现代化节水灌溉技术.docx

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现代化节水灌溉技术

现代化节水灌溉技术

在哈密的应用情况和发展前景

谭明

十三师勘测设计院

2004年11月

提纲

1.水资源状况

2.节水农业发展状况

3.存在问题与对策

4.对节水农业的思考

1、水资源状况

我国是世界上十三个贫水国之一。

人均水资源拥有量2300m3,世界排位109名。

我国水资源南北分布不均。

我国农业用水约占全国总用水量的70%以上。

灌溉用水占农业用水的90%以上，年用水量约为4000亿m3。

灌溉水利用率只有40%左右。

新疆是我国著名干旱区，年平均降水只有147mm，年平均蒸发2000mm左右。

新疆是“荒漠绿洲，灌溉农业”。

农业用水占总用水量97%。

新疆是我国最重要的商品棉生产基地和石油化工基地。

随着经济的发展，新疆工、农业生产用水、城市生活用水和地区生态用水矛盾日益尖锐。

哈密气候特征：

典型的干旱、半干旱大陆性气候，降水地带主要集中在山区。

⑴、哈密盆地、三塘湖——淖毛湖盆地属温热干旱一类农业气候区，特别适宜瓜果、棉花等作物的种植。

三塘湖——淖毛湖盆地属多风灾害区。

⑵、巴里坤盆地、伊吾谷地冷凉干旱区，适宜喜凉的大麦、小麦等作物的种植。

哈密地区水资源量：

①、总水资源量：

22.25亿m3/a，其中:

地表水资源量8.75亿m3/a,占总水资源量的39.3%;

地下水资源量13.5亿m3/a;占总水资源量的60.7%（重复回归）。

不重复地下水资源量9.1亿m3/a。

天然总水资源量：

17.85亿m3/a。

②、可利用水资源量：

14.47亿m3/a（75%），占总水资源量的65.0%;其中:

地表水资源量6.27亿m3/a;占可利用水资源量43.3%;

地下水资源量8.2亿m3/a;占可利用水资源量56.7%;

③、已利用水资源量：

9.4亿m3/a;占可利用水资源量64.96%。

其中:

地表水资源量3.8亿m3/a;占可利用水资源量40.4%;

地下水资源量5.6亿m3/a;占可利用水资源量59.6%。

④、灌溉面积：

约100万亩，平均占有可利用水资源量1447m3/亩;低于全国1886m3/亩水平。

⑸、全区总人口：

约49万人，平均占有可利用水资源量2953m3/亩;略高于于全国2340m3/亩水平。

⑴地表水:

全区大小河沟130条，发源于山区，年径流量小于3千万m3的河沟124条；年径流量3-5千万m3的河沟两条；年径流量大于5千万m3的河沟两条。

补给源主要是山区降水、融雪及冰川消融水。

主要特点：

年径流量及分布等时空不均；年径流量丰枯比1.5-2，每年6-8月径流量占年径流量的75%左右；调蓄设施建设条件差。

哈密地区较大的河沟有76条，其中，①、哈密盆地25条，年径流量合计4.7亿m3/a，②、巴里坤盆地40条，年径流量合计2.9亿m3/a，③、伊吾谷地10条，年径流量合计0.87亿m3/a。

⑵地下水:

