节水灌溉科普知识100问
发布时间: 2018-03-05 03:05:49 发布者: 水利学会门户管理员

 

1、地球上有多少水?人们常说的水资源是指哪些水?

地球的自然环境由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈构成,水圈包括地球上所有形式的水,其总储量达13.86亿立方公里(1立方公里=100万方),极其丰富。其中96.5%是海水,约覆盖地球表面总面积的71%,因其含盐量高,通常不能作为淡水资源直接被利用;地球上的淡水资源总量约为0.35亿立方公里,占总储量的2.35%,其中深层地下水、两极和高山的冰川与永久雪盖、永冻层底冰等占淡水资源总储量的99.86%,是静态水量,很难为人们所利用。

人们常说的水资源是指可供人们经常取用的,在一定时间内能够得到恢复和更新的淡水量,即大陆上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的动态水量,这部分水量也就是自然界水循环中平均每年由海洋向大陆净输送的水气量或由大陆注入海洋的河川径流量,其总水量约为4.7万立方公里,只占地球上淡水资源总储量的0.13%。

2、我国水土资源承载力如何?

随着我国经济总量和人口总量的不断增加,水土资源的承载力已经接近上限,我国人均耕地不足世界平均水平的1/3,人均水资源量不足世界平均水平的1/4,水土资源严重不足,已成为国民经济发展,特别是农业可持续发展的首要制约因素。因此,发展节水农业,提高农业用水的有效利用率,增加单位面积的作物产量,是农业可持续发展的重要基础。

3、自然界中各种形式的水是怎样相互转化的?

自然界中各种形式的水的相互转化有大循环和小循环之分。所谓大循环是指海洋的水通过蒸发变为水蒸气升到大气层,形成气团(也就是天上的云),云在风的不断吹动下飘向陆地的上空,在一定的条件下变成雨或雪降落到地面,一部分形成地表水(江、河、湖等),另一部分渗入地下形成地下水。小循环指的是陆地上的地表水和地下水直接或间接(通过植物)蒸发变为水蒸气上升到天空变为云,再以雨或雪的形式降落到地面的过程。

4、水资源是取之不尽用之不竭的吗?

由于地球上存在着水循环作用,大气降水(雨、雪等)会不断的对水资源进行补给,所以水资源是一种可再生的资源。但是水资源的这种可恢复性在一定时间、一定区域内却是有限的,如果不讲究科学,超过限度的开发利用水资源,定会带来很多恶果,有些地区长期超采地下水,地下水位下降造成地面沉降、海(咸)水入侵等即是例子。因此水资源不是取之不尽用之不竭的。

5、为什么说今后国家或地区间的争端主要源于水?

现在整个世界有能源、水源、食物、人口等多种危机,其中危机程度最严重、影响最广的是水资源的相对短缺。因为水首先是人类生存的必要条件,其次水是农业、国民经济的命脉,对于一个国家或地区而言,经济越是发展水也越显不足。因此今后国家或地区间的争端有可能主要表现在对于水的争夺或占有上。

6、我国水资源在时间、空间上是如何分布的?

我国水资源在分布上具有时、空分布不均衡和水、土资源组合不平衡的显著特征。

我国地域辽阔,跨跃高、中、低三个纬度带,由于东西距海的远近、南北纬度的高低相差大,全国降水量和径流量的地区分布极不均匀,总的趋势是由东南沿海向西北内陆递减。我国地表径流的分布趋势,基本上与降水量相似,但地区分布的不均匀性比降水量更为严重。总的来说,南方水多、人多、地少;北方地多、人多、水少。南方四片水资源总量占全国的81%,人均占有水量约为全国均值的1.6倍,亩均占水量为全国均值的2.3倍。其中,西南诸河片人均占有水资源量达全国均值的15倍,亩均占有水量达全国均值12倍。北方片中黄河、淮河、海河三大流域的水资源总量仅占全国的7.5%,而人口和耕地却分别占到全国的34%和39%。尤其是海滦河片,人均和亩均水量都是全国的最低值,人均占有水量为全国均值的16%,亩均占有水量为全国均值的14%,是我国缺水最严重的地区之一。南方和北方相比,前者人均水量为后者的4.5倍,亩均水量为9.1倍;西南诸河与海滦河相比,前者人均水量为后者的89倍,亩均水量为87倍。

我国水资源在时间分布上变化很大,水旱灾害频繁。由水循环可知,自然界的水循环在时间上的变化很不稳定,因此水资源在时间分配上具有不均匀性。尤其是我国位于世界著名的东亚季风区,属显著的大陆性季风气候,因此降水量和径流量的年内年际变化都相当大,而且贫水地区的变化一般大于丰水地区。据统计,全国大部分地区连续最大四个月降水量占全年的70%左右。南方大部分地区连续最大四个月径流量占全年径流量的60%左右,华北、东北的一些地区可达全年径流量的80%以上。

年降水量的最大与最小比值,在南方为2~4倍,在北方为3~6倍。年径流量的最大与最小比值,在长江、珠江、松花江为2~3倍,黄河为4倍,淮河为15倍,海河则高达20倍。而且年际间还存在着连丰、连枯的现象,如黄河1922~1932年连续11年的平均年径流量比正常年少30%,海河北系1980~1984年的平均年径流量比正常年少1/2。松花江在近80年中出现过连续11年和连续13年的枯、丰年组,1916~1928年的平均年径流量比正常年少41%,而1953~1966年又比正常年多41%。

降水量和径流量年际间的悬殊差别和年内高度集中的特点,不仅给开发利用水资源带来了困难,也是水旱灾害频繁、农业产量不稳定的重要原因之一。

7、为什么我国被列为世界上十三个贫水国之一?

我国的水资源总量为2.8亿方,排名世界各国的第六位,但我国人口占世界总人口的五分之一还多。现状人均占有水资源量仅2200 方,不足世界人均数的四分之一,排在一百位之后,而且我国水资源在时间和空间的分布还极不均匀,总的来看,南方多,北方少、西南多、西北少。人口密集的地方人均占有水资源仅为几百立方米,远低于世界贫水国家的平均水平。我国人口增至16亿时,人均水资源将降到1760 方  ,按国际上一般承认的标准,人均1760 方  为用水紧张的国家,所以,我国被列为世界上十三个贫水国之一。

8、缺水会给工农业生产带来什么样的后果?

随着人口增长和社会经济的高速发展,工农业用水量不断增加,而供水的增长明显落后于需水的增长。按现状用水统计,全国在中等干旱年缺水360亿方。近10多年来,全国每年受旱面积都在0.2~0.27亿公顷(1公顷=15亩),约有0.07亿公顷灌溉面积由于缺水得不到灌溉。每年由于缺水少生产粮食600~700亿公斤以上。在全国640个城市中,缺水城市达300多个,其中严重缺水城市114个,日缺水量达1600万万。全国每年因缺水造成的直接经济损失达2800亿元,是洪水灾害损失的2.5倍以上。

由于缺水而过量开发利用水资源,造成黄淮海流域、辽河流域、胶东半岛诸河以及新、青、甘、宁、蒙内陆河流域等地区有的河流河水枯竭、河流断流、河道萎缩、湖泊干涸;有的地下水位下降,形成地下水漏斗、地面沉降、海水倒灌;有的土地荒漠化,对我国的生存与发展已构成严重威胁。

河湖水域污染,不少河常年流的是污水、臭水。河流入海水量减少,造成河道淤高、河口淤积。地表水不够用就转向超采地下水。河北、山东、辽宁、山西、北京等省市每年超采地下水数十亿方,河北中南部平原地区地下水位平均每年下降1~1.5米,机井深度从20~30米发展到300~400米。超采地下水造成水质变差,地面沉降,沿海地区海水入侵,良田变成盐碱地。甘肃省河西走廊的石羊河,上游过量用水,减少了对下游地区地下水的补给,民勤县绿洲萎缩,大面积沙枣树枯死,植被退化,土地沙化、碱化、腾格里沙漠向南进逼,已有十多万亩耕地撂荒等等。这些都直接威胁着我国工农业生产的发展。

9、导致缺水的主要原因是什么?

就我国情况而言,导致缺水的主要原因有自然、人为两大因素。我国地理位置、地势条件决定了我国的一个基本的气候条件――季风气候,这样一个气候条件形成了我国每年自二月份开始,在暖湿气流的影响下,自南向北逐渐形成多雨区,到8月份止,此后便进入降温期,受西伯利亚寒流的影响,形成寒冷少雨季节。这样年复一年,循环不止,形成我国降雨主要集中在6-9月份,可利用的淡水不能有效的利用,白白流入大海,造成自然浪费。另一方面,人为地破坏生态环境加剧了水土流失浪费了水源。城市工业、生活用水和农业用水也存在浪费现象。工、农业的发展还对水资源造成严重污染。这些都是导致缺水的原因。

10、我国解决农业缺水问题的对策如何?

