地面灌溉节水技术文档格式.doc
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（4）改善作物生态环境。
地面灌溉节水技术，改变了传统的耕作方式，改善了田间土壤水、肥、气、热等土壤肥力状况，可为作物生长创造良好的生态环境。
但是，地面灌溉节水技术与传统地面灌溉相比较，存在投资相对较高、技术较复杂等不足；
与喷灌、滴灌等灌水方法相比较，虽然投资少、节约能源、管理运行费用低、操作简便，但是节水、增产、灌水质量等方面明显不如喷灌、滴灌等。
7.2传统地面灌溉技术
根据灌溉水向田间输送的形式和湿润土壤的方式不同，地面灌溉可分为畦灌、沟灌和淹灌三类。
7.2.1畦灌
（一）畦灌的含义与分类
在田间筑田埂，将大田块分割成许多狭长小地块（畦田），水从毛渠放入畦中以薄层水流向前移动，边流边渗，润湿土层，这种灌水方法称为畦灌（见图7-1）。
图7-1
畦田灌溉
畦田通常沿地面最大坡度方向布置，这种沿地面坡度布置的畦，称为顺畦（见图7-2）。
顺畦水流条件好。
在地形平坦地区，采用沿等高线方向布置畦田，称为横畦（见图7-3）。
因水流条件较差，横畦畦田一般较短。
图7-2
顺畦
图7-3
横畦
畦灌与大水漫灌相比较，具有渗漏少、灌水均匀一致、可促进作物苗齐苗壮、增产等优点；
与沟灌相比较，畦灌因地面全部受水，故容易使表层土壤板结。
畦灌适宜于小麦、谷子和花生等窄行距、密植作物，在蔬菜、牧草和苗圃的灌溉中也常采用。
（二）畦田规格与畦田灌水要素
畦田规格受水源供水情况、土壤质地、地形坡度和土地平整等状况的影响。
畦田灌水要素包括畦田长度、入畦单宽流量、灌水定额和灌水时间。
畦田长度取决于地面坡度、土壤透水性、入畦流量及土地平整程度。
当土壤透水性强、地面坡度小、土地平整差、入畦流量小（井水）时，畦田长度宜短些；
反之，畦田宜长些。
畦田愈长，则灌水定额愈大，土地平整工作量愈大，灌水质量愈难以掌握。
我国大部分渠灌区畦田长度在30~100m，井灌区在20~30m左右。
畦田宽度与地形、土壤和入畦流量大小有关，同时还要考虑机械耕作的要求。
在土壤透水性好、地面坡度小、土地平整差时，畦田宽度宜小些；
反之宜大些。
畦田愈宽，灌水定额愈大，灌水质量愈难掌握。
畦宽应按照当地农机具宽度的整数倍确定，一般为2~3m，最大不超过4m。
畦埂高度以不跑水为宜，一般为10~15cm。
畦埂做到不跑水，是畦灌管理中很重要的一项工作。
田间毛渠深多为15cm，顶宽30cm左右，一般采用半挖半填断面。
单宽流量是指每米畦宽入畦流量，常用单位为L/s·
m。
入畦单宽流量的大小，取决于地面坡度及土壤透水性。
地面坡度小，土壤透水性大，入畦单宽流量宜大些；
反之，入畦单宽流量要小些。
一般根据土壤质地确定入畦单宽流量，轻质土为2~4L/s·
m，重质土为1~3L/s·
7.2.2沟灌
（一）沟灌的含义与分类
在作物种植行间开挖灌水沟，灌溉水由毛渠进入灌水沟后，在流动的过程中主要借土壤毛细管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤，同时在沟底也有重力作用浸润土壤，这种灌溉方法称为沟灌。
由于灌水工程中仅沟底有水，不是田面全部受水，因此有利于保持土壤结构，不会导致田面土壤板结，还可减少土面蒸发损失。
但是，沟灌需要开挖灌水沟，劳动强度较大。
沟灌有细流沟灌和蓄水沟灌两种。
细流沟灌即沟中不留积水，水在沟中边流边渗，灌水时沟尾不需封闭；