主要分布埋藏于哈密四个盆（谷）地的地四系地层中，以潜水为主，其次是地三系地层中的承水压水，是良好的工农业生产及居民生活用水水源。

补给源主要是山区降水、融雪及冰川消融水，通过河道渗漏及山前侧地层向补给。

主要特点：

各盆（谷）地之间地下水相互独立；开采条件好；蕴藏量多少与地表水量大小关系十分密切。

由于渠道防渗及田间节水灌溉工程的建设，使的地下水补给量减少，因此地下水资源量必须重新计算。

存在主要的问题：

根据近5年地下水长观资料分析，哈密盆地大部分开采区域内已严重超采，根本出路在于建设节水灌溉工程，或减少灌溉面积，封井无关紧要。

2.节水农业发展状况

⑴新疆节水技术推广情况：

微灌280万亩，占53.8%。

低压管道输水灌溉20万亩，占3.8%。

截止2003年底，喷灌、微灌、低压管道输水等节水技术灌溉的面积约520万亩。

喷灌220万亩，占42.30%。

新疆兵团节水灌溉建设情况：

新疆生产建设兵团将发展400万亩节水工程，作为兵团实施西部大开发在“十五”期间完成的“四大龙头”工程之首。

截止2003年底喷微灌节水灌溉面积为362万亩，占新疆喷微灌节水面积的69.6%，其中：

喷灌面积100万亩占新疆的45.5%，微灌260万亩占新疆的92.8%。

据统计，2004年新疆兵团的节水灌溉面积已达到了650万亩，其中现代化的喷、微灌已经达到了440万亩，仅膜下滴灌的应用面积就达到了380万亩，已成为我国在大田应用滴灌面积最大的地区。

⑵滴灌节水技术在新疆的应用情况:

滴灌技术是世界上最先进的节水灌溉技术之一，它能将作物生长所需的水分和各种养分适时适量地输送到作物根部附近的土壤、具有显著的节水、增产效果。

棉花膜下滴灌技术就是滴灌技术与覆膜植棉技术有机结合（优势叠加）的产物，充分发挥其节水、节肥（药）、节机力、节人工、提高土地利用率和增产、增效作用，为干旱地区发展高效节水灌溉技术开辟了一条新路，这也是兵团目前主要应用的节水技术之一。

⑶农十三师节水工程建设现状:

节水灌溉面积已达到15.14万亩，占灌溉面积的33.1%其中：

喷灌6.84万亩、滴灌5.64万亩、涌泉灌2.66万亩，各级渠道总长度2994公里、已防渗长度1464公里、防渗率为48％.

田间节水灌溉技术:

目前在哈密地区主要推广应用的有：

喷灌技术、微灌技术的滴灌、涌泉灌、微喷（计划）、软管灌。

其中膜下滴灌技术应用的最好，其次是自压喷灌技术。

田间节水灌溉技术的比较:

从满足种植作物灌溉的生态环境系统比较，滴灌结合的最好，其次是喷灌。

涌泉灌、渗灌、软管灌等属淹灌范畴，针对作物、土壤及气候等条件较强。

①微灌技术是一种最为节水的精细灌溉技术

微灌能够有效地控制每一株植物的灌水量；

灌溉水利用率可达90％以上；

比地面灌节水60%，比喷灌节水30%以上。

②微灌是解决三农问题的重要手段，是现代农业的重要组成部分

微灌是一种集机械化、自动化灌溉有机结合起来的现代农业技术；

是促进区域农村经济发展，增加农民收入、加快农业现代化步伐的重大技术之一。

–微灌自动化灌水程度高，田间管理工作量少；

–微灌可改善作物生长环境，提高产量，改善品质。

③微灌是一种环境友好的灌水技术

微灌可以提高肥料和农药的使用效率，减少化学物质的施用量，减少农田污染、有效防止地下水污染；

微灌在防止沙漠化、沙漠化治理、生态改良、荒漠绿洲农业、改善西部生态环境、水土保持等方面也具有重要的作用.

⑴棉花膜下滴灌技术

棉花膜下滴灌技术是滴灌技术与覆膜植棉技术有机结合（优势叠加）的产物，充分发挥其节水、节肥（药）、节机力、节人工、提高土地利用率和增产、增效作用.

每耗一毫米水（或0.67方），可增产0.34公斤皮棉.

（0.83公斤籽棉）如果每次灌溉减少2毫米蒸腾，地面灌溉就是2*5=10毫米，产量减少8.3公斤/亩，喷灌2*8=16毫米，产量减少12.8公斤/亩.如果10天灌一次，第5天开始受旱，那每天耗水量减少2毫米每满足棉花耗水量，那每次有10毫米耗水量的损失，即8.3公斤/亩.

地面灌溉生长季节灌溉五次，损失41.5公斤/亩，41.5+8.3=50公斤/亩.

