宁夏引黄灌区常用灌水技术

宁夏引黄灌区常用灌水技术灌水技术是指把渠道（管道）的水分散到田间的措施，亦称灌溉方法。

习惯上把灌水技术分为：地面灌溉，如畦灌、沟灌、格田淹灌；喷灌、滴灌和雾灌；地下灌溉三类。

但不论何种灌水技术都要求达到节水、省工、增产等取得最大经济效益的总目标。

其共同的灌水技术要求是：①适时适量按作物需水要求供水，防止过量灌水，引起土壤盐碱化与沼泽化；②渗入田间各点的灌溉水量均匀或基本相等；③水量损失小；④以最少的人力、物力消耗，灌溉一定的土地面积，实现高效低耗。

第一节地面灌溉地面灌溉是指灌溉水在田面流动过程中，借重力和毛管力作用湿润土壤，或在田面建立一定深度的水层，借重力作用逐渐渗入土壤的一种灌溉方法。

这种方法目前应用最广，具有技术简单，水头要求低，能源消耗少等优点。

但容易破坏土壤团粒结构，表层易板结，水的利用率低，平整土地工作量大等缺点。

地面灌溉又分为畦灌、沟灌、淹灌。

一、畦灌定义：畦灌是用土埂将灌溉田块分成许多小畦（俗称畦田），灌水时，将水放入畦田，在畦田表面形成很薄的水层，沿畦田坡度方向流动，水在流动的过程中以重力作用渗入土壤的灌溉方法。

适用作物及坡度：适用于窄行距密播作物如小麦、谷子和某些蔬菜。

适宜的地面坡度一般为0.001—0.003,最大不宜超过0.02。

技术要求：使畦田首尾、左右的土壤湿润均匀，不冲刷田面土壤。

畦灌时要合理选用灌水时间、入畦流量和畦田规格。

①灌水时间：为了使畦田各点土壤湿润均匀，应使畦田水层在畦田上各点的停留时间相同。

为达到上述要求，在实践中常采用及时封口的方法，即水流到离畦尾还有一定距离时，就封闭入水口，使畦田内剩余的水流继续向前流动，至畦尾全部渗入土壤。

按目前试验资料，可以采用七成、八成、九成或满流封口。

在一般土壤条件下，畦长50米左右的采用八成改水；畦长30—40米，九成改水；畦长30米以下的十成改水。

②入畦单宽流量：入畦流量以保证灌水均匀，不冲刷土壤为原则。

通常入畦单宽流量控制在3—6L/（s•m）左右。

对弱透水性土壤，地面坡度大的单宽流量应小一些。

③畦田规格：是指畦田的长度和宽度。

应按当地农机具的整倍数确定，一般为2—4米，土地平整姨的，横向坡度小的可宽上些。

畦埂高常用0.2—0.25米。

二、沟灌定义：是在作物行间开挖灌水沟，水在作物行间的灌水沟中流动，靠重力和毛管力作用湿润土壤的一种灌水方法。

有封闭沟灌和细流沟灌两种：所谓封闭沟灌是指水流入灌水沟后，在流动过程中部分水量渗入土壤，放水停止后，沟中存蓄水量，慢慢渗入土壤，达到计划灌水定额。

适用于土壤透水性弱，坡度小于0.002的田地，且一般沟长采用30—80米；流通沟灌是指入沟水流在流动过程中将全部水量渗入土壤，沟中不形成积水，沟长可采用60—120米。

优点：不破坏作物根部的土壤结构，不导致田面板结，土壤蒸发损失减少。

适用作物：宽行距作物。

灌水技术要素：①灌水沟间距：一般轻质土壤内灌水沟间距比较窄，而重质土壤沟距比较宽，在确定是应结合作物的行距一起考虑。

不同土质条件下的灌水沟间距参下表不同土质条件下的灌水沟间距（单位：cm）②灌水沟的坡度：一般要求为0.005--0.02。

为了提高灌水均匀度，国外在沟、畦灌技术方面，采用小涌流灌溉，即间歇性地交替向灌水沟、畦放水，湿润土壤，这种灌水是第一次将水灌到沟、畦长的1/3—1/2后暂停放水，然后第二次再灌剩余的2/3—1/2的长度，这种灌水提高了灌水均匀度，使水的利用率高达80—90%。

三、淹灌淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌溉水在格田中形成比较均匀的水层，以重力作用渗入土壤的一种灌水方法。

