充分灌溉都建立在當代科學的基礎上。

3.8以信息化推動灌區生產服務的社會化

信息技術在大型灌區的傳統應用是水管理自動化和辦公自動化,顯而易見這種信息技術應用僅局限于灌區管理機構內部,并非服務于灌區社會。

基于對信息化認識的不斷深化,有些灌區已經在探索服務于灌區社會的信息化道路。例如山西省夾馬口灌區利用信息技術把農戶用水情況完全向社會公布,使農民理解節約用水和自身利益是息息相關的,收到很好的節水效益和經濟效益,也為大型灌區信息化提示了新的思路。

4.北方大型灌區節水改造的幾項關鍵技術

北方大型灌區的具體條件不盡相同,面臨的問題有其特殊性,對節水改造技術需求有顯著差異,但其中也有一些比較具有共性的需求:

4.1灌區水循環的模擬和評價技術

灌區引水量的減少以及渠道防滲等節水措施的廣泛采用將影響灌區水循環,特別是地下水的補給和消耗將發生顯著變化,并進一步影響到土壤鹽分運動以及自然植被、人工植被的生態耗水。如何依據節水改造實施前后條件的變化比較準確地推演未來的狀況和變化趨勢,是對這項技術的基本要求。

4.2渠道防凍漲技術

造成北方防滲渠道破壞的主要原因是凍漲,這種狀況與北方灌區普遍進行冬灌、秋澆等有直接關系。冬灌、秋澆一般定額較大,抬高了地下水位,特別是骨干渠道沿線的地下水位有時甚至高于渠底,致使凍漲量過大。國內外渠道防凍漲研究成果和成功經驗不少,技術上似乎沒有大的障礙,問題在于防凍漲措施的有效性往往和建設費用、運行費用成正比,對于發展中國家尚難以承受。北方灌區渠道防凍漲問題不宜單純依靠防凍漲措施解決,應提倡針對渠段實際情況采用綜合措施解決。例如,骨干渠道兩側地下水補給條件好,水質也較好,可以沿渠布設機井(或埋設水平排水管),將地下水提入渠中,一方面增加了可供水量,另一方面也可有效降低骨干渠道兩側的地下水位,減輕凍漲威脅,比單純排水的經濟性好。

4.3管道輸水技術

管道輸水、配水系統在井灌區已有較廣泛應用,但在大型灌區除水泵進出水管道外,尚未得到真正應用。從節水改造初步規劃來看,少數具有地形條件的灌區已經注意到這項技術的應用前景。北方灌區中有為數不少的高揚程灌區,運行費用很高,減少輸水損失不僅節約用水,而且減少能耗,經濟上、技術上都是可行的,應著手該項技術的開發和應用。如何根據灌區的基本條件合理規劃設計配套完善的管道輸配水系統,開發低成本大口徑管材,解決管道輸水管理上的困難等等是對管道輸水技術的主要需求。

4.4大規模、高精度平整土地技術

高精度平整土地是提高大型灌區田間水利用率的基礎性工作,以往用人工和推土機進行這項工作,精度不高,耕地大平小不平,致使灌水仍不夠均勻,灌水定額過大。目前提高田間水利用率的有效措施是劃小畦塊,縮短溝長,但不利于農機作業。國外降低農業生產成本,提高競爭能力的方向是擴大地塊,并同時采用激光平地,保證灌溉效率。激光平地在我國尚處于試驗階段,應該在大型灌區節水改造中推廣該項技術,這符合農業現代化的長遠要求。激光平地除機械、電子設備外,還應包括測量技術、規劃技術、施工技術等等。

4.5非充分灌溉技術

非充分灌溉是北方相當一部分缺水灌區的必然選擇,但如前所述,由于農藝節水技術的進步和廣泛應用,充分灌溉和非充分灌溉界限已發生明顯變化。故這里所講的非充分灌溉,應該是在較好農藝節水措施條件下進行的灌溉。對于大型灌區,普遍采用非充分灌溉的關鍵在于需要對灌溉系統功能重新定位,對灌區運行調度也提出嚴格要求,否則如果按照目前的工程條件和調度能力,作物水分的“短期虧缺”很可能成為“永久虧缺”。

4.6耕地鹽漬化的控制技術

西北地區的大型灌區因降水稀少,蒸發強烈,以及排水工程不配套等原因,開灌后都不同程度存在鹽漬化問題,因此必要的排水配套措施應該是這次灌區節水改造的重要內容之一。引黃灌溉曾在60年代初期發生過鹽漬化的問題,部分灌區一度被迫停灌,此后在鹽漬化綜合治理方面積累了不少經驗,但是這些經驗在多大程度上適合于西北的干旱、半干旱條件尚缺乏分析和驗證。