制定和探讨21世纪水问题战略,已是世纪之交各国政府和国际组织的重点议题之一。发达的经济和社会必须要有高效率和可持续的水资源作为支撑条件,这在当今世界已成为共识。解决缺水有多种战略对策,但是必须因地制宜。对于许多缺水国家或地区来说,如何把有限的水资源用好,已愈来愈成为这些国家或地区用于解决其水资源紧缺的重要措施。

我国地域辽阔、地形复杂、气候多样、降水量由南到北、由东向西递减,干旱半干旱、半湿润气候区域约占国土面积的2/3,水土资源分布不相匹配,降水量年内分配与年际变化很大,这些自然条件决定了灌溉在我国农业发展中的特殊地位。据有关研究资料显示,全国约70%的粮食、80%的棉花、90%的蔬菜都产自于仅占全国耕地面积1/2以下的灌溉土地上,灌溉面积的巩固和发展愈来愈成为影响中国粮食安全的主要因素。灌溉用水为全国主要用水大户,1993年全国总用水量为5198亿方,其中农业灌溉用水为3817亿方,占总水量73.4%。各级政府都非常重视节水,党的十五届三中全会明确提出要“加快现有大中型灌区水利设施的维修和完善”,“把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓,大幅度提高水的利用效率”。为了大幅度提高水的利用率,国家决定“九五”期间(1996-2000年),每年安排节水灌溉贴息贷款,由中央和地方财政贴息,专门用于支持发展节水灌溉、打井等节水工程建设;安排一定规模的中央财政预算内专项资金和国债资金,专门用于大型灌区节水改造续建配套项目和节水增效灌溉示范项目建设。同时在“九五”期间还组织实施了全国300个节水增产重点县建设,旨在以点带面,推动全国节水灌溉的普及推广。据资料统计,“九五”期间全国用于发展节水灌溉的资金投入约430亿元,新增各类节水灌溉工程面积760万公顷(合1.15亿亩)。截止到2000年底,全国节水灌溉工程面积已达1860万公顷(2.8亿亩),占全国有效灌溉面积的比例从“九五”初期的21.8%提高到34.1%。由于节水灌溉的推广普及,实现了在灌溉用水总量零增长的情况下,农业生产条件进一步改善,抗旱能力有所提高,促进了农业产业结构和种植结构的优化调整,推动了农业和农村经济的发展。

11、今后分配给农业的用水量为什么会逐年减少?

我国和世界上其他国家一样,随着国民经济的快速发展和城市化率的不断提高,用于工业和城市生活、环境的水必然越来越多,那么用于农业生产的水量必然会逐年减少。在五六十年代我国农业用水占社会总用水量的85%以上,而进入七十年代农业用水量占80%左右,而现在的农业用水量已不足75%,预计今后其比重还会降低。

12、水少了还能增加灌溉面积吗?

随着经济的发展、人口的增加、社会的进步、工业和城市用水量的激增,农业用水量占全国总用水量的比重已从70年代的80%左右降到目前的70%左右,且仍有下降趋势,农业用水供需矛盾日益突出。但一方面农业缺水,另一方面农业用水浪费现象又普遍存在,我国目前的农业用水有效利用率只有30%~40%,也就是说有一多半的水在输送和灌溉过程中被白白浪费掉了,不能被农作物利用。而先进国家农业灌溉水的有效利用率高达70%~80%以上;我国单方水粮食生产能力只有1公斤左右,而先进国家为2公斤,以色列达2.35公斤。就是说我国目前的农业用水利用率、生产效率都很低,若大面积采用渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术措施,将水的利用率提高到60%的话,其灌溉面积可是现在的1.5~2倍。因此,通过推广节水灌溉技术,水少了仍可增加灌溉面积,且可节省水资源用于发展国民经济其它各部门,促进国家、社会、经济的发展。但通过普及节水灌溉技术节约下来的水是否增加灌溉面积,还应科学合理地统筹安排和考虑。

13、井水位为什么会不断下降?

机井抽取的是埋藏于储水沙层的地下水,按照其埋藏条件可分为潜水和承压水。地下水的补给源是降雨和地表水体,潜水(浅层地下水)直接受地面的降雨入渗、河渠渗漏补给、各种回归补给,自然循环期约为1-10年。而承压水(深层地下水)则是接受远在上游的山区入渗补给,其循环期在千年甚至万年以上。不管是潜水还是承压水每年的补给量是有限的。只要机井抽出的水量大于地下水的补给量,就叫超采地下水,井的水位就会不断下降,尤其是承压水一旦下降再恢复则是十分困难的。

14、地下水漏斗是怎么回事?

大家知道漏斗的形状,即中间低周围高。地下水漏斗是指形状如漏斗状的地下水位分布。一个地区如果长期超采地下水,就会形成大范围的中间低周围高的地下水位漏斗区。

15、地下水位下降会带来什么样的后果?

地下水位下降后,由于破坏了原地层的受力平衡,在地面载荷(压力)作用下被疏干的含水层就会被压缩,因此可造成地面下沉,建筑物倾斜、开裂,桥梁、道路变形等严重的后果。另外,地下水位下降还可引起海水倒灌、咸水入侵等污染淡水资源的现象。

16、作物是怎样吸收水分的?

作物为了获得生长需要的水分,大都通过根系从土壤中吸收。根系也不是全部都能吸水,主要是在根尖部分进行。其中以根毛区的吸水能力最大,根冠、分生区和伸长区较小。由于根系吸水主要在根尖部位进行,所以农田灌水应考虑作物大部分根尖的深度。根系吸水有两种动力,就是根压和蒸腾拉力。

根压。由于根系的生理活动使液流从根部上升的压力。根压把根部的水压到地上部位,土壤中的水便补充到根部,这就形成根系的吸水过程。

蒸腾拉力。叶片蒸腾时,气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降,如此下去,便通过一系列导管最后根细胞从土壤中吸取水分。这种吸水是由蒸腾失水而产生拉力所引起的根部被动吸水。蒸腾拉力是蒸腾旺盛时根系吸水的主要动力。大田作物绝大部分的水是靠这种动力来吸收的。

17、农谚说“有收无收在于水”有科学道理吗?

凡种过地的人都经常听说过“有收无收在于水”这句农谚。这句话形象地概括了作物对水的需求,和水在农业生产中的作用和地位,有一定的科学道理,但不太全面。因为,每一种作物从种到收整个生育过程中每时每刻都需要水,而且有一定的需水规律,并不是水越多越好。在任何时候,当土壤中的水多于作物正常生长所需要的水时,作物反而不能正常生长。当长期处于多水状态时,作物有可能受浸或受涝而死。因此说作物离开水不行,水多了也不行。

18、传统灌溉模式是什么样子的?

传统的灌水方法水是从地表面进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤,所以也称为重力灌水法。这种办法是最古老的也是目前应用最广泛、最主要的一种灌水方法。按其湿润土壤方式的不同,可分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌。

⑴ 畦灌 畦灌是用田埂将灌溉土地分割成一系列长方形小畦。灌水时,将水引入畦田后,在畦田上形成很薄的水层,沿畦长方向移动,在流动过程中主要借重力作用逐渐湿润土壤。

 = 2 \* GB2 ⑵ 沟灌沟灌是在作物行间开挖灌水沟,水从输水沟进入灌水沟后,在流动的过程中,主要借毛细管作用湿润土壤。和畦灌比较,其明显的优点是不会破坏作物根部附近的土壤结构,不导致田面板结,能减少土壤蒸发损失,适用于宽行距的中耕作物。

 = 3 \* GB2 ⑶ 淹灌(有称格田灌溉)淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田,灌水时格田内保持一定深度的水层,借重力作用湿润土壤,主要适用于水稻灌溉。

 = 4 \* GB2 ⑷ 漫灌漫灌是在田间不做任何沟埂,灌水时任其在地面漫流,借重力渗入土壤,是一种比较粗放的灌水方法。灌水均匀性差,水量浪费较大。

19、土渠输水能浪费多少水?

根据我国对多数灌区的统计,土渠输水渠系水的有效利用率不足40%,也就是说引水100方,到田间以前有60 方水被浪费掉了。

20、大水漫灌时水到哪里去了?

农田水分消耗的途径主要有植株蒸腾、株间蒸发和深层渗漏(或田间渗漏)。大水漫灌由于灌水量大,使得土壤含水量接近甚至达到饱和,增加了土壤水的蒸发能力,大量的水消耗于无效的株间蒸发;超过土壤田间持水率的水分,在重力的作用下,渗漏到作物根系层以下,形成深层渗漏;有部分水消耗于植株蒸腾。

21、什么是作物需水量?

作物需水量就是作物生长发育过程中所需的水量,一般包括生理需水和生态需水两部分。生理需水是指作物生命过程中各项生理活动(蒸腾、光合作用和构成生物体系等)所需要的水分。生态需水是指给作物正常生长发育创造良好生活环境所需要的水分,如调节土壤温度、影响肥料分解、改善田间小气候等所需要的水分。由于上述各项需水量不好测定和计算,在生产实践中用作物的蒸腾量和颗间蒸发量来表示作物需水量,又叫腾发量。作物生长过程中可以从天然降雨和地下水获得一部分水分,差额部分就是需要灌溉的净水量。

22、节水灌溉究竟要节哪些水?

