时间：2023-03-20 16:20:24
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论文摘要：宁夏地区正在大规模发展节水灌溉，并结合自身的特点采用了不同的节水灌溉工程技术模式。这些节水灌溉工程技术模式，不但在宁夏乃至全国都有普遍的推广应用价值。为了使这些模式更加完善，特对其中几种有代表性的模式的一些技术问题进行探讨。
1设施农业节水高效工程技术模式
设施农业栽培也称保护地栽培，是利用日光温室、塑料棚等保护设施，人为地创造适于作物生长发育的环境条件。从而达到优质、高效、高产。其生产对象是高附加值的供城市居民消费的蔬菜、花卉等价格高的作物。
郊区是发展设施农业节水高效工程技术较理想的地区，在这些地区滴灌技术为最常用的节水灌溉技术。这种工程技术模式一般包括：水源工程、日光温室(或塑膜大棚)、灌溉首部枢纽(水泵、控制设备、施肥设备、过滤设备)、输水管道、灌水器。灌水器常用滴头、滴灌管(带)、涌水器，还可结合覆膜进行膜下灌溉。
设施农业节水灌溉工程技术装备应立足于国内先进水平。尤其在现阶段我们吸收先进技术的基础上，大力发展适合宁夏地方的设施农业装备。在设施农业用的节水灌溉设备方面，应重点解决适合普通温室应用的成套微灌设备的材料配方、生产工艺问题，降低销售价格、提高可靠性和耐久性。为最大限度发挥微灌设备在设施农业应用中的优势，应花大力气解决利用微灌设备施肥的技术落后和装备不过关的问题，研究生产适合设施农业各种作物在各个生育期使用的可溶性肥料，使灌溉时能做到水肥同步，发挥最大的水肥综合效益。
2井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式
目前宁夏的井灌区，大多存在地下水位逐年下降，生态环境恶化的问题。在这类灌区，减少灌溉用水量的主要目的应是改善水环境，恢复生态平衡，维护农业生产的持续发展。因此，在灌区内的作物灌溉用水量，应按生态要求可供给的地下水开采量来确定。在这种前提下，当前这类灌区大多数已不能对全部灌溉面积上的作物实行充分灌溉。要解决这个问题可采取两种办法，一是减少灌溉面积，在余下的灌溉面积上，仍采用追求最高单产的传统充分灌溉方法，其他面积则发展“雨养农业”；二是仍维持原来的灌溉面积，对作物灌溉则采取非充分灌溉方法，即在水分对作物产量形成的最敏感时期实行充分供水，而在其他时期实行少供水甚至不供水，不追求作物单产最高，而追求总产最高。在高效节水灌溉技术方面，一般对大田作物采用低压管道输水灌溉或喷灌，对经济作物可采用微灌。
3丘陵水库灌区自压管道输水灌溉工程技术模式
在灌溉水源紧缺、农业生产水平高的灌区，采用自压管道输水灌溉工程技术是一种较理想的模式。其重点是解决规划设计和田间用水管理的技术问题。另外，还有诸如管材选用、施工技术、渠管联接、防淤积等一些技术问题需要解决。
4渠井结合灌区节水灌溉工程技术模式
渠井结合灌溉主要有两种形式，一种是在灌区上游用引河水灌溉，下游用井水灌溉，采用渠灌和井灌两套灌溉工程系统；另一种是灌区内同一地块既用河水灌又用井水灌，共用一套灌溉工程系统。在这类灌区发展节水灌溉时，既可以采用渠道防渗和先进的灌水技术减少渠道输水损失和田间灌水损失的工程技术措施，也可以渠道不防渗，田间灌水仍用传统方法，而采用相应的工程技术和管理措施提高灌溉水的重复利用量。
5低山丘陵区河道截渗拦蓄和高水位池联合供水的节水灌溉工程技术模式
北方丘陵山区的小河道，尽管干旱季节河道经常断流，但到汛期往往洪水汹涌，且泥沙很多。因此，在这种河道截渗拦蓄开辟灌溉水源时，一定要做好水文分析，进行周密的工程设计，确保能防洪和防淤积，并要符合国家有关这类河道的防洪规定。在设计高位水池时，要认真研究分析河道通过截渗拦蓄能供给灌溉的水量，防止因水池设计过大，引起整个灌溉工程投资的浪费。为了降低工程投资，从河道水源向水池供水的“上水管”与水池自压向灌溉系统输水的“下水管”应共用同一条管道。因此，在设计时应在同时满足这两种需要的条件下选用适合的管径。
鉴于我国水资源与能源短缺，经济实力不足，广大农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积推广喷、微灌等先进灌水技术还受到很大的限制，因此在今后相当长的一段时间内，我国还仍须加大田间工程的建设力度，大力研究和推广节水型地面灌水技术。
一、平整土地，设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量，缩短灌水时间，提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整，进行田间工程改造，划长畦（沟）为短畦（沟），改宽畦为窄畦，设计合理的畦沟尺寸和入畦（沟）流量，可大大提高灌水均匀度和灌水效率。
陕西洛惠渠的研究表明，在入畦单宽流量为3~5L/s时，灌水定额随畦长而变，当畦长由100米改为30米时，灌水定额减少150~204m³/hm²；当畦长30~100米时，畦单宽流量从2L/s增加到5L/s，灌水定额可降低150~225m³/hm²。
宝鸡峡灌区进行深层渗漏的对比试验，灌水定额小于675m³/hm²，基本不发生深层渗漏；灌水定额825~990m³/hm²时，约有150m³/hm²水产生深层渗漏；灌水定额1350m³/hm²时，有一半水成为深层渗漏水。
我国幅员辽阔，各地地形和土质差异较大，因此难有统一标准，各地应根据田间试验结果，建立计算机模型，通过实验和计算机模拟，给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。
二、改进地面灌溉湿润方式，发展局部湿润灌溉
