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山东省灌溉分区与节水技术分析

【摘要】山东省是我国北方缺水比较严重的省份之一，淡水资源仅占全国淡水资源总量的1.09%，全省人均水资源占有量仅相当于全国平均水平的1/7略多，属严重缺水地区。在社会需水总量中，农业是用水大户，灌水过程相对粗放，水资源浪费十分严重，节水潜力较大。

也是农业大省，大型灌区数量和有效灌溉面积以及灌溉管理水平都位居全国前列，但也存在着灌区工程老化、水资源浪费、灌水新技术研究滞后等问题，影响和制约着灌区的发展。对21世纪初期山东省灌溉的发展趋势进行了分析，指出了今后一个时期山东农业灌溉生产与科学研究的发展方向。

1、导言

山东省是我国北方缺水比较严重的省份之一，根据1956~1999年降水资料分析，全省多年平均降水量为676.5mm，淡水资源仅占全国淡水资源总量的1.09%，全省人均水资源占有量只有344m³，仅相当于全国平均水平的1/7略多，属严重缺水地区。

水资源的紧缺，不仅严重阻碍了社会和经济的发展，阻碍了群众生活水平的提高和群众生活质量的改善，而且使城镇和工业用水不断挤占农业用水，制约了农业的持续发展，同时由于过度拦蓄地表径流、过量引用地表蓄水、超采地下水，也带来了一系列的环境问题，使河道干枯、湿地萎缩、地下水位持续下降、地面沉陷、海水入侵、生态环境恶化等。根据预测分析，随着社会和经济的发展，全社会需水量会继续增加，缺水的情况将更加严重，水资源供需的矛盾将日益加剧。城市生活和工业用水挤占农业用水的现象将会越来越更加突出。因此农业用水面临的形式将会日趋尖锐。

而且从现状农业用水状况分析，其灌水过程相对粗放，水资源浪费十分严重，节水潜力较大。因此，在保证粮食产量满足社会需要的前提下，缓解农业灌溉用水危机问题，大力推广农业节水灌溉是必由之路。

2、山东省农业节水灌溉现状及节水潜力分析

从灌溉模式上看，全省2/3以上的灌溉面积仍采用土渠输水、无畦或宽、长畦、大水浸灌的灌水方式。

从各种灌水模式在农作物间的应用比例上看，渠灌和管道灌溉大多应用于大田作物，喷、微灌、特别是微灌一般用在果树、蔬菜等经济高效作物的灌溉上。

根据对全省部分灌区的调查和统计资料分析，全省引水灌区的灌溉水利用系数一般在0.4~0.45左右。井灌区由于输配水渠道少、距离短，灌溉水利用系数相对较高，而引黄、引河、引湖灌区一般输水渠道距离较长，渠系组成复杂，灌溉水利用系数相对较低。

综合分析全省各灌区的现状，工程配套差、设施老化、损毁严重、输配水技术落后、田间灌水方式不科学、节水意识淡薄、管理粗放、管理体制不顺等是影响灌区节水、灌溉水利用系数低的主要原因。此外，主要的农业生产区的经济发展水平低、灌溉水价低和现代化灌水技术投资较大、经济效益不明显等也是全省灌水技术落后、灌溉水利用系数低的原因。

3、对山东省灌区改造与节水技术的思考

山东省地域广阔，地质土壤、气象水文条件各异，农业生产结构、社会经济状况、灌溉发展现状等也不相同，依据灌溉水源的不同、区域内农业种植结构的不同、经济发展水平和地理位置的不同，将全省分为引黄灌区、水库灌区、引河灌区，大田粮食作物、经济作物、大棚蔬菜、牧草和果树等五种不同作物田块，胶东优质高效农业经济带、城市周边休闲观光农业区、黄河三角洲土地改良示范区等三个不同的发展地区，根据不同区域的具体情况和各种节水技术的特点、适用条件、节水效果、投资情况等，按照技术可行、方便实用、经济合理、易于管理的原则、对不同区域的工程节水模式进行规划。

（1）引黄灌区

全省有引黄灌区53处，设计灌溉面积2509.3千ha，是山东省重要的粮油和蔬菜生产基地，涉及沿黄九个地市，90%以上的面积位于黄泛平原区，地势平坦，土层深厚，地下水储量及埋深以黄河为中轴向两侧呈山脊形分布，盐碱地比例相对较高。