4.7灌區分析評價技術

灌區分析評價包括二方面的目的:一是對現狀灌排設施進行調查,總結經驗,找準問題;二是根據水資源條件、農業種植結構等變化趨勢,提出灌區節水改造的目標、標準、技術方案、技術路線、經濟技術指標、管理體制等等。灌區分析評價是灌區節水改造規劃工作的基礎,也是一項重要的前期性研究工作,但目前這項工作非常薄弱,仍停留在常規現場調查的水平上。

4.8信息技術

大型灌區節水改造對信息技術的需求是明顯的,但對信息技術的定位又很不明確。信息技術不同于傳統的自動化技術,它除采集數據和執行指令外,更強調信息的共享性。因此用于大型灌節水改造的信息技術將涉及信息網絡、信息平臺、信息倉庫、信息決策、信息服務等廣泛的領域,信息技術只有更直接地為農業生產和農村經濟服務,才能發揮提升傳統灌排工程系統的作用。

節水灌溉技術論文范文第3篇

    論文摘要:地面灌溉是古老的田間施水技術,但它目前仍是世界上特別是發展中國家廣泛采用的一種灌水方法,約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統的地面灌溉技術。  

鑒于我國水資源與能源短缺,經濟實力不足,廣大農村地區的技術管理水平較低的現實,大面積推廣噴、微灌等先進灌水技術還受到很大的限制,因此在今后相當長的一段時間內,我國還仍須加大田間工程的建設力度,大力研究和推廣節水型地面灌水技術。  

一、我國節水灌溉現狀  

 近幾年來,我國高度重視和加強水利設施建設,以節水挖潛改造為中心,切實加強農田水利基礎設施建設。實施了小型農田水利工程、灌區節水改造與續建配套、節水增效示范、末級渠系改造、水權轉換等工程項目,有效提高了水資源調控能力和利用效率。在設施農業和特色農業種植區,推行了低壓管灌、滴灌、噴灌等現代化節水灌溉技術,推動了現代節水農業的發展。拿四平遼河灌區為例,截止目前,全區共發展工程節水灌溉面積10萬畝,總投資2千萬元。其中渠道防滲面積1.1萬畝,低壓管道灌溉面積3萬畝,噴微灌面積4萬畝。發展地面軟管灌溉、小畦灌溉等非工程節水灌溉措施面積1萬畝。年可節水4000萬立方米,增產1000萬公斤,節水灌溉技術的推廣應用,提高了水的利用率和產出效益,緩解了水資源供需矛盾,促進了農業種植結構調整、農工收入的增加和區域水資源平衡,改善了生態環境,拉動了節水灌溉設備產業的發展  

二、節水灌溉技術及發展趨勢  

  

 目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:一是與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。 就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。二是應用3s技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(gps)和地理信息系統(gis),遙感技術(rs)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。這是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。 三是智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。  

我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:一是噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。二是地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。三是地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。四是農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。  

三、發展節水灌溉技術的政策建議  

  

一是提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成好的節水灌溉技術發展環境。  

二是節水灌溉技術發展要符合農村實際。一是因地制宜,繼續普及與推廣噴、微灌技術。在節水灌溉模式中,噴、微灌應用越來越多,目前國內外噴、微灌技術正朝著低壓、節能、多目標利用、產品標準化、系列化及運行管理 自動化方向發展。二是灌溉渠系管道化。我國已基本普及了井灌區低壓管道輸水技術 ,今后的發展方向是大型渠灌區渠系管道化,并加快相應大口徑塑料管材的開發生產。  

三是現代精細地面灌溉技術。由于我國地面灌溉量大、面廣,需要采用推廣應用激光控制平地技術、水平畦田灌溉技術、田問閘管灌溉系統以及土壤墑情自動監測技術等一切改進地面灌溉措施,逐步實現 田間灌溉水的有效控制和適時適量的精細灌溉 。  

四是研究和推廣非充分灌溉技術。非充分灌溉理論將與生物技術、信息技術及“四水”轉化理論等高新節水技術和理論相結合,創建新的灌溉理論及技術體系。五是“3s”技術在農業節水中的應用。如果能在農業節水中推廣應用“3s”技術產生的節水效能將是革命性的。 此外,國外還 出現 了地面浸潤灌溉、坡地灌水管灌溉、土壤網灌溉、繩索控制灌溉等新的節水灌溉技術,都對我國的節水灌溉有積極的參考借鑒意義。 對于沙漠地區和缺乏淡水的沿海地區,利用空氣中的水分進行灌溉是一種可取的方法,但如何降低成本,提高效率和實用性是今后應著重解決的問題。總而言之,節水灌溉工程推廣,任重而道遠。我們有理由相信,通過節水灌溉的逐步推廣使用,實現水資源的科學開發,實現水資源的可持續利用,指日可待。  

參考文獻:  