改进传统的地面灌溉全部湿润方式，进行隔沟（畦）交替灌溉或局部湿润灌溉，不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例，使田间土壤水的利用效率得以显著提高，而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性，促进根系深扎，有利于根系利用深层土壤储水，兼具节水和增产双重特点，值得大力推广。实践证明，春小麦与春玉米套种隔畦灌，棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌，湿润面积可减少50%，节水高达30%以上，增产幅度5%~10%。玉米坐水种，可节水900m³/hm²，节电90~105千瓦时，增产幅度约16%，增收幅度约28%。
三、改进放水方式，发展间歇灌溉
改进放水方式，把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水，进行间歇灌（又称波涌灌），被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进，由于土壤孔隙会自动封闭，在土壤表层形成一薄封闭层，水流推进速度快。在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为连续灌的1～3倍，从而大大减少了深层渗漏，提高了灌水均匀度，田间水利用系数可达0.8～0.9。
四、改进沟畦放水设施
改进沟畦放水设施，采用虹吸管（用于明渠输水）或地面移动闸门孔管（用于管道输水）放水，与人工开口放水相比，田间水利用率可提高5%～10%。目前这些设施国内仍处于试验阶段，尚未批量生产。因此，有必要开展联合攻关，对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究，向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。
五、大力发展节水保墒膜上灌
膜上灌是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法。它是将地膜平铺于畦中或沟中，畦、沟全部被地膜覆盖，从而实现利用地膜输水，并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放苗孔和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%～5%，其他面积主要依靠旁侧渗水湿润，因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。目前，新疆采用膜上灌的农田已达23.33公顷，甘肃、河南等省也开始推广。膜上灌形势有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。生产试验表明：膜上灌与常规沟灌相比，棉花节水40.8%，增产皮棉5.12%，霜前花增产15%；玉米节水58%，增产51.8%；瓜菜节水25%以上。由于膜上灌是一种新的灌水技术，还有许多不成熟和不完善的地方，对其技术机制、技术要素及其设计方法都需要进一步研究。
新的节水技术
一、污水喷灌技术
利用污水喷灌是将污水处理与农业用水结合起来的一种污水处理方式，同时又是一种开源节流的灌溉方式。喷灌净化污水，就是将污水喷洒在田里，利用土壤、微生物和作物来分解污水中的一些成分，并使部分水蒸散到大气中，部分水经土壤净化后渗透泄出再利用。
在利用污水喷灌时，应先对污水进行沉淀、筛滤，除去固体污物，有的还需加入消毒杀菌剂。污水灌的作物应以除蔬菜以外的经济作物为主，对于谷类作物最好只用于作物生育前期，在作物收获前一段时间应停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤质砂土为好，水量应结合作物的种类和生育期确定，如在作物苗期、早春和晚秋应少灌。实施污水灌要防止大定额灌溉，以免造成地表及地下径流，灌溉强度以不造成土壤粘闭和不产生地表径流为原则。如污水水质不符合灌溉水质标准时，可采用清水污水混合方法，使混合后的水质符合灌溉要求后再进行喷灌。此技术较复杂，最好在专家指导下运用。
二、咸水灌溉技术
咸水灌溉技术主要包括不同水质的水混灌和轮灌，此外，还有依据电渗透作用原理利用地下咸水灌溉的技术。
混灌是将两种不同的灌溉水混合使用，包括咸淡混灌、咸碱(低矿化碱性水)混灌和两种不同盐渍度的咸水混灌，目的是降低灌溉水的总盐渍度或改变其盐分组成。混灌在提高灌溉水水质的同时，也增加了可灌水的总量，使以前不能使用的碱水或高盐渍度的咸水得以利用。
轮灌是根据水资源分布、作物种类及其耐盐性和作物生育阶段等交替使用咸淡水进行灌溉的一种方法。如旱季用咸水，雨后有河水时用淡水；强耐盐作物(如棉花)用咸水，弱耐盐作物(如小麦、玉米、大豆)用淡水；播前和苗期用淡水，而在作物的中、后期用咸水。轮灌可充分、有效地发挥咸淡水各自的作用和效益。
奥地利研究人员利用电渗透作用原理研制出一种灌溉系统，该系统使地下水经土壤毛细管及各种孔隙上升到地表层，同时从聚集于电极周围的某些盐类中游离出净水，上升到地表层供作物利用。其设备是由两组电极组成，将一组装有正电极的金属管打入地下水位以下，另一组为负电极的导体栅网，埋于与植物根部深度相等的地方。根据土质结构及土壤含盐量，接通2～12V电源，就会在两极间建立直流电场，产生电渗透效果。这种灌溉系统适用于地下水较丰富的干旱区果园、草坪及固沙植物等。
三、利用空气中的水分进行灌溉
1概况
鄯善县总体地貌特征是三山夹两盆，即北有博格达山，南为觉罗塔格山，中有火焰山贯穿东西将鄯善县分为南北两个盆地。鄯善县海拔410米，由于地势低洼，冷湿空气不易进入，形成了极端干旱的温带内陆荒漠气候，其主要特点是热量丰富、极端干燥、高温多风、降水稀少、蒸发强烈、无霜期长、风大风多。研究区位于鄯善县山北地区，气候特征表现为夏季漫长且高温酷热，相对湿度低，无霜期较短，风沙危害小。鄯善县主要气象要素见表1。