蓄水沟灌则要求沟深较大，灌水后沟尾封闭，沟中留有水层。
细流沟灌适于地面坡度较大、土壤渗透性良好的地区；
蓄水沟灌适于地形平缓、土壤渗透性差的地区。
不同土质灌水沟浸润土壤状况如图7-4所示。
图7-4
不同土质灌水沟浸润土壤状况
沟灌适于宽行距的中耕作物，如棉花、玉米和高粱等。
（二）灌水沟的规格
灌水沟的间距与不同土质灌水沟的湿润范围有关。
一般轻质土壤的间距较窄，多设定为50~60cm；
重质土壤的间距较宽，达75~80cm；
中质土壤约为65~75cm。
具体确定时需要结合作物的行距来考虑。
灌水沟的断面一般呈梯形或三角形，沟深基本介于8~25cm之间，上口宽20~40cm；
适宜坡度在0.005~0.02之间；
入沟流量通常为0.2~0.3L/s，沟内水深一般为沟深的1/3~2/3。
灌水沟的长度与土壤的透水性和地面坡度有直接关系。
土壤透水性能较弱，地面坡度较大时，灌水沟长度宜长些；
反之宜短些。
不同土壤、灌水定额和地面坡度等条件下的灌水沟长度参见表7-1。
表7-1
不同土壤、灌水定额和地面坡度等条件下的灌水沟长度
土壤
粘壤土
中壤土
轻壤土
灌水定额（m³
/hm²
）
375
450
525
地面坡度
沟长（m）
0.001
30
35
45
20
25
0.001~0.003
40
60
55
50
0.004
65
80
70
7.2.3淹灌
淹灌，又称格田灌，是在田间用较高的土埂筑成一块块方格格田，引入较大流量迅速在格田内建立起一定厚度的水层，水主要借重力作用渗入土壤而湿润土壤的灌水方法。
淹灌主要适用于水稻、水生植物及盐碱地冲洗灌溉。
旱作物严禁使用淹灌方法，以避免产生深层渗漏，损失浪费大量灌溉水。
7.3改进型地面灌溉节水技术
近十多年来，我国广大灌区为杜绝大水漫灌、大畦漫灌，以节约灌溉水、提高灌水质量、降低灌水成本，推广应用了许多项改进型地面灌水技术，取得了明显的节水和增产效果。
7.3.1节水型畦灌技术
（一）小畦灌水技术
小畦灌水技术主要是指畦田“三改”灌水技术，也就是“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦”，是我国北方井灌区行之有效的一种地面灌溉节水技术，河北、山东、河南等省的一些园田化标准较高的地方，正在逐步推广应用。
其优点是灌水流程短，减少了沿畦长产生的深层渗漏，因此能节约灌水量，提高灌水均匀度和灌水效率。
缺点是灌水单元缩小，整畦时费工。
小畦灌溉技术的关键指标是灌水定额、单宽流量、畦田地面坡度和畦长。
地面坡度为1/400~1/1000时，单宽流量为2.0~4.5L/s·
m，灌水定额为300~675m³
；
畦田宽度自流灌区一般为2~3m，机井提水灌区以1~2m为宜。
畦田长度自流灌区以30~50m为宜，最长不超过70m，机井和高扬程提水灌区以30m左右为宜。
（二）长畦分段短灌技术
长畦分段短灌技术是将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，采用毛渠或塑料软管，将灌溉水输送入畦田，然后自下而上或自上而下依次逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌完为止的灌水技术。
长畦分段短灌，若用毛渠输水、灌水，第一次灌水时，应由长畦尾端短畦自下而上分段向各个短畦内灌水，第二次灌水时，应由长畦首端开始自上而下向各分段短畦内灌水；
