西北地區工程節水技術研究論文

時間:2022-12-27 11:14:00

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西北地區工程節水技術研究論文

1.工程節水技術

工程節水主要從渠系輸水到田間灌水過程來考慮節水。渠系輸水過程的主要措施有節水渠道防滲和改渠道輸水為管道輸水節水等;田間灌水過程節水主要是改進地面灌水技術,如大畦改小畦、長畦改短畦、平整土地,在缺水地區推廣膜上灌或膜下灌,有條件的地方推廣噴灌、微灌等灌溉新技術。

2.修建水利工程,對現有灌區工程進行技術改造和配套建設

在西北內陸河源流區,興建必要的山區水庫,攔蓄調控水資源,因地制宜的合并、改造、廢棄平原水庫,可減少蒸發造成的水資源浪費。同時,在有條件的支流興建控制性水利樞紐工程和局部調水工程,科學配置水資源,解決局部地區缺水問題。對現有的大、中、小型灌區工程進行以高效節水為中心的更新改造,這是壓縮農業用水的重要措施。

3.加強渠道防滲襯砌

渠道防滲工程節水效益明顯,成本低廉,是諸多農田灌溉節水措施中經濟合理、技術可行的主要節水措施之一,同時又是當前農田灌溉節水工程改造中的關鍵環節。渠道采用防滲技術,一是能加快輸水速度,縮短灌溉時間,能充分利用渠水,擴大灌溉面積,減少地下深層淡水的開采;二是與土壟溝相比,渠道防滲可節水40%~45%;二是灌區大部分為自流灌溉,節能效益顯著。四是省去土渠每年維修費用、縮短澆地時間,可省工30%~50%。陜西、甘肅等地試驗資料表明:渠道防滲可使渠系水利用率提高20%~40%,減少渠道滲漏損失50%~90%,此外,渠道防滲還具有加大過水能力、減小過水斷面、加快輸配水的速度、節省土地等優點。

4.鋪設低壓管道輸水

管道輸水具有節水、輸水迅速、省地、增產和有利于搶季節等優點,與土渠相比較,利用管道輸水水的利用系數可提高到0.95,節電20%~30%,省地5%~增產幅度10%左右。管道輸水灌溉技術被認為是投資最省、節水最有效、管理最方便的一種輸水灌溉技術[1],目前管道輸水技術主要在井灌區推廣應用,自流灌區也開始采用管道輸水技術。低壓管道輸水已有于幾年的發展歷史,適用于各種地塊、作物及種植方式,為群眾所熟悉和接受,工程使用率高,是目前非常成熟的工程節水技術。

5.平整土地,溝畦改造,改進地面灌水技術

地面灌溉方法是目前應用最廣泛、最主要的灌水技術[2]。據有關研究結果表明,畦田、溝的規格適宜,操作合理得當,田間水利用系數可達到0.8以上,灌溉定額可大幅度下降。膜上灌較一般地面灌溉可節水30%以上,高者可達50%以上,波涌灌(包括畦灌、溝灌)可節水10%~30%灌水均勻度及儲水效率均明顯提高,分根交替灌溉可節水15%~30%,這足以表明地面灌水改進提高應用后的節水潛力[3]。

平整土地是提高地面灌水技術和灌水質量,縮短灌水時間,提高灌水勞動效率和節水增產的一項重要措施。一般而言,渠灌區若不采取任何節水措施,采用田間大塊劃小和土地平整工程,可是灌溉水利用系數提高0.05~0.10。畦灌是耕地經平整后,利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉;溝灌是在作物行間開挖灌水溝,灌溉水從輸水溝進入灌水溝后,在水流動的過程中由溝底和溝壁向周圍入滲濕潤土壤的方式進行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001~0.003為宜,最大不要超過0.01;溝灌要求地面坡度以0.003~0008為宜,最大不要超過0.02。

結合土地平整,進行田間工程改造,劃長畦(溝)為短畦(溝),改寬畦為窄畦,設計合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量,可大大提高灌水均勻度和灌水效率。陜西洛惠渠的研究表明,在入畦單寬流量為3~5L/s時,灌水定額隨畦長而變,當畦長由100m改為30m時,灌水定額減少150~204m3/hm2;當畦長30~100m時,畦單寬流量從2L/s增加到5L/s灌水定額可降低150~225m3/hm2。6.推廣應用噴灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌節水新技術

噴灌可將水均勻地噴灑在作物上,它可以根據作物的不同生育期、不同需水量科學控制灌水定額,平均灌水定額30m3。噴灌工程不需平整耕地、修建田間毛渠和打埂,一般可以節省土地10%~20%。噴灌灌水均勻,節約用水,對地形的適應性強,與地面灌溉相比,大田噴灌一般可省水30~50%,增產10~30%。噴灌的主要缺點是一次性投資較高,受風的影響大,在多風的季節,會出現噴灑不均勻,蒸發損失增大。

滴灌工程是目前科技含量最高、起點最高的節水形式,是高效農業的首選。滴灌與一般的畦灌相比有很多優點,具體主要體現在以下四個方面:一是省水,滴灌屬局部灌溉,僅濕潤作物根區附近的土壤,避免了輸水損失和深層滲漏損失,地表濕潤,減少了地面蒸發,節水率可達80%,能最大限度利用水源。二是省肥,在滴灌過程中,用施肥罐將可溶性肥料隨水滴入作物根部發育區,可有效地使肥料利用率由30%~40%提高到50%~60%。二是省工,無須平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板結,壟間于燥,可減少中耕和除草等投工,省工50%~80%。四是適應性強,它對地形適應能力強,在坡度為50°~60°的陡坡上,也可以采用滴灌系統,由于滴灌是小水勤滴,適時適量,土壤理化性能好,一般可增產20%~30%以上[3],并可有效地改善蔬菜的品質。不過,滴灌投資大,因此,更適于經濟作物,是溫室大棚中最理想的灌水技術,隨著農業結構調整的不斷深人和高產值、高效農業的推廣,滴灌將得到更多的應用。

微灌將水和肥料澆在作物的根部,它比噴灌更省水、省肥。當前推廣的主要型式有微噴灌、滴灌、膜下滴灌和滲灌等。膜下滴灌具有增加地溫、防止蒸發和滴灌節水的雙重優點,節水效果最好,近幾年,隨著產品國產化和價格的降低,在我國西北地區得到迅速推廣。

1996年新疆石河子墾區在大田(棉花)應用膜下滴灌技術取得成功,1999年開始大面積推廣應用,力薦在全國范圍內進行推廣。據統計膜下滴灌單位面積平均用水量是傳統灌溉方式的12.5%,是噴灌的50%,是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技術后,不需要修農渠,也不需要筑硬打畦。操作簡便,節省機力費和人工作業費,并節省抽水電費和肥料費,有效降低了生產成本。膜下滴灌

可使作物根系經常維持適宜{水分、通氣和養分狀態,因此,作物增產顯著。

[論文關鍵詞]:西北地區;工程節水;研究

[論文摘要]:從我國西北地區的水資源量著手,分析了當前該地區水資源特點。總結西北地區工程節水技術主要措施。

參考文獻

[1]孟兆江,黃淮豫.東平原冬小麥節水高產水肥禍合數學模型研究[J].農業工程學報,1998(1):21-23.

[2]錢蘊壁,李英能,楊剛.節水農業新技術[M].鄭州:黃河水利出版社,2002.