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1、节水灌溉新技术,提 纲,一、基本理念 二、节水工程技术 三、节水灌溉新技术概述 四、喷灌技术 五、微灌技术 六、节水地面灌溉技术,一、基本理念,英文：Water SavingWater ConservationEfficient Water Use,中文：节水=节约用水=省水,综合：节制、控制、保护、高效,节 水 的 原 意,？,一、基本理念,节 水 的 内 涵,节制用水,高效用水,保护水源,优化用水,一、基本理念,节 水 的 外 延,水资源利用（资源问题） 水环境保护（环境问题） 水经济优化（经济问题） 可持续发展（社会问题）,一、基本理念,节 水 的 必 要 性,水需求的增长性,水资源的稀
2、缺性,水环境的脆弱性,一、基本理念,节 水 的 紧 迫 性,缺水已开始制约可持续发展 缺水有可能导致动乱和战争,！节水是缓解缺水的根本措施,一、基本理念,节水型农业 节水型工业 节水型城市 节水型企业 节水型社区,节水型社会,全 社 会 节 水,一、基本理念,农业管理的节水（政策、法规和体制）。,农业节水的核心就是提高降水和灌水的 利用效率。,灌溉范畴的节水（灌溉工程、灌溉技术）。,农学范畴的节水（作物生理、农田水分调控）。,一、基本理念,农的业关节键水,合理降低作物的无效耗水，提高农业用水的有效性。,我国现有耕地19.5亿亩，其中旱地农业（雨养农业）11.62亿亩，有效灌溉面积8.38亿亩（
3、2001年）。,实现农业可持续发展和水资源可持续利用的重点。,一、基本理念,涉及到农业资源、农作物、农业经济、水利、机械、自动化和管理、政策、法规等科学，应突出重点、突出特色、综合实施，科学节水。,节水是系统工程,一、基本理念,（1）通过渠道或管道将水从水源输送到田间，对应的技术称为输配水工程技术。,农业用水技术环节,一、基本理念,农业用水技术环节,内蒙玉米滴灌示范,山西霍泉自压喷灌示范,（2）将引至田间的灌溉水，尽可能均匀地分配到指定的面积上转化为土壤水，对应的技术称为灌水技术（如喷灌、微灌、地面灌等技术）。,一、基本理念,农业用水技术环节,（3）作物吸收利用土壤水，以维持它的生理活动。,（
4、4）通过作物复杂的生理过程，形成经济产量。,最根本和有效措施则是采用渠道防渗措施减少渠道渗漏损失，节省灌溉用水量，更有效地利用水资源。,渠道防渗技术,二、节水工程技术,渠道防渗技术,二、节水工程技术,几种常见的渠道防渗技术,二、节水工程技术,1. 土料防渗,土料防渗就是将渠基土夯实或者在渠床表面铺筑一层夯实的土料防渗层， 包括压实素土、粘砂混合土、三合土、四和土、灰土等。 特点和适用条件 土料防渗具有一定的防渗效果0.07-0.17m/(m.天)，能就地取材，造价低廉，技术简单，群众容易掌握，但允许流速小，抗冻耐久性差，故土料防渗适用于气候温和地区流速较小的中、小型渠道，当地应有丰富的土料资源
5、。 若防渗要求高，当地砂石料缺乏，难以采用后述的衬砌方法时，可利用土壤固化剂（如GA剂）对土了进行固结处理。,几种常见的渠道防渗技术,二、节水工程技术,2.水泥土防渗,水泥土具有较好的防渗效果0.060.17立方米（平方米天），能就地取材，造价低，技术简单，其水泥用量与低标号混凝土的水泥用量相当，允许流速小，抗冻性差。适用于温和地区，且附近有砂土和砂壤土而缺乏砂石料的渠道。,几种常见的渠道防渗技术,二、节水工程技术,3.混凝土防渗,混凝土衬砌渠道具有防渗抗冲效果好，输水能力大，经久耐用，便于管理等特点。因而适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道，附近应有骨料来源。 混凝土衬砌按施工方