若用塑料软管输水、灌水，每次灌水时均可将软管直接铺设在长畦田面上，软管尾端出口放置在长畦的最末一个短畦的上端放水口处开始灌水，该短畦灌水结束后脱掉一节软管，自下而上逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌水结束为止。
应用长畦分段短灌法，畦田宽度可达5~10m，畦田长度可达200m以上，一般在100~400m，但其单宽流量并不增大。
实践证明，长畦分段短灌技术是一种良好的节水型灌水方法，它具有以下优点：
长畦分段灌溉技术，可以实现灌水定额在450m³
左右的低定额灌水，灌水均匀度大于80～85%，与畦田长度相同的常规畦灌法相比较，可省水40～60%，田间灌水有效利用率可提高1倍左右或更多。
（2）省工。
灌溉设施占地少，可以省去一至二级田间毛渠。
（3）适应性强。
与常规畦灌法相比，可以灵活适应地面坡度、糙率和种植作物的变化，可以采用较小的单宽流量，减少土壤冲刷。
（4）投资少，节约能源，管理费用低，技术操作简单，易于推广。
（5）田间无横向畦埂或渠沟，方便机耕和采用其他先进的耕作方法，更有利于作物增产。
（三）宽浅式畦沟结合灌水技术
宽浅式畦沟结合灌水技术是群众创造的一种适应间作套种或立体栽培作物即“二密一稀”种植，灌水畦与灌水沟相结合的低成本地面灌溉节水技术。
这种灌水方法的技术特点是，畦田和灌水沟相间交替更换。
它的畦田宽度为40cm，可以种植两行小麦，就是“二密”，行距10~20cm。
见图7-5（a）。
小麦播种于畦田后，可以采用常规畦灌法或长畦分段灌水法灌溉。
到小麦乳熟期，在每隔两行小麦之间挖掘浅沟，套种一行玉米，就是“一稀”，行距90cm。
见图7-5（b）。
在此期间，如遇干旱，土壤水分不足，或遇有干热风时，可利用浅沟灌水，灌水后借浅沟湿润土壤，为玉米播种和发芽出苗提供良好的土壤水分条件。
小麦收获后，玉米已近拔节期，可在小麦收割后的空白畦田处开挖灌水沟，并结合玉米中耕培土，把从畦田田面上挖出的土壤覆在玉米根部，就形成了灌水沟沟埂，而原来的畦田田面则成为灌水沟沟底，其灌水沟的间距正好是玉米的行距，灌水沟的上口宽则为50cm。
见图7-5（c）。
（a）
（b）
（c）
图7-5
宽浅式畦沟灌结合灌溉示意图
这种做法既可使玉米根部牢固，防止倒伏，又能多蓄水分，增强耐旱能力。
宽浅式畦沟结合灌水方法，最适宜于在遭遇干旱天气时，采用“未割先浇技术”，以一水促两种作物。
就是在小麦即将收割之前，先在小麦行间浅沟内，玉米播种前进行一次小定额灌水，这次灌水不仅对小麦籽粒饱满和提早成熟有促进作用，而且也提高了玉米播种出苗、幼苗期的土壤含水量，对玉米出苗、壮苗都有促进作用。
宽浅式畦沟结合灌水技术的主要优点有：
灌水量小，一般灌水定额525m³
左右，而且玉米全生育期灌水次数比传统地面灌溉可以减少1~2次，耐旱时间较长。
（2）有利于保持土壤结构。
灌溉水流入浅沟后，由浅沟沟壁向畦田土壤侧渗湿润土壤，因此对土壤结构破坏小。
该项灌水方法可以促使玉米适当早播，解决小麦、玉米两料作物“争水、争时、争劳”的尖锐矛盾和随后的秋夏两料作物“迟种迟收”的恶性循环问题，并使施肥集中，养分利用充分，有利于两料作物获得稳产、高产。
宽浅式畦沟结合灌水技术是我国北方广大旱作物灌区值得推广的节水灌溉新技术。
但是，它也存在田间沟多畦多、沟畦轮番交替、劳动强度较大、费工较多等缺点。
7.3.2节水型沟灌技术
（一）加长垄沟灌水技术
