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1、第第3章章 地面节水浇灌技术地面节水浇灌技术 依据定义，浇灌是依据作物生长的须要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田依据定义，浇灌是依据作物生长的须要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田水分的人工措施。它是人们借助各种设施：水泵、渠道、管线、浇灌设施、化学制剂等实施水分的人工措施。它是人们借助各种设施：水泵、渠道、管线、浇灌设施、化学制剂等实施的行为，是在降水以外的对植物生长过程需水的一种补充措施。的行为，是在降水以外的对植物生长过程需水的一种补充措施。灌水方法及其分类灌水方法及其分类浇灌水进入田间并潮湿根区土壤的方法浇灌水进入田间并潮湿根区土壤的方法灌灌水水方方法法全面浇灌全面浇
2、灌局部浇灌局部浇灌地面浇灌地面浇灌喷灌喷灌畦灌畦灌沟灌沟灌淹灌淹灌漫灌漫灌滴灌滴灌微喷灌微喷灌渗灌渗灌地面浇灌一般要经过输配水、田间灌水和作物消耗水地面浇灌一般要经过输配水、田间灌水和作物消耗水3个过程。个过程。输配水主要通过各级渠道来实现，对土质渠道而言，一般从水源到田间进水输配水主要通过各级渠道来实现，对土质渠道而言，一般从水源到田间进水口约有口约有50%的水量会渗漏损失掉。的水量会渗漏损失掉。田间灌水是指浇灌水进入田间以后，将安排到确定浇灌面积上，以满足作物田间灌水是指浇灌水进入田间以后，将安排到确定浇灌面积上，以满足作物生长须要。在此过程中，一部分水会形成深层渗漏损失，一部分水会通过土
3、生长须要。在此过程中，一部分水会形成深层渗漏损失，一部分水会通过土壤蒸发损失，还有一部分水量可能会从地表流失。假如田间灌水方法不当，壤蒸发损失，还有一部分水量可能会从地表流失。假如田间灌水方法不当，用水管理粗放，田间水量损失可以占到进入田间水量的用水管理粗放，田间水量损失可以占到进入田间水量的30%-40%。作物消耗水是指作物根系从土壤层中吸取水分供其生长，并最终形成作物产作物消耗水是指作物根系从土壤层中吸取水分供其生长，并最终形成作物产量的过程。假如灌水过多，棵间蒸发量大，作物腾发量过多，也会造成水量量的过程。假如灌水过多，棵间蒸发量大，作物腾发量过多，也会造成水量损失。损失。第三章第三章
4、地面浇灌节水技术地面浇灌节水技术平整土地平整土地1畦灌畦灌2波涌灌溉波涌灌溉4膜上灌水技术膜上灌水技术 5沟灌沟灌3 人类驾驭最早的浇灌技术就是地面浇灌，人们通过沟渠等简洁的方法将水人类驾驭最早的浇灌技术就是地面浇灌，人们通过沟渠等简洁的方法将水引入田间，对干枯的土地面进行浇灌，这种古老的田间施水技术方法简洁易行，引入田间，对干枯的土地面进行浇灌，这种古老的田间施水技术方法简洁易行，它仍是目前世界上特殊是发展中国家广泛接受的一种灌水方法，它约占全世界它仍是目前世界上特殊是发展中国家广泛接受的一种灌水方法，它约占全世界浇灌面积的浇灌面积的90%以上。我国则有以上。我国则有97%以上的浇灌面积照旧
5、接受传统的地面浇灌以上的浇灌面积照旧接受传统的地面浇灌技术。技术。目前，我国渠灌区的浇灌水利用率平均为目前，我国渠灌区的浇灌水利用率平均为0.4。经改进后的地面浇灌技术与漫灌相比提高了浇灌用水效率，运用操作简洁，经改进后的地面浇灌技术与漫灌相比提高了浇灌用水效率，运用操作简洁，便于进行大面积浇灌。鉴于我国水资源与能源短缺，经济实力不足，广袤农便于进行大面积浇灌。鉴于我国水资源与能源短缺，经济实力不足，广袤农村地区的技术管理水平较低的现实，大面积推广喷灌、滴灌、渗灌等先进灌村地区的技术管理水平较低的现实，大面积推广喷灌、滴灌、渗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
6、国还仍会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，我国还仍会以地面浇灌为主。以地面浇灌为主。现阶段适合我国应用的地面浇灌节水技术很多，如长畦改短畦，宽畦改窄畦、现阶段适合我国应用的地面浇灌节水技术很多，如长畦改短畦，宽畦改窄畦、隔沟灌、细流沟灌、平整土地、坐水种、膜上灌、波涌灌等。这些技术耗能隔沟灌、细流沟灌、平整土地、坐水种、膜上灌、波涌灌等。这些技术耗能少，少，投入低，农夫易于驾驭，节水效果也比较明显。投入低，农夫易于驾驭，节水效果也比较明显。第一节 平整土地俗话说：人往高处走，水往低处流。要实现地面浇灌用水的高效率，首先要确俗话说：人往高处走，水往低处流。要实现地面浇灌用水