根据引黄灌区的水资源状况及农业种植结构、种植习惯等，该区应坚持井渠结合、以井保丰、以井改碱的灌水模式，巩固现有灌区规模。在节水工程模式上，以渠道防渗衬砌为主，有条件的地区可以实行管渠双线配套，因地制宜地发展渠灌和管灌（或喷灌），对大棚作物，应推广“四位一体”的生态种、养模式，大力推广微灌工程。

（2）水库灌区

水库灌区主要分布在鲁中、鲁南及胶东半岛的山丘区，设计灌溉面积1392.36千ha。

由于山丘区特殊的地形条件，灌区耕地高差较大，自流与提水灌溉方式并存。该区经济比较发达，果树等经济高效作物种植面积较大，水资源比较紧张，供需矛盾较大，在节水灌溉工程上，应以渠道衬砌工程为主，依据地理条件依水源、依地选择发展自压管道灌溉和喷、微灌工程；并根据区域水文、地质、土壤条件，实行井库结合、库库联网，实现库水与地下水的联合调度、库与库（塘坝）联合供水，提高供水保证率。

（3）引河灌区

引河灌区主要分布在沂、沭河中下游，地形起伏较大，地块相对分散，自流灌溉、提水灌溉多种方式并存，供水保证程度低，集中连片地进行节水工程改造较为困难，因此应建立引河为主、库水补缺、渠井结合的灌溉水源模式，实现多水源联合调度，同时因地制宜地选择渠道防渗或管道灌溉，有条件的地方发展喷、微灌。

柑橘低压微喷灌技术

低压微喷技术是目前世界上对农作物水分进行有效调节的一项先进技术。良好的灌溉设施是现代果园管理中保持丰产稳产的重要措施。为促进柑橘生长，提高柑橘机械化耕作水平，提高柑橘的产量和品质。经试验表明，该技术投入少，操作简单，见效快，效益好，是一项橘农喜欢使用的实用技术。

一、系统组成

整个系统由动力控制、水源工程、低压输送管道、微喷带四个部分组成。

①动力控制：包括电动机（柴油机）、水泵、过滤器等。

②水源工程：是指为获取水源而进行基础建设，如修建蓄水池、过滤池、挖掘水井等。喷灌用水要求使用干净、无病菌的河水或井水，水质要求酸碱度中性，杂质少，含盐量低，不堵塞管道。

③低压输送管道：主要包括低压干管道、支管道、控制开关等，常用6寸、4寸管为主，管道安装从大到小。

④微喷带：常用单孔或左右两孔、左中右三孔。

二、微喷带技术的优点

1、柑橘园微喷灌设备的安装、使用、操作非常简单。除安装设备有一定技术要求外，使用和操作一般橘农都能使用。只要橘园需要用水，就可以随时通过蓄水池放水或直接启动抽水机进行加压喷灌，设备的维修也易于使用的大众化技术。

2、此项技术与传统漫灌技术相比，节水效果明显，一般可节水70%~80%。

3、微滴灌按作物需水规律均匀灌溉，灌溉水量小，既满足了作物需要，又可以对地温的影响降到最小，从而利于作物的生长发育，提早成熟与上市。

4、微滴灌可随水施肥用药与作物根际附近，提高肥料与农药的利用效果，节省生产投入。

5、可有效地降低湿度，减少病害的发生。

6、省工、省力，降低灌溉时的劳动强度。具测算，普通橘园每年需灌溉3~4次，按每次60元计，一年需200元左右支出。而使用微滴灌技术的橘园，每次灌溉仅需6~8元，每年只需30元左右，经济效益显著。

三、微喷带优点：

1、微喷带使用水压低，喷灌面积大，可减少配套设备成本。

2、微喷带安装使用简单方便；使用长度长，重量轻，配套使用专用微喷带直通，微喷带旁通等管件，安装拆卸简单方便，可节省大量劳力。

3、容易移动和保管：使用配套专用卷收器，使卷收的微喷带便于移动使用和保管。

4、同时可施肥：喷灌时，使用配套的的液肥添加器，同时可以施肥。

5、微喷带投资成本低，灌溉效果好，应用微喷带灌溉是现代农业发展的必然趋势。

高标准农田建设参考标准

建成的高标准农田集中连片，田块平整，配套水、电、路设施完善，耕地质量和地方等级提高，科技服务能力得到加强，生态修复能力得到提升。高标准农田建设目标主要涉及田、土、水、路、林、电、技、管8个方面：