表1鄯善县主要气象要素表项目
山南
山北
项目
山南
山北
年平均降水量(mm)
17.6
25.3
积温(℃)
5548.9
4525.5
年平均蒸发量(mm)
3216.16
2751
无霜期(d)
224
192
年平均气温(℃)
14.4
11.3
最大动土深度(cm)
90
90
7月平均气温(℃)
33
29.2
最大风速(m/s)
29
29
1月平均气温(℃)
-9.8
-11.2
平均风速(m/s)
4.8
4.8
年日照时数(h)
2957.7
3122.8
风向
西北风
西北风
年辐射总量千卡/cm2150.4
150.4
2水文水资源特点
鄯善县水资源主要由天山水系各河流年径流、泉水、潜流及山前侧渗组成。由于山区冰川较少，冰雪融水在地表水资源补给中只占10%，而山区降水占90%。鄯善县境内地表水的总特征是河流水量小、流程短，水系之间相对独立，河流出山口后迅速渗入到巨厚的冲积扇中，未形成平原河系。县内河流均为季节性河流，年内分配不均，汛期流量大，枯水季节径流量均较小。河流洪水均为暴雨洪水，洪水过程线尖瘦，暴涨暴落，洪水峰高量不大，持续时间较短。
地下水开采方式有坎儿井、机电井和泉水。地下水系统规模大，条件多变，承压水与潜水共存，含水层之间联系密切，补给、排泄途径多样，含水介质结构、边界条件复杂。
鄯善县水资源总量为3.125×108m3,地表水资源量为2.502×108m3,占水资源总量的80%，实际引用地表水多年平均为1.799×108m3,引水比为72%；地下水资源量0.623×108m3,占水资源总量的20%。由于鄯善县特殊的地貌特征，使得地下水多次转化、重复利用，地下水补给量3.067×108m3,可开采量2.813×108m3,实际引用量2.804×108m3。研究区地表水资源量0.3681×108m3，引用量0.3366×108m3；地下水补给量0.5848×108m3,其中可开采量为0.4679×108m3，引用量0.4964×108m3。各级渠道防渗率58.57%，综合渠系利用系数可达0.56；灌区有坎儿井39条，坎儿井的数量及流量呈下降趋势。由于农业灌溉大部分采用传统的大水漫灌的形式，灌溉定额高，造成田间水资源的大量浪费，加大了用水矛盾。因此，必须改善田间灌溉条件，发展节水型农业。
3滴灌条件下节水研究
鄯善县光热条件丰富，葡萄产量高，经济价值高，是重点葡萄种植区。水资源短缺是制约葡萄种植业发展的重要因素，必须走节水灌溉之路[2]。喷滴灌是目前国内外节水增产效果比较好的田间灌溉工程；但喷滴灌投资大，主要应用于高产值的经济作物，葡萄经济价值高，可应用喷滴灌工程。喷灌受风力和蒸发量影响较大，鄯善县平均风速4.8m/s，多大风天气，喷洒不均匀度高；年平均蒸发量3000mm左右，蒸发损失大。因此，喷灌不适合于鄯善县。滴灌向作物根区土壤供水，把田间深层渗漏和蒸发损失减少到最低；在灌水的同时还可以进行施肥，既减少用工又提高肥效，促进作物增产。因此，可采用滴灌节水技术。
滴灌实施前后，渠系防渗工程保持现状，渠系利用系数不变。滴灌实施前为机电井开采地下水，农渠输水灌溉，滴灌实施后为管道输水，其综合利用系数由0.92增长为0.95。由于采用滴灌灌溉，减少了田间损失及棵间蒸发损失，进而提高了田间水的利用率，田间水利用系数由0.81提高到0.95。实施滴灌部分灌溉水利用系数由0.75提高到0.90。
滴灌实施后葡萄灌水次数明显增加，但灌水定额则下降明显，总的用水量大大减少，滴灌的节水效果明显。滴灌前后葡萄灌溉制度变化见表2。
表2滴灌前后葡萄灌溉制度对比表滴灌实施前
滴灌实施后
灌水时间
灌水次数
灌水定额
灌水时间
灌水次数
灌水定额
3.20—3.30
1
60
3.20—3.24
1
20
4.10—5.5
2
120
4.5—4.25
3
60
5.10—6.10
2
120
5.1—5.30
4
60
6.15—6.25
1
60
6.1—6.25
4
80
7.1—7.30
2
120
7.1—7.30
4
80
8.10—8.20
1
60
8.5—8.25
3
60
9.5—9.15
1
90
9.5—9.9
1
20
10.5—10.15
1
70
10.10—10.14
1
20
合计
11
700
合计
21
400
研究区实施2万亩滴灌工程，年节水量0.0558×108m3，减少地下水开采量，缓解地下水超采现象。该项目具有极大的示范效益，全县12.3万亩葡萄，若全部采用滴灌灌溉，则可减少地下水开采量0.1986×108m3，使生态环境与水土保持朝良性循环的方向。项目建成后，年节水量0.0558×108m3，新增农田防护林0.2万亩。项目建成后，新增灌溉效益691万元，经济效益十分显著。项目建成后，可增加农田防护林0.2万亩，使灌区生态环境得到改善，绿色植被覆盖率加大，固结了土壤，保持了土壤养分和肥力，有效地控制和减少了土壤沙化、盐碱化和水土流失[3]。还可缓解由于地下水超采导致的坎儿井和泉水日见干枯的现象。
4结语
节水型农业是未来农业的发展方向，特别对干旱缺水地区的灌溉农业来说尤其如此。节水灌溉技术是实现节水型农业的关键，节水灌溉实施后可提高灌区的灌溉水利用系数与水资源利用率，防止土壤次生盐渍化；减少由于缺水导致的风蚀面积的扩大，改善生态环境。通过优化产业结构，采取高新灌溉技术，合理利用水资源，提高农作物产量，创造良好的经济效益。滴灌是一种适应于干旱地区降水稀少、蒸发强烈、水资源短缺特点的节水灌溉方式，应在干旱地区经济作物的灌溉中大力推广。
参考文献
[1]周和平,徐小波,马福忠,于江海.新疆21世纪初节水灌溉问题[J].中国农村水利水电,1999(10)：15-16.