将灌溉水自水源输送到农田,满足作物的需要,可以分为三个环节,即通过输配水系统把水送到田间;在田间为作物所利用;作物吸收的水通过光合、蒸腾作用最后产出收获量。节水灌溉在这三个环节中都有水可节。即减少输配水损失;在田间减少深层渗漏和株间蒸发;在第三个环节中,提高水分的产出率也是节水。

23、节省灌溉水的途径有哪些?

采用各种防渗措施和管道输水,再加上加强管理可以减少输配水损失。采用节水的灌水技术,如小畦灌、喷滴灌、水稻控制灌溉等可减少田间损失。采取节水灌溉制度和农业措施可提高水的产出量。以上措施都要硬件和软件相结合,才能效果更佳。

24、如何制定作物的灌溉制度?

常采用以下三种方法来确定灌溉制度。

(1)总结群众丰产灌水经验

多年来进行灌水的实践经验是制定灌溉制度的重要依据。灌溉制度调查应根据设计要求的干旱年份,调查这些年份的不同生育期的作物田间耗水强度(毫米/天)及灌水次数、灌水时间间隔、灌水定额及灌溉定额。根据调查资料,可以分析确定这些年份的灌溉制度。一些实际调查的水稻的灌溉制度举例如表。

 

项目

早稻

中稻

一季晚稻

双季晚稻

泡田定额

(方/亩)

70~80

80~100

70~80

30~60

灌溉定额

(方/亩)

200~250

250~350

350~500

240~300

总灌溉定额

(方/亩)

270~330

330~450

420~580

270~360

 

(2)根据灌溉试验资料制定灌溉制度

我国许多灌区设置了灌溉试验站,试验项目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技术等。实验站积累的试验资料,是制定灌溉制度的主要依据。但是,在选用试验资料时,必须注意原试验条件,不能照搬。

(3)按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度

根据农田水量平衡原理分析制定作物灌溉制度时,一定要参考群众丰产灌水经验和田间试验资料。也即这两种方法结合起来,所制定的灌溉制度才比较完善。

25、缺水地区如何灌关键水?

关键水指的是作物生长发育处于关键时刻,对水的需求量最敏感,一旦缺水将严重影响产量时的灌水。在缺水地区,由于水资源有限,往往采取非充分灌溉和灌关键水的办法来充分发挥有限的水资源的作用。应根据各种作物的需水特性,找出其敏感期,灌好关键水。

26、水稻灌溉的节水潜力有多大?

水稻需水可分为生理需水和生态需水两部分。

生理需水是指稻株通过根系从土壤中吸入体内的水分,以满足个体生长发育和不断进行生理代谢所消耗的水量。其中较大的消耗是水稻的蒸腾作用。

生态需水是指水稻体外的群体间和生活的土壤环境的用水,把水作为生态因子调节稻田湿度、温度、肥力和水质以及通气作用等所消耗的水量。

稻田每天吸收的水量中作为某些化合物成分和作为反映剂所用的水量仅为全部吸水量的1%,其余99%通过蒸腾而散失。由此可见,适当调节水稻的蒸腾可能是节水的潜力所在。

过去人们常把满足水稻生理需水和生态需水要求作为合理灌溉的准则,其实“满足”二字未必确切。高产栽培中对水稻需水往往进行“调节”,而不是“满足”。现在已经清楚,水稻的生态需水(如调温、调肥、灭草、洗盐等)是完全可以调节的。在一定条件下,甚至可以把生态需水减少到很低的程度,只要措施得当,仍可取得较好的产量。

27、水稻的节水灌溉方法有哪些?

水稻的节水灌溉方式有:改串灌为格田灌,勤晒少灌,湿润灌溉,浅灌深蓄,浅湿灌溉,控制灌溉等多种。

28、冬小麦的节水潜力有多大?

在我国华北地区,充分供水条件下的冬小麦全生育期需水量约为470~520毫米,但是,在采取灌关键水等节水措施条件下,实际蒸腾蒸发量在200~300毫米条件下就获得了5000~6000公斤/公顷(的产量水平。1986~1989年在山西留屯进行的旱地小麦实验,在生育期降水量140~145毫米、中等肥力、采用秸秆覆盖的条件下,只在全生育期补灌60毫米水量,就获得了5625公斤/公顷的产量,水分生产效率达到1.9公斤/方(按利用前期土壤贮水100毫米估计)。中国农业科学院商丘万亩节水示范区1988年(节水前)水分生产效率为1.03公斤/方,到1992年(采取综合节水措施后)水分生产效率增至1.78公斤/方。

北京南邵乡1993年以前,农民采用当地传统的灌溉制度,冬小麦全生育期喷灌水量为450~510毫米,平均单位面积产量4755~5505公斤/ 公顷,水分生产率0.93~1.10公斤/方。1994~1997年按清华大学制定的科学喷灌制度进行灌溉和田间管理,冬小麦全生育期的灌水量为200~260毫米,总耗水量由原来450~520毫米减至286~308毫米,平均单位面积产量稳定在6930~7080公斤/公顷,水分生产率达到2.30~2.43公斤/方。

29、冬小麦每次灌水量多少为宜?全生育期灌水多少合适?

冬小麦和其他作物一样,从种到收整个生育期有自己的需水规律,苗期株小根浅需水量较小,返青以后植株迅速生长,根系快速发育,其需水量增加也较快。从满足冬小麦需水的角度讲,早期(苗期、返青期)一次灌水每亩灌水20方即可,中期(孕穗、灌浆期)一次灌水每亩30~40方为宜。冬小麦全生育期需水与整个生育期内降雨情况密切相关。华北地区干旱年为200~300方/亩,湿润年为150~200方/亩。华中、华东地区干旱年为200~250方/亩,湿润年为100~150方/亩。

30、玉米每次灌水量多大为宜?全生育期灌多少水合适?

玉米植株高大,叶片茂盛,生长期又多处于高温季节,植株蒸腾和棵间蒸发大,为了制造大量有机物质,也需要消耗较多的水。据山东、山西两省灌溉实验和调查,在生长旺盛期内,一株玉米每昼夜耗水1.5~3.5公斤,而生产1公斤籽粒,则需耗水1000公斤左右。另据实验调查:黑龙江省春玉米的需水量为263~400方/亩;内蒙古黄河灌区亩产350~500 公斤的春玉米需水量为220~308方/亩;陕西省亩产400公斤左右的夏玉米需水量为170~200方/亩。北方有些地区的群众把玉米看成“水布袋”、“水罐罐”庄稼,说明玉米比高粱、谷子、黍等作物的需水量要多。

31、棉花每次灌水量多大为宜?全生育期灌水多少合适?

棉花早期(苗期、现蕾期)每次灌水30方即可,中后期(花铃期、吐絮期)每次灌水40方为宜。其全生育期灌水量视干旱程度不同而异,一般在250~400方/亩之间。

32、节水灌溉可以从那些方面入手?

节水灌溉措施有多种分类方法。这里,首先将节水灌溉措施划分为工程类措施与管理类措施两大类。其中工程类措施又可进一步划分为三类:渠系输水节水措施、田间灌水节水措施和渠井结合节水措施。渠系节水措施通常又分为渠道防渗措施和管道化输水措施。在渠道防渗措施和管道化输水措施中,按材料性质和输水量的大小又可划分为若干种类或若干结构形式的工程。田间灌水节水措施通常又可分为改进地面灌水技术、推广喷灌技术和微灌技术。改进地面灌水技术通常又包括平整土地、大畦改小畦、长畦改短畦、间歇灌(或称波涌灌)、膜上灌和膜下灌等多种节水灌溉措施。喷灌又分移动式、半固定式、固定式,其中每一类喷灌机组又有多种形式与型号。微灌又分地面滴灌、地下滴灌、微喷灌、涌泉灌、小管出流灌等多种。渠井结合应用的节水措施通常又分为三类:一是在渠灌区内发展部分井灌面积,减少地面水供水量;二是在经济财务可行的条件下,结合灌区改造发展渠井双配套灌溉措施,实施井渠双灌,有利于平原灌区水量的季节性调节,即可提高灌溉保证率,又可控制地下水位,减少潜水蒸发、防止土壤盐碱化;三是在缺水的井灌区引地面水补源,进行地面水与地下水联合运用。管理类节水措施通常分为六类,分别为:改进灌溉制度、建立节水技术服务体系、改进水源管理、改革水管理体制、政策与法规、制定合理水价标准与水费计收办法。其中每一类又包括1~3项管理节水措施。

33、什么是工程节水灌溉措施?

凡是以工程形式达到节水目的的灌溉措施都称作工程节水措施,如渠道衬砌、管道输水灌溉、低压管道灌溉、喷灌、微喷灌等。

34、什么是农艺节水灌溉措施?