1、田：通过归并和平整土地、治理水土流失，实现连片田块规模适度，耕作层厚度增加，基础设施占地率降低，丘陵区梯田化率高。农田有效土层厚度达到1250px以上，耕作层厚度达到500px以上，田间基础设施占地率下降到8%以下，丘陵区梯田化率不低于90%，形成一批1万亩、3万亩和5万亩以上的区域化、规模化、集中连片的高标准基本农田。

2、土：通过土壤改善土壤质地，增加农田耕作层厚度，促进良种良法的推广，实现农业增产增效。土壤有机质含量达到12g/kg，各项养分含量指标应达到当地土壤养分丰缺指标体系的“中”或“高”值水平，土壤pH值保持在5.5~7.5，耕作层土壤重金属含量指标符合有关国家标准，影响作物生长的障碍因素应降到最低限度。

3、水：通过大力加强农田水利设施建设、加快推广节水增效灌溉技术，增加有效灌溉面积，提高灌溉保证率、用水效率和农田防洪排涝标准，提升农业生产的水利化程度。灌溉保证率达到50%以上，排涝标准达到5年~10年一遇，农田防洪标准达到10年~20年一遇，田间工程配套率达到80%以上，灌溉水利用效率和水分产出率明显提高。

4、路：通过田间道（机耕路）和生产路建设、桥涵配套，解决农田“路差、路网布局不合理”问题，合理增加路面宽度，提高道路的荷载标准和通达度，满足农业机械通行要求，促进农业机械化。田间道路直接通达的田块数占田块总数的比例，平原区达到100%，丘陵区达到90%以上，满足农机作业、农业物资运输等农业生产活动的要求。

5、林：通过农田林网、岸坡防护、沟道治理等农田防护和生态环境保持工程建设，解决防护体系不完善、防护效能不高等问题，扩大农田防护面积，提高防御风蚀能力，减少水土流失，改善农田生态环境，打造农业防灾减灾的重要生态屏障。农田防护面积比例应不低于90%。

6、电：结合农村电网改造等工程建设，通过完善农田电网、配备必要的输配电设施，满足现有机井、河道堤水、农田排涝、喷微灌等设施应用的电力需求，降低农业生产成本，提高农业生产的效率和效益，夯实发展现代农业的基础保障。

7、技：通过加快推广农业良种良法、大力发展农业机械化，完善农技社会化服务体系，增强服务能力，提高良种覆盖率、肥料利用率、农林有害生物统防治覆盖率和耕种收综合机械化水平。测土配方施肥技术推广覆盖率达到95%以上，基本形成农田监测网络，田间定位监测点覆盖率达到85%，农作物病虫害统防治覆盖率达到50%以上，耕种收综合机械化水平达到70%，良种覆盖率达到96%以上。

8、管：通过明确管护责任、完善管护机制、健全管护措施、落实管护资金，确保建成的高标准农田数量不减少、用途不改变、质量有提高，使建成的高标准农田长久发挥效益。

水肥一体化在中国为什么推行如此举步维艰？

“水肥一体化”是把灌溉和施肥于一体的农业技术，借助压力原理，将可溶性固体或液体肥料，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

水肥一体化的优势明显，毋庸置疑。

1、节水还省力

水肥一体化是采用滴灌的技术来实施灌溉，自然比大水漫灌的方式节水，通常可节水30%~40%。而且不用人工去灌溉，管好阀门和电源就好了。

2、减少农药使用量，增加化肥的利用率

很多病害是土传病害，随流水传播，采用滴灌可以直接有效的控制土传病害的发生。滴灌能降低棚内的湿度，减轻病害的发生。大幅度地提高了肥料的利用率，精确施肥。

3、提高作物品质，改善土壤

病虫害减少，又精确施肥，自然品质就提升，另外降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤微生物的活性增强，这样可以减少养分的流失。

可是水肥一体化优势如此明显，为什么却在中国推广如此缓慢呢？1974年，我国就引进微灌技术，可以说我们国家对于改变落后的生产方式是十分重视的，但是四十几年过去了，中国在这一方面依然举步维艰。这是为什么呢？