7、的高效率，首先要确保土地有一个较高的平整度，平整的土地可以使水匀整地流向田间各处，避开保土地有一个较高的平整度，平整的土地可以使水匀整地流向田间各处，避开局部积水。局部积水。美国把平地作为灌区改造的第一位工作。埃及的阅历是灌排渠系的投资占灌区美国把平地作为灌区改造的第一位工作。埃及的阅历是灌排渠系的投资占灌区建设投资的建设投资的30%，平地占，平地占70%。常规平地方法有人工法和机械法，机械法接受的设备有推土机、铲运机和刮常规平地方法有人工法和机械法，机械法接受的设备有推土机、铲运机和刮平机，它具有土方移动量大、平地效率高、费用相对较低等特点，适合于在平机，它具有土方移动量大、平地效率高、费用
8、相对较低等特点，适合于在地面起伏较大、地面平整度较差的田面内进行粗平，变更田块的宏观地形。地面起伏较大、地面平整度较差的田面内进行粗平，变更田块的宏观地形。由于平地效果取决推土机和刮平机的施工精度、人工操作和人工测平精度等由于平地效果取决推土机和刮平机的施工精度、人工操作和人工测平精度等诸多因素的影响，当田面达到确定平整度后便很难有所提高。诸多因素的影响，当田面达到确定平整度后便很难有所提高。土地平整方法包括常规土地平整措施和激光限制平地技术。土地平整方法包括常规土地平整措施和激光限制平地技术。常规土地平整措施常规土地平整措施土地平整的作用：土地平整的作用：一方面是使田块满足浇灌要求，提高水肥
9、利用效率和灌水匀整度，有利于一方面是使田块满足浇灌要求，提高水肥利用效率和灌水匀整度，有利于作物生长以及防止水土流失，从而增加农田抵挡自然灾难的实力，提高耕作物生长以及防止水土流失，从而增加农田抵挡自然灾难的实力，提高耕地质量及生产力；地质量及生产力；另一方面通过沟、渠、路的重新规划和整理，改善农业生产条件、增加有另一方面通过沟、渠、路的重新规划和整理，改善农业生产条件、增加有效耕地面积、促进农地的集约利用和规模经营，以保证土地的可持续利用效耕地面积、促进农地的集约利用和规模经营，以保证土地的可持续利用及加快农田水利以及农业的现代化进程。及加快农田水利以及农业的现代化进程。激光限制装置在农田平
10、整机具上的应用使土地平整精度得到大幅度的提高，激光限制装置在农田平整机具上的应用使土地平整精度得到大幅度的提高，其感应系统的灵敏性至少比人工视觉推断和平地机具上操作人员的手动液压其感应系统的灵敏性至少比人工视觉推断和平地机具上操作人员的手动液压系统精确系统精确1050倍。激光平地的作业效率高，适宜在常规粗平基础上完成田倍。激光平地的作业效率高，适宜在常规粗平基础上完成田面精平，改善地面微地形条件，但平地费用相对较高，铲运设备容积有限。面精平，改善地面微地形条件，但平地费用相对较高，铲运设备容积有限。如将常规土地平整措施和激光限制平地技术结合起来运用，充分利用常规粗如将常规土地平整措施和激光限制
11、平地技术结合起来运用，充分利用常规粗平方法和激光精平技术的特长及特点，可获得较好的土地平整效果。平方法和激光精平技术的特长及特点，可获得较好的土地平整效果。激光限制平地技术激光限制平地技术激光放射器以相对较高的速度在垂激光放射器以相对较高的速度在垂直与农田地平面的轴上旋转，这种直与农田地平面的轴上旋转，这种旋转光速形成激光面，作为平整土旋转光速形成激光面，作为平整土地作业的参照面。地作业的参照面。激光接收器事实上是一系列检测器。激光接收器事实上是一系列检测器。光束被检测到传递到限制系统。光束被检测到传递到限制系统。接收器检测到光束将其传到限制器，接收器检测到光束将其传到限制器，限制系统启动液压
12、系统上升或降低限制系统启动液压系统上升或降低机具。机具。平地系统平地系统拖拉机和平地机具组拖拉机和平地机具组成。成。激光限制土地平整田间作业 u常规土地平整方法受机具设备缺陷和人工操平精度等因素制约，平整精度达常规土地平整方法受机具设备缺陷和人工操平精度等因素制约，平整精度达到确定程度后将无法接着提高，而精细土地平整只能借助于激光限制技术和与到确定程度后将无法接着提高，而精细土地平整只能借助于激光限制技术和与之配套的平地机械设备完成。激光限制技术能够大幅度地提高田间土地平整精之配套的平地机械设备完成。激光限制技术能够大幅度地提高田间土地平整精度。度。20世纪世纪70年头中期以后，农田土地激光平