农艺节水措施包括调整作物种植结构,如我国北方适当减少耗水量大的水稻、小麦等的种植面积;采用耐旱节水品种;加强耕作覆盖,如秸秆覆盖、塑膜覆盖等;施用化学保水剂;推行节水灌溉制度;其它耕作技术等等。

35、什么是管理节水灌溉措施?

管理节水灌溉措施主要指在灌溉管理环节上对用水计划、配水计划、渠道工作制度和工作顺序等方面通过科学管理、合理调度达到减少损失、节约用水的目的。

36、减少输水损失有哪些措施?

减少输水损失的方法主要有渠道衬砌防渗、低压管道输水等措施。

37、渠道防渗的方式有那几种?

我国渠道防渗的方式主要有:混凝土衬砌防渗、砌石防渗、沥青防渗、粘土及塑料薄膜防渗等多种形式。

38、渠道衬砌的形式如何选择?

我国在小型渠道上已普遍推广U型断面形式,在大、中型渠道上多采用梯形断面,并将逐渐推广采用弧形坡脚梯形断面和弧形底梯形断面。

U型断面防渗渠道系采用底部为半圆或弧形、上部为一定倾角的直线段的断面形式。近年来,有些灌区结合当地实际对U型断面进行了改进,采用抛物线型断面,比U型断面更接近于最优过水断面。U型断面混凝土衬砌渠道较梯形渠道每公里输水损失小3.7%,较土渠可以减少渗漏损失97%,防渗效果最好;它近似于最佳水断面,水流条件好、流速快、输水输沙能力强;它抗冻害性能较高,冻害程度仅为梯形渠的1/3~1/4,便于管理,投资少,现已在陕西、山西、北京、河南等省(市)的小型渠道上大量推广。

(2)弧形坡脚梯形断面或弧形底梯形断面防渗渠道

此种渠道的优点是:较梯形断面流速分布均匀,近似最佳水断面,流速较快;改善了防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性,且渠底有一定的反拱作用,故可以减轻冻害,减少裂缝和错台现象,造价较低,其边坡的稳定性较高,可用于大、中型防渗渠道。

39、什么是低压管道输水灌溉?

低压管道输水灌溉是指在井灌区,通过抽水设备(水泵)给灌溉水体施加少量压力,并通过管道直接将水送到田间的一种灌溉技术。该项工程技术从80年代起在我国华北地区发展迅速。

40、低压管道输水灌溉是完全的节水灌溉吗?

低压管道输水只是解决输水过程中的节水问题,所以还不是完全的节水灌溉。

41、如何选择输水管道的形式和材料?

管道输水形式分为有压、无压、固定和移动等多种方式。应根据实际情况(地形、地势、水源、作物等)进行合理选择。用于输水的管材有:铸铁管、钢管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管、水泥土管等。应根据各种管材的实用性和价格等因素进行合理选择。目前,塑料管是应用最广泛的一种管材。

42、渠灌区中哪级渠道可用管道代替?

管道输水中设计管径一般采用已生产的管径规格,为了运行经济,按经济流速法或限定流速法来确定管径。某级渠道能否用管道代替,要根据渠道流量和上述方法确定管径,如果在已生产的各类管道中有相近的管径规格即可用管道来代替该级渠道的输水,否则是不经济的。对多泥沙水源要考虑泥沙处理问题。

43、田间灌溉方式有哪几种?

田间灌溉方式有地面灌溉(南方水田多采用格田灌,北方旱作物多采用畦灌和沟灌)、喷灌、滴灌、膜上灌、波涌灌等多种形式。

44、什么是田间闸管系统?

    为了保证畦灌的灌水质量,首先应当控制入畦流量和放水时间。我国农村现在多数是由人工开口并放水。这样,不但劳动量大,而且开口大小不易掌握,使得入畦流量控制不准,水流还容易冲大水口。因此,现在世界上许多先进国家已广泛采用闸门孔管或虹吸管来进行配水。

闸门孔管就是一种移动管道,在管道一侧每隔一定距离就有一个装有小闸门的孔口。使用时放在畦首,孔口对着畦。每个畦可以有一个或几个孔口供水,当畦比较宽时,每个畦的供水口最好为两个以上,以保证在靠近畦首的畦中横向水量分布比较均匀。孔口的开度可以根据要求的入畦流量来确定。孔口间距根据畦宽来确定。闸门孔管多数是铝合金管,但也可以用塑料管。还有用薄塑料做的闸门孔管,和我国用于输水的所谓“小白龙”相似,只是它装有许多闸门孔用来配水就是了。但其闸门孔口还是要用硬塑料制造后压到薄膜塑料管上去。闸门孔管工作时要求有一定的压力,因此一般应与低压管道输水系统配合使用。

45、大畦、长沟有何不好?

在选用畦、沟灌溉时,若畦块规格选择不合规则,会浪费水量。畦的宽度过大,则进入畦内的单宽流量小,畦内流速小,下渗水量就会增加,如果畦的长度过长则靠近进水口一段受水时间过长,下渗水量也会增加,造成水量浪费。长沟灌也有灌水不均,下渗量大的问题。

46、根据什么确定畦长畦宽?

实施畦灌方法,要注意提高灌水技术,要根据地面坡度、土地平整情况、土壤透水性能、农业机具等因素合理地选定畦田规格和控制入畦流量、放水时间等技术要素。一般自流灌区畦长30~100米;畦宽应按照当地农业机具宽度的整倍数确定,一般为2~4米,每亩约5~10个畦田。入畦单宽流量一般控制在3~6升/秒/米左右,以使水量分布均匀和不冲刷土壤为原则。畦田的布置应根据地形条件变化,保证畦田沿长边方向有一定的坡度。一般适宜的畦田田面坡度为0.001~0.003之间。如地面坡度较大,土壤透水性较弱,畦田可适当加长,入畦流量适当减小;如地面坡度较小,土壤透水性较强,则要适当缩短畦长,加大入畦流量,才能使灌水均匀并减少深层渗漏。灌水技术要素之间的正确关系,应根据总结实践经验或分析田间试验资料来确定。

47、沟长又是怎样确定的?

灌水沟的长度应根据当地的地面坡度、土壤渗水性、土地平整状况和入沟流量等多种因素合理确定。封闭沟灌入口流量一般为0.7~2.0升/秒,此时,沙壤土沟长约为30~50米,粘壤土沟长为50~80米。细流沟灌单沟流量一般为0.2~0.4升/秒。沟长应在60~120米之间(坡陡沟长,坡缓沟短)。

48、什么是涌灌?有那些优点?

涌灌又称涌泉灌溉。是通过置于作物根部附近开口的小管向上涌出的小水流或小涌泉将水灌到土壤表面。灌水流量较大(但一般也不大于220升/小时),远远超过土壤的渗吸速度,因此通常需要在地表形成小水洼来控制水量的分布。适用于地形平坦的地区,其特点是工作压力低,与低压管道输水的地面灌溉相近,出流孔口较大,不易堵塞。

49、什么是田间覆盖技术?

采用秸秆粉碎后还田(撒在田面上),或用塑料薄膜覆盖地面,用来减少土壤无效蒸发达到节水目的的技术,称为田间覆盖技术。

50、什么是喷灌?

喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉农田,并喷射到空中散成细小的水滴,象天然降雨一样进行灌溉。其突出优点是对地形的适应性强,机械化程度高,灌水均匀,灌溉水利用系数较高,尤其是适合于透水性强的土壤,并可调节空气湿度和温度。但基础建设投资较高,而且受风的影响大。

51、喷灌有那些优点?

喷灌的优点很多,概括起来可用下面24个字表述,即:节约用水,少占耕地,节省劳力,保持水土,适应性强,提高产量。

52、喷灌为什么能节水?

由于喷灌不同于其他传统的地面灌溉方式,它是将压力水通过喷头,象降雨一样喷洒向地面,因此可以严格控制喷洒水量,不会造成因土壤含水量过大而产生深层渗漏和大量的棵间蒸发,所以喷灌能够节水,而且由于喷灌可以保证作物根系层土壤水分含量适宜,不致过湿过干,且可以改变田间小气候,还能使作物增产。

53、为什么刮大风时必须停止喷灌?

喷灌有一个明显的缺点,就是其喷洒均匀度受风的影响较大。当刮大风时,如果进行喷灌作业,则其灌溉质量没有保证。另外风大时喷灌水滴在空中的漂移蒸发损失也会大大增加。因此,当刮大风时,必须停止喷灌作业。

54、为了减少风的不利影响,在设计时应选择何种类型的喷头?

当喷灌灌区多风时,为了减小风对喷灌均匀度的影响,在选择喷头时应采用抗风性较好的低仰角喷头。

55、喷灌工程有那几种形式?

喷灌工程分类方法有多种,管道式喷灌工程有:①固定管道式喷灌系统,②半固定管道式喷灌系统,③移动管道式喷灌系统(机组式)。

56、采用喷灌需具备哪些条件?