一、成本问题是最重要的一个原因

水肥一体化需要通过管道和滴头形成滴灌，成本包括水泵、过滤器、管道、阀门、施工费用（管道埋设的土方和沉淀池等），现场条件不同、材料档次不同投资自然不等。一般一亩投资范围在1000~3000。具体要根据作物的株距和行距用料来决定。可是你种植的作物每年收益又有多少，如果国家不给补贴，以家庭种植为主的农民是用不起滴灌的，更不用说买水肥一体设施了。

二、水溶肥不配套，设施对肥料要求高

国内的一些种植大户使用这一技术，主要是采用从以色列进口的设备，这些设备都对水溶肥的要求高，但是国内的水溶肥品质单一，由于有的添加剂过多，溶解后悬浮物多，极易造成滴头堵塞，选用进口水溶肥价格又居高不下，因而对于大户来说，选择与滴灌设施配套的水溶肥处于两难。

三、农村劳动力不足、农技人员少

铺设管道、建设沉淀池、施工都需要人力物力去支持，但是随着农村劳动力短缺，他们不愿意回到农村，施工和维护成了一大问题。另外如果出现问题，没有专门的农技人员去解决，也是一个问题。

四、水溶肥起步晚、技术落后

我国水肥一体化刚刚起步，与以色列滴灌节水技术还有一定的差距。水溶肥生产技术落后、原材料供应没有保证、配套设施不同步，使用期短、水溶肥产品质量良莠不齐、技术服务力量比较薄弱、水溶肥价格奇高。

五、土地流转加快，流转时间短

中国正在加大力度让土地流转加快，为了适应现代化农业发展这是有必要的，但是中国具有其特殊性，土地的租金变化快使得种植户只能租到短期的土地，如果采用水肥一体化的技术，就大大增加了成本，短期内就要拆除谁还敢用。

中国与以色列国情不同，发展的方式自然是不一样的，探寻一条适合中国国情的水肥一体化还需要很长的路要走。

水肥一体化技术惠及全国并带来可观经济效益

一、现代农业设施技术——水肥一体化

水肥一体化技术是一项现代农业设施技术，其核心是通过滴灌设施，将水、肥及土壤用药直接送达作物的有效根部，从而实现省水、省肥、省工、高效的目的。特别是全地埋式滴灌的引进应用，水肥一体化技术更趋于完善。

1、省水：省水是滴灌技术的基本理念，通过滴灌设施，增加用水次数，减少每次用水数量，根据不同作物和不同生长时期，每次用水量3~10方，仅为沟灌或大水漫灌的10~50分之一，总体用水量仅为沟灌或大水漫灌4~5分之一。

2、省肥：全地埋式滴灌不仅能灌水，而且可施肥，使肥均匀直达作物根部，集中有效施肥，减少了肥料的随水流失、挥发、被土壤固定等损失。

3、肥水均匀：全地埋式滴灌实现了每个滴孔出水均匀，通过该项设施供水、供肥，不仅使整块土地同时均匀得到水、肥，而且能做到按作物需要想什么时间施肥、施多少肥都由你轻松控制。

4、减少田间杂草：由于全地埋式滴灌是埋在土壤中，在雨水来以前，表土干燥，不易滋生杂草。

5、减少病害，减少田间用药：多数病害是因田间湿度过大，水肥一体化技术的应用有效控制了田间湿度，减少了病害的发生，土传病害也能得到有效控制。

6、防止土壤板结：常规灌溉由于水流重力、冲击力，频繁的田间作业，以及水多水少造成微生物特别是好氧性微生物减少等原因，往往使土壤板结，影响农作物生长，水肥一体化技术则是解决这些问题的途径。

7、省工：水肥一体化技术不需再单独花时间灌水、施肥，减少了施药、除草、中耕，大大节约了工时。

8、省成本：省水、省肥、省药、省工，减少了生产成本，提高了生产效益。增加的设施成本，1至3季生产可收回，设施则可多年使用。

9、促进生长，高效生产：除水稻及一些水生作物，大部分作物会因为土壤中的水分多了或少了而影响生长，滴灌则能使作物根部水分始终保持在作物生长需水的最佳状态，使作物在整个生长周期保持持续、旺盛的生长发育，奠定了丰产、优质的基础。

二、促进作物节省提高经济效益

1、节水：可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率。在露天条件下，微灌施肥与大水漫灌相比，节水率达50%左右。保护地栽培条件下，滴灌施肥与畦灌相比，每亩大棚一季节水80-120立方米，节水率为30%~40%。