[2].对新疆发展喷灌的认识[J].节水灌溉,2000(6):11-12.
[3]郑金丰.新疆塔里木河发展灌溉对环境的影响[J].中国农村水利水电,1999(6):8-9.
AstudyonwatersavingirrigationinShanshancounty(1CollegeofEnvironmentalengineeringandEnvironmentalsciences,Chang’anuniversity;Shan’xi710054,China;2WaterresourcesandHydro-powerplaninstituteofKashiregioninXinjiang,844022,China;3WaterresourcesandHydro-powerplaninstituteofTulufanregioninXinjiang,838000,China)
1.1节水灌溉工程和灌区的管理职责不清
由于政策的不健全，导致了灌溉工程的管理出现了问题，有些灌溉的地方根本就没有专人管理，灌溉出现了自由化的状态。管理的职责不明确，在管理的过程中没有明确各个部门的任务，没有明确的分工。一些地方的水利过程往往会出现重建轻管的现象，工程建设后出现没人管理的局面，导致水利工程荒废，无人管理，最终失去其功能。
1.2灌溉工程建设投入的资金不足
在我国水利设施建设的过程中，节水灌溉的管理制度不完善，每年投入到农田水利建设的资金比较的有限，有一部分需要农户自己进行资金的筹集，但是农户筹集资金的能力有限，导致在农田水利建设的过程中缺乏必要的资金，一些过程设施由于缺乏资金，年久失修，失去了其作用，在汛期的时候往往出现事故。
1.3灌溉工程设备不完善，不规范
目前水利工程的面临最严重的问题是资金的投入不够，由于缺乏资金，导致设备出现问题的时候不能及时地修理，一些已经丧失作用的工程设备不能及时地更换。虽然近几年来我国提倡大力发展水利过程，重视农业灌溉，但是由于推广的力度有限，现阶段的水利设施大部分是始建于上世纪，有些过程已经老化，出现了严重的问题，过程设施不完善，质量不达标。
2节水灌溉技术在农田水利工程中需要注意的问题
水利问题刻不容缓。通过以上的内容我们得知了农田水利工程中农业节水灌溉存在的主要问题。问题存在就要去解决，不能等到酿成事故的时候才去解决，到时候悔之晚矣。以下提出节水灌溉技术在农田水利工程中应用中需要注意的问题。
2.1进行灌区调度时运用线性二次高斯模型
灌区的水大部分来自水库，假如灌区的水资源能够得到合理的调度，水资源的利用率和经济效益也就提高了，此时我们运用线性二次高斯模型进行计算灌区水资源的调度，实现水资源的最大利用率。用线性二次高斯模型进行调度的基本步骤是：首先掌握和了解灌区的水土情况，根据水土情况将整个灌区分为几个小型的灌区，然后将小型灌区里的有长有作物的田块看成一个土壤水库，简化灌区调度的难度和步骤。最后用优化控制的方法求解模型，实现水资源的优化调度。
2.2优化农业灌溉中的灌溉量和灌溉时间
农业上，将作物的生长期分为四个阶段。分别为苗期、拔节期、孕育期和成熟期，并且为了计算方便，每个阶段的作物蒸发蒸腾量看成一个定值。在灌溉的过程中，只考虑两种损失，一种是在灌溉水输送的过程中由于渠道的渗漏和水面的蒸发而引起的损失；另一种由于土壤水的下渗而引起的损失量。将由于土壤水的下渗而引起的损失量和在灌溉水输送的过程中由于渠道的渗漏和水面的蒸发而引起的损失的总和看成一个定值。然后根据实际的情况建立模型，假设作物生长需水量为定值，然后两种损失为定值的情况下确定最优灌水量和最优灌水周期，使得灌溉水的损失最小。
2.3运用可变模糊理论选择节水灌溉方式
灌溉方式是影响技术推广的重要因素。节水灌溉方式的选择是从许多建设方案中，经过经济回收率，灌水强度，灌水均匀度和施工等方面进行综合的考虑，最后选出最优的灌溉方案。目前主要的方法有关联分析法，集队分析法，属性识别模型等等，但是这些方法各有优点，也各有缺点。基于可变模糊理论之上的优选方法如下：（1）有n个待选的节水灌溉方案组成的样本，为一个集合。（2）确定指标的权重向量。（3）根据相对隶属度计算公式计算方案j对1级(优级)或0级(劣级)的相对隶属度。（4）根据计算各方案的相对优属度向量，求其平均值(为相对优属度向量u)。（5）根据u中各方案的相对优属度大小，对其进行排序，选出优属度最大的，即为最佳方案。
2.4统筹规范农田水利工程的节水灌溉
由于科学技术的发展，传统的农田水利工程节水灌溉的研究方法已经不能适合于当前的水利发展。现阶段需要的是一种能够准确，及时的反应当前的土壤和作物状况的研究方法。目前提出了基于物联网的节水灌溉网络体系。物联网在节水灌溉系统中的组成包括系统网络，系统软件和系统供电策略。系统网络又可细分为监测区，采集区和控制区，其主要作用是监测和传送作物的生长情况和土壤状况，对灌溉的流量和时间起控制作用；软件结构的主要作用是在软件窗口中以动画的形式显示灌溉系统和农田的墒情信息；系统供电策略的主要作用是为整个软件的运行提供电力，但是在设计的过程中首先考虑太阳能发电，并且适当的采用优化策略。
3结束语
1.1缺乏完善的节水灌溉管理。