6、法分为现浇和预制两种。,几种常见的渠道防渗技术,二、节水工程技术,4.膜料防渗,膜料防渗是用塑料薄膜或沥青玻璃纤维布油毡或复合类膜料做防渗层，其上设保护层的防渗方法。膜料防渗性能好，适应变形能力强，南北方均可采用，特别是北方冻胀变形较大的地区效果理想。,几种常见的渠道防渗技术,二、节水工程技术,5.沥青混凝土防渗,沥青混凝土衬砌属于柔性结构，其防渗能力强，适应变形性好，造价与混凝土相近，适用与冻害地区，且附近有沥青料源的渠道。 沥青混凝土衬砌分有、无整平胶结层两种。一般岩石地基的渠道考虑使用整平胶结层。为提高防渗效果，防止沥青老化，在沥青混凝土表面涂刷沥青玛蹄脂封闭层，涂刷的沥青玛蹄脂必须满足
7、在高温下不流淌，在低温下不脆裂，具有较好的热稳定性和变形性能。,利用机泵抽取井水，通过管道系统把水直接输送到田间对农田实施灌溉。,低压管道输水灌溉技术 （简称管灌）,二、节水工程技术,低压管道输水灌溉技术,二、节水工程技术,与用土渠输水比较，它的输水损失少，输水效率可达到95；输水所需工作压力很低，一般只需002-022兆帕就行，节能50以上；节约土地1-3；运行费用少；适应性强；受气候、地形、经济体制、作物分区、灌水时间等因素干扰少；水流速度快；缩短灌水周期等。单位面积投资较低，一般每公顷450元-900元，使用技术也很简单。目前，低压管道输水技术的发展重点是在北方机电井灌区，它对老灌区的技
8、术改造具有现实意义。,低压管道输水灌溉技术,二、节水工程技术,低压管道输水系统的组成,水源地下水，河、湖、库、塘、渠等清水 首部取水枢纽水泵、动力机及其配套设备 输水配水管道一般设有1级-2级固定输水管道，埋设 在地下约1米深处。管上等距离设置竖管直通地面。 给水装置竖管出口处向田间配水的出水口(或给水栓) 安全保护装置管道首端或特殊部位设置排气阀或调压阀 田间灌水系统,低压管道输水灌溉技术,二、节水工程技术,低压管道输水系统的形式,移动式所有的设备都能移动使用。常用单级软管输水，软管与水泵出口直接相连，沿作物种植方向铺开，软管长约200米。这种形式投资低、使用方便简单，但软管使用寿命短，高杆
9、作物后期进地有困难。固定式所有的设备和设施工程都是固定的，主要用于机 电井灌区和控制灌溉面积大的灌区。管道常采用干、支两级埋于地下，末级管道间距200米-300米。这种形式投资较高。半固定式机泵和地下输水管网、闸阀等固定，地面配水管道和灌水管道采用移动管道。这是我国采用最多 的形式，适用于自流和抽水灌区。,三、节水灌溉新技术概述,水送到田间以后，如何浇灌是大有学问的。不少地方的农民仍然固守着旧的观念，认为浇地就是浇灌“地”，要浇足浇够水，于是沿袭几千年来的传统办法，采取大水漫灌，浇地时，把整个田块都放满水。如果田间土地不平整，高高低低，要使地块都漫上水，所用水量就要更大。其实浇地的目的是让庄稼
10、根部获得和保持必需的水量，其余地方完全没有必要，浇很深的水更是巨大的浪费。,用了这么多的水，施了如此多的肥，庄稼却长不好，花钱费力还污染环境，真是不划算哟！,节水灌溉技术是指灌溉水(包括降水)进入农田后，通过采用良好的灌溉方法，最大限度地提高灌溉水利用率和利用效率的灌溉技术。好的灌水技术不仅灌水均匀，而且节水、节能、省工，使土壤保持良好的物理化学性状，提高土壤肥力，从而获得最佳效益。,三、节水灌溉新技术概述,节水灌溉技术一般包括地面节水灌溉技术、喷灌和微灌等新的灌水技术，其中地面节水灌溉技术包括小畦“三改”灌水技术、长畦分段短灌、宽窄式畦沟结合灌溉、薄膜覆盖灌溉、涌流灌溉和水平畦田灌溉等；微灌
11、包括滴灌、微喷灌、涌泉灌溉(小管出流灌溉)和脉冲灌溉等。由于喷灌、微灌技术大多通过管道输水，并需要一定压力而进行，也称压力灌溉。,三、节水灌溉新技术概述,喷灌技术,喷灌是将灌溉水加压（用泵或利用水源的自然落差）后，经管道输送至喷头，并由喷头将水射出，均匀地散成细小水滴对作物进行灌溉的节水型灌溉技术。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。,喷灌的主要优点如下：（1）节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3用。 （2）作物增产幅度大，一般可达20%-40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%-20%