2、节肥：实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%~50%。

3、改善微生态环境：保护地栽培采用水肥一体化设备，一是明显降低了棚内空气湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比，空气湿度可降低8.5~15个百分点。二是保持棚内温度。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，棚内温度一般高2~4℃，有利于作物生长。三是增强微生物活性。滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收。四是有利于改善土壤物理性质。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，土壤容重降低，孔隙度增加，减少土壤养分流失，减少地下水的污染。

4、减轻病虫害发生：空气湿度的降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%~30%，节省劳力15~20个。

5、增加产量，改善品质：可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%~24%，设施栽培增产17%~28%。

6、提高经济效益：水肥一体化设备经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。果园一般亩节省投入300~400元，增产增收300~600元；设施栽培一般亩节省投入400~700元，其中，节水电85~130元，节肥130~250元，节农药80~100元，节省劳动力150~200元，增产增收1000~2400元。

充分有效利用水资源，开发管道灌溉节水新模式

在农业节水工程中，管道灌溉是节水灌溉技术之一，能有效利用水资源，实现灌溉、施肥双结合，可大幅度提高灌溉效率。对于相对贫困的农村来说，一次性投入高效节水技术，投资大，群众难以承受，适应性差。如果先将渠灌发展成管道灌溉，利用管道“输水速度快、损耗小”的特点，结合其他田间节水灌溉技术，在主、分管道不投入的前提下，再分期投资，逐步改造成喷灌或滴灌等高效节水模式，即可大幅度提高农田灌溉水的利用效率，实现高效节水灌溉。

一、管道灌溉技术的优、劣势

（1）优势：灌溉水利用率高，节约用水，在水资源缺乏地区可以实现高产；管道因可埋入地下，节省土地，对管线沿途地面环境影响小；利用管道压力，可以一定程度地适应高低不同的地形变化；使用寿命长，日常维护量小；利用高新科技和技术，可以实现高度自动控制运行和管理，大幅度提高灌溉效率；可以实现灌溉、施肥等农业综合措施的一体化。

（2）劣势：虽然长期看效益可观，但先期一次性投资较大，对经济欠发达地区，特别是在普通农民小规模的常规品种种植模式中推广难度较大；由于采用了一些新材料和先进技术，对运行和管理人员的素质和要求，比传统灌溉方式要高，设计、施工、管材及相关设备的安装需要专业队伍，正常的维护及检修也需要一定的专业知识。

二、管道灌溉的重要环节

（1）主管道、低压管道（低于0.2MPa，主要针对井灌区），设计可以参照低压管道输水灌溉工程技术规范；高压管道，参照水电站压力钢管规范和市政给排水相关规范；主管道设计，重点解决水锤、管道材质及经济管径比选问题。现在离水源较近的土地都已开发完成，对偏远地块的开发及低产田的改造已经逐步展开，长距离、高压管道输水灌溉项目大量增加。这不仅丰富和扩展了管道输水灌溉的内容和概念，也增加了设计难度。

（2）支管及管网：主要参照市政给排水相关规范，设计时重点解决水头损失、压力平衡（支管与管网的压力衔接、二次加压）、过滤及沉淀、经济管径及材质问题。在灌区形状复杂、狭长等情况下，为不浪费水头，需要详细比较、分析支管及管网布置方案，充分利用地形地势。一般采用压力调节池、二次加压，管网串、并、环联合布置等综合措施，能较好地减少水头损失、平衡管网的压力。

（3）田间灌溉：主要解决管灌、喷灌、滴灌（膜下滴灌）各种方式下，压力衔接及平衡、水量控制、机械配备及使用效率等问题。田间设计要结合天然降水过程，充分考虑农作物的农时、生长特点及灌水过程线，科学制定田块的灌溉方式及时机，最大限度地提高灌溉机械的使用效率。

三、管道灌溉与其他田间灌溉的结合形式

（1）管道灌溉与膜上灌溉相结合，利用管道灌溉出水口由软带将水引入覆膜的沟内，使水通过地膜覆盖的放苗孔进入作物的主根区，灌溉水沿主根下渗，四周扩展，局部灌溉，与膜下滴灌的效果相同，可提高灌溉水利用率达到90%以上。

