一、节水灌溉体系
节水灌溉的最终目的是以最少的水量消耗获取尽可能多的农作物产量、最高的经济效益和生态环境效益。节水灌溉是一个完整的体系,由以下几部分组成。
1.水源开发与优化利用技术
(1)雨水集流技术。在我国北方干旱缺水地区,采取各种措施把有限的降雨汇集存储起来,供农村人畜饮水和农作物灌溉用。其主要做法有以下几种。
1)水窖。选择有一定产流能力的坡面、路面、屋顶,或经过夯实防渗处理的地方作为雨水汇集区,将雨水引人位置较低的水窖内储存。单个水窖蓄水量一般为30~50m3。
2)蓄水池。在渠旁、村庄附近选择有可能汇集降雨径流或调蓄山泉、溪水的天然洼地或人工挖成蓄水池,实行蓄引结合,长蓄短用;还可以用渠道将各蓄水池串连起来形成“长藤结瓜”式系统。蓄水池容积从几百立方米到几千立方米。为减少渗漏,池底及池壁应进行防渗处理。
3)塘坝。在有较大汇水面积的洼地、溪谷筑坝拦蓄水。在我国南方一般称这种蓄水能力在10万m3以下的微型水库为“塘坝”。由于蓄水量较多,塘坝的拦水坝,取水及排洪建筑物等应参照小型水库的技术要求进行正规设计和施工。
(2)劣质水利用技术。在水源十分紧缺的地区,对一些劣质水源,如微咸水、污水等,在搞清水质的基础上,可根据土壤积盐状况、农作物不同生育期耐盐能力,直接利用微咸水进行灌溉,或者咸淡水掺混后使用。利用微咸水灌溉时,特别要注意掌握灌水时间、灌水量、灌水次数,同时与耕作栽培技术措施密切配合,防止土壤盐碱化。城市或工矿企业排放的废水含有各种重金属元素、有害无机物或有机化合物、病原生物等,必须经过严格净化处理达到灌溉水质标准后,才能用于灌溉非直接食用的农作物。污水处理需要专门的技术与设施。我国有些地区直接引用污水进行灌溉,或处理后的污水未达标准即用来灌溉蔬菜等食用作物,不仅引起农业环境的污染,而且危害人体健康,应当引起重视
(3)灌溉回归水利用技术。一些灌区渠系和田间产生的渗漏水、退水、跑水可收集起来作为下游地区的灌溉水源。使用回归水之前,要化验确认其水质是否符合灌溉水质标准。
(4)井渠结合 地表水、地下水互补技术。有些自流灌区在干旱季节地表来水少,轮灌周期长,供水不足,可采用井渠结合,打一部分机电井,提取地下水补充地表水的不足。而抽取地下水以后,地下水位降低,又能起到“腾空”地下库容,增加雨季降水及灌溉水人渗补给地下水的作用。地表水、地下水两者互为补充,提高了水资源的有效利用率
(5)储水灌溉技术。把河流冬季多余的闲水引到田间灌溉,存储到土层中,供春季作物吸收利用,以缓解春季河流来水不足与供水紧张的矛盾。在南方地区也可将冬季的雨水、灌溉水存蓄于水田中,称为冬水田,以供次年春耕之用。
2.节水灌溉工程技术
(1)喷灌技术。喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间,再经喷头喷射到空中,形成细小水滴,均匀地洒落在农田,达到灌溉的目的。喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物,以及蔬菜、果树等。它对地形、土壤等条件适应性强。但在多风的情况下,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大的问题。与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可省水30%~50%,增产10%-30%。最大优点是使农田灌溉从传统的人工作业变成半机械化、机械化,甚至自动化作业,加快了农业现代化的进程。
(2)微灌技术。微灌是通过管理系统与安装在地面管道上的灌水器如滴头或微喷头等,将有压水按作物实际耗水量适时、适量、准确地补充到作物根部附近土壤进行灌溉。它可以把灌溉水在输送过程中以及到了田间以后的深层渗漏和蒸发损失减少到最低限度,使传统的“浇地”变成为“浇作物”。由于它只向作物根区土壤供水,故也称其为局部灌溉。微灌可分为微喷灌、滴灌等。微灌是用水效率最高的节水技术之一。它的另一特点是可以把作物所需养分掺混在灌溉水中。在灌水的同时进行施肥,既减少用工又提高肥效,促使作物增产。以色列、美国等国家的微灌技术达到了很高的水平,基本实现了灌溉过程自动化,但是造价昂贵,因此主要用于大棚和温室的蔬菜、花卉以及果树等高产值经济作物的灌溉。我国在学习、引进、消化吸收国外先进技术的基础上,初步形成了自己的微灌产品生产能力。
(3)渠道防渗技术。我国各类灌区渠道总长度达数百万公里,大多数为土渠,水的渗漏损失很大。为了减少输水过程中的这部分损失,采用建立不易透水的防护层,如混凝土护面、浆砌石衬砌、塑料薄膜防渗等多种方法,进行防渗处理,既减少了水的渗漏损失,又加快了输水速度,提高浇地效率,深受群众欢迎,成为我国目前应用最广泛的节水技术之一。与土渠相比,混凝土护面可减少渗漏损失80%~90%,浆砌石衬砌减少渗漏损失60%~70%,塑料薄膜防渗减少渗漏损失90%以上。