由于国家对节水灌溉工程的重视度提升，在工程实施过程中也加强了监管的力度，这就使工程建设过程中存在的问题能够及时得到解决，有效的提高了工程的质量。但在工程建设完成后，很多部分对于节水灌溉工程的管理重视度缺乏，这就导致节水灌溉工程在农业管理中的使用价值得不到很好的发挥。
1.2节水灌溉工作缺乏合理性规划。
科学合理的对节水灌溉工程进行规划，是确保灌溉效率的关键。但在当前节水灌溉工程设计过程中，很大一部分设计人员只是单纯的依靠勘察资料来进行设计，或是依靠自身的设计经验来进行设计，对于当前农村发展的实际情况缺乏参考，这就直接导致了节水灌溉工作中缺乏针对性和实用性，最后的所带来的后果即是水利工程节水灌溉的效果大打折扣。
1.3农村种植结构不合理。
目前我国很大一部分农村，由于受到传统观念的影响，很多农民仍固守着传统的种植结构，这样就使农田水利工程节水灌溉的作用很难充分的发挥出来，所以需要加快对农村种植结构的调整，确保节水灌溉的作用能够充分的发挥出来。
2完善农田水利工程节水灌溉的有效措施
2.1加快节水灌溉技术的改进。
充分的运用节水灌溉技术，可以有效的提高农作物的产量，推动农业经济的快速发展。长期以来在农业生产过程中，往往利用水资源的调配技术、节约用水管量技术等来对农田进行灌溉，但随着社会的快速发展，这引起节水灌溉技术与现代化农业的发展需求已存在着不适应性，所以需要采取更先进的节水灌溉技术来推动技术的改进，有效的提高农田水利工程节水灌溉的工作效率。目前在节水灌溉技术上利用了卫星定位系统和计算机技术，通过卫星定位系统对农作物的生长情况进行实时监控，及时了解到农作物对水和营养的需求，同时通过计算机来对各项数据进行分析，从而根据分析的结果来对农作物各个时期所需要的水量和营养素进行灌溉或是施肥，不断的改善农作物的品质，确保实现农业的增产丰收。先进技术的应用，有效的减少了不必要的灌溉，不仅有效的节省了生产成本，而且提高了水资源的利用率。
2.2结合农业发展情况对工程进行完善。
水是我国宝贵的资源，节水工程灌溉的建设可以在提高农作物产量的基础上，减少水资源的利用量。节水灌溉工程的建设在规划阶段比较重要，它影响了节水灌溉建成之后的使用效果，因此，在这一阶段设计人员应该尽可能的考虑当地农业发展的实际情况或是农村的地理特点，同时还要参考勘察资料以保证节水灌溉工程的实用性和针对性。建设节水灌溉工程是为了推动农业的发展，建设过程中应该加强对生态环境的保护，将科学发展观作为节水灌溉工程的指导理念；对于水资源的分配管理应该落实“总量控制、配额管理”的原则，根据农业灌溉的需求对每一个灌区的水量利用指标进行确定，保证农业灌溉工程的高效性和节水性。只有真正将节水灌溉工程的建设和农业的发展结合在一起，才能真正发挥灌溉工程的有效性。
2.3重视对节水灌溉工程的管理。
加强对农业节水灌溉工程的管理，是提高灌溉工程使用效率的一种有效措施。当前我国存在一种普遍现象，就是在节水灌溉工程的建设前期各部门的重视程度都很高，并且会亲临现场实施指导工作，但是在工程建成后相关部门就疏忽了对工程的管理。针对这种情况相关管理部门应该提高认识，转变工作态度，根据节水灌溉工程管理的需要制定科学的管理制度，并成立专门的管理机构安排专人定期对节水灌溉工程进行监督管理，及时发现工程项目在使用过程中产生的一些问题，安排专人进行检修，最大程度的提高农村节水灌溉工程的使用效率。
3加强农业节水灌溉的科学管理和研究
3.1基于农业节水灌溉的特点，开展农业节水灌溉的科学研究应注意的事项
一是要采取开放方式，吸纳多学科专家参与；二是要科学总结建成工程的管理运用效果，从中取得经验和改进方向；三是跟踪农民生产进行监测，取得的科学数据直接为改进生产管理服务。
3.2开展农业节水灌溉的科学研究分两个层级。
一是宏观战略研究，意在为灌区建设找出正确方向，使之与流域的和区域的水资源配置相适应。二是微观的技术性研究，意在解决生产管理的技术性问题，并为落实宏观战略研究提供支撑。
3.3农田水利是防汛抗旱最重要的基础设施。
从农业生产的诸多条件分析，减少旱灾对农业生产的影响，最有效的措施是改善农田的排灌条件，把现有灌区的中低产田改造成为旱涝保收的稳产高产农田。多年来，农田水利工作围绕推进水价改革，进行大中型灌区骨干工程续建配套、组建农民用水协会，开展小型农田水利建设等重点做了大量的、卓有成效的工作，保证了国家粮食安全和经济社会稳定发展。解决问题的思路就是要以农民用水自治为核心，以完好的水利工程体系为基础，以科学合理的终端水价制度为保障，提高农业用水效率和效益，减轻农民用水生产成本保障国家粮食安全。
4结语
【摘要】新疆干旱少雨，水资源十分紧缺，并且水资源在地区分布上极不平衡。膜下滴灌是新疆节水灌溉比较成功的技术之一，它节水效果好，增产效果明显，这项技术在新疆得到了广泛应用和发展。本文主要介绍了滴灌的原理、滴灌系统的组成，并对组成滴灌系统设备的各个组件的性能和设备选型做了简单介绍。
【关键词】膜下滴灌；首部；管网；灌水器
新疆地处亚欧大陆腹地，由于远离海洋，具有典型的大陆性干旱特征，属于干旱地区，平原降水稀少，全疆平均年降水量为147mm，降水主要集中在山区，山区降水量占全疆降水量的84.3%，。相对湿度低，蒸发量大，气候非常干旱，水资源在地区分布上极不平衡，而且在季节分配上与农业生产用水不相适应。在水资源十分紧缺的情况下，发展节水高效农业，成为现代农业的主要措施。尤其是膜下滴灌技术在农业生产中得到了广泛的应用。
