喷灌技术在农业灌溉中的应用研究

【摘 要】喷灌技术是农业节水灌溉的一种必要技术措施。目前喷灌技术正在逐步完善和提高，并在我国得到了极大地推广气。喷灌技术主要有固定管道式喷灌、半移动式管道喷灌、中心支轴式喷灌、纹盘式喷灌、滚移式喷灌机五种方式。喷灌技术与其他节水灌溉技术相比有其自身的优势和不足。

【关键词】喷灌技术；喷灌方式；节水灌溉

众所周知，我国是一个农业大国。农业的发展离不开水资源，但是由于地形和气候等因素的影响，我国水资源分布在空间和时间上极不均匀。我国农业用水在面临水资源短缺问题的同时还面临着农业用水的极大浪费现象，因此发展节水灌溉势在必行。喷灌是利用专门设备把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种机械化高效节水灌溉技术，近年来随着喷灌技术的逐步成熟和推广，喷灌技术在我国得到了良好的应用。

1.农业灌溉用水现状及喷灌技术的应用

我国农业灌溉年用水量约4000亿m3，占全国总用水量的80%左右。其中占农业用水量的90%～95%是农田灌溉用水，农业灌溉每年平均缺水 300 多亿m3。然而，由于中国水资源不足，且浪费现象十分严重，致使农田灌溉利用率很低。

水利部农村水利司司长王晓东说，中国农业用水浪费主要表现在：一是灌溉水利用系数低，农业用水的有效利用率仅为43%左右，灌溉用水浪费严重，其中渠道输水损失占整个灌溉用水损失的80%以上；二是灌溉定额普遍偏高，采用传统的灌溉模式，全国实际灌水量超过了实际需水量的1倍，有的地区甚至高达2倍以上。

喷灌技术从20世纪70年代开始发展，其中有效灌溉面积5587万hm2，占耕地面积的43%，到1998年已经发展微灌面积18.21万hm2，占节水工程总面积的1.19%。由于农村经济能力差、土地分散经营和设备质量不过关等原因，80 年代喷灌面积仍无明显增长。据统计，到2002年底，农业节水灌溉面积为1867万hm2，占有效灌溉面积的33.4%。

2.喷灌技术

2.1喷灌技术的优势和存在的问题

与其他节水灌溉相比，喷灌有其自身的优势：喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等，它对地形、土壤等条件适应性强；灌水均匀度高达80%～85%，比地面灌溉节水30%～50%；少占耕地，提高了土地利用率；机械化程度高，节省人力；其最大优点是使农田灌溉从传统的人工作业变成半机械化、机械化，甚至自动化作业，加快了农业现代化的进程。

然而喷灌技术也存在一些不可忽视的问题。如喷灌对农业基础设施要求高，一次性投资大；在多风、蒸发强烈地区容易受气候条件的影响，有时难以发挥其优越性，在这些地区进行喷灌应该对其适应性进行进一步分析。

2.2主要的喷灌方式

目前在我国常用的喷灌形式主要有以下几种：

固定管道式喷灌，即干支管都埋在地下的喷灌方式。这样的喷灌方式利于管理，节省人力，可靠性高；另外设备使用寿命长。不足之处在于设备投资很高，目前使用塑料管道的系统单位造价也有12000～18000元/公顷之间，有的甚至达到22500元/公顷。

半移动式管道喷灌，即干管固定、支管移动的喷灌方式。与固定管道式喷灌相比，这种方式大大减少支管用量，从而使得公顷投资仅为固定式的50%～70%；但是另一方面，移动支管需要较多的人力，并且如果管理不善，容易造成支管的损坏。为了避免或减少因支管移动带来的费工、易损等不足，近明了一些由机械移动支管的方式，可以部分或全部克服这一缺点。

中心支轴式喷灌，即支管的一端固定在水源处，整个支管就绕中心点绕行的喷灌方式。这种方式灌溉质量好，自动化程度很高；适用于大面积的平原（或浅丘区），要求灌区内没有任何高的障碍（如电杆、树木等）。其缺点是只能灌溉圆形的面积，边角要想法用其他方法补灌。这一方式比较适用于大平原地区、大规模农场。