13、地技术在国外已得到广泛应用，年头中期以后，农田土地激光平地技术在国外已得到广泛应用，我国近几年刚步入应用探讨阶段。经激光平地技术平整的土地可节约水资源我国近几年刚步入应用探讨阶段。经激光平地技术平整的土地可节约水资源20%30%，如种小麦可提高产量，如种小麦可提高产量33%，有效地限制了水分、养分等，使之避，有效地限制了水分、养分等，使之避开产生深层渗漏，使水资源的有效利用率得到较大提高。开产生深层渗漏，使水资源的有效利用率得到较大提高。u激光平地技术是利用安装在垂直于农田地面的高架上的激光放射器，以较高激光平地技术是利用安装在垂直于农田地面的高架上的激光放射器，以较高的速度旋转，在农田上方形
14、成一个激光平面，以该激光面作为平整土地的参照的速度旋转，在农田上方形成一个激光平面，以该激光面作为平整土地的参照面。激光放射器具有自动调整机制，能依据设计的坡度调整激光面，激光面限面。激光放射器具有自动调整机制，能依据设计的坡度调整激光面，激光面限定了激光束与地面上任何一点的距离，使该点与激光束平面之间距离的正差为定了激光束与地面上任何一点的距离，使该点与激光束平面之间距离的正差为挖方深度，负差为填方深度。挖方深度，负差为填方深度。土地平整工程设计的原则是在有利于提高地面浇灌质量、促进作物生长和土地平整工程设计的原则是在有利于提高地面浇灌质量、促进作物生长和防止田间水土流失的条件下，使工程作业
15、的土方运移量最小，且搬运距离防止田间水土流失的条件下，使工程作业的土方运移量最小，且搬运距离最短。最短。平整土地要满足以下一些基本要求：平整土地要满足以下一些基本要求：整后的土地应满足浇灌水能匀整输送于田面各处，并能节约浇灌用水为目整后的土地应满足浇灌水能匀整输送于田面各处，并能节约浇灌用水为目的的最佳坡度。的的最佳坡度。保证浇灌水进入田面后能匀整地在田面内畅通流淌。保证浇灌水进入田面后能匀整地在田面内畅通流淌。要使平整土地过程中的土方移动量最小，使土地平整费用投入最少。要使平整土地过程中的土方移动量最小，使土地平整费用投入最少。使平整的土地不降低原有耕地的肥力，确保当年平地，当年受益。使平整
16、的土地不降低原有耕地的肥力，确保当年平地，当年受益。有试验结果表明，常规平地方法所能达到的最大平整精度是有试验结果表明，常规平地方法所能达到的最大平整精度是3.4cm，激光平，激光平地的偏差只有地的偏差只有12cm，常规平地方法具有土方运移量大、平地费用相对较低，常规平地方法具有土方运移量大、平地费用相对较低的特点，适合于在地面起伏较大、原始平整度较差的田面内完成粗平，但受的特点，适合于在地面起伏较大、原始平整度较差的田面内完成粗平，但受机具设备缺陷及人工操同等因素制约，平地效果有限，平整精度达到确定程机具设备缺陷及人工操同等因素制约，平地效果有限，平整精度达到确定程度后无法接着提高。激光平地
17、的作业效率较高，土地精平的效果好，但平地度后无法接着提高。激光平地的作业效率较高，土地精平的效果好，但平地费用相对较高。因而农田土地平整过程中可以综合考虑这两种方法的特点及费用相对较高。因而农田土地平整过程中可以综合考虑这两种方法的特点及特长，结合起来运用会收到更好的效果。特长，结合起来运用会收到更好的效果。20毛渠毛渠输水垄沟输水垄沟畦田畦田畦埂畦埂畦灌：用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时，畦灌：用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时，将水引入畦田后，在畦田上形成薄水层，沿畦将水引入畦田后，在畦田上形成薄水层，沿畦长方向流淌，主要借重力作用潮湿土壤。长方向流淌，主要借重力作用潮湿土壤。其次节其次
18、节 水平畦灌技术水平畦灌技术水水平平畦畦灌灌技技术术是是指指田田块块纵纵向向和和横横向向两两个个方方向向的的田田面面坡坡度度接接近近于于零零或或为为零零时的畦田灌水技术。时的畦田灌水技术。水水平平畦畦灌灌实实施施灌灌水水时时，通通常常要要求求引引入入畦畦田田的的流流量量很很大大，以以使使进进入入畦畦田田的的薄层水流能在很短时间内快速覆盖整个畦田田面。薄层水流能在很短时间内快速覆盖整个畦田田面。水水平平畦畦田田灌灌水水技技术术是是建建立立在在激激光光限限制制土土地地精精细细平平整整技技术术应应用用基基础础上上的的一一种种地地面面浇浇灌灌技技术术，自自20世世纪纪80年年头头起起已已在在很很多多国
19、国家家得得到到推推广广应应用用。与与传传统统的的地地面面浇浇灌灌系系统统相相比比，合合理理的的系系统统设设计计和和田田间间管管理理可可使使水水平平畦畦田田浇浇灌灌系系统统下下的的田田间间灌灌水水效效率率达达到到90%以以上上，浇浇灌灌匀匀整整度度得得以以有有效效改改善善。水水平平畦畦田田灌灌水水技技术术在在我我国国的的应应用用尚尚处处于于起起步步阶阶段段，随随着着现现代代化化规规模模经经营营农农业业的的发发展展，由由传传统统的的地地面面浇浇灌灌技技术术向向现现代代地地面面浇浇灌灌技技术术的的转转变变已已成成为为大大势势所趋。所趋。水平畦灌水平畦灌 水水平平畦畦灌灌的的概概念念最最早早是是由由S