喷灌灌溉8次，66.4公斤/亩;66.4+6.6=73公斤/亩.

滴灌12次，8天灌一次，产量减少2*3*12*0.83=60公斤/亩。

⑵哈密瓜膜下滴灌技术

哈密瓜膜下滴灌技术是棉花膜下滴灌技术的移植应用，其节水、节肥（药）、节机力、节人工、提高土地利用率和增产、增效作用好。

解决了以水传播病毒害问题及延迟倒茬种植年限。

⑶果树及防风林滴灌技术

①由于受到我区特殊的气候、土壤条件的制约，单行毛管不能解决灌水湿润宽度问题。

②防风林灌溉不考虑生产果实问题，因此，灌溉保证率要求很低。

⑷果树涌泉灌与枣园套种牧草微灌技术

涌泉灌解决了果树在沙质土壤湿润宽度不够的问题，其灌水均匀度高，出水管抗堵塞能力强，土壤湿润宽度可调。

微喷灌可同时解决枣园套种牧草灌溉问题，最大优点是可防止枣花焦干现象，提高产量。

⑸大小麦、牧草等喷灌技术

主要应用在地形坡度较大、水土流失严重地区的密植作物灌溉。

半固定式喷灌移动支管移动频繁。

喷洒水受风影响很大。

⑹果树与棉花软管灌技术

主要解决了一家一户土地不规则等的果树、棉花节水灌溉问题，其投资少、管理方便、不耗能、不需要复杂的过滤设施，滴灌施肥技术可配合使用且操作十分简单，适应地形坡度3-5‰。

棉花灌溉节水不明显。

3.存在问题与对策

存在问题：

规划问题

---主观性、盲目性

管理体制

---管理不统一，不适应市场经济

投资体制

---地方配套资金和农民投劳落实难

水价政策

---水价普遍低于供水成本

技术体系

---重工程、轻管理、“重水利、轻农艺”。

节水灌溉工程是一项高科技的系统工程建设，需要农业、工业、水利、电力等技术的紧密结合，只有农业上作物栽培管理技术与先进的灌溉技术相互配合好，才能使节水灌溉工程发挥出最好效益。

目前，在哈密地区推广应用各种现代化节水灌溉技术正处在如移植、嫁接，类似搭积木重新組合的初中级阶段。

存在的主要问题是，科研技术装备落后，投入资金严重不足；人多地少、水缺，农作物品种较少。

⑴灌水器

主要使用的是一次性滴头与毛灌一体化的薄璧PE带，其控制灌水均匀度能力差，属早期产品，造价低。

水力特性好的灌水器是补偿式滴头，其控制灌水均匀度能力好，应用适应范围宽。

⑵果园节水灌溉

存在主要问题：

①果树增产率较低，原因是不能提高土地利用率，增加果树栽种株数；果树根系深，灌水时肥料损失较少；葡萄园本身为高产量地；关键的液体施肥技术未配合应用；因此综合效益较低。