（2）管道灌溉与集雨灌溉相结合，如果灌溉水水源为集雨工程，水量还有一部分没有得到利用，同时附近有地势较低的受灌面积，并且水源与灌溉低自然落差形成的水压可以满足灌溉所需压力，就可以发展成自压管灌或自压喷灌，如压力足够可与单跨自动喷灌机组结合，将部分压力转化为喷灌机组前进的动力。此项技术无需耗能，节省了动力设备投资，是农田高效节水灌溉技术之一。

（3）管道灌溉与滴灌相结合，这种方式就是在管道出水口连接与种植作物行相垂直的耐老化塑料支管，并与若干条铺设在作物行的滴灌带相连，利用管道出水口提供的压力，满足滴灌带滴水所需的能量。系统总扬程=动水位+首部损失+管道输水损失+滴头额定压力。例如与膜下滴灌的组合，首先对泵进行调节，保证出泵水压力在2.5~3之间。原系统结构为：水源——水泵——离心式或砂石过滤器——施肥罐——网式过滤器——主干管——分干管——支管——毛管——滴水带。其中水源、水泵、离心式或砂石过滤器、施肥罐和网式过滤器是首部工程，只需一次性投资，而主干管和分干管利用管道灌溉的地埋管，在管道灌溉的出水口再连接支管、毛管和滴水带，支管和毛管可以重复利用，每年只需更换滴水带，与管道灌溉相比，减少了软带的投资。

（4）管道灌溉与喷灌相结合，这种组合形成半固定喷灌模式，喷灌的喷头工作压力和喷嘴压力要求达到0.35MPa。

农田水利灌溉设计与节水管理

摘要：农田要想种的出庄稼，离不开灌溉，灌溉在农业生产中是起到无可替代的地位，给农业的发展起到很大的推动作用。但是最近十几年来，随着生态环境的污染日益严重，水资源环境问题也变得越来越突出。所以，本文将从多个方面对农田水利灌溉设计与节水处理进行详细的分析和探讨。

关键词：农田水利；灌溉设计；节水处理

一、前言

我国是农业大国，农业对我国国民经济的发展起到了很大的推动作用，并且占据了我国国民经济的基础地位。传统的水利灌溉方式已经不适合当今社会的发展以及市场的需求，所以农业要想发展，必须改善农田的水利灌溉以及进行节水处理。

二、农田水利灌溉设计标准

对于农田生产来说，最不能缺少的也是最重要莫过于水资源。这意思农田水利灌溉设计的意义及作用。在对农田水利灌溉设计时，必须要根据具体的地区所处的水资源分布情况进行设计，从而决定农田灌溉的取水方法。正常的情况下，分为两大方法。第一个是自取流水灌溉设计，就是要按照农田的分布情况以及农田周围的水资源分布情况，就近取水，通过管道或者渠道进行引流，对农田进行灌溉，这个方法的重点在意农田的附近必须要有水资源。第二个就是提水取水灌溉，这一个方法主要是由于农田灌溉附近缺少水资源，需要从比较远的地方引流或者提水进行灌溉。一般来说，农田水利灌溉设计就这两个设计标准了。

1、自流取水灌溉方法

如果所要灌溉的农田，它的周围有河流或者湖泊的话，就可以将它们当作农田灌溉的主要水源，而且为了确保灌溉水位的高度，在对农田水利灌溉设计的时候要结合实际情况，选择河流上游或者湖泊的某一个较高水位上，从而进行引水灌溉，引水灌溉的地点十分重要，因为这不仅从根本上引水水流的长度以及速度，还决定了引水渠道的建设以及经济投入成本。如果农田水利灌溉的设计不科学不合理，就会导致建设的经济投入成本过高，增加农业生产发展的经济负担。但是如果引水的水流过长，导致出现断流、截流的几率也大大的增加。

（一）无坝取水设计

在农田水利灌溉的设计过程中，如果打算采取在无坝取水，就必须要先考虑当地的实际情况，从而分为建设闸门以及不建设闸门两种设计方案。并且还要将这两种设计方案分析调查，再进行探讨，得出如果不建设闸门，当遇到洪水或者暴雨等天灾时，可能降雨量以及洪水的侵袭就可以一下子把农田所有的庄稼毁坏。所以，在进行无坝取水的设计过程中，切记要考虑可能会发生的天灾因素，尽早采取合适的方案，将有可能出现的危险因素排除掉。还要将渠道的角度也设计下，尽量避免出现较大的弯度，这样才能保证引水的水流平稳并且充足。在有条件的情况，还可以减轻或者避免水资源对引水口的冲蚀，否则一旦发生引水口的坍塌现象，将造成无法估算的造成的损失。