由于沟灌主要是借毛细管力湿润土壤，土壤入渗时间较长。
故对于地面坡度较大或透水性较弱的地块，为了增加土壤入渗时间，常有意增加灌水垄沟长度，使垄沟内水流延长，形成多种多样的灌溉垄沟形式，如直形沟、方形沟、锁链沟、八字沟等。
各种加长垄沟形式见图7-6。
（a）
（c）
（d）
图7-6
各种加长垄沟形式灌溉示意图
（a）直形沟
（b）方形沟
（c）锁链沟
（d）八字沟
（二）细流沟灌技术
细流沟灌是用软管或从输水沟上开一个小口，在灌水沟内用细小流量通过毛细管作用浸润土壤的灌水方法。
灌水过程中，水深为沟深的1/5~2/5，水边流边下渗，直到全部灌溉水量均渗入土壤计划湿润层内为止，一般放水停止后在沟内不会形成积水，对于土壤透水性差的土壤，可以允许在沟尾稍有蓄水。
细流沟灌入沟流量控制在0.2~0.4L/s为宜，大于0.5L/s时沟内将产生冲刷，湿润均匀度差。
中、轻壤土，地面坡度在1/100~2/100时，沟长一般控制在60~120m。
灌水沟在灌水前开挖，以免损伤禾苗，沟断面宜小，一般沟底底宽为12~13cm，深度在8~10cm，间距60cm。
细流沟灌的优点：
（1）由于沟内水浅，流动缓慢，主要借毛细管作用浸润土壤，水流受重力作用湿润土壤的范围小，所以对保持土壤结构有利。
（2）减少地面蒸发量，比灌水沟内存蓄水的封闭沟蒸发损失量减少2/3~3/4。
（3）湿润土壤均匀，而且深度大，保墒时间长。
（三）沟垄灌灌水技术
沟垄灌灌水技术是在播种前根据作物行距，先在田块上按两行作物形成一个沟垄，在垄上种植两行作物，则垄间就形成灌水沟，留作灌水使用。
灌溉水湿润作物根系区土壤的方式主要是靠灌水沟内的旁侧土壤毛细管作用渗透湿润。
沟垄灌灌水一般多适用于棉花、马铃薯等作物或宽窄行距相间种植的作物。
灌水沟垄部位的土壤疏松，土壤通气状况好，土壤保持水分的时间久，有利于抗御干旱；
当灌水沟垄部位土壤水分过多时，还可以通过沟侧土壤向外排水，从而不致使土壤和作物发生渍涝危害。
因此是一种既可以抗旱又能防渍涝的节水沟灌方法，但修筑沟垄比较费工，沟垄部位蒸发面大，容易跑墒。
（四）沟畦灌灌水技术
沟畦灌灌水技术是类似于畦灌中宽浅式畦沟结合的灌水方法，大多用于灌溉玉米等作物。
它是以三行作物作为一个单元，把每三行作物中的中行作物行间部位的土壤向两侧的作物根部培土以形成土垄，而中行作物只对单株作物根部周围培土，行间就形成浅沟，留作灌水时使用。
（五）播种沟灌水技术
播种沟沟灌主要适用于沟播作物播种缺墒时灌水。
当在作物播种期遭遇干旱时，为了促使种子发芽，保证苗齐、苗壮，可采用播种沟沟灌。
它是依据作物计划的行距要求，犁第一犁沟时随即播种下籽，犁第二沟时作为灌水沟，并将第二犁翻起来的土覆盖住第一犁沟内播种下的种子，同时立即向该沟内灌水，种子所需要的水分靠灌水沟内的水通过旁侧渗透浸润土壤；
之后依次类推，直至全部地块播种结束为止。
（六）沟浸灌田字形沟灌水技术
沟浸灌田字形沟灌水技术是水稻田在水稻收割后种植旱作物的一种灌水方法。
由于采用有水层长期淹灌的稻田，其耕作层下通常都形成有透水性较弱的密实土壤层（犁底层），这对旱作物生长期间的排水是很不利的。
据经验和试验资料，采用沟浸灌田字形沟灌水技术可以同时起到旱灌、涝排的双重作用，小麦沟浸灌比格田淹灌可以节水31.2%，增产5.0%左右。
（七）隔沟灌技术
采用隔沟灌灌水，不是向所有灌水沟都灌水，而是每隔一条灌水沟灌水或是在作物某个时期只对某些灌水沟实施灌水，而在另一个时期则对其相邻的灌水沟灌水。