20、wanson在在1957年年提提出出的的，20世世纪纪60年年头头以以后后，随随着高效率、高精度激光平地机械的出现，水平畦灌的应用才真正得到了发展。着高效率、高精度激光平地机械的出现，水平畦灌的应用才真正得到了发展。水水平平畦畦田田浇浇灌灌系系统统中中的的田田面面与与小小畦畦浇浇灌灌的的田田面面有有所所不不同同，它它要要求求田田面面具具有有较较高高的的水水平平状状态态，畦畦田田可可以以是是随随意意形形态态，周周边边由由田田埂埂封封闭闭，畦畦块块规规格格的的设设计计取取决决于于供供水水流流量量、土土壤壤入入渗渗特特性性等等因因素素。畦畦块块的的规规格格一一般般在在24hm2左左右右，较较大大的的
21、可可达达到到16hm2。浇浇灌灌时时要要求求的的灌灌水水流流量量较较大大，使使浇浇灌灌水水能能在在较较短短的的时时间间内内迸迸人人整整个田块。个田块。土土地地精精细细平平整整还还有有益益于于田田间间农农机机耕耕作作和和栽栽培培措措施施的的实实施施，增增加加作作物物出出苗苗率率和和种种植植密密度度。促促进进作作物物生生长长发发育育，便便作作物物产产量量有有较较大大幅幅度度增增长长。达达到到节节水水增增产产、提提高高劳劳动动生生产产率率和和能能源源利利用用率率的的目目的的。此此外外，田田间间水水分分的的匀匀整整入入渗渗还还可可削削减减残残留留在在土土壤壤中中的的盐盐分分，水水量量渗渗漏漏损损失失的
22、的减减小小也也使使得得肥肥料料的的淋淋洗洗损损失失得得到到确确定定程程度度的的限制。限制。由由于于水水平平畦畦田田浇浇灌灌要要求求田田面面有有较较高高的的水水平平度度和和平平整整度度，取取消消了了沿沿畦畦长长的的坡坡度度，因因此此，在在水水平平畦畦田田内内的的水水流流运运动动模模型型成成为为水水平平畦畦田田设设计计的的关关键键。1974年年，美美国国水水土土保保持持局局提提出出一一套套水水平平畦畦灌灌设设计计图图表表，但但其其中中包包含含了了很很多多人人为为的的假假设设，与与实实际状况出人很大，显得比较粗糙。际状况出人很大，显得比较粗糙。水水平平畦畦灌灌适适用用各各类类作作物物和和多多种种土土
23、壤壤条条件件。尤尤其其适适用用土土壤壤入入渗渗速速度度较较低低的的粘性土壤，也可用于砂性土壤。粘性土壤，也可用于砂性土壤。水平畦灌适用范围水平畦灌适用范围 将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，接受地面纵向输水沟或塑料将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，接受地面纵向输水沟或塑料薄壁软管将灌水输送入畦田，然后自上而下或自下而上依次逐段向短畦内薄壁软管将灌水输送入畦田，然后自上而下或自下而上依次逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水技术，称为长畦分段灌或长畦短灌。灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水技术，称为长畦分段灌或长畦短灌。第三节第三节 长畦分段浇灌长畦分段浇灌长畦分段浇灌的技术要素
24、长畦分段浇灌的技术要素长长畦畦分分段段浇浇灌灌的的畦畦宽宽可可以以宽宽至至5-10m，畦畦长长可可以以达达到到200m以以上上，一般在一般在100-400m，但其单宽流量并不增大。，但其单宽流量并不增大。主要技术要求是：主要技术要求是：1、确定适宜的入畦灌水流量；、确定适宜的入畦灌水流量；2、侧向分段开口的间距（即短畦长度与间距）；、侧向分段开口的间距（即短畦长度与间距）；3、分段改水时间或改水成数；、分段改水时间或改水成数；以以上上技技术术要要求求要要素素可可以以依依据据水水量量平平衡衡原原理理和和畦畦灌灌水水流流运运动动方方式式确确定，但一般依据试验确定，也可参照书中表定，但一般依据试验确
25、定，也可参照书中表3-1.长畦分段浇灌的优点长畦分段浇灌的优点1、节水；、节水；2、省地；、省地；3、适应性强；、适应性强；4、易于推广；、易于推广；5、便于田间操作。、便于田间操作。可以实现低定额灌水，灌水匀整度高于可以实现低定额灌水，灌水匀整度高于85%，与畦田长度，与畦田长度相同的常规畦灌技术相比可省水相同的常规畦灌技术相比可省水40%-60%，田间灌水有，田间灌水有效利用率提高效利用率提高1倍左右或更多。倍左右或更多。浇灌设施占地少，可以省去一至二级田间输水沟渠。浇灌设施占地少，可以省去一至二级田间输水沟渠。与常规畦灌技术相比，可以敏捷适应地面坡度、糙率与常规畦灌技术相比，可以敏捷适应