喷灌是一种先进的灌溉技术,其建设投资和运行费用都较昂贵,技术要求高,因此采用喷灌应具备如下一些条件:

①要有一定的能源条件。

对于机压喷灌系统,由于需要加压才能进行喷灌,因此要有能源条件,如电、油料等。

②要有一定的交通条件。

③要有经过培训的技术、管理人员。

由于喷灌技术含量高,涉及面广,其运行管理要由专门的、受过培训的人员来管理。

④要有专业化的施工队伍。

因喷灌系统工作压力较高,隐蔽工程较多,施工和设备安装质量的好坏直接关系着工程能否正常运行、设备能否正常发挥,因此,喷灌工程要由专业队伍(专业人员)进行施工和设备安装。

57、喷灌工程首部包括那些设备?

喷灌工程首部包括:加压设备(水泵、动力机),计量设备(流量计、压力表),控制设备(闸阀、配电柜),安全保护设备(空气阀,安全阀、逆止阀)等设备。

58、喷灌管道如何选择?

喷灌管道是喷灌工程的主要组成部分,管材必须保证在规定工作压力下不发生开裂、爆管等现象,工作安全可靠。此外,还要求管材及附件价格低廉,使用年限长,内壁光滑,安装施工容易。由于管道在喷灌工程中需用的数量较多,占投资比重较大,因此,必须因地制宜、经济合理地选用管材及附件。喷灌管道按使用方式可分为固定管道和移动管道;按材质可分为金属管和非金属管两大类,非金属管又分为脆性管和塑料管。目前可供喷灌选择的管材主要有钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管、薄壁铝合金管、薄壁镀锌钢管及涂塑软管等。其中,塑料管道和薄壁铝合金管道应用最为广泛。

59、起伏地形的地埋管为什么要安装排气阀和�水阀?

当地埋管道遇有起伏地形(地面高低不平,相差较大的地形)时,管道一般随地形起伏。为避免高处管道存有空气,恶化管内水流条件,应在高处设排气阀,使管内空气从排气阀及时排出。另外,为防止管内积水冻坏管道,应在低处安装泄水阀,以便进入冬季时放空管道。

60、喷灌管道系统中那些地方要安装安全阀和快速空气阀?

管道系统开始工作时,在系统的最高位置和管道隆起的顶部常会积累一部分空气,既使开始时没有空气,水在流动过程中也会分离出空气。这些空气在高处无法排除,一方面影响了过水面积,另一方面,当水流流速变大时,又会带动一部分空气在管内移动而发生水力冲击。为消除这种现象,这些部位应当安装空气阀,在系统充水时将空气排出,并在管内充满水后自动关闭。水中分离出的空气,积累到一定程度后空气阀将再次自动打开,将气排出。

在有地埋管的喷灌系统中,要在各级管道的最低处或管道下凹处按装排水阀,以便冬季不用时放空管道余水,防止冻胀破坏。

61、压力管道系统主闸阀的开启和关闭为什么要缓慢进行?

压力管道系统工作时管内承受较大内水压力,流速较快,如果遇有停电、事故、主闸阀关闭太快等情况时,会产生水锤现象使管道爆裂,破坏系统的整体性,因此,压力管道系统的主闸阀在开启和关闭时要缓慢进行,延长启闭时间,避免水锤的发生。

62、常用的喷头有哪些?

喷头(又称为喷灌器)是喷灌机与喷灌系统的主要组成部分。它的作用是将有压的集中水流喷射到空中,散成细小的水滴并均匀地散布在它所控制的灌溉面积上,因此喷头的结构形式及其制造质量的好坏直接影响喷灌的质量。

喷头的种类很多,按其工作压力及控制范围大小可分为低压喷头(或称近射程喷头)、中压喷头(或称中射程喷头)和高压喷头(或称远射程喷头)。按照喷头的结构形式与水流形状可分为旋转式、固定式和孔管式三种。

1.旋转式喷头,包括:

(1)摇臂式喷头,其喷头的转动机构是一个装有弹簧的摇臂。

(2)叶轮式喷头(又称涡轮涡杆式喷头)。

(3)反作用式喷头,就是利用水舌离开喷嘴时对喷头的反作用力直接推动喷管旋转。

2.固定式喷头,也称为漫射式喷头或散水式喷头,它的特点是在喷灌过程中所有部件相对于竖管是不动的,而水流是在全圆周(扇形)同时向四周散开。

(1)折射式喷头

(2)缝隙式喷头

(3)离心式喷头

3.孔管式喷头,是由一根或几根较小直径的管子组成,在管子的顶部分布有一些小喷水孔,喷水孔直径仅为1~2毫米。有的孔管是一排小孔,水流是朝一个方向喷出,并装有自动摆动器,使管子往复摆动,喷洒管子两侧的土地;也有的孔管有几排小孔,以保证管子两侧都能灌到,这样就不要自动摆动器,结构比较简单,要求的工作压力低(1-2公斤压力)。

63、采用喷灌技术关键在哪里?

我国曾先后进行过两次喷灌技术的推广,先是由于技术不成熟而失败,后因设备不过关而夭折。现在又在进行第三次大面积推广喷灌。根据几年来的试点推广效果看,应该说现在无论是从技术上还是设备性能、质量上都已经过关。推广成功与否的关键在把好设计关和抓好运行管理工作。

64、管道式喷灌的亩投资要多少?

管道式喷灌工程因建设的地区和条件不同,其亩投资也不一样。根据各地的实践经验,全固定管道式喷灌系统亩投资一般在1000~1500元之间;半固定管道式喷灌系统的亩投资约在300~500元;轻小型机组式喷灌每亩投资约为100~200元。

65、如何使建成的喷灌工程发挥应有的作用?

已建成的喷灌工程如果设计没有问题,那么能否发挥其应有的作用关键在于管好用好该项工程。也就是说要按既定灌溉制度和喷灌作业制度使用喷灌工程。同时要注意设备的管理、使用、保养和维修。

66、什么是微灌?有那些形式?

微灌,即是按照作物的需水要求,通过低压管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法。与传统的地面灌溉和全面积都湿润的灌溉相比,微灌只以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤,因此又叫局部灌溉。

微灌的特点是灌水流量小,一次灌水延续时间较长,灌水周期短,需要的工作压力较低,能够较精确地控制灌水量,能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。

按灌水时水流出方式的不同,可以将微灌分为如下四种形式:滴灌、微喷灌、涌泉灌和渗灌。

67、微喷灌有那些优缺点?适用于何种场合?

微喷灌的优点与一般喷灌相比有压力低、动力小、适应性强、雾化程度好、喷灌强度小等。一般情况下适用于蔬菜、果树、苗圃、花卉、环境草坪等场合。

68、什么是滴灌?有那些优缺点?

滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。由于滴水量小,水滴缓慢入土,因而在滴灌条件下除仅靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外,其他部位的土壤水分均处于非饱和状态,土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。具有以下优点:

(1)省水

滴灌系统全部由管道输水,很少有沿程渗漏和蒸发损失;滴灌属局部灌溉,灌水时一般只湿润作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易发生地表径流和深层渗漏;另外,滴灌能适时适量地按作物生长需要供水,较其他灌水方法,水的利用率更高。

(2)节能

滴灌的灌水器在低压条件下运行,一般工作压力为5-15米水头(0.5-1.5公斤)即可,比喷灌低;又因滴灌比地面灌溉省水,灌溉水利用率高,对提水灌溉来说这意味着减少了能耗。

(3)灌水均匀

滴灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水量,灌水均匀度高,均匀度一般高达80~90%。

(4)增产

滴灌能适时适量地向作物根区供肥,有的还可以调节棵间的温度和湿度,不会造成土壤板结,为作物生长提供了良好的条件,因而有利于实现高产稳产,提高产品质量。许多地方的实践证明,滴灌较其他灌水方法一般可增产30%左右。

(5)对土壤和地形的适应性强

滴灌系统的灌水速度可快可慢,对于入渗率很低的粘性土壤,灌水速度可以放慢,使其不产生地表径流;对于入渗率很高的沙质土,灌水速度可以提高,灌水时间可以缩短或进行间歇灌水,这样做既能使作物根系层经常保持适宜的土壤水分,又不至于产生深层渗漏。由于滴灌是压力管道输水,不一定要求对地面整平。

(6)在一定条件下可以利用咸水资源

滴灌可以使作物根系层土壤经常保持较高含水状态,因而局部的土壤溶液浓度较低,渗透压比较低,作物根系可以正常吸收水分和养分而不受盐碱危害。实践证明,使用咸水滴灌,灌溉水中含盐量在2~4克/升,作物仍能正常生长,并获得较高产量。

但是利用咸水滴灌会使滴水湿润带外围形成盐斑,长期使用会使土壤恶化,因此,在干旱和半干旱地区,在灌溉季节末期应用淡水进行洗盐。

(7)节省劳动力

滴灌系统不需平整土地,开沟打畦,可实行自动控制,大大减少了田间灌水的劳动量和劳动强度。

但是,滴灌同时又存在以下缺点

    (1)易于引起堵塞

灌水器的堵塞是当前滴灌应用中最主要的问题,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化学因素。如水中的泥沙、有机物质或是微生物以及化学沉凝物等。因此,滴灌对水质要求较严,一般均应经过过滤,必要时还需经过沉淀和化学处理。

    (2)可能引起盐分积累

当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水滴灌时,盐分会积累在湿润区的边缘,若遇到小雨,这些盐分可能会被冲到作物根区而引起盐害,这时应继续进行滴灌。在没有充分冲洗条件下的地方或是秋季无充足降雨的地方,则不要在高含盐量的土壤上进行滴灌或利用咸水滴灌。

    (3)可能限制根系的发展

由于滴灌只湿润部分土壤,加之作物的根系有向水性,这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。另外,在没有灌溉就没有农业的地区,如我国西北干旱地区,应用滴灌时,应正确的布置灌水器。

总之,滴灌的适应性较强,使用范围较广,各地应根据当地自然条件、作物种类等因地制宜地选用。

69、如何选择滴头和滴灌带?

