沟、畦灌溉技术的完善与改进

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1、沟、畦灌溉技术的完善与改进赵竞成目前我国灌溉面积的98%仍采用地面灌溉的方式，其中除水稻种植面积外，小麦、玉米、棉花、油料等主要旱作物种植面积中大多采用畦灌或沟灌。沟、畦灌溉与喷、微灌相比具有投资少，运行费用低，使用管理简便等优点，但管理粗放，沟、畦规格不合理的现象相当普遍，田间水的浪费十分严重。据河南省调查，豫东平原井灌区的畦块，畦长小于50m的只占9.1%，超过lOOm的占45%，平均lOOm；畦宽小于4m的只占14%，大于6m的占34%，平均4m，田间水利用率只有0.7左右。我国西北不少地区则仍沿用大畦大水漫灌的旧习，水的浪费更为严重。改进沟、畦灌水技术，提

2、高田间水利用率和灌水均匀度，减小灌水定额是一项投资小、操作简便、效果显著的农业节水增产措施。改进沟、畦灌溉技术主要是围绕提高灌水均匀度这一基本指标进行的，灌水均匀度低就难以减小灌水定额。另一方面，田间灌水作业的实施主体是广大农民，沟、畦灌溉技术的改进受到他们能否接受的制约。多年来这方面的工作主要是探求沟、畦灌水技术要素在不同土质、不同田面坡度条件下的合理组合，并在试验研究和生产性试验的基础上，提出了用于指导生产的灌水技术要素，推广了小畦灌溉、长畦短灌、细流沟灌、膜上灌等田间节水灌溉技术，取得了显著的节水增产效果。进入20世纪90年代后，还开展了关于涌流灌的试验研究

3、。本文就几个与改进沟、畦灌溉有关的问题进行综述，希望引起广泛深入的讨论。一、灌溉技术要素的确定评价灌水质量一般采用田间水利用率、灌溉水储存率以及灌水均匀度三个技术指标。灌水均匀度不高必然导致田间水利用率和灌溉水储存率两项技术指标不能兼顾，为了保证作物对水分的要求，往往以降低田间水利用率为代价换取必要的灌溉水储存率，造成田间水的浪费。沟、畦灌不同于喷、微灌，灌水单元内沿沟、畦纵向各点并非同时受水，同时停水。各点的累计受水时间由水流的推进曲线和消退曲线决定，水流的推进曲线和消退曲线又受沟、畦规格，田面坡度，人沟、人畦流量，改水成数以及土质和地面平整状况等诸多因素的影响

4、。生产中这些灌水技术要素和基本条件之间往往难以形成最佳的组合，造成灌水均匀度不高和水利用率的低下。这就是说，改进沟、畦灌溉技术的基础在于根据当地条件合理确定各灌水技术要素。确定灌水技术要素是以给定的灌水定额为前提进行的。确定方法有两种，一种是针对不同土质、不同田面坡度等基本条件，通过对比试验选择灌水均匀度、田间水利用率及灌溉水储存率均较高的灌水技术要素组合作为灌水的依据。表1和表2分别是河南省引黄灌区在沟灌和畦灌实验研究的基础上给出的灌水技术要素在不同土质条件下的适宜组合。另一种方法如图1所示，以沟、畦水流的推进曲线和消退曲线为依据确定沟、畦纵向各点的入渗历时，进

5、而根据累计入渗曲线得到该点的入渗水深。累计入渗曲线可用田间土壤水分入渗仪测定，水流推进曲线和消退曲线也可在田间测定。中国灌排技术开发培训中心在日本专家指导下进行畦灌调查和评价时采用了类似的方法。土壤性质与田面坡度（i）、畦田长度及单宽流量关系表（表1）土壤性质i<0.002i=0.002--0.01i=0.01--0.025畦 长（m）畦 宽（m）单宽流量[L/（s.m）]畦 长（m）畦 宽（m）单宽流量[L/（s.m）]畦 长（m）畦 宽（m）单宽流量[L/（s.m）]强透水性轻壤土30--503.05--650--703.05-670--803.03.0中透水

6、性土壤50--703.05-670--803.04--580--1003.03.0弱透水性重质土壤70--803.04--580-1003.03--4100-1303.03.0土壤性质、坡度与普通灌水沟长度、入沟流量关系表（表2）图1 畦灌水流运动图解法土壤透水性沟底比降灌水沟流量（L/s）沟 长（m）强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0.0

7、1-0.0040.004-0.002<0.0020.2-0.40.4-0.50.5-0.690-10080-10050-80将复杂的灌水过程划分为水流推进和水流消退两个独立的过程，有利于分析各灌水技术要素的影响效果，提高试验的针对性，也便于做进一步的分析。但水流推进曲线和消退曲线与灌水技术要素有关，必须分组试验，工作量大，故也可尝试用各种理论计算的方法得出。灌水技术要素最优组合是指田间水利用率、灌溉水储存率、灌水均匀度均处于最高值的一组灌水技术要素组合。最优化的实现往往需要建立某种程度的数学模型，故其分析结果除依赖于给定的条件(如土质、田面坡度等)外，还受到数学模

8、型完整程度