这种灌溉方法，需水量大，只适用于水稻灌溉、冲洗改良盐碱地和其他适于淹灌的经济作物。

淹灌要求格田地面坡度小于0.0002，而且田面平整；格田的形状一种为长方形或方形；另一种为不规则形状，田埂沿等高线修建。

在平原区，沟、渠相间布置时，格田长度一般为100—150米；沟、渠相邻布置时，格田长度一般为200—300米；格田宽度一般为20—30米。

在山丘区，格田长边沿等高线布置，其长度根据机耕要求而定，宽度随地面坡度而定，坡度愈大，格田愈窄。

格田应有独立的进水口和排水口，避免串灌串排。

冲洗改良盐碱地，多采用长50—100米，宽10—20米，面积为1—3亩的格田，其田埂高度，粘土应大于30 cm，沙质土应大于40cm。

第二节喷灌一、喷灌的定义及优缺点1、喷灌的定义：喷灌即喷洒灌溉，用压力管道输水，再由喷头将水喷洒到空中，形成细小雨滴，均匀地洒落在地面，湿润土壤并满足作物需水要求的一种灌水方式，喷灌所需压力一般由水泵加压或是利用地形自然落差获得。

2、喷灌的优点：1）节水完全可以避免地表径流和深层渗漏损失；在输水过程中,几乎没有漏水和渗水损失现象，所以水利用系数高；可以依据价物的需水规律来供水,需多少供多少,减少了作物无效蒸腾蒸发。

实践表明:喷灌较地面灌溉一般可省水是30－50%。

2）省工可以节省大量的劳动力；减少田间工程劳动量；减少了施肥各喷洒农药的劳动量。

初步统计结果，在相同的生产条件下，喷灌所需的劳动量仅为地面灌溉的50%。

3）省地喷灌时用管道输水,无需田地间渠和畦埂,一般土地利用率高,一般可增加耕地7-10%。

4）保土土壤质地的轻重和透水的强弱、山坡地, 调整雨滴的大小和喷灌强度,不致于破坏土壤的团粒结构，不产生地面径流，避免造成土壤表土流失。

5）适应性强① 适应各种作物(小麦、玉米)，经济作物(棉花、花生、烟草)瓜果、蔬菜。

② 适应于各种场所大田作物、温室、大型牧场、大型农场、城市园林、运动场、水景工程。

③ 适应于各种土壤和地形，沙土、壤土、粘土均可以采用喷灌，不管是平原地区，还是山丘地地区均可采用喷灌技术。

6）机械化程度高喷灌产品的定型和标准化生产，还能促进乡镇工业的发展。

7）增产一般较地面灌溉提高产量10—20%。

3、喷灌的缺点：1）投资高(1) 机械设备，(2) 管道，(3) 土建亩投资千元左右。

2）受风的影响大，主要是降落水滴随风的水平飘移损失。

3）能耗大。

二、喷灌系统的组成和分类1、喷灌系统的定义喷灌系统是把水源，喷灌设备和田间工程有机地结合起来，使他成为为一个相对独立的整体，以达到将灌溉用水均匀地喷灌到农田，来满足农作物生长对水分的要求，这样一种水利设施称之为喷灌系统。