節水灌溉技術論文范文第4篇

論文關鍵詞:節水;灌溉;模式

論文摘要:寧夏地區正在大規模發展節水灌溉,并結合自身的特點采用了不同的節水灌溉工程技術模式。這些節水灌溉工程技術模式,不但在寧夏乃至全國都有普遍的推廣應用價值。為了使這些模式更加完善,特對其中幾種有代表性的模式的一些技術問題進行探討。

1設施農業節水高效工程技術模式

設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高效、高產。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。

郊區是發展設施農業節水高效工程技術較理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備、過濾設備)、輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。

設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內先進水平。尤其在現階段我們吸收先進技術的基礎上,大力發展適合寧夏地方的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。

2井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式

目前寧夏的井灌區,大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的持續發展。因此,在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”;二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉或噴灌,對經濟作物可采用微灌。

3丘陵水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式

在灌溉水源緊缺、農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。

4渠井結合灌區節水灌溉工程技術模式

渠井結合灌溉主要有兩種形式,一種是在灌區上游用引河水灌溉,下游用井水灌溉,采用渠灌和井灌兩套灌溉工程系統;另一種是灌區內同一地塊既用河水灌又用井水灌,共用一套灌溉工程系統。在這類灌區發展節水灌溉時,既可以采用渠道防滲和先進的灌水技術減少渠道輸水損失和田間灌水損失的工程技術措施,也可以渠道不防滲,田間灌水仍用傳統方法,而采用相應的工程技術和管理措施提高灌溉水的重復利用量。

5低山丘陵區河道截滲攔蓄和高水位池聯合供水的節水灌溉工程技術模式

北方丘陵山區的小河道,盡管干旱季節河道經常斷流,但到汛期往往洪水洶涌,且泥沙很多。因此,在這種河道截滲攔蓄開辟灌溉水源時,一定要做好水文分析,進行周密的工程設計,確保能防洪和防淤積,并要符合國家有關這類河道的防洪規定。在設計高位水池時,要認真研究分析河道通過截滲攔蓄能供給灌溉的水量,防止因水池設計過大,引起整個灌溉工程投資的浪費。為了降低工程投資,從河道水源向水池供水的“上水管”與水池自壓向灌溉系統輸水的“下水管”應共用同一條管道。因此,在設計時應在同時滿足這兩種需要的條件下選用適合的管徑。

節水灌溉技術論文范文第5篇

論文摘要:對西吉縣節水灌溉,筆者提出了主要四種模式和途徑可供參考。但是在推廣這些模式的過程中還存在一些問題,為此,提出了解決這些問題的對策。

建國以來,西吉縣先后建成中小型水庫44座,塘壩82座,水保骨干壩62座,打農灌機井459眼,發展灌溉面積20.30萬畝,農業灌溉用水量每年達0.75億m3。西吉縣以干旱造成的損失最為嚴重,不但春旱、夏旱經常發生,而且有時出現秋旱或春夏秋連旱。庫、井灌區發展節水灌溉已顯得尤為重要。節水灌溉就是充分合理利用各種水資源,采取水利、農業、管理等技術措施,使區域內有限的水資源總體利用率最高及其效益最佳。

1針對西吉縣節水灌溉主要有以下四種途徑可供參考

1.1輸配水工程節水庫灌區采用渠道防滲襯砌和裝配式建筑物技術,可提高水的利用率,擴大灌溉面積,促進農業生產的發展;渠道防滲襯砌后,渠床糙率減少,渠中水的流速加大,輸水能力明顯提高。由于該技術簡單,群眾容易掌握,所用砂子、石子等材料可就地取材,有利于工程建設,鑒于上述優點,渠道防滲襯砌是庫灌區最廣泛應用的節水工程技術之一。經過測試:渠道襯砌后,渠系水利用系數由土渠的0.66可提高到0.80以上。裝配式建筑物具有結構輕巧、外型美觀、安全實用、施工簡單、節省材料、造價低廉、定型、系列化和集中安裝的特點,可加大灌區配套工程建設的速度,提高渠道建筑物的質量,縮短施工周期,促進用水管理、減少輸水損失和水量浪費,灌區采用裝配式建筑物后,畝均節水5%左右。井灌區采用低壓管道和白龍管灌輸水技術,低壓管道適用于以下幾種情況的機井灌區:第一,地面坡度大,原渠道沖刷嚴重而影響灌溉的機井;第二,渠道滲漏嚴重,灌溉周期過長的機井灌區;第三,有土地擴灌條件的機井。單個機井低壓管道控制灌溉面積一般為80~150畝;管網布置采用固定式管道與移動軟管相結合的半固定式;低壓管道管材為PVC管,耐壓等級為0.32兆帕;管道埋設密度每畝不小于6m;給水栓間距在50m至100m之間,單個給水栓控制灌溉面積4~9畝。井灌區采用低壓管道后,管系水利用系數可由土渠的0.66提高到0.90以上,提高36.40%。