26、地面坡度、糙率和种植作物的变更，可以接受较小的单宽流量，削减和种植作物的变更，可以接受较小的单宽流量，削减土壤冲刷。土壤冲刷。该技术操作简洁，管理费用低，因而经济适用，简洁该技术操作简洁，管理费用低，因而经济适用，简洁推广。推广。由于田间无横向畦埂或渠沟，便利机耕和接受由于田间无横向畦埂或渠沟，便利机耕和接受其他先进的耕作方法，有利于作物增产。其他先进的耕作方法，有利于作物增产。第三节第三节 波涌浇灌波涌浇灌波波涌涌浇浇灌灌(surgeflowirrigatiOn)又又称称间间歇歇浇浇灌灌或或涌涌流流浇浇灌灌。它它是是人人们们在在探探讨讨沟沟(畦畦)灌灌的的基基础础上上发发展展起起来来的的地地
27、面面灌灌水水技技术术，它它可可分分为为波波涌涌沟沟灌灌和和波波涌涌畦畦灌灌。与与传传统统的的沟沟(畦畦)灌灌不不同同，它它不不是是将将浇浇灌灌水水流流一一次次推推动动到到沟沟(畦畦)末末端端，而而是是将将水水流按确定周期间歇式地逐次推动到沟流按确定周期间歇式地逐次推动到沟(畦畦)末端。末端。历程历程概念概念组成组成特点特点技术要素技术要素灌水方式灌水方式 历 程19791979年年StringhamStringham和和KellerKeller提出了波涌浇灌这一概提出了波涌浇灌这一概念念8080年头美国进行室内试验年头美国进行室内试验,1986,1986年进入应用阶段年进入应用阶段,随后美日对
28、波涌灌设备进行了探讨随后美日对波涌灌设备进行了探讨,开发研制一系开发研制一系列波涌灌产品。列波涌灌产品。我国我国19811981年引入这一技术年引入这一技术,1987,1987年以来，一些科研年以来，一些科研单位、高校先后开展了波涌灌试验探讨，主要有单位、高校先后开展了波涌灌试验探讨，主要有西安理工高校和北京水科院水科所。西安理工高校和北京水科院水科所。国内研发国家节水浇灌北京工程技术探讨中心（中国家节水浇灌北京工程技术探讨中心（中国水利水电科学探讨院水利探讨所）开发国水利水电科学探讨院水利探讨所）开发生产的波涌浇灌设备（专利号：生产的波涌浇灌设备（专利号：ZL 99257311.4)，概 念
29、surge（flow）irrigation又可译为涌流灌又可译为涌流灌或间歇灌，是利用间歇阀向沟（畦）间或间歇灌，是利用间歇阀向沟（畦）间歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加快水流的推动速度，缩短沟（畦）首尾快水流的推动速度，缩短沟（畦）首尾受水时间差，使土壤得到匀整潮湿。受水时间差，使土壤得到匀整潮湿。波涌灌具有灌水匀整，灌水质量高，田波涌灌具有灌水匀整，灌水质量高，田面水流推动速度快，省水、节能和保肥，面水流推动速度快，省水、节能和保肥，可实现自动限制等优点。可实现自动限制等优点。波涌浇灌系统组成波涌浇灌系统组成波涌灌的工作原理波涌灌的工作原理 传统沟灌是一
30、次将水从沟首推动到沟尾。传统沟灌是一次将水从沟首推动到沟尾。波涌灌则接受间断的方式，经过几个放水和波涌灌则接受间断的方式，经过几个放水和停水的周期，逐步由沟首推动到沟尾。停水的周期，逐步由沟首推动到沟尾。3940波涌灌原理波涌灌原理传统沟灌是一次将水从沟首推动到沟尾。传统沟灌是一次将水从沟首推动到沟尾。波涌灌则是实行间断的方式，经过几个放水和波涌灌则是实行间断的方式，经过几个放水和停水的周期，逐步由沟首推动到沟尾。停水的周期，逐步由沟首推动到沟尾。42致密层致密层波涌灌原理波涌灌原理由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田面，存在着潮湿与停水
31、落干的交替过程，从而变更了面，存在着潮湿与停水落干的交替过程，从而变更了土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的入渗实力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这入渗实力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这一段土壤的入渗削减，水流速度加快。一段土壤的入渗削减，水流速度加快。在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为连续灌的连续灌的13倍，从而大大削减了深层渗漏，倍，从而大大削减了深层渗漏，提高了灌水匀整度，田间水利用系数可达提高了灌水匀整度，田间水利用系数可达0.80.9。一些试验结果表明，间歇灌比连续沟灌