这种方法主要适用于作物需水少的生长阶段或地下水位较高的地区以及宽窄行作物，通常宽行间的灌水沟实施灌水，而窄行间的沟则不进行灌水。
（八）果园节水型沟灌技术
沟灌是果园地面灌溉中较为合理的一种灌水方法，它是在整个果园的果树行间开灌水沟，由输水沟或输水管道供水灌溉。
灌水沟的间距视土壤类型及其透水性而定，一般易透水的轻质土壤沟距为60~70cm，中壤土和轻壤土沟距为80~90cm，黏重土壤沟距为100~120cm。
一般密植果园在每一果树行间开一条灌水沟即可。
一般灌水沟深20~25cm，近树干的灌水沟深12~15cm，灌溉结束后可将灌水沟填平。
灌水沟的单沟流量通常为0.5~1.0L/s。
沟的比降应不致使灌水沟遭受冲刷，在坡度较陡的地区，灌水沟可接近平行于等高线布置。
灌水沟的长度，在土层厚、土质均匀的果园，可达130~150m；
若土层浅，土质不均匀，沟长不宜大于90m。
灌水沟除在果树行间开挖封闭式纵向深沟外，也可由纵沟分出许多封闭式的横向短沟，以布满树根所分布的面积上。
沟灌的主要优点是：
湿润土壤均匀，灌溉水量损失小，可以减少土壤板结和对土壤结构的破坏，土壤通气良好，并方便机械化耕作。
7.3.3膜上灌灌水技术
膜上灌也称膜孔灌溉，是在畦（沟）中铺膜，使灌溉水在膜上流动，通过作物放苗孔或专用灌水孔渗入到作物根部的土壤中。
它是畦灌、沟灌和局部灌水方法的综合。
（一）开沟扶埂膜上灌
开沟扶埂膜上灌是膜上灌最早的应用形式之一，如图7-7。
它是在铺好地膜的农田上，在膜床两侧用开沟器开沟，并在膜侧推出小土埂，以避免水流流到地膜以外。
一般畦长80~120m，入膜流量0.6~1.0L/s，埂高10~15cm，沟深35~45cm。
这种方法因膜床土埂低矮，膜床上的水流容易穿透土埂或漫过土埂进入灌水沟内，既浪费灌溉水量又影响农机作业。
图7-7
开沟扶埂膜上灌
（二）打埂膜上灌
打埂膜上灌应用较多，主要用于棉花和小麦。
它是将原来使用的铺膜机前的平土板改装成打埂器，刮出地表5~8cm厚的土层，在畦田侧向构筑成高20~30cm的畦埂，如图7-8。
图7-8
打埂膜上灌
这种膜上灌技术，畦面低于原田面，灌溉时水不易外溢和穿透畦埂，故入膜流量可加大到5L/s以上。
一般畦田宽0.9~3.5m，膜宽0.7~1.8m，根据作物栽培的需要，铺膜形成式可分为单膜或双膜。
对于双膜的膜畦灌溉，其中间或膜两边各有10cm宽的渗水带，要求田面平整程度较高，以增加横向和纵向的灌水均匀度。
此外，还有一种浅沟膜上灌，它是在麦田套种棉花并铺膜的一种膜上灌形式。
这种膜上灌技术在确定地膜宽度时，要根据麦棉套种所采用的种植方式和行距大小确定，同时还应加上两边膜侧各留出的5cm宽度，以作为用土压膜之用。
（四）膜孔灌溉
膜孔灌溉也称膜孔渗灌，它是指灌溉水流在膜上流动，通过膜孔（作物放苗孔或专用灌水孔）渗入到作物根部土壤中的灌水方法。
膜孔灌溉分为膜孔沟灌和膜孔畦灌两种。
膜孔畦灌无膜缝和膜侧旁渗，地膜两侧必须翘起5cm高，并嵌入土埂中，如图7-9所示。
图7-9
膜孔畦灌
膜畦宽度根据地膜和种植作物的要求确定，双行种植一般采用宽70~90cm的地膜，三行或四行种植一般采用180cm宽的地膜。
作物需水完全依靠放苗孔和增加的渗水孔供给，入膜流量为1~3L/s。
该灌水方法增加了灌水均匀度，节水效果好。
膜孔畦灌一般适合棉花、玉米和高粱等条播作物。
膜孔沟灌是将地膜铺在沟底，作物禾苗种植在垄上，水流通过沟中地膜上的专门灌水孔渗入到土壤中，在通过毛细管作用浸润作物根系附近的土壤，如图7-10所示。
