溝、畦灌溉技術(shù)的完善與改進(jìn)

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1、溝、畦灌溉技術(shù)的完善與改進(jìn)趙競成目前我國灌溉面積的98%仍采用地面灌溉的方式，其中除水稻種植面積外，小麥、玉米、棉花、油料等主要旱作物種植面積中大多采用畦灌或溝灌。溝、畦灌溉與噴、微灌相比具有投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，使用管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，但管理粗放，溝、畦規(guī)格不合理的現(xiàn)象相當(dāng)普遍，田間水的浪費(fèi)十分嚴(yán)重。據(jù)河南省調(diào)查，豫東平原井灌區(qū)的畦塊，畦長小于50m的只占9.1%，超過lOOm的占45%，平均lOOm；畦寬小于4m的只占14%，大于6m的占34%，平均4m，田間水利用率只有0.7左右。我國西北不少地

2、區(qū)則仍沿用大畦大水漫灌的舊習(xí)，水的浪費(fèi)更為嚴(yán)重。改進(jìn)溝、畦灌水技術(shù)，提高田間水利用率和灌水均勻度，減小灌水定額是一項(xiàng)投資小、操作簡便、效果顯著的農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)措施。改進(jìn)溝、畦灌溉技術(shù)主要是圍繞提高灌水均勻度這一基本指標(biāo)進(jìn)行的，灌水均勻度低就難以減小灌水定額。另一方面，田間灌水作業(yè)的實(shí)施主體是廣大農(nóng)民，溝、畦灌溉技術(shù)的改進(jìn)受到他們能否接受的制約。多年來這方面的工作主要是探求溝、畦灌水技術(shù)要素在不同土質(zhì)、不同田面坡度條件下的合理組合，并在試驗(yàn)研究和生產(chǎn)性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了用于指導(dǎo)生產(chǎn)的灌水技術(shù)要素，

3、推廣了小畦灌溉、長畦短灌、細(xì)流溝灌、膜上灌等田間節(jié)水灌溉技術(shù)，取得了顯著的節(jié)水增產(chǎn)效果。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，還開展了關(guān)于涌流灌的試驗(yàn)研究。本文就幾個與改進(jìn)溝、畦灌溉有關(guān)的問題進(jìn)行綜述，希望引起廣泛深入的討論。一、灌溉技術(shù)要素的確定評價灌水質(zhì)量一般采用田間水利用率、灌溉水儲存率以及灌水均勻度三個技術(shù)指標(biāo)。灌水均勻度不高必然導(dǎo)致田間水利用率和灌溉水儲存率兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不能兼顧，為了保證作物對水分的要求，往往以降低田間水利用率為代價換取必要的灌溉水儲存率，造成田間水的浪費(fèi)。溝、畦灌不同于噴、微灌，灌

4、水單元內(nèi)沿溝、畦縱向各點(diǎn)并非同時受水，同時停水。各點(diǎn)的累計(jì)受水時間由水流的推進(jìn)曲線和消退曲線決定，水流的推進(jìn)曲線和消退曲線又受溝、畦規(guī)格，田面坡度，人溝、人畦流量，改水成數(shù)以及土質(zhì)和地面平整狀況等諸多因素的影響。生產(chǎn)中這些灌水技術(shù)要素和基本條件之間往往難以形成最佳的組合，造成灌水均勻度不高和水利用率的低下。這就是說，改進(jìn)溝、畦灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)在于根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件合理確定各灌水技術(shù)要素。確定灌水技術(shù)要素是以給定的灌水定額為前提進(jìn)行的。確定方法有兩種，一種是針對不同土質(zhì)、不同田面坡度等基本條件，通過對比試

5、驗(yàn)選擇灌水均勻度、田間水利用率及灌溉水儲存率均較高的灌水技術(shù)要素組合作為灌水的依據(jù)。表1和表2分別是河南省引黃灌區(qū)在溝灌和畦灌實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上給出的灌水技術(shù)要素在不同土質(zhì)條件下的適宜組合。另一種方法如圖1所示，以溝、畦水流的推進(jìn)曲線和消退曲線為依據(jù)確定溝、畦縱向各點(diǎn)的入滲歷時，進(jìn)而根據(jù)累計(jì)入滲曲線得到該點(diǎn)的入滲水深。累計(jì)入滲曲線可用田間土壤水分入滲儀測定，水流推進(jìn)曲線和消退曲線也可在田間測定。中國灌排技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心在日本專家指導(dǎo)下進(jìn)行畦灌調(diào)查和評價時采用了類似的方法。土壤性質(zhì)與田面坡度（i）、

6、畦田長度及單寬流量關(guān)系表（表1）土壤性質(zhì)i<0.002i=0.002--0.01i=0.01--0.025畦?長（m）畦?寬（m）單寬流量[L/（s.m）]畦?長（m）畦?寬（m）單寬流量[L/（s.m）]畦?長（m）畦?寬（m）單寬流量[L/（s.m）]強(qiáng)透水性輕壤土30--503.05--650--703.05-670--803.03.0中透水性土壤50--703.05-670--803.04--580--1003.03.0弱透水性重質(zhì)土壤70--803.04--580-1003.03--4

7、100-1303.03.0土壤性質(zhì)、坡度與普通灌水溝長度、入溝流量關(guān)系表（表2）圖1?畦灌水流運(yùn)動圖解法土壤透水性溝底比降灌水溝流量（L/s）溝?長（m）強(qiáng)0.01-0.0040.004-0.002<0.0020.6-0.90.7-1.01.0-1.560-8040-6030-40中0.01-0.0040.004-0.002<0.0020.4-0.60.5-0.60.7-1.080-10070-9040-60弱0.01-0.0040.004-0.002<0.0020.2-0.40.4-0.50.

8、5-0.690-10080-10050-80將復(fù)雜的灌水過程劃分為水流推進(jìn)和水流消退兩個獨(dú)立的過程，有利于分析各灌水技術(shù)要素的影響效果，提高試驗(yàn)的針對性，也便于做進(jìn)一步的分析。但水流推進(jìn)曲線和消退曲線與灌水技術(shù)要素有關(guān)，必須分組試驗(yàn)，工作量大，故也可嘗試用各種理論計(jì)算的方法得出。灌水技術(shù)要素最優(yōu)組合是指田間水利用率、灌溉水儲存率、灌水均勻度均處于最高值的一組灌水技術(shù)要素組合。最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)往往需要建立某種程度的數(shù)學(xué)模型，故其分析結(jié)果除依賴于給定的條件(如土質(zhì)、田面坡度等)外，還受到數(shù)學(xué)模型完整程度