32、节。一些试验结果表明，间歇灌比连续沟灌节水水38%，省时一半左右；比连续畦灌节水，省时一半左右；比连续畦灌节水26%，省水，省水1/3左右。左右。1、水源 用于波涌浇灌的水源要求相对低用于波涌浇灌的水源要求相对低 ：在井灌区可用来自低压输水管道给水栓在井灌区可用来自低压输水管道给水栓(出水出水口口)在渠灌区则取自农渠分水闸口。在渠灌区则取自农渠分水闸口。2、波涌阀按动力供应形式分为：水力驱动式和太阳按动力供应形式分为：水力驱动式和太阳能能(蓄电池蓄电池)驱动式两类驱动式两类按结构形式则分为单向阀或双向阀两类。按结构形式则分为单向阀或双向阀两类。波涌阀波涌阀整个阀体呈三通结构的整个阀体呈三通结构
33、的T字型字型,接受铝合金接受铝合金材料铸造。水流从进水口引入后材料铸造。水流从进水口引入后,由位于中由位于中间位置的阀门向左、右交替分水间位置的阀门向左、右交替分水,阀门由限阀门由限制器中的电动马达驱动。制器中的电动马达驱动。3、限制器 由微处理器、电动机、可充电电池及太阳由微处理器、电动机、可充电电池及太阳能板组成能板组成,接受铝合金外罩爱护。限制器用接受铝合金外罩爱护。限制器用来实现波涌阀开关的转向来实现波涌阀开关的转向,定时限制双向供定时限制双向供水水.限制器限制器限制器自动完成切换自动完成切换,实现波涌灌水自动化限制器实现波涌灌水自动化限制器的参数输入形式以旋钮式和触键式为主的参数输入
34、形式以旋钮式和触键式为主,具具有数字输入及显示功能有数字输入及显示功能,内置计算程序可自内置计算程序可自动设置阀门的关断时间间隔。动设置阀门的关断时间间隔。4、输配水管道接受接受PEPE软管或软管或PVCPVC硬管将低压输水管道出水口或农硬管将低压输水管道出水口或农渠分水口与波涌阀进水口相连渠分水口与波涌阀进水口相连,在波涌阀出水口处在波涌阀出水口处装有软管装有软管(硬管硬管)伸向两侧伸向两侧,起到传统毛渠的配水作起到传统毛渠的配水作用。用。在限制器作用下可实现阀门的自动转向和水流切在限制器作用下可实现阀门的自动转向和水流切换，完成交替供水过程。波涌浇灌系统可与田间换，完成交替供水过程。波涌浇
35、灌系统可与田间闸管浇灌系统配套运用闸管浇灌系统配套运用 波涌灌特点1 1、优点优点2 2、缺点、缺点1、优点波涌灌具有节水、节能、保肥、水流推动速度快和灌水质量高等优点,并能解决长畦(长沟)灌水难的问题。试验及示范推广表明：一般状况下，波涌灌较同条件下的连续灌节水1040%，水流推动速度为连续灌的1.2-1.6倍，灌水质量指标Ea(用水效率)；Es(储水效率)；Ed(灌水匀整度)分别提高1535%，1525%，1020%。2、缺点缺点是比畦灌投资大。它适用于沟（畦）缺点是比畦灌投资大。它适用于沟（畦）长度大、地面坡度平坦、透水性较好且含长度大、地面坡度平坦、透水性较好且含有确定粘粒的土质的浇灌
36、。有确定粘粒的土质的浇灌。五、技术要素 1、周期 波涌灌的一个供水和停水过程称一个灌水波涌灌的一个供水和停水过程称一个灌水周期。周期。2、周期时间(T)在一个周期内，放水时间与停水时间之和在一个周期内，放水时间与停水时间之和称周期放水时间。称周期放水时间。五、技术要素3、循环率()放水时间放水时间与周期时间与周期时间T T之比称循环率。之比称循环率。4、周期数(n)完成波涌灌全过程所需放水和停水过程的次数又完成波涌灌全过程所需放水和停水过程的次数又称周期数。称周期数。5、灌水流量(Q)常以单宽流量表示，常以单宽流量表示，q（L/sm）。）。探讨表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有干脆影响。探讨表
37、明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有干脆影响。砂砂土土或或黏黏粒粒含含量量相相对对较较少少的的砂砂壤壤土土在在各各种种人人渗渗技技术术参参数数下下，都都没没有减渗效果或减渗效果微小。有减渗效果或减渗效果微小。黏黏粒粒含含量量相相对对较较高高的的砂砂壤壤土土及及中中壤壤土土具具有有较较大大的的间间歇歇入入渗渗减减渗渗效效果。果。黏黏性性土土壤壤具具有有较较高高的的相相对对减减渗渗率率，但但因因其其本本身身入入渗渗量量小小，因因而而减减渗效果甚微。渗效果甚微。波涌灌田间灌水方式 1、定时段、定时段变流程法变流程法 2、定流程、定流程变时段法变时段法 3、增量法、增量法 1、定时段变流程法波涌灌每个灌水
