現代澆灌技術有哪些

1樓：匿名使用者

1，土地平整技術農田土地平整是地面澆灌系統的重要組成部分之一。平整的農田表面有利於進地水量和灌水深度分佈的變化相對均勻，使根區內水分入滲保持較好的均一性，起到改善田間地面澆灌效率和灌水均勻度的作用。平整土地還有益於田間農機耕作和栽培措施的實施，增加作物種植密度，提高出苗率等，達到節水增產的目的。

國內外的研究結果表明：土地平整能有效地提高水、勞力和能源的利用率，是改善地面澆灌方法的重要技術措施之一。土地平整方法包括常規土地平整措施和鐳射控制平地技術。

常規平地方法採用的裝置有推土機、鏟運機和刮平機。它具有土方運移量大、平地費用相對較低的特點，適合於在地面起伏較大、原始平整度較差的田面內完成粗平，改變田塊的巨集觀地形。鐳射控制平地技術是目前世界上最先進的平地技術，田間應用結果表明，鐳射控制平地方法可以使田塊平整精度指標sd達到小於2cm的水平，在目前華北平原井灌區內現有農田地面平整狀況下，土地平整精度每改善1cm所需投入的直接平地費用約為83rmb/hm2；考慮到我國渠灌區田塊平整條件較差的現實，應先採用常規平地方法完成土地粗平，再實施鐳射控制下的土地精細平整。

不同田面平整精度處理下的小區畦灌試驗資料表明，地面平整精度對入畦水流推進愈消退時間和畦田入滲分佈狀況具有較大的影響。田間澆灌水利用率ea、澆灌均勻度du、用水效率wue等引數隨田面平整精度下降而遞減的趨勢當sd值高於2cm後較為明顯，而低於2cm時彼此間的差異卻不顯著。受畦灌系統效能差異的影響，作物產量與田面平整精度間的關係也反映出與上述趨勢相似的變化規律，當sd值高於2cm後，產量遞減受地面平整狀態的影響亦較為顯著。

這表明要實現改善畦田灌水質量、節水增產的目的，田面平整精度應以不大於2cm為最佳，為達到這個地面平整標準，則需實施鐳射控制下的土地精細平整技術。利用不同田面平整精度處理下獲得的田間畦灌試驗資料，針對不同的灌水時間條件設定，採用地面澆灌模型srfr模擬了3種典型地面平整狀況下的水流推進與消退過程和畦田水分入滲分佈狀況，分析討論田面平整精度對畦灌系統效能的影響。模擬結果表明，隨著田面平整精度的改善，畦灌系統效能評價指標顯著提高。

與田面粗平狀況相比，鐳射控制精細平地條件下的澆灌效率可提高34%，灌水均勻度可提高28%。2，閘管澆灌田間閘管是可以移動的管道，沿管道一測帶有許多小型閘門，水通過這些閘門進入畦。閘門的間距可與畦間距一致，並且閘門開度可以調節，用以控制進入畦的流量。

根據使用材料的不同，可將田間閘管分為柔性閘管系統和硬閘管系統。其中柔性閘管系統有時也稱作地面軟管，可採用塑料、橡膠或帆布等材料製成。具有造價低、易於應用等優點，但使用壽命相對較短；硬閘管系統採用抗老化pvc或鋁等材料，配有快速接頭，可根據畦條件在田間組裝使用。

與柔性閘管系統相比，硬閘管使用壽命長，但造價相對較高。我國目前普遍應用的田間閘管為柔性閘管。在實際應用中，田間閘管既可以替代土毛渠畦到田間配水的作用，同時通過閘閥控制，還可以調整配到畦水量。

圖1分別顯示閘管澆灌在畦灌和溝灌條件下的應用情況。田間應用考核表明，該項技術投資少、見效快、施工方便、使用簡單，適應我國大田作物節水澆灌技術發展的需要，它的推廣應用將會產生明顯的經濟效益和社會效益。閘管澆灌系統可以有效地實現田間控制澆灌，田間澆灌水利用率達到了80%，可比現狀節水30%~40%，而且具有減輕勞動強度、減少田間毛渠及田埂佔地等優點。

此外，從灌水溝長50m、100m、150m的節水效果看，隨著溝長的增加，其節水效果不斷下降。綜合考慮節水及閘管裝置投資等因素，在常規機械平地的條件下，閘管澆灌的灌水長度以100m為宜，最長150m。3 ，水平畦田澆灌水平畦田澆灌技術是建立在鐳射控制土地精細平整技術應用基礎上的一種地面澆灌技術，自80年代起在許多國家已得到推廣應用。