1.膜下滴灌简介
压力水流经滴灌首部枢纽净化处理后，进入输配水管网，管网包括干管、支管、辅管、毛管（滴灌带或滴灌管），一般情况干管为地埋管，支管、辅管、毛管铺设于地面。压力水流经过管网到达毛管后，再由毛管上的灌水器灌入作物的根系层供作物吸收，灌水器在毛管上的间距可根据作物及灌水需求等实际情况选择。毛管铺设在地膜下方，在联合播种机播种时，毛管随薄膜同时铺入膜下2.滴灌工程的组成
2.1首部工程。
滴灌首部系统包括动力机、水泵、过滤装置、施肥装置、安全保护装置、量测控制设施。其作用是从水源取水加压并注入肥料及农药，经净化处理后按时按量输送进管网至灌水器。首部担负着整个滴灌系统的加压、供水、过滤、量测和调控任务，是全系统的控制调配中心。
在首部系统中，过滤设施的作用极其重要，它承担着滤除水中砂石、杂质及有机物的重任，如果过滤设施缺少或过滤后水质达不到要求，有堵塞毛管的危险，毛管是最终给作物供水的环节，如果毛管堵塞，将对作物的生长产生严重的危害。目前，在井灌区中常用的首部过滤设施有旋流水砂分离器＋筛网过滤器。旋流水砂分离器可以有效的滤除水中大颗粒高密度的固体颗粒，当水流再经过筛网过滤器时，大于滤网孔径的杂质将被拦截下来，以保证整个系统的安全性。过滤设施的选择应满足系统过流能力以及滴灌水质指标的要求。
施肥设施也是首部设施的重要组件之一，滴灌施肥（药）采用随水施肥（药），可溶性肥料（药）通过施肥设施注入滴灌管网后，随灌溉水一起到达作物的根系供作物吸收。施肥设施通常使用压差式施肥罐，可根据系统的面积选择不同容积的施肥罐，选择施肥罐时可根据下式计算，
V=FAC0
式中：V为施肥罐体积，L、F为单位面积上一次施肥量，Kg/亩；A为一次施肥面积，亩；C0为施肥罐中允许肥料溶液最大浓度，Kg/L。
安全保护措施用来保证系统系统在规定压力范围内工作，一般有进（排）气阀、安全阀、逆止阀、泄水阀等。量测设施主要指流量、压力测量仪器，用于首部枢纽及管道中的流量、压力测量，一般有水表、压力表等
2.2输配水管网。
压力水流经过首部系统净化处理后，进入输配水管网系统，输配水管道包括干管、支管、辅管、毛管，根据情况干管有时分为主干管和分干管，主干管承担整个系统的总流量，分干管承担其控制范围内的输配水任务，干管一般为地埋管。在干管、分干管上设出地管，地面的支管就与出地管连接。辅管平行支管布置，毛管垂直辅管布置。当然，管网的合理布局需根据规划经过详细的计算来合理选择管道管径进行合理的布置。
干管一般为UPVC材质，一般埋设于冻土层以下。支管大多为PE管，平铺于地面。辅管和毛管一般采用聚氯乙烯管。
2.3灌水器。
灌水器是直接向作物供水的设备，其作用是把由毛管输送来的压力水流均匀、稳定的送到作物根系层。灌水器种类很多，性能不一，选择是否恰当直接影响灌水质量，灌水器的选择受到多种因素制约和影响，主要包括以下几种因素：种植种类和种植模式、土壤性质、工作压力范围、流量压力关系、灌水器制造精度、对温度变化的敏感性、对堵塞、淤积、沉淀的敏感性、成本与价格等，表1为目前滴灌中普遍采用的出水孔流量和间距的范围，可供参考。
3.滴灌工程的运行与管理
滴灌系统运行时，正在运行管路处于压力流的状态下，一处水力状态发生变化，将使全系统的水力状态发生变化，在进行灌溉时，应按照设计的轮灌工作制度进行操作。一般在水力计算时是按照选定的轮灌制度进行计算系统水力的，在这种轮灌顺序下可满足低头工作压力及灌水均匀度的要求，若不按照轮灌制度灌溉，易造成部分灌水器不在工作压力范围内工作，局部压力升高时会使滴灌带爆管的几率增大，压力分布不均匀也会造成灌水的不均匀，同一轮灌组中压力高的地方灌水多，压力小的地方灌水少于作物需水量，这将直接对作物的生长造成严重危害。
在管理中，对滴灌系统的各操作组件，应按照设计和产品的使用说明规范操作，只有正确的操作才能保证设备的安全并延长设备的使用寿命。
4.结束语
膜下滴灌是新疆节水灌溉比较成功的技术之一，可起到节水增产的效果，根据实验研究和生产调查，与地面灌溉相比，膜下滴灌棉花可增产20%~50%，节约灌溉水20%~50%，并能减轻病害发生，防止次生盐渍化，节省了大量人力。
滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术，适合我国的国情，具有很强的推广优势，而且很方便实现灌溉的全自动控制，滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点，是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径，将更好的促进我国农业的现代化！
参考文献
〔1〕姜献德，李锡龄.新疆灌溉.新疆人民出版社