38、周期的放水流量及放水时间确定，波涌灌每个灌水周期的放水流量及放水时间确定，而每个周期水流的新增推动长度不相等。目前波而每个周期水流的新增推动长度不相等。目前波涌灌多接受这种方法。涌灌多接受这种方法。这种方式对灌水沟这种方式对灌水沟(畦畦)长度小于长度小于400m400m的状况很有的状况很有效，须要的自动限制装置比较简洁，操作也便利，效，须要的自动限制装置比较简洁，操作也便利，而且在灌水过程中也很简洁限制。而且在灌水过程中也很简洁限制。2、定流程变时段法即每个灌水周期的水流新增推动长度和放即每个灌水周期的水流新增推动长度和放水流量相等，但每个周期的放水时间不等。水流量相等，但每个周期的放水时间不
39、等。这种灌水方式适用于灌水沟这种灌水方式适用于灌水沟(畦畦)长度大于长度大于400m的状况的状况,但是不易限制，劳动强度大，但是不易限制，劳动强度大，灌水设备也相对困难。灌水设备也相对困难。3、增量法在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流快速推动到总畦的快速推动到总畦的3/4处停水处停水,然后在以后的然后在以后的几个放水周期中几个放水周期中,按定时段按定时段变流程法或变流程法或定流程定流程变时段法以较小流量进行灌水，变时段法以较小流量进行灌水，完成全畦灌水过程。完成全畦灌水过程。探讨表明，土壤质地对间歇入渗减渗效果有干脆影响。探讨表明，土壤质地对间歇入渗减渗效
40、果有干脆影响。砂砂土土或或黏黏粒粒含含量量相相对对较较少少的的砂砂壤壤土土在在各各种种人人渗渗技技术术参参数数下下，都都没没有有减减渗渗效果或减渗效果微小。效果或减渗效果微小。黏粒含量相对较高的砂壤土及中壤土具有较大的间歇入渗减渗效果。黏粒含量相对较高的砂壤土及中壤土具有较大的间歇入渗减渗效果。黏黏性性土土壤壤具具有有较较高高的的相相对对减减渗渗率率，但但因因其其本本身身入入渗渗量量小小，因因而而减减渗渗效效果果甚微。甚微。第四节第四节 覆膜浇灌覆膜浇灌 覆膜浇灌是在农业地膜栽培的基础上发展起来的一种节水型地面浇覆膜浇灌是在农业地膜栽培的基础上发展起来的一种节水型地面浇灌新技术。灌新技术。19
41、48年日本最早起先探讨农业地膜覆盖栽培技术，并于年日本最早起先探讨农业地膜覆盖栽培技术，并于1955年起先在年起先在全国推广应用；全国推广应用；法国于法国于1956年起先推广应用农业地膜栽培技术；年起先推广应用农业地膜栽培技术；我国于我国于1978年从日本引进农业地膜覆盖栽培技术，现已在我国北方发年从日本引进农业地膜覆盖栽培技术，现已在我国北方发面积推广应用，尤其在新疆干旱区的棉花、瓜果和蔬菜等经济作物基本面积推广应用，尤其在新疆干旱区的棉花、瓜果和蔬菜等经济作物基本上接受地膜覆盖栽培技术。上接受地膜覆盖栽培技术。第四节第四节 覆膜浇灌覆膜浇灌膜上灌水技术，俗称膜上灌，是我国新疆地区膜上灌水技
42、术，俗称膜上灌，是我国新疆地区20世纪世纪80年头发展起来的一种地年头发展起来的一种地面节水浇灌技术，膜上灌自面节水浇灌技术，膜上灌自1986年在新疆进行生产性节水浇灌试验起先，当年年在新疆进行生产性节水浇灌试验起先，当年就收到显著的节水效果，比原浇灌节水就收到显著的节水效果，比原浇灌节水56.8%。1987年膜上灌面积已达到年膜上灌面积已达到133hm2，1990年达到年达到3.3104 hm2，1994年以后全年以后全新疆膜上灌面积稳定在新疆膜上灌面积稳定在23.3104hm2左右。膜上灌的作物从棉花起先，现已发左右。膜上灌的作物从棉花起先，现已发展到玉米、瓜菜、甜菜、啤酒花、小麦、高粱、
43、葡萄等作物。展到玉米、瓜菜、甜菜、啤酒花、小麦、高粱、葡萄等作物。覆膜浇灌的类型覆膜浇灌的类型侧膜沟灌侧膜沟灌膜上浇灌膜上浇灌膜下浇灌膜下浇灌膜侧沟灌是地膜覆盖栽培的传统浇灌技术。膜侧沟灌是指在灌水沟垄背部位铺膜，膜侧沟灌是地膜覆盖栽培的传统浇灌技术。膜侧沟灌是指在灌水沟垄背部位铺膜，浇灌水流在侧膜的灌水沟中流淌，并通过膜侧入渗到作物根系区的土壤内。膜侧沟浇灌水流在侧膜的灌水沟中流淌，并通过膜侧入渗到作物根系区的土壤内。膜侧沟灌主要用于条播作物和蔬菜。灌主要用于条播作物和蔬菜。膜侧沟灌虽说能增加垄背位种植作物根系的土壤温度和湿度，但灌水匀整度和田间膜侧沟灌虽说能增加垄背位种植作物根系的土壤温度
44、和湿度，但灌水匀整度和田间水利用率与传统沟灌基本相同，没有多大改进，且裸沟水分蒸发量较大。水利用率与传统沟灌基本相同，没有多大改进，且裸沟水分蒸发量较大。膜上浇灌是在地膜栽培的基础上，把过去的地膜旁侧流水改为膜上流水，水在膜上浇灌是在地膜栽培的基础上，把过去的地膜旁侧流水改为膜上流水，水在地膜上流淌过程中，利用其自身的重力，从放苗孔或膜缝渐渐地流人到作物根地膜上流淌过程中，利用其自身的重力，从放苗孔或膜缝渐渐地流人到作物根部土层，进行局部浸润浇灌，防止土壤无效渗漏，以满足作物各自生育期最优部土层，进行局部浸润浇灌，防止土壤无效渗漏，以满足作物各自生育期最优的需水要求的新型节水浇灌技术。它在不增