2、喷灌系统的组成喷灌系统通常由水源(包括水泵与动力)，输水系统(管道渠系和田间工程)，喷灌装置(喷头)三大部分。

3、喷灌系统的分类三、关于喷头1、喷头的种类1）按压力分类散水式(又称漫射式喷头或固定喷头）。

射流式喷头（又称旋转式喷头，根据驱动机构形式的不同而分为① 摇臂式喷头，② 叶轮式喷头，③ 垂直摇臂式喷头，④ 全射流式喷头）。

2、喷头的基本参数和性能喷头的基本参数有：(1) 进口直径D 指喷头进水口过水流道或空心轴的直径,单位mm。

可供选择的喷头进水口直径有10、15、20、30、40、50、60、80、100mm 9种。

通常与安装竖管相配。

(2) 喷嘴直径d 喷嘴直径单位是毫米, 喷嘴直径越大，喷水量大，射程大，压力一定时雾化指标较差。

一般情况，在满足雾化指标的前提下，可以选取较大直径的喷嘴。

(3) 压力HP 喷头的压力按量测的部位和研究的内容分：① 工作压力，指喷头进水口处的水流压力，单位 Kpa。

② 喷嘴压力。

通常喷嘴压力为喷头工作压力减去喷头内水流的水头损失。

(4) 喷水量喷水量指喷头单位时间喷出的水量，单位是m3/h或 L/min。

(5) 射程指无风条件下,喷洒出的水所能到达的最远距离，也就是喷洒半径，单位m。

喷头的射程主要取决喷嘴压力，喷射仰角。

3、喷头型号我国应用最多的喷头有PY1系列、PY2系列、PYS系列喷头。

PY1－40喷头指摇臂式喷头，第一次设计，进口直径40mm。

四、喷灌管材及附件管道是喷灌系统的重要组成部分。

固定管道式喷灌系统中管道投资为占60%左右，可见合理选择管材的很重要性。

喷灌对管道要求是：能承受设计要求的工作压力；在通过设计流量时管道的水头损失要小；经济耐用，结构合理，抗腐蚀；便于运输和施工等。

对移动管道还要轻便耐磨、耐撞击、耐风蚀和日晒等。

1、喷灌管材目前可供选择的喷灌管材主要有：(1) 铸铁管，按制管方式和接头形式不同，铸铁管可分为：承插铸铁管和法兰铸铁管两种。

承插连接有刚性和柔性连接两种。

刚性连接可直接在承插连接头处直接填入水泥。

柔性连接作法是在承插接口处，填充石棉水泥和油麻，使接头有一定的柔性。

按压力分：高压管(工作压力1MPa)、普压管(工作压力750KPa)、低压管(工作压力450KPa)。

铸铁管的优点是使用可靠，寿命长(60—70年)，缺点是材质脆，管壁厚，笨重，耗材大，糙率大。

（2）钢管钢管的优点是能承受动荷载和较高的工作压力(1MPa－15MPa)。

由于管壁薄，较铸铁管轻而节省材料，接口简单(法兰，焊接或螺纹)，铺设方便，缺点是易腐蚀，使用寿命短。

常用的钢管种类有：水煤气钢管，热轮无缝钢管，冷轮无缝钢管，电焊钢管。

（3）塑料管根据原材料不同，有聚氯乙烯管，聚丙烯管；按其柔性分为硬管和软管两种。

在喷灌中，塑料管均可作为移动管,硬管可作为固定管或地埋管。

塑料管的优点是重量轻，便于搬运，表面光滑，耐腐蚀，加工简单,连接方便。

缺点是易于老化，热性能差，在50℃下易发生软化变形。

塑料管的连接方法：焊接和软化粘结（4）铝管铝管常指铝合金管，其优点是强度高，重量轻,耐腐蚀,搬运方便,常用移动管道。

缺点是硬度差，容易发生碰撞变形，价格较贵。

（5）混凝土管主要有预应力混凝土管和自应力混凝土管两种，混凝土管可承受400－1600Kpa的压力，直径从70－1200mm不等。

还有石棉水泥管。

2、管道附件（1）控制件1) 阀门(闸阀、截止阀、球阀三种)2)排汽阀，3)泄水阀（2）连接件(也称管件) 使管道连接成网管的各种管件，有三通、四通、弯头、堵头等。

3、管道辅助件（1）支墩用来支承管道,当管道经过土质较差的地段时,可设支墩。

支墩可用浆砌砖石或混凝土砌筑。

（2）镇墩管道在变坡,转弯或分又处，应设镇压墩,用以稳定压力管道，承受各种推力，保证压力管道安全。

镇墩常用浆砌石或混凝土砌筑。

对于重要部位的支墩或镇墩应作专门设计。

（3）仪表压力表、流量计、水表。

五、喷灌的主要技术要素喷灌的主要技术参数有：喷灌强度，喷灌均匀度及水滴打击强度几项指标，也是衡量喷灌质量的主要指标和设计喷灌系统的重要依据。

（一）喷灌强度1、定义：单位时间内喷洒降落在田间的水深，称为喷灌强度。

单位常用：毫米/小时（mm/h）。

2、喷灌强度的表示方法：（1）点喷滴强度；（2）单喷头平均喷灌强度；（3）组合喷灌强度；（4）允许喷灌强度四种表示方法。

对于喷灌系统来说, 一般要求整个系统的组合喷灌强度不应超过土壤稳定渗吸速度就可以了,以保证喷洒到土壤表面上的水能及时渗入到土壤中,不形成积水和径流。