为了克服中心支轴式喷灌机只能灌圆形面积的缺点，近代在时针式喷灌机的基础上研制出可使支管作平行移动的喷灌系统。这样灌溉的面积就成矩形的。但其缺点是当机组行走到田头时，要专门牵引到原来出发地点，才能进行第二次灌溉。而且平移的准直技术要求高。因此，没有中心支轴式喷灌机使用得那么广泛，我国也已有产品。其适于推广的范围与中心支轴式相仿。

纹盘式喷灌，用软管给一个大喷头供水，软管盘在一个大绞盘上。灌溉时逐渐将软管收卷在绞盘上，喷头边走边喷，灌溉一个宽度为两倍射程的矩形田块。这种系统，田间工程少，机械设备比时针式简单，从而造价也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高压喷头，能耗较高。 适合于灌溉粗壮的作物（如玉米、甘蔗等）。也要求地形比较平坦，地面坡度不能太大，在一个喷头工作的范围内最好是一面坡。该机型我国也已有系列产品。

滚移式喷灌，将喷灌支管（一般为金属管）用法兰连成一个整体，每隔一定距离以支管为轴安装一个大轮子。在移动支管时用一个小动力机推动，使支管滚到下一个喷位。每根支管最长可达400m。这种机型我国已有产品，适用于矮杆作物（如蔬菜、小麦等）要求地形比较平坦。

3.喷灌技术推广中存在的问题及措施

目前我国的喷灌技术只是作为示范工程，有待于在更大范围推广和使用。灌技术在推广过程中存在以下问题：

3.1缺乏推广资金，推广难度大

推广需要必要的农田喷灌配套设施的完善。近年来，喷灌技术虽然在部分地区推广使用，并取得了明显的节水效果，但是受经济条件制约，对喷灌项目建设的投入仍显不足。部分灌区还是土渠输水，大水漫灌，灌溉水的有效利用率只有50%左右，还有很大的节水空间。

在积极争取国家和政府投资的同时，要充分调动农民群众的积极性，引导农民群众投资兴办节水灌溉工程。充分调动社会办水利的积极性，国家、地方、集体、个人一起上，多渠道、多层次地筹集节水灌溉资金，使节水灌溉走上良性循环、滚动发展的轨道，搞好农田基础设计建设。

3.2 灌溉用水管理不到位，缺乏相应的节水激励机制

我国水资源紧缺，发展节水灌溉是必然选择。但由于缺乏相应的激励机制，我国农户采用节水灌溉技术的程度不高，这是造成农田灌溉用水效率低的主要原因。节水灌溉激励机制和采用节水灌溉技术的激励机制，政府及相关部门要在借鉴国外研究的基础上，建立鼓励农户采用节水灌溉技术相应的激励机制。要激励农户节水灌溉除采用先进的节水灌溉技术外，还必须从水权、水价和水市场的单独作用机制或联动机制出发，运用定性或定量、博弈论或信息经济学或构建其他激励模型的研究方法，探索有效的节水激励机制。同时，出台相应的法律和制度等政策，为有效实施激励手段提供一个良好的政策后盾，从而促进农业可持续发展和水资源的可持续利用。

3.3加强节水灌溉意识的普及

受经济利益关系的影响，在水资源充足的地区，农民对节水灌溉的积极性不高。政府及民间组织可以通过各种渠道、媒介，大力宣传节水灌溉的重大意义，树立水资源有限和水危机意识，增强全民节水意识，推动节水灌溉的发展。

4.结语

喷灌技术实施一项机械化高效节水灌溉技术，目前我国的喷灌技术取得了一定的成效，但仍需在更大范围内推广。各地区应因地适宜，发展适合当地的节水灌溉措施，通过先进的灌溉管理体制来实现管理节水，推动农业节水的高效快速发展。另外喷灌技术的发展也有利于推动农业现代化的进程。

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