45、加地膜投入，只须要改装铺膜机状的需水要求的新型节水浇灌技术。它在不增加地膜投入，只须要改装铺膜机状况下，实现了一膜多用。况下，实现了一膜多用。由于它是利用地膜输水，由放苗孔和增补的专用渗水孔向土壤中渗水。它是地由于它是利用地膜输水，由放苗孔和增补的专用渗水孔向土壤中渗水。它是地面浇灌方法中的一种可以限制的微局部浇灌，可称为细流小畦膜上灌，其浇灌面浇灌方法中的一种可以限制的微局部浇灌，可称为细流小畦膜上灌，其浇灌定额、灌水强度、施水面积类似滴灌，但两者投资相差悬殊。膜上灌以依据作定额、灌水强度、施水面积类似滴灌，但两者投资相差悬殊。膜上灌以依据作物的不同需水要求，通过志向的渗水孔物的不同需水要求
46、，通过志向的渗水孔(放苗孔放苗孔)密度，孔径及膜缝宽度来解密度，孔径及膜缝宽度来解决灌水强度及灌水中不匀整的问题。水从地膜表面上走，大大地削减了浇灌的决灌水强度及灌水中不匀整的问题。水从地膜表面上走，大大地削减了浇灌的深层渗漏和无效消耗。深层渗漏和无效消耗。膜上灌的适应范围、形式选择及应用过程中的一些技术措施膜上灌的适应范围、形式选择及应用过程中的一些技术措施适用范围适用范围凡是实行了地膜栽培的地方，任何中耕作物都适合接受膜上灌。膜上灌更适宜凡是实行了地膜栽培的地方，任何中耕作物都适合接受膜上灌。膜上灌更适宜在地势高、较大坡度、易板结、气温低的地区进行推广。在地势高、较大坡度、易板结、气温低的
47、地区进行推广。形式选择形式选择因为膜上灌须要在农机具的帮助下一次性完成，施肥、铺膜、打埂、打孔、播因为膜上灌须要在农机具的帮助下一次性完成，施肥、铺膜、打埂、打孔、播种等工作，农机的改进和多功能性是这项技术推广的关键。在不具备农机具条种等工作，农机的改进和多功能性是这项技术推广的关键。在不具备农机具条件的初期可接受开沟膜上灌。膜上灌因地理条件、自然环境、耕作习惯不一，件的初期可接受开沟膜上灌。膜上灌因地理条件、自然环境、耕作习惯不一，播种形式也不相同。可以依据当地条件，选择一种或几种适合当地条件的方式播种形式也不相同。可以依据当地条件，选择一种或几种适合当地条件的方式进行耕作。进行耕作。推广膜
48、上灌的一些技术措施推广膜上灌的一些技术措施平整土地平整土地 为保证膜上灌水匀整，提高灌水质量，土地要平整，力争做到为保证膜上灌水匀整，提高灌水质量，土地要平整，力争做到 平、碎、净平、碎、净。既不要有小坑、小包，也不能有大土块，否则渗水串流，无法。既不要有小坑、小包，也不能有大土块，否则渗水串流，无法限制流量，土块中不能有长秸秆、杂草，以免影响打埂。限制流量，土块中不能有长秸秆、杂草，以免影响打埂。化学除草化学除草 播种前要有支配喷洒化学除草剂，可使田间杂草削减播种前要有支配喷洒化学除草剂，可使田间杂草削减70%以上。以上。要求土、药搅拌匀整，单位面积用药量确定要达到剂量以上，否则除草效果不要
49、求土、药搅拌匀整，单位面积用药量确定要达到剂量以上，否则除草效果不佳。佳。施足基肥施足基肥 不论实行哪种膜上浇灌形式，当地膜铺好以后再施肥，操作起来不论实行哪种膜上浇灌形式，当地膜铺好以后再施肥，操作起来比较困难。解决的方法如下。首先是多施基肥和种肥。把全部的磷肥和比较困难。解决的方法如下。首先是多施基肥和种肥。把全部的磷肥和70%以以上的氮肥作基肥和种肥，在铺膜之前，一次性施入土壤上的氮肥作基肥和种肥，在铺膜之前，一次性施入土壤10l2cm处，防止施肥处，防止施肥过浅易跑肥。为防止烧苗，肥料行与种子行间隔应在过浅易跑肥。为防止烧苗，肥料行与种子行间隔应在8cm以上。其次是苗期施以上。其次是苗
50、期施肥。常接受的方法有肥。常接受的方法有3种。对种肥不宜过大的沙质土壤、盐碱地等，在秧苗长种。对种肥不宜过大的沙质土壤、盐碱地等，在秧苗长势较弱时，可在浇水前用点播机在膜上点播追肥势较弱时，可在浇水前用点播机在膜上点播追肥;生长期可接受叶面肥进行调生长期可接受叶面肥进行调整，例如，对棉田除喷洒磷酸二氢钾以外，对一些长势较弱的苗田，在现蕾期整，例如，对棉田除喷洒磷酸二氢钾以外，对一些长势较弱的苗田，在现蕾期每亩还可喷洒尿素每亩还可喷洒尿素5009，在花铃期喷，在花铃期喷7001000g。喷施肥料应选在浇水前、。喷施肥料应选在浇水前、雨后或傍晚等，这有利于作物吸取，还可以把要施的化肥溶于水中，随灌