1.2田間技術節水田間技術節水主要有小畦灌溉和長畦短灌技術。小畦灌溉是寧南山區一項行之有效的田間節水灌溉技術,就是將地面做成窄長形的小畦,由畦田口進水,其特點是水流流程短,灌水相對均勻,可減少深層滲漏,提高灌水均勻度和田間水利用率,減小灌水定額,達到節水和增產的目的,小畦灌溉適用于井灌區和小型水庫灌區,根據實測資料,采用小畦灌溉時(小畦面積0.10~0.20畝)田間水利用系數可達到0.88~0.92,較大田漫灌田間水利用系數平均0.81相比,提高11.10%。推廣采用小畦灌溉的四個參數為:畦長20~30m為宜;畦寬按耕作要求為1.60~2.40m;畦田坡度在3%~4%之間適宜;入畦流量0.50~2 l/s·m區間為佳。長畦短灌又稱長畦分段灌溉,是指將長畦劃分為若干不打橫向畦埂的小段,用輸水溝將水送入各段灌溉,灌水時通常由近及遠,可達到與小畦灌溉同樣的節水效果。畦田長度40~100m,寬度2.40~3.60m,單寬流量0.60~3l/s·m,長畦短灌不僅減少了田間渠道,節約了耕地,而且便于農機作業。

1.3農藝技術節水庫井灌區通過改進灌水技術和作物栽培技術可達到節水的目的。灌區應采用精耕細作,深耕耙耱,增肥改土,以肥促水;小麥選用優良抗旱、高產品種,玉米、蔬菜應采用地膜覆蓋技術,達到節水、增產的目的。

1.4管理技術節水管理技術是提高水利用率的關鍵措施之一,貫穿于整個農業生產的全過程。庫井灌區應建立鄉、村兩級用水管理技術體系,實行計劃配水,按方收費,超水加價等管理方法。同時要加大宣傳力度,通過各種形式的宣傳來提高全民的節水意識,對工程管理人員進行技術培訓,達到節水的目標。

通過以上四種節水技術模式和途徑,庫灌區灌溉水利用系數可由0.54提高至0.72以上,節水達20%以上。機井低壓管道灌區灌溉水利用系數可由0.54提高至0.81以上,節水達25%以上。小麥單產從300kg可提高至350kg以上,節水、增產效果十分顯著。

2推廣這些模式存在的主要問題和對策

2.1提高認識,合力發展我縣水資源缺乏已是很嚴重的事實, “水是取之不盡,用之不竭”的錯識觀念還比較頑固,節水意識和水法律意識還很淡薄。在一些基層領導和干部中,為了實現短期的經濟利益,仍在嚴重超采地下水的地區,繼續加大開采地下水,擴大灌溉面積;有的流域在上游無節制地開墾,發展灌溉,不但引起下游荒蕪、沙化,而且造成上游灌區次生鹽堿化。

2.2應以國家投入為主由于我縣農民收入水平較低,而節水灌溉的效益主要體現在改善生態環境等社會效益方面,要求農民投入太多的資金用于發展節水灌溉是不現實的。即使按上述的投資比例,國家的投入也顯不足,農民和集體難以長期承受2/3以上的投入,如不加大國家的投入,節水灌溉也難以繼續按此速度發展。據預測,到2010年我縣人均水資源占有量低于170m3。按國際標準,人均水資源占有量1 000m3為起碼需求、人均占有水資源量200m3嚴重缺水邊緣統計,農業是最大的用水戶,為了保障我縣水資源的可持續利用,農業節水將是一項長期的戰略任務。

發展節水灌溉,必然要對作物用水進行限制,如采用非充分灌溉制度,則是以降低單產換取區域總產提高為目的,對于單個農戶來說不一定受益。即使在水資源充沛地區,單從改變灌溉技術來說,農作物增產的幅度也不太大,除經濟作物外,糧食作物一般也只在10%~20%。據調研,從水源到田間,新發展出1畝節水灌溉面積平均約需投入3 000元左右,改造1畝節水灌溉面積也得投入500~1 000元;發展1畝坡地改梯田約需投入2 000元左右。當前農業比較效益很低,農民負擔很重且收入增長速度下降,在發展節水灌溉中一般只能承擔投勞部分。因此,從現階段來看,除發展溫室大棚或經濟作物等高產出的節水灌溉,應以業主或農民為主投入外,節水灌溉的投入應以國家為主。

2.3政策配套,提高灌溉用水管理水平。在推行節水灌溉中,重建設、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當前,灌區的農田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據統計,目前在水、種、肥這農業生產投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些灌區,水費支出僅占平均純收入的5%。由于水價太低,導致農民不愛惜水,不舍得在購買節水灌溉設備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。灌區要積極推廣用水戶參與管理的經驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現以水養水,達到節水的良性循環。

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