12、的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。 （3）大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。 （4）减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。 （5）有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。 （6）避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。,喷灌技术,喷灌技术的缺点（1）喷洒作业受风的影响大 漏喷，漂移、蒸发损失的水量可以达到灌溉水量的1530。（2）直接蒸发损失大 尤其在旱季，水滴落地前蒸发损失达到10%。（3）设备投资高 喷灌需要设备和大量的管道材料，基建投资高。（4）耗能多 喷灌要利用水的压力使水流破碎成细小的水滴，并且喷洒到
13、规定范围内，需要更多的能源消耗。,喷灌技术,喷 灌 系 统 的 组 成,水源工程,水泵和动力机,管道系统,喷 头,附属设备和附属工程,喷灌技术,喷灌系统的分类,管道式喷灌系统,机组式喷灌系统,固定式喷灌系统,半固定式喷灌系统,移动式喷灌系统,大型喷灌机组,中型喷灌机组,小型喷灌机组,喷灌技术,全部管道采用固定式，具有操作方便，运行费用低等优点，但设备利用率低，单位面积投资大。 适用于灌水频繁，经济价值高的蔬菜、茶、果等经济作物以及经济发达或劳动力紧缺的地区。,固定式喷灌系统,喷灌技术,仅干管采用固定式，支管和喷头移动使用，提高了设备利用率，减少了单位面积投资， 是目前我国主要采用的喷灌形式之一
14、。,半固定式喷灌系统,喷灌技术,全部管道移动使用，设备利用率高、单位面积投资低，但劳动强度大。,移动式喷灌系统,喷灌技术,自动化程度高、单机控制面积大，适应于规模化经营，目前在东北、新疆等地得到了应用 ，其主要有平移式、滚移式和圆形3种。,大中型圆形喷灌机组,喷灌技术,该机组机动灵活 ，投资少 ，对田块、地形及小规模农户经营适应性强 ，是目前我国喷灌的主要形式之一。,轻小型圆形喷灌机组,喷灌技术,因整体移动性好，自动化程度较高，已在我国部分省区得到应用。,卷盘式喷灌机,喷灌技术,1894年，一位名叫查尔斯.斯凯纳的美国依阿华州人，发明了一种非常简单的喷水系统，开拓了人类利用机械设施节水灌溉的先
15、河。1933年，美国加州一个叫澳滕.英格哈特的农民发明了世界第一只摇臂喷头，并注册专利，由著名的雨鸟公司制造。这种新型喷头的问世， 对此后农业节水灌溉起到了革命性的推动作用。采用摇臂喷头喷水系统后，水的利用率大大提高，比大水漫灌可提高约50%以上。这样，同样的水可多灌50%的面积。美国农业工程师协会（ASAE）在1990年举行的“农业工程50周年庆典”上为此授予雨鸟公司“历史里程碑奖”。,喷灌发展历史,喷灌技术,二次世界大战以后，美国的经济、技术飞速发展，以皮尔斯（Pierce）为先导的灌溉企业制造出多种快速连接铝合金接头，与薄壁铝管连接，诞生了半固定及固定式薄壁喷灌系统，使得大面积采用喷灌系
16、统成为可能。,喷灌发展历史,喷灌技术,为充分利用半固定式喷灌系统造价低的优点，克服其劳动强度高的缺点，一种由机械驱动的类似于半固定系统的喷灌机在30年代晚期由一位叫哈里.法里斯通（Harry . Firestone）的人发明并投入使用。现在仍有数家公司，如美国的维德(Wade Co.)，莱克(Lake)，皮尔斯(Pierce)等在制造这种被称为滚移式喷灌机（Side Roll 或Wheel Moving）的机器。,喷灌发展历史,喷灌技术,1952年，一位名叫弗兰克（Frank）的科罗拉多州的农民发明了一种水力驱动，自动转圈，上边悬挂喷头的喷灌机具，取名为中心支轴式喷灌机（Center Pivot）。60年代后，这种机器在地广人稀，地势不平坦的美国中部农业区科罗拉多、内巴拉斯基、堪萨斯，广泛推广开来。,喷灌发展历史,