滴灌设计时滴头或滴灌带的选择很重要。应根据作物种类、土壤性质等结合试验进行选择。大田作物和蔬菜可选用流量0.5~1.0升/小时,工作压力0.3公斤左右的滴头或滴灌带,果树可选用流量2~4升/小时,工作压力1公斤左右的滴头或滴灌带。

70、微灌使用管道有那些?

针对一般微灌工程大多采用塑料管的特点,结合管网等级分类,重点介绍塑料管道。对仅限于大型微灌工程中引、输水主管道所采用的其他材质的管道,只作简要介绍。

    1.塑料管

    用于微灌系统的塑料管主要有三种:聚乙烯管、聚氯乙烯管和聚丙乙烯管。塑料管道具有抗腐蚀、柔韧性较高,能适应土壤较小的局部沉陷,内壁光滑、输水摩阻糙率小、比重小、重量轻和运输安装方便等优点,是理想的微灌用管道。管道规格多种多样,国外已生产出内径为300毫米以上的大口径塑料管,我国已生产出内径为200毫米的较大口径聚氯乙烯管供工农业生产使用。用于微灌系统的塑料管规格一般在内径100毫米以下。塑料管的主要缺点是易老化,这是因阳光照射作用引起的。由于微灌管网系统大部分埋入地下一定深度,老化问题已得到较大程度的克服,因而延长了使用寿命,埋入地下的塑料管使用寿命一般达20年以上。

⑴聚乙烯管(PE)

聚乙烯管有高压低密度聚乙烯管为半软管,管壁较厚,对地形适应性强,是目前国内微灌系统使用的主要管道。低压高密度聚乙烯管为硬管,管壁较薄,对地形适应性不如高压聚乙烯管。

微灌用高压聚乙烯管材是由高压低密度聚乙烯树脂加稳定剂、润滑剂和一定比例的炭黑经制管机挤出成型。其密度为0.92~0.94。它具有很高的抗冲击能力,重量轻,柔韧性好,耐低温性能强(-70℃),抗老化性能比聚氯乙烯管材好。但不耐磨,耐高温性能差(软化点为92℃),抗张强度较低。

为了防止光线透过管壁进入管内,引起藻类等微生物在管道内繁殖,增强抗老化性能和保证管道质量,要求聚乙烯管为黑色,外观光滑平整、无气泡、无裂口、沟纹、凹陷和杂质等。管道同一截面的壁厚偏差δ不得超过14%。

    ⑵聚氯乙烯管(PVC)

聚氯乙烯管道是用聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂配合后经制管机挤出成型。它具有良好的抗冲击和承压能力,刚性好。但耐高温性能较差,在50℃以上时即会发生软化变形。因属硬质管道,韧性强,对地形适应性不如半软性高压聚乙烯管道。

微灌用聚氯乙烯管材一般为灰色。为保证使用质量要求,管道内外壁均应光滑平整,无气泡、裂口、波纹及凹陷,对管内径D为40~200毫米的管道的挠曲度不得超过1%,不允许呈S形。管道同一截面的壁厚偏差δ不得超过14%。

    2.其他管道

(1)铸铁管

铸铁管一般可承受9.8-10公斤(980~1000kPa)的工作压力。优点是工作可靠,使用寿命长。缺点是输水糙率大,质脆,单位长度重量较大,每根管长较短(4~6米),接头多,施工量大。在长期输水后发生锈蚀作用在管壁生成铁瘤时管道糙率增大,不仅降低管道输水能力,而且含在水中的铁絮会堵塞灌水器,对滴头堵塞尤为严重。因此,在微灌工程中,铸铁管只能用在主过滤器以前作为骨干输水管用,严禁用于田间输配水管网系统。铸铁管的规格及连接方法请参考有关资料,此处省略。

(2)钢管

钢管的承压能力最高,一般达14-60公斤(1400~6000kPa),与铸铁管相比它具有管壁薄,用材省和施工方便等优点。缺点是容易产生锈蚀,这不仅缩短了它的使用寿命,而且也能产生铁絮物引起微灌系统堵塞,因此在微灌系统中一般很少使用钢管材,仅限于在主过滤器之前作高压引水管道用。钢管种类及规格此处从略。

(3)钢筋混凝土管

钢筋混凝土管主要有承插式自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管两种。钢筋混凝土管能承受4-7公斤(400~700kPa)的工作压力。优点是可以节约大量钢材和生铁,输水时不会产生锈蚀现象,使用寿命长,可达40年左右。缺点是质脆,管壁厚,单位长度重,运输困难。在微灌工程中主要用在过滤器以前作引水管道。使用当地生产的钢筋混凝土管时,一定要弄清楚规格及承压能力,并严格进行质量检查,合格者才能使用。

71、滴灌的毛管间距、滴头间距应如何确定?

滴灌系统中毛管用量最大,其投资有时可达总投资的30%~40%,因此要正确选用和布置。大田作物为减少毛管用量,降低工程造价,一般多采用移动式毛管,一条移动毛管的控制宽度以10~20米为宜。过大,灌水不及时;过小,造价增大。毛管长度一般为30~50米,毛管工作点间距以80~100厘米为宜。滴头间距一般采用:大田作物50~100厘米,蔬菜30~50厘米,果树可绕树布置一周,小树4个,大树6~8个。

     72、什么是小管出流?有那些优缺点?

采用较大流道尺寸,利用已有的φ4PE塑料小管作为灌水器,同时采用了100~180升/小时的大流量出流。这样既使随灌溉水进入灌水器的细小颗粒有宽松的通道,而且具有足够的水流速度使固体颗粒不发生沉积,从而大大提高了灌水器的防堵能力。

小管出流灌溉系统与滴灌系统比较有如下特点。

 = 1 \* GB2 ⑴ 堵塞问题小,水质净化处理简单。小管灌水器的流道直径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径(0.5~1.2毫米)大的多,而且采用大流量出流,解决了滴灌系统灌水器易于堵塞的难题。因此一般只要在系统首部安装60~80目/英寸的筛网式过滤器就足够了(滴灌系统的过滤器的过滤介质则需要120~200目/英寸)。如果利用水质量较好的井水灌溉也可以不安装过滤器。同时,由于过滤器的网眼大、水头损失小,既节省能源消耗,又可延长冲洗周期。

 = 2 \* GB2 ⑵ 施肥方便。果树施肥时,可将化肥液注入管道内随灌溉水进入农作物根区土壤中,也可把肥料均匀地撒于入渗沟内溶解,随水进入土壤。特别是施有机肥时,可将各种有机肥埋进入渗沟下的土壤中,在适宜的水、热、气条件下熟化,充分发挥肥效,解决了滴灌不能施有机肥的问题。

 = 3 \* GB2 ⑶ 省水。小管出流灌溉是一种局部灌溉技术,只湿润入渗沟渠两侧果树根系活动层的部分土壤,水的利用率很高,而且是管网输配水,没有渗漏损失。据北京市海淀区试验,可比地面灌溉节约用水60%以上。

     = 4 \* GB2 ⑷ 适应性强。对各种地形、土壤、果树、葡萄等均可适用。

    (5) 操作简单,管理方便。

73、流量调节器有什么作用?

流量调节器的主要作用是稳定流量,它可以根据管内压力大小自动调节流经调节器的流量在一个相对稳定的范围。目前水利部新乡灌溉研究所研制的流量调节器性能较稳定,价格也不贵。它在50米水头内流量基本不变,是一种理想的流量调节器。

74、什么是坐水种?适用于那些场合?