图7-10
膜孔沟灌
膜孔沟灌特别适用于甜瓜、西瓜、辣椒等易受水土传染病害威胁的作物。
果树、葡萄和葫芦等作物可以种植在沟坡上。
灌水沟规格依作物而异，蔬菜一般沟深30~40cm，沟距80~120cm；
西瓜和甜瓜的沟深为40~50cm，沟距350~400cm。
（五）膜缝灌
1膜缝沟灌
膜缝沟灌是将地膜铺在沟坡上，沟底两膜相会处留有2~4cm的窄缝，通过放苗孔和膜缝向作物供水，如图7-11所示。
膜缝沟灌的沟长为50m左右。
这种方法减少了垄背杂草和土壤水分的蒸发，多用于蔬菜，其节水、增产效果都很好。
图7-11
膜缝沟灌
2膜缝畦灌
膜缝畦灌是在畦田田面上铺两幅地膜，畦田宽度为稍大于2倍的地膜宽度，两幅地膜间留有2~4cm的窄缝。
水流在膜上流动，通过膜缝和放苗孔向作物供水。
入膜流量为3~5L/s，畦长以30~50m为宜，要求土地平整。
3细流膜缝灌
细流膜缝灌是在普通地膜种植下，利用第一次灌水前追肥的机会，用机械将作物行间地膜轻轻划破，形成一条膜缝，并通过机械再将膜缝压成一条U形小沟。
灌水时将水放入U形小沟内，水在沟中流动同时渗入到土中，浸润作物，达到灌溉目的。
它类似于膜缝沟灌，但入沟流量很小，一般流量控制在0.5L/s为宜，所以它又类似细流沟灌。
细流膜缝沟灌适用于1%以上的大坡度地块。
（六）温室波涌膜孔灌溉
温室波涌膜孔灌溉系统是由蓄水池、倒虹吸控制装置、多孔分水软管和膜孔沟灌组成的半自动化温室灌溉系统。
其原理是灌溉小水流由进水口流到蓄水池中，当蓄水池的水面超过倒虹吸管时，倒虹吸管自动将蓄水池的水流输送到多孔出流配水管中，水流在通过多孔出流软管均匀流到温室膜孔沟灌的每条灌水沟中。
该系统不仅可以进行间歇灌溉，而且还可以结合施肥和用温水灌溉，以提高地温和减少温室的空气湿度，并提高作物产量和防治病害的发生。
该系统主要用于温室条播作物和花卉的灌溉，还可以用于基质无土栽培的营养灌溉上。
（七）格田膜上灌
格田膜上灌是将土地平整成大小在0.2~1.3hm²
左右的格田，格田埂呈三角形，埂高15~20cm，格田内要平整得特别水平，然后铺膜灌溉。
它适用于稻田膜上灌。
膜上灌灌水技术的特点是：
（1）节水效果明显。
由于灌溉水是通过膜孔或膜缝渗入作物根系区土壤内的，所以它的湿润范围仅局限根系区域，其他部位仍处于原土壤水分状态；
而且灌溉水在膜上流动，水流推进速度快，从而减少了深层渗漏，薄膜还完全阻止了作物植株之间的土壤蒸发损失，增强了土壤的保墒作用。
与传统的地面灌溉相比较，一般可节水30%~50%，最高可达70%，节水效果显著。
（2）灌水均匀度高。
膜上灌不仅可以提高沿沟（畦）长度方向的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度，同时也可以提高沟（畦）横断面上的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度。
这是因为膜上灌可以通过增开或封堵灌水孔来消除沟（畦）首尾或其他部位处进水量的大小，以调整和控制灌水孔数目对灌水均匀度的影响。
（3）改善作物生态环境，增产效益显著。
由于灌溉水是在地膜上流动或存储，通过放苗孔和灌水孔向土壤内渗水，因此不会冲刷膜下土壤表面造成土壤肥料的流失，又可以保持
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