我国发展节水灌溉技术的历史几乎与我国近代灌溉的历史一样长，因为只要灌溉就应当考虑节水，在早期的泾惠渠、渭惠渠和洛惠渠等老灌区就在优化地面灌溉技术要素方面作了许多有益的探索，取得了一些宝贵的经验。在二十世纪六、七十年代浙江一带就开始推广三合土和混凝土地下渠道。二十世纪五十年代就有部分地区开始进行喷灌的研究和试点。到二十世纪七十年代喷灌技术受到普遍的重视，相继召开了几次全国性的技术研讨和推广的大会，不管在交流技术经验，还在是造舆论方面都起到了很好的作用。到1977年全国喷灌面积已达290万亩。水利和中科院，一机部等部委紧密配合组织广大科技人员成立联合设计组在喷灌机具研制，田间对比试验，喷灌系统设计方法，区划等方面作了大量的科研工作，到了二十世纪八十年代可以说在喷灌方面我国已经具备了自己的一整套设备和技术，为喷灌的大面积推广创造了条件。从而使得现在全国喷灌面积达到一千三百万亩左右。在这过程中喷灌的发展也出现了两次低潮，一次是由于初期机具不过关从而挫伤了群众的积极性造成的，一次是由于农业生产体制的变化，而早期喷灌技术一时无法适应造成的。而滴灌技术是从1974年从墨西哥引进三套滴灌设备开始的。我国科技人员吸收了国外的先进经验，研制出了一整套适合我国使用的滴灌和微喷灌设备，现在全国微灌面积已达几十万亩。由于塑料工业的发展，到二十世纪八十年代地下输水技术又得到了新生，发展成为低压管道输水灌溉技术，主要采用低压塑料管输水，也还有用素砼管等其他低压管输水，据1993年不完全统计，全国推广面积超过333万公顷。至于渠道防渗技术的发展更有悠久的历史，它是随着灌溉规模的发展和新型材料的产生而不断更新发展的．近几年来，各级领导对节水灌溉日益重视，各种新闻媒体也大大加强了节水灌溉的宣传力度，一个大力发展节水灌溉的新已形成。这一次热潮的特点是：不是单一地发展某一种节水灌溉技术，而是各种节水灌溉技术一齐上。
现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊，各有不同的适用条件。只不过有些技术成熟一些，有些技术还有待进一步研究，有些技术优点更多些，适用范围更广些，而有些技术稍逊而已。节水灌溉技术大致可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。
一、节水灌水方法灌水方法即田间配水方法，就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层，灌水方法可分为地面灌溉、喷灌，微灌和地下灌溉。
(一)地面灌溉地面灌溉是古老的传统的灌水方法，一般说来它是作为比较是否节水的基点。但是地面灌溉技术也在不断发展不断完善，所以最近也有许多比传统地面灌溉技术更节水的方法。
1．灌水技术要素的优化灌水技术要素指沟、畦规格、入畦(沟)流量，改水成数。这些灌水技术要素的合理的组合就会得到节水的效果，一般经验表明对沟灌和畦灌采用较小的畦、沟尺寸，就可以大大提高灌溉均匀度和灌水效率，即常说的小畦短沟畦。至于沟畦尺寸多大为宜，则因不同地形与土质而异，各地要通过试验来确定。
2．新的沟畦灌水工具传统的沟畦灌水是用人工从配水渠开口放水入沟畦，这样既不准确又不方便，而且常因放水口渗漏造成水的田间损失，国外早巳采用虹吸管(用于明渠输水的情况)或闸门孔管(用于管道输水的情况)放水，我国已做了一些试验，证明可提高田间水利用率5—10％，但目前有关的工具尚未批量生产，而且农民也不习惯，推广还有待时日
3．波涌灌溉近代国外又研究出波涌(沟)畦灌或称间歇沟(畦)灌，就是放入沟(畦)的流量是间歇的，向田间放一段时间(几分钟或几十分钟)的水然后停止放水一段时间(几分钟或几十分钟)，如此反复，这样可以使沿沟(畦)长度方向的水量分布更加均匀。田间水利用系数可达80％一90％。是一种有希望的节水灌溉方法。我国90年代初开始有一些单位对此作了研究与试点，不过为了达到间歇放水的目的在田间就要布置可控制间歇放水的装置(有机械阀和电子控制阀两种)。要生产出工作可靠，价格低廉的间歇放水装置是推广本技术的关键。
4．尾水回收系统在土壤入渗速度较小时，每条沟的入流量大一些容易灌得均匀一些，但是往往使得水已流到沟尾时，沟首还没有灌够，这样就不可避免地造成沟尾泄水，如将泄水排掉就会浪费灌溉用水，如果此时在沟尾安装集水系统把泄水收集起来用于更低地块的灌溉，或用水泵抽到高处重新灌溉。这也是一种节水的措施。但我国目前还很少采用。
5．膜上灌(又称膜孔灌)在地膜上做成沟状，水就在膜上流动，到作物长出孔处才渗入土地，这样灌水效率高，一般可节水25—35％；增产15—20％，又不要专门的设施。全国现有地膜种植面积近533万公顷。因此，此法很有推广前途，1993年仅新疆就推广了24．7万公顷，今后应加强相关农机具与农艺的配套与完善。在采用地膜的田块上积极推广
(二)喷灌喷灌是通过空中进行配水，由于需要压力所以常用压力管道输水。一般说来，其明显的优点是灌水均匀，少占耕地，节省人力，对地形的适应性强等，主要缺点是受风影响大，设备投资高等，经过20多年的努力，现在我国已有喷灌面积80多万公顷。喷灌系统的形式很多，其优缺点也就有很大差别。在我国用得较多的有以下几种：
1．固定管道式喷灌干支管都埋在地下(也有的把支管铺在地面，但在整个灌溉季节都不移动)，这样管理更省人力，可靠性高，使用寿命长，只是设备投资很高，目前使用塑料管道的系统单位造价也有800—1200元／亩之间。有的甚至达到1500元／亩。
