几种旱田节水机械灌溉方式对比分析

王冬梅，赵振芳，王晓峰

（1.榆树市环城农机站，吉林 榆树 130400；2.榆树市农机推广站，吉林 榆树 130400）

水资源不足已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈,采用节水、节能的灌水方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。节水灌溉已成为农业现代化的主要标志,有效保护利用淡水资源,合理开发新的灌溉水源已成为农业持续发展的关键。

1 目前节水灌溉的方式简介

（1）渠道输水是目前中国农田灌溉的主要输水方式。传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4~0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6~0.85，比原来的土渠提高50%~70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前中国节水灌溉的主要措施之一。根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；②砌石（卵石、块石、片石）防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗（内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面）等。

（2）管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前中国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬（软）管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%~30%；省地2%~3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资（以下同），亩投资为100~150元。

（3）在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。

喷灌是利用管道将有压水送到灌溉地段，并通过喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。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。喷灌机是一种将动力机、泵、管路、喷头、移动装置等设施，按喷灌方式组合配套成具有整体性的喷灌设备，将压力水喷射到低空，经雾化后像雨滴一样均匀地降落到作物和地表面。常用的喷灌机有小型喷灌机、大型喷灌机、平移式喷灌机、移动式喷灌机、卷盘式喷灌机、指针式喷灌机、中心支轴喷灌机、圆型喷灌机、双悬臂式喷灌机等多种类型。喷灌的用途很多，主要用于农作物、林业苗圃、牧业草场、蔬菜果树、经济作物、园林草皮和花卉等。此外，还用于环境控制（如防尘、防风、防干热风、防霜冻降温等）、污水处理、鱼塘增氧，以及综合喷施液肥、除草剂、化学剂、农药、杀虫剂等。喷灌的适应性很强，几乎对于任何作物、土质、地形、地区、气候条件都适用。

2 几种节水灌溉方式对比分析

榆树市是全国的产粮大县之一，目前榆树投资1.4亿元，在全市11个乡镇街实施高效节水喷灌工程，在榆树市节水喷灌农田中建成高标准农田0.6666万hm2。喷灌圈跨幅最大的喷灌半径为488m，每小时能浇灌0.84hm2，据农业专家说，指针式喷灌机的出水量相当于小到中雨，可以缓解农田的旱情，平均增产粮食30%以上。

目前，榆树市落实指针式喷灌圈429台，平均每台喷灌圈覆盖面积20hm2，实施这一项目，购置每台指针式喷灌圈大约投资26万元，打一眼井需投资5万元，配套电力设备，每套需投资9万元，三项合计需投资40万元。平均每亩地需投入资金1333元。如果管理好和使用好，可使用20年，能够长期在农业生产中发挥作用，且喷灌效率高。特别是榆树县，每年粮食产量主要受季节性干旱所左右，尤其是伏旱对粮食产量影响巨大，以2007年为例，全市粮食总产量仅为21.6亿kg，比正常年景减产5亿kg，减产幅度在20%以上，受灾严重的乡镇，减产幅度在50%以上，个别地块甚至出现绝收，当时由于我们没有有效的抗旱措施，只能望水兴叹。如果赶上这样的年份，发挥喷灌圈的作用，每亩地可增产粮食400kg以上，按照一斤玉米1元钱计算，每亩地可挽回经济损失800元。2011年，虽然属正常年景，但部分乡镇也出现了阶段性伏旱，当时八号镇有40多台喷灌设备投入作业，平均每亩地增产粮食400斤以上，每亩地挽回经济损失在400元以上。据初步估算，榆树地下水资源丰富、地上又平整的地块大约有100万亩，如果都能实现这样的节水灌溉，正常年景再通过采取其他农艺农机措施，也能增产粮食20%以上，每亩地可增产粮食150kg，全市可增产粮食1.5亿kg。如果出现干旱年份，至少可增产粮食50%以上，每亩地可增产粮食400kg，全市可增产粮食4亿kg以上。通过这一工程措施，将助推榆树粮食产量再登上一个大的台阶。如表1所示。

现在外地推广的另一种节水灌溉方式，就是膜下滴灌，膜下滴灌的好处就是一次性投入相对较少，比较省水，但是费工费时、污染环境，群众不容易接受。一亩地膜下滴灌需投资820.7元（薄膜60元、管260元、打井费用167元、上电费用300元、用工费用33.7元），比大型节水喷灌每亩地降低投入成本512.3元，但是每年除打井、上电之外，每亩还需额外投入353.7元，才能达到效果。基本上采用这种方式，3年后和大型节水喷灌设备的投入成本相当，但它不能一劳永逸，需要年复一年地反复这样操作。

至于新推广的卷帘式喷灌机，虽然除去打井、上电费用，一台设备只有6~8万元，但喷灌效率低，只能在苗期使用，解决不了玉米伏旱的问题。

3 结语

通过以上的对比分析，不难看出，在汲取现代科学技术成就的基础上，灌溉技术将向着节水节能、优化调度、现代化的管理与监测预报等方向发展。因此在中国水资源严重短缺的西北、华北和东北部分地区，推行大型喷灌节水灌溉，建立节水型农业，已成为当务之急。在华东、华南等区域日益兴旺的现代设施农业建设中，同样需要发展这种科学的灌溉方式。