②水价低，运行成本相对较高。

③果树产品价值高.因此供水及时保证率高，不缺水。

④劳动强度降低不多，果树为沟灌并已固定不需

开挖，灌溉一块地只需一两天，时间短。

⑤果园节水管理户未扩大种植面积，没有给予

一定的优惠政策，仅是义务。

⑶喷灌

在巴里坤及伊吾地区作物喷灌，受风力影响大；喷头设计组合间距大小是关键。

农业综合配套技术不全。

4.对节水农业的思考

⑴大田膜下滴灌技术应用的启示

大田膜下滴灌技术的应用，是西部节水灌溉领域的一项重大突破；农业上一次革命。

大田膜下滴灌技术的发展成果是农业作物栽培技术中的地膜覆盖、化控、精量施肥、机械化作业、管理、及水利工程和塑料生产加工等技术的有机结合产物。

其明显的节水增效优势吸引了千家万户。

⑵节水农业发展思路：

发展节水农业应从水资源、灌水技术、农业措施及用水管理等方面，统筹兼顾，合理规划。

充分利用水资源。

充分利用土壤水资源。

发展有限灌溉，减少灌溉水用量。

加强农艺节水技术，提高用水效率，是实现节水农业的重要途径。

⑶对节水农业的思考

未来时空观——节水势在必行

对立统一观——节水与用水相和谐

发展辩证观——节水与社会

市场调节观——运用经济杠杆节水

⑷因地制宜选用节水技术

①果树微灌果树自压微灌：

改造型自压微水头软管灌。

两级或三级管网，末级毛管为多孔PE软管。

支管或干管为PVC硬管。

当前正在配套管材、管件的试制生产等工作。

预测：

是即建设棉花膜下滴灌工程之后，掀起新的一次建设节水灌溉工程高潮。

②地下滴灌：

地下滴灌（又称地表下滴灌）通常是指“将全部滴灌管道和灌水器埋入地表下的一种灌方式。

建议在巴里坤、伊吾地区开展应用试验工作。

③滴灌施肥技术的应用

滴灌随水施肥概念

将肥料溶入施肥容器中，并随同灌溉水顺管道进入作物根区的过程叫做滴灌随水施肥，国外称灌溉施肥，根据作物生长各个阶段对养分的需要和土壤养分供给状况，准确将肥料补加和均匀施在作物根系附近，并被根系直接吸收利用的一种施肥方法。

滴灌随水施肥的必要性

随着21世纪的到来，人类面临的人口、资源与环境等三大问题愈趋激化与严峻，尤其是作为不可再生、不可替代的水资源日趋紧张，正逐渐成为人类和社会迅速发展的制约因素。

节约用水已成为世人关注的焦点。

我国是农业大国，农业用水约占总用水量的70%，其中：

灌溉用水约占90%，灌溉水利用率约43%（发达国家80%）；水分生产率不足1.0kg/m3（发达国家2.3kg/m3），节水农业显得尤为重要。

国内外滴灌随水施肥技术现状

国外：

以色列，75%~80%的灌溉地采用随水施肥技术，美国约3%，澳大利亚8%。

如甘蔗滴灌随水施肥对N的利用率高达75%-80%，而常规施肥仅40%。

有效磷在土壤溶液中的浓度明显高于一次足量深施。

国内：

1998年累计滴灌面积也不足2万公顷，采用随水施肥技术的约占当时滴灌面积的2%。

新疆兵团现有滴灌面积近27万公顷，随水施肥的份额约70%（主要为氮肥）,N的利用率60%-70%，P的利用率25%左右。

滴灌随水施肥技术应用效果。

节肥效果

滴灌随水施肥的节肥作用是众所周知的。

据新疆兵团的农八师、农二师、农五师、农六师、新疆农垦科学院等单位近年研究表明：

在棉花等产量同比情况下，滴灌随水施肥比常规施肥氮肥（尿素）节省30%以上，氮的利用率提高18～25个百分点；磷肥（折重钙）节省10%左右，磷的利用率提高5～8个百分点。

滴灌随水施肥技术应用效果

①增产效果：

据新疆农垦科学院在兵团五个师局十个试点共20.6公顷膜下滴灌棉田进行随水施肥和常规施肥对比试验结果：

棉花单株平均成铃处理比对照增加0.39个，单铃平均增重0.21克,平均每公顷增收籽棉230.4kg，比对照增产4.47%。

增产幅度大的田块达10.7%。

特别是新疆天业集团在乌孜别克斯坦32公顷土地上，采用该技术植棉，其增产率是原有技术的218%。

②经济效果：

据在25万亩棉田滴灌随水施肥与常规施肥比较效益分析：

节本：

节省化肥成本22.5元/亩；节省机力费10.8元/亩；节省人力费4元/亩。

三项共计节省成本费用37.16元/亩

增收：

平均每公顷比对照增收籽棉238.5公斤，按政府当年收购价3.1元/kg计，实际每亩增收3.28元。

节本与增收合计86.43元/亩，经济效果明显。

谭明

2004年11月