2．半移动式管道喷灌干管固定，支管移动，这样可大大减少支管用量，从而使得亩投资仅为固定式的50—70％，但是移动支管需要较多人力，并且如管理不善，支管容易损坏。近明了以下一些由机械移动支管的方式，可以部分克服这一缺点。
3．滚移式喷灌支管是将喷灌支管(一般为金属管)用法兰连成一个整体，每隔一定距离以支管为轴安装一个大轮子。在移动支管时用一个小动力机推动，使支管滚到下一个喷位。每根支管最长可达400mm，这种机型我国已有产品，适用于矮杆作物(如蔬菜、小麦等)要求地形比较平坦。
4．时针式喷灌机（又称圆形喷灌机）是将支管支撑在高2～3米的支架上，全长可达400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源处，整个支管就绕中心点绕行，象时针一样，边走边灌，可以使用低压喷头，灌溉质量好，自动化程度很高。我国已有产品，在华北和东北已有一定的使用经验，适用于大面积的平原(或浅丘区)，要求灌区内没有任何高的障碍(如电杆、树木等)。其缺点是只能灌溉圆形的面积，边角要想法用其他方法补灌。此机在美国应用广泛，也值得我国大平原地区大规模农场推广。
5．大型平移喷灌机为了克服时针式喷灌机只能灌圆形面积的缺点，近代在时针式喷灌机的基础上研制出可使支管作平行移动的喷灌系统。这样灌溉的面积就成矩形的。但其缺点是当机组行走到田头时，要专门牵引到原来出发地点，才能进行第二次灌溉。而且平移的准直技术要求高。因此，没有时针式喷灌机使用的那么广泛，我国也已有产品。其适于推广的范围与时针式喷灌机相仿。
6.绞盘式喷灌机用软管给一个大喷头供水，软管盘在一个大绞盘上。灌溉时逐渐将软管收卷在绞盘上，喷头边走边喷，灌溉一个宽为两倍射程的矩形田块。这种系统，田间工程少，机械设备比时针式简单，从而造价也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高压喷头，能耗较高．适合于灌溉粗壮的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比较平坦，地面坡度不能太大，在一个喷头工作的范围内最好是一面坡。该机型我国也已有系列产品，桁架式绞盘机可采用低压喷头。
7．中、小型喷灌机这是我国在二十世纪七十年代用得最多的一种喷灌模式，常见的的形式是配有1—8个喷头，用水龙带连接到装有水泵和动力机(多为柴油机与电动机)的小车上，动力功率为3～12马力居多。使用灵活，亩投资约为固定管道式的20～60％，移动费劳力大，管理要求高近年来，发展的规模，似有降低的趋势，只适用于中小型的农场和田块。但投资较低，使用灵活机动，以上各种喷灌溉形式各有利弊，各自适合于不同的条件，因此只能因地制宜地决策选用
(三)滴灌这是用小塑料管将灌溉水直接送到每棵作物根部的附近，水由滴头慢慢滴出，是一种精密的灌溉方法，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。而且可长时间使作物根区的水分处于最优状态，因此既省水又增产，我国现有面积34万公顷(包括微喷灌)，但其最大缺点就是滴头出流孔口小，流速低，因此堵塞问题严重。对灌溉水一定要认真地进行过滤和处理，目前我国还都只注意到防止物理堵塞，而同样严重的生物堵塞和化学堵塞问题尚未引起足够的重视。
1．固定式地面滴灌一般是将毛管和滴头都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下)，整个灌水季节都不移动，毛管用量大，造价与固定式喷灌相近，其优点是节省劳力，由于布置在地面，施工简单而且便于发现问题(如滴头堵塞、管道破裂、接头漏水等)，但是毛管直接受太阳曝晒，老化快，而且对其他农业操作有影响，还容易受到人为的破坏。
2．半固定式地面滴灌为降低亩投资只将干管和支管固定埋在田间，而毛管及滴头都是可以根据轮灌需要移动。投资仅为固定式的50—70％。这样就增加了移动毛管的劳力，而且易于损坏。
3．膜下灌在地膜裁培作物的田块，将滴灌毛管布置在地膜下面，这样可充分发挥滴灌的优点不仅克服了铺盖地膜后灌水的困难，而且还大大减少地面无效蒸发。
4．地下滴灌这是将滴灌干、支、毛管和滴头全部埋入地下，这可以大大减少对其他耕作的干扰，避免人为的破坏，避免太阳的辐射，减慢老化，延长使用寿命，其缺点是不容易发现系统的事故，如不作妥善处理，滴头易受土壤或根系堵塞
(四)微喷灌有的地方称之为雾灌，与滴灌相似，只是为了克服滴头太易于堵塞的缺点，将滴头改为微喷头，由于微喷头出流孔口大一些，流量大一些，流速慢一些，所以不象滴头那么容易堵塞，但流量加大了，毛管相应也要加粗些。在每棵作物或树下装1—2个微喷头一般即可满足灌溉的需要。微喷头仍有堵塞问题，因此也要对过滤问题给予足够的重视，每亩造价与固定式滴灌相仿。在国外有逐渐以微喷灌取代滴灌的趋势。但是在温室(或大棚)内使用微喷灌会大大提高室内之空气湿度。而不利于对湿度敏感作物(如黄瓜)的生产，这时只好用滴灌近年来我国微喷灌设备生产逐渐完善。微喷灌面积的发展很快，是一种很有发展前途的节水灌水方法。特别适用于灌溉果园