國外的水平畦田澆灌系統中的田面通常為水平狀態，灌水時的流量較大，水能在較短的時間內佈滿田塊，均勻地分佈在整個土壤表面。畦田可以是任意外形，周邊由田埂封閉。畦塊規格的設計取決於供水流量、土壤入滲特性等因素，一般在4hm2左右，較大的可達到16hm2。

國外目前採用的水平畦田澆灌技術，就畦田的規格形式和灌水方式而言，均類似於我國的格田澆灌技術。但不同之處首先在於，國外採用鐳射控制平地技術完成二維畦面的無坡度平整，我國則一直採用常規機械平地裝置進行土地粗平，田面平整精度上的差異顯然較大；其次水平畦田澆灌方式在國外的大田作物中得到推廣應用，而格田澆灌方式主要應用於我國南方的水稻作物，大田作物中幾乎沒有採用；最後水平畦田澆灌技術中對入地流量的要求較高，只有較大的供水流量才能滿足入滲水分在田塊內均勻分佈的要求，而我國農田澆灌工程系統的末級進地流量受井灌區農用機井出水量和渠灌區田間輸配水設施容量的制約普遍較小，難以達到實施這項技術所需達到的流量標準。考慮到從國情條件出發的原則，對水平畦田澆灌技術在我國北方大田作物耕地上的應用進行因地制宜地改造，即在對現有田間澆灌工程進行必要改進與配套的基礎上，採用鐳射控制平地技術完成對現有畦塊的田面平整工作。

通過鐳射控制平地作業，在水流推進方向上減小田塊坡面上下起伏的不平整程度，消除區域性倒坡或反坡，保持田塊具有適宜的畦面縱坡，提高水流在田間的平暢推進速度；在垂直水流運動方向的田面上，則通過改善地面平整精度，使之達到水平的無坡度狀態，導致水流橫向擴散的田面凸凹障礙點的消除有利於水流推進鋒面保持較高的均勻一致性，便於水流快速推進到畦尾。應用水平畦田澆灌技術，田間澆灌水利用率由平均50%提高到80%，澆灌均勻度由70%左右提高到85%左右；與其他農業綜合技術措施配合後，採用常規機械進行粗平後年使可增產20%，採用鐳射控制進行精平後年使可增產30%；作物的水分生產效率由1.13kg/m3的提高到1.

7kg/m3。因此，水平畦田澆灌技術的節水增產效益顯著。4，波湧澆灌波湧澆灌是一種新型的地面灌水方法，它採用間歇供水、大流量的方式向溝放水，整個灌水過程依據田塊長度被劃分為幾個週期，入地水流不是一次性的連續推進到溝末端，而是分階段的由首端推進至末端。

這種供水與停水交替發生的間歇灌水方式可以形成表土緻密層，能夠降低土壤的入滲率，同時先期澆灌溼潤的溝段上田面糙率的減少有利於加快後期澆灌水流的推進速度，進而提高田間澆灌效率和灌水均勻度。波湧澆灌技術在澆灌自動化程度較高的國家已得到較為廣泛的應用，我國也已經完成了機理研究、波湧灌裝置國產化開發及初步的田間試驗示範。波湧澆灌系統一般由波湧閥、自控器和田間輸配水管道等組成，其中波湧閥和自控器是整個系統的核心，稱為波湧澆灌裝置。

在田間應用過程中，需要根據土壤墒情、作物、田塊尺寸等條件確定波湧澆灌的次數、每次波湧澆灌的時間及波湧澆灌的間歇比等技術引數。新疆棉花波湧溝灌結果顯示，採用波湧溝灌方法下的田間水流推進速度明顯高於連續溝灌，且在棉花澆第1水時的效果最為明顯，高達2倍左右。隨著澆水次數的增多，波湧灌水的效果有所減弱，但總體仍達到1.

5倍。在同樣的入地流量條件下，由於波湧溝灌的水流推進速度快，因而既減少了地塊首末受水時間上的差別，又減少了灌水時間，起到節水和灌水均勻的雙重效果。波湧灌與連續灌相比較，可節水10~23%，增產10%左右，節水增產效果顯著。

5，現代地面澆灌技術體系傳統地面澆灌是一門古老的技術。隨著現代科技的發展，傳統地面澆灌技術也得到巨大的改變。其中以精細地面澆灌技術為特徵的現代地面澆灌技術已得到世界各國的普遍重視，並在發達國家開始實地應用。

我國在「863」國家高技術研究發展計劃中也專門立題開展精細地面澆灌技術研究，對國際上先進的地面澆灌技術進行跟蹤研究。與噴灌、微灌等壓力澆灌系統相比，傳統地面灌存在的最大不足在於缺乏對澆灌過程的控制。對噴灌、微灌而言，可以根據作物的需求精確控制澆灌水的總量及其在田塊內的分佈。