我国北方干旱、半干旱地区,在作物播种时期,由于雨水缺少,常常出现土壤墒情差,含水量低,造成出苗晚或缺苗断垅,甚至不出苗,严重影响农业生产。为了保证出全苗、出壮苗,农民在生产实践中摸索出一套称为坐水种(滤水种)的方法。坐水种和滤水种是分别针对穴播与条播作物而言。其作业程序是挖穴(或开沟)、注水、点种、施肥、覆土和镇压。采用此种方法,可以适时播种,提高播种质量,达到苗齐、苗壮的目的,出苗率可达95%以上,并能提高抗旱能力,提高肥效,促进早熟增产。据宁夏试验,玉米可增产15%~20%。黑龙江省肇东市玉米产区高、中、低三种类型6年的跟踪调查分析,每公顷增产702.6~1463公斤,增产16%左右,增收28%。

坐水种的技术参数主要是指坐水量和注水深度。

1、坐水量的确定

坐水量的多少主要依据土壤的干旱程度来确定。下表列出了黑龙江省肇东市水利局1986~1991年间对玉米坐水种试验进行分析得出的坐水量标准,供参考。

                      不同水文年坐水量标准表

水文年

0~30厘米平均土壤含水率

占田间持水量(%)

坐水量(方/公顷)

轻旱年

70~62

25.5

中等干旱年

62~56

52.5

重旱年

56~51

75.0

严重干旱年

<51

105.0

 

2、注水深度

注水深度一方面考虑播种深度,另一方面要考虑到干土层的厚度。一般播种深度为5厘米左右。因此,注水深度应在此深度以下为宜,以利于与底墒相衔接,增强抗旱能力。

3、抗旱天数

抗旱天数是对坐水种技术提出的抗旱标准,各地自然条件不同,抗旱天数也有差别。例如,吉林省水利科学研究所的研究成果,以抗旱天数为依据来确定坐水量。在开沟坐水条件下,抗旱天数以40天为标准,确定的坐水量为46.5~60 方/公顷,相当于表中的中等干旱年的标准。

4、坐水种方式

坐水种的方式不同,所需的机具设备也不尽相同,目前有人工坐水种方式、机械开沟滤水方式及机械注水方式三种形式。

1) 人工坐水种方式

这种方式除运水外,其余作业即挖穴、注水、点种、施肥和覆土等全靠人工来完成,完成全部作业程序约需5~7人,日播种面积0.3~0.4公顷,效率较低。

2) 机械开沟滤水方式

用机械开沟后,将灌溉水用注水管注入沟中,待水渗入土中后,再由人工进行播种、施肥和覆土等作业,一般也需5~7人,但作业效率较人工坐水种方式提高1倍左右。

3) 机械注水方式

这种方式又可分为明式注水和暗式注水两种。

 ⑴明式注水量由拖拉机牵引水车,在开沟的同时向沟中注水,待水渗入土中之后,利用播种机进行播种、施肥和覆土等作业。为使上述作业连续进行,在第一条垅上开沟注水时播种机空行,待第二条垅开沟注水的同时,再由播种机在第一条垅上开始作业。这样,依此类推,田间作业效率较前两种方式大有提高。

⑵暗式注水量利用暗式注水播种机来实现。这种方式的特点是水在播种位置以下,水不含泥,土不板结。整个作业由2人操作完成,效率较前述方式大大提高,每天可播种面积在1公顷以上。

目前,全国各地相继研究试制了多种坐水抗旱播种机,现列出部分供选用。

2BFS―1暗式坐水点播机,黑龙江省水利科学研究所开发,黑龙江省水利充填处修配厂制造。

J5―750型多功能播种机,黑龙江省农机工程研究院研制。

2BT1型坐水点播机,黑龙江省农机工程研究院研制。

2BFS―1单体抗旱坐水点播机,吉林省乾安县农机配件厂研制。

2BSM―2A坐水播种覆膜机,内蒙古自治区宁城县农机所研制。

2SBFM―3型坐水播种覆膜机,内蒙古自治区宁城县水利局研制。

WD―3型旱地播施保多用机,河北省青县农机所研制。

抗旱坐种单体播种机,青海省水利科学研究所研制。

抗旱灌水播种机,中国农业大学东校区研制。

坐水式播种机,南京农业机械化研究所研制。

    多功能灌溉机,南京农业机械化研究所研制。

    多功能灌溉机,徐州水利机械厂研制。

75、怎样用库水、河水灌溉?

水库、河流作为传统的灌溉水源,多用渠道输水,但是渠道输水损失太大,目前一般大型灌区渠系水利用系数仅达0.5~0.6。为了提高库水、河水利用率,各级渠道应采用防渗衬砌等工程措施或采用管道输水等,田间工程采用节水的灌溉技术。

76、怎样留住雨水?

对于雨水的利用视地形、地势不同有多种方法。在山区采用多种树木,封山育林,可保持水土,多拦截雨水,减少径流损失。还可采用塘坝拦蓄雨水进行造田和灌溉。近几年在我国西北干旱地区正在推广的斜坡集雨、水窖储存的集雨工程及屋顶、场院集雨工程均收到良好效果。在平原地区利用坑塘、洼地、深沟渠网进行雨水拦蓄回补地下水,或直接用作灌溉水源也收到很好的效果。由华北水利水电学院研究的平原地区汛期雨洪利用集成技术――灌、蓄、补一体化工程模式是一项很有推广价值的雨水利用技术。

77、怎样利用小溪、小沟等微水源进行灌溉?

如果灌区内具有小沟、小溪等微水源时,可结合一定的蓄水措施,作为滴灌、微喷或轻型喷灌机组的灌溉水源,加以利用。

78、浇地必须“浇透”才行吗?

农民浇地有一种偏见,即认为浇地必须“浇透”才行。所谓的浇透指的是一次浇水后上部湿润土壤层必须与下部湿润土壤层相接。其实这并没有科学依据,因为作物在不同的生育阶段其根系层埋藏的深度不同,一般情况下苗期根系较浅,中、后期根系才发育延伸到一定深(其根系层一般不超40厘米)。所以浇地时尤其是苗期根本不需要把地浇透。即使是生长旺盛时也没有必要一定把水浇透,只要满足作物根系层深度的储水要求即可。

79、半固定管道式喷灌适用于那些地方?

半固定管道式喷灌,因为在喷灌作业时,地面的支管需要移动,而且移动管道较长(多在100~200米之间),所以该种形式的喷灌多用在地势平坦的浅丘和平原地区。

80、固定管道式喷灌适用于那些地方?

固定管道式喷灌系统的全部管道在整个灌溉季节甚至常年都是固定不动的,一般埋于地下。固定管道式喷灌系统的设备利用率不高,亩投资高,但使用方便,适合经济发展水平高,劳力紧张,以种植灌水频繁、价值高的蔬菜为主的城市郊区,也适合灌水频繁的经济作物。

81、使用半固定管道式喷灌系统应配备几套设备?如何操作?

使用半固定管道式喷灌系统应配备的设备主要是指:移动支管及其上的竖管和喷头,一般将一条移动支管及其上的竖管和喷头称作一套设备。根据作业要求和实践经验一般一个喷灌系统配备三套这样的设备为宜,作业时其中一套设备处在工作(喷洒)状态,另外两套设备安装好等待工作。当第一套设备工作完毕(按规定的定喷时间完成喷洒任务),先让另一套设备进入工作状态,还有一套等待工作,已工作完毕的那一套暂不拆移,等第一套设备工作完毕、第三套设备进入工作状态时,再去拆移第一套设备并安装到下一个作业位置,并循环下去。这样做可避免操作人员在刚喷灌完的湿地上行走,不破坏土壤结构。

82、不管土质、地形和水源怎样都可以采用同样的喷头和间距吗?

喷灌工程中,喷头及其组合间距要根据土壤性质、设计风速、作物种类等进行合理的设计和选择。如《喷灌工程技术规范》中规定喷灌系统的设计喷灌强度不得大于土壤允许的喷灌强度,这就要求根据土壤允许的喷灌强度来选择喷头及其组合喷灌强度;不同地区,设计风速不同,则其喷头和组合间距不同;不同的作物要求的雾化指标不同,也要求采用不同的喷头。

83、喷灌真的能省地吗?

由于喷灌系统进行灌溉时不产生地表径流,因此不必像畦田灌溉那样修筑田埂,且可减少渠道甚至没有渠道,所以喷灌可以省地。据测算,实行喷灌的地区可节地6%~12%。

84、喷灌增产是怎么回事儿?

喷灌能增产已是不争的事实,那么它为什么能增产呢?分析起来有以下几方面原因:一是喷灌操纵灵活还可以自动化管理,能更适时适量的满足作物需水;二是喷灌可以增湿、降温,调节近地面小气候,使作物处于较好的生长环境;第三,喷灌和传统的地面灌溉比可以节省沟、渠占地,增加种植面积。

85、选择喷灌工程的地埋管应注意些什么?

喷灌工程将主干管、干管埋于地下,选择地埋管时应注意:正确选用管材主要指所选管材能承受的压力、运输、施工、价格、使用寿命等多方面因素。另外地埋管埋置深度应在耕层和冻土层之下。

86、小型喷灌机适用于那些地方?

轻小型喷灌机组适应水源小而分散的山丘区和平原缺水区,具有一次性投资少,操作简单,保管维修方便,喷灌面积可大可小,适用于抗旱等优点。

87、大型喷灌机有那些种类?适用于那些地方?

大型喷灌机有平移式和时针式两大种类,由于其控制面积较大,所以多适用于地势平坦的平原地区。

88、已搞了低压管道灌溉的地方,如何发展喷灌?

在已修建了低压管道灌溉的地方,如果再建喷灌工程,方法有两种:一是废除原有低压管灌溉工程,重新建设喷灌工程;二是在原有工程基础上改建为喷灌工程,此时应在原管道出水处经二次加压实现喷灌。

89、怎样用窑窖收集雨水?

雨水集蓄工程是指对降雨进行收集、汇流,存储和进行节水灌溉的一套系统。一般由集雨系统、输水系统、蓄水系统和灌溉系统组成。

一、集雨系统

集雨系统主要是指收集雨水的集雨场地。首先应考虑具有一定产流面积的地方作为集雨场,没有天然条件的地方,则需人工修建集雨场。为了提高集流效率,减少渗漏损失,要用不透水物质或防渗材料对集雨场表面进行防渗处理。

二、输水系统

输水系统是指输水沟(渠)和截流沟。其作用是将集雨场上的来水汇集起来,引入沉沙池,而后流入蓄水系统。要根据各地的地形条件、防渗材料的种类以及经济条件等,因地制宜地进行规划布置。

三、蓄水系统

蓄水系统包括蓄水体及其附属设施。其作用是存储雨水。

1.储水体

各地群众在实践中创造出不同的存储形式,西北、华北黄土高原一带,主要是建水窖(窑)和蓄水池。用于生活用水和用于农业灌溉的形式基本一样。一般用于生活和庭院灌溉(手压泵)。用于农田灌溉的多建于田边和地头,容积相对较大,提水设备有用动力的(微型电泵),也有用人工的(手压泵)。窖(窑)和蓄水池使用的建筑材料可分为土窖、砖石窖、混凝土薄壳窖和水窖等。土窖施工方便,造价低、但容量小,对土质要求较高。砖石窖较坚固耐用,容量也较大,但造价较高,施工难度较大。混凝土薄壳窖防渗性能好,寿命长,容量大,但造价较高。水窖为卧式全封闭的结构类型,容量大(80~200方),长度不受限制,施工较方便,但窖底防渗处理要求高。各地应根据地形地貌特性、经济条件、施工技术和当地材料来选型。

2、主要附属设施

(1)沉沙池。其作用是沉降进窖(窑)水流中的泥沙含量。一般建于水窖(窑)的进口处2~3米远的地方,以防渗水造成窖壁坍塌,池深0.6~1.0米,长宽比可考虑2:1,具体尺寸由进窖水量和水中含沙量而定。

(2)拦污栅与进水暗管(渠)。拦污栅作用是拦截水流中的杂物,如树叶、杂草等漂浮物和砖石块等,设在沉沙池的进口。进水暗管(渠)作用是将沉沙池与窖体(蓄水池)连通,使沉积后的水流顺利流人窖(池)中,其过水断面应根据最大进流量来确定。

(3)消力设施。为了减轻进窖(窑)水流对窖底的冲刷,要在进水暗管(渠)的下方窖(窑)底上设置消力设施,根据进窖流量的大小,选用消力池或消力筐或设石板(混凝土板块)。

(4)窖口井台。其作用是保证取水口不致坍塌损坏,同时防止污物进窖。窖台一般高出地面0.3~0.6米,平时要加盖密封,取水时可安装提水设备。

四、灌溉系统

灌溉系统包括首部提水设备、输水管道和田间的灌水器等节水灌溉设备,是实现雨水高效利用的最终措施。由于各地地形条件、雨水资源量、灌溉的作物和经济条件的不同,可以选择适宜的节水灌溉形式。常见的形式有滴灌、渗灌、坐水种、注射灌、膜下穴灌与细流沟灌等技术。

90、平原沙性土地宜采用那种灌溉形式?

平原沙性土壤因其透水性强,农民称为“漏水地”,在这样地块上实施灌溉,宜采用喷灌形式。

91、露地蔬菜如何灌溉?

露地蔬菜宜采用的灌溉形式有畦灌、沟灌、微喷灌、滴灌等。

92、大棚蔬菜如何灌溉?

大棚蔬菜由于水蒸气不易散发,使棚内湿度较大,容易引发病虫害,不宜采用地面明水灌溉,一般采用滴灌工程进行灌溉。

93、平原果树有哪些灌溉形式?

平原地区果树目前多采用漫灌、穴灌等形式。在水资源紧张的地区宜采用小管出流灌溉系统。

94、地形高差大的山坡果树可以搞滴灌吗?

地形高差较大的山坡地上可以搞滴灌,但要切实做好地形测量、滴灌设计、设备选择、稍有疏忽就可能失败。在大高差山坡地上搞滴灌,华北水利水电学院取得了成功的经验。

95、丘陵地区大田作物可以搞喷灌吗?

喷灌的优点之一就是对地形的适应性强,因此丘陵地区的大田作物更宜采用喷灌。但由于丘陵区高差较大,为使喷头出流量均匀,应在管道系统加调压设施。

96、滴灌水那么少,能满足作物需要吗?

目前为止,滴灌是最省水的一种先进的灌溉技术,每个滴头均以水滴的形式将灌溉水源送入植物根部,只需按设计人员拟定作业制度进行作业,完全可满足作物对水的需要。

97、搞了喷灌还灌那么多水,有必要吗?

目前有些地区虽已搞了喷灌,但农民受传统灌溉方式的影响,仍以较大的灌水定额进行灌溉。实际上,多灌的水,由于超过了田间持水能力,多余的水在重力的作用下,渗到作物根系层以下,产生深层渗漏,是完全没有必要的。

98、畦灌时何时关闭沟口为好?

当采用畦灌时,畦口的关闭时间与土壤质地和畦长有关,一般土壤条件下,畦长50米左右,可采用八成改水;畦长30~40米,可采用九成改水;畦长小于30米时,可采用十成改水。

99、沟灌有哪些新技术?

为了增加沟灌对土质与地形的适应性,提高灌水效率(即田间水有效利用率),节约用水,近年来世界上开始采用一些沟灌新技术。除了与畦灌相同,也采用闸门和虹吸管外,主要有以下两种:

 = 1 \* GB2 ⑴ 尾水回收系统:透水性较差的土壤,为了达到一定的灌水定额,要求在沟中保持较长时间的水流,而且地形坡度又较大,沟中不便蓄水,这样就不可避免要有一些水从沟尾排走,进入排水系统,从而降低了灌溉效率,还增加了排水系统的负担。因此要建立尾水回收系统,从沟尾将排走的水收集起来再送到沟首或其他田块以供灌溉之用,这种系统一般包括集水沟,蓄水池,提水系统,输水管道,沟尾的泄水经由集水沟收集,暂时存放在蓄水池中,到一定的时候由提水系统加压,经输水管道送到本田块或其他田块的沟首。装了尾水回收系统后,不但可以省水,提高灌水效率,而且还可以减少排水问题,保肥节能,防止土壤的侵蚀。

 = 2 \* GB2 ⑵ 波涌沟灌:又称为涌流沟灌或间歇沟灌,是间歇地向灌水沟放水,一般是放水几分钟或几十分钟,然后停水几分钟或几十分钟,重复几次,直到灌水沟的首尾都得到均匀地灌溉为止。这样放水使得在给定条件下,灌水沟中水流的进程距离比连续放水多两倍到三倍。从而可减少沟首、沟尾入渗时间的差别,使沿灌水沟的水量分布均匀,可以使沟灌的灌水效率由50%~60%,提高到70%~80%。当然,为了要按一定的间歇周期放水,就要配置有自动控制或人工控制的放水设备。这显然会增加灌水的费用,但也同时提高了灌水的机械化和自动化程度,节约灌水劳动力。

100、微咸水和咸水能用于灌溉吗?

根据国内外的实验研究,作物可以吸收水分和养分的土壤溶液浓度极限值为15~20克/升,小麦返青时不超过10克/升,拔节后为20克/升。理论上讲,在小麦返青期用10克/升的咸水灌溉,拔节后用20克/升的咸水灌溉是可以被作物吸收利用的,但由于灌水时土壤含水率达到田间持水率,以后土壤水分逐渐消耗,土壤溶液浓度不断增加,为使在土壤含水率的下限达到田间持水率的55%~60%的情况下土壤溶液浓度保持在极限浓度以下,根据国内试验资料,一般灌溉水的浓度应不超过5~6克/升。应当指出,咸水灌溉必须有适当的排水条件,在纯井灌区应通过自然降雨淋洗,将旱季土壤中积累的盐分排除至根层以下,在有地表水灌溉的地区则应利用灌溉的地表水和降雨水淋洗,使根层土壤溶液不超过作物的生理极限。

咸水的利用过程也是咸水的改造过程。在开采利用的条件下,在华北平原约2万平方公里的半咸水面积上,按年平均降雨入渗补给量70~80毫米计算,地下水补给资源为14~16亿方,如可采系数为0.80,则增加的可采资源可达11~13亿方,数量是相当可观的。