傳統地面澆灌雖然可對澆灌水總量進行控制，卻難以控制澆灌水在田塊內的分佈，由此造成傳統地面澆灌的澆灌效果較差。因此，現代地面澆灌具有如下技術特徵應用鐳射控制平地技術構築精細地面澆灌技術的基礎。高精度的土地平整是現代精準農業的基礎平臺，只有具備了高精度的土地平整，才能真正實現精量播種、精量施肥、精確收割等。

國外在農田水利工程建設中，都把平地作為一項重要的基礎工作。鐳射控制平地技術可實現高精度的土地平整，因此得到了廣泛的應用。應用地面澆灌實時反饋控制技術提高對澆灌過程的控制。

與其他壓力澆灌方法相比，地面澆灌條件下水流在田間運動擴散的過程較為複雜。世界各國一直都把改進地面澆灌技術的重點放在加強對澆灌全過程的控制和治理上，以便提高地面澆灌的灌水質量。隨著計算技術的發展，利用數學模型對地面澆灌全過程進行分析已成為改進地面澆灌技術的重要手段。

地面澆灌實時反饋控制技術通過對田間水流運動過程的監控，利用田間觀測資料反求地面澆灌的控制引數，制定高效節水的地面澆灌方案，並對地面澆灌過程實施反饋控制，實現對地面澆灌全過程的精細控制。應用高效節水地面澆灌技術和裝置，提高地面澆灌的自動化。通過積極採用水平畦田澆灌技術、波湧澆灌技術、繩索澆灌技術等先進的地面澆灌技術，不僅使地面澆灌具有一定的自動化能力，而且也保證了高效節水效果的實現。

制定合理的澆灌製度，加強地面澆灌的田間治理。由於地面澆灌方法的侷限，採用地面澆灌技術很難實現小定額澆灌。因此，在制定地面澆灌的澆灌製度時，要充分考慮到澆灌技術的制約。

我國現有澆灌面積8.0億畝，其中地面澆灌佔95%以上。由於農田土地平整程度差，田間澆灌工程規格不合理、地面澆灌技術落後、澆灌治理粗放等問題，致使我國地面澆灌的田間水利用率不高。

通過應用現代地面澆灌技術，可以大幅度減少地面澆灌過程中的水量損失浪費。這對改變我國地面澆灌的落後狀況、從整體上緩解農業水資源短缺的矛盾、促進澆灌農業的可持續發展具有重要的現實意義，也將為我國農業現代化奠定基礎，促進我國傳統農業向現代農業的轉變。6，根據上述現代地面澆灌技術特徵，提出如下適合我國國情的現代地面澆灌技術模式：

以冬小麥等大田作物為代表的現代畦灌模式該模式採用的主要技術為：採用鐳射控制平地技術實現高精度的土地平整，擴大田塊規格，提高農機作業效率；採用精量播種技術，降低播種量；採用水平畦田澆灌、波湧澆灌及噴、微灌等高效節水澆灌技術，提高田間水的利用率；採用精量施肥技術，提高化肥利用率；採用聯合收割機技術，實現收割機械化。通過上述技術組合配套，整合小麥等大田作物的農業節水技術體系：

高精度土地平整+精量播種+高效節水澆灌技術+精量施肥技術+機械化收割。以棉花為代表的現代溝灌模式該模式採用的主要技術為：採用鐳射控制平地技術實現高精度的土地平整，擴大田塊規格，提高農機作業效率；採用精量播種技術，降低播種量；採用閘管澆灌、波湧澆灌、膜下滴灌等高效節水澆灌技術，提高田間水的利用率；採用機採棉技術，實現棉花采摘機械化。

通過上述技術組合配套，整合棉花作物的農業節水技術體系：高精度土地平整+精量播種+高效節水澆灌技術+機械化採棉。以水稻為代表的現代地面澆灌模式該模式採用的主要技術為：

採用鐳射控制平地技術實現高精度的土地平整，擴大田塊規格，提高農機作業效率；採用機插秧技術實現精量插秧，降低播種量；採用塑料隔板技術，減少原來土埂佔地，提高土地利用率；採用水稻「淺、薄、溼、晒」控制節水澆灌技術，提高田間水的利用率；採用聯合收割機技術，實現水稻收割機械化。通過上述技術組合配套，整合水稻作物的農業節水技術體系：高精度土地平整+機械化插秧+塑料隔板+控制節水澆灌技術+機械化收割。

現代地面澆灌技術不僅具有較好的節水增產效益，其具有的其他綜合效益還可為農民帶來實實在在的好處，例如提高土地利用率、提高農機作業效率、便於田間治理等。隨著我國現代化程序的加快，現代地面澆灌技術模式也將得到廣泛應用。

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