2、提取提水灌溉方法

（一）有坝取水设计

在农田水利灌溉的设计过程中，如果采取有坝取水设计，那么农田所在地区就必须是靠近水资源的，或者农田所在的地区就有河流以及湖泊等水资源丰富的区域。但是由于地形地貌的原因，导致水资源没有办法满足自流水灌溉，就必须在河道上设计修筑堤坝或者水闸，这样才可以提高水位，进一步引导水流灌溉。虽然这种建筑经济投入成本会比较高，但是缺少了引水渠道的铺设，所以说，这种方案还是有利于引水灌溉，也避免了日常维护的资金花费。

三、有关农田灌溉水利节水管理方面的标准

对于农田灌溉水利节水管理方面的标准是要以农田所在的水源以及灌溉设计、对农业发展的需求以及当地的经济实力和地形地势进行综合的考虑。

农业自动化灌溉系统的功能特点与优势

水资源日益紧缺已经全球性的问题，节约用水并实现高效用水是人类生存与发展的需求，也是全球经济社会的需求。我国作为全球13个贫水国家之一，水资源的不足已经对我国经历社会发展构成了严重威胁，甚至成为经济社会发展的“瓶颈”，大力发展节约用水不仅是一种革命措施，也是我国的基本策略之一。农业用水占据了我国总用水量的70%，农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。

目前全国灌溉水利用率约为43%，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70%~80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平，因此发展节水农业、提高农业用水利用效率是我国节水战略中的重要环节。

农业自动化灌溉系统由自动控制技术和专家系统技术，传感器技术、通讯技术、计算机技术等于一体的灌溉管理系统。该系统主要面向农田、园林、设施农业等领域的日常灌溉控制和管理而设计，并通过现代化的科学技术手段，达到降低人力成本，提高自动化生产效率，节约水资源的目的。该系统具有实用性和良好的展示性，系统硬件具备良好的稳定性，以及防水、防潮、抗高温的能力。

节水灌溉自动化系统采取因地制宜的原则依据不同地区、不同作物的不同需求，选择不同的灌溉设施，并利用计算机、无线数据通讯、采集控制器、传感器等先进技术对农田灌溉进行监控管理，保证适时地满足作物生长所需要的水分从而达到节水灌溉及节水灌溉自动化的目的。

系统架构本方案给出了一个节水灌溉自动化系统的基本框架，它主要由中心主控系统、采集控制模块、无线通讯模块、土壤水分传感器、气象观测站、电磁阀等设备组成，现对各个部分作进一步的描述∶

1、传感器与电磁阀：是数据的采集者与系统自动化功能的执行者。传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。本系统中主要包括测量土壤水分的土壤水分传感器，测量养分的养分仪，测量气象要素的雨量传感器，空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器等；电磁阀是本系统中自动化的执行设备，可与水泵、养分补充设备等相连。

2、采集控制设备∶是指掌控数据采集设备和执行设备工作的数据采集控制模块，主要作用为∶通过作物决策灌溉软件的设置，掌控数据采集设备的运行状态；根据作物决策灌溉软件发出的指令，掌控执行电磁阀的开启/开关。

3、数据传输∶本系统中采用的为无线传输模块。无线传输模块能够通过GPRS无线网络将与之相连的用户设备的数据传输到Internet中一台主机上，可实现数据远程的透明传输。

4、控制中心主要由计算机和作物决策灌溉决策软件组成，作物决策灌溉软件是数据接收者及指令发出者，是整个系统的灵魂。主要有以下功能∶系统配置、功能设置；设置数据采集时间段、采集间隔、控制系统执行条件等参数；数据存储显示、打印等操作；将采集到的数据实时显示，可用图表表达并能执行打印等操作；发送指令∶将指令通过无线传输模块发送给数据采集控制模块，控制电磁阀的开启或关闭：自动灌水功能∶根据不同的地区、不同的作物在不同生长阶段对水分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动开启灌水功能。自动补充养分功能∶在无土栽培中，根据不同的作物在不同生长阶段对养分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动补充相应的养分。

自动报警∶可设置设备的正常运行参数、农田气象因子范围，实现设备故障或气象因子剧烈变化的报警功能。结论节水灌溉自动化系统将传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实现动态管理。该系统采用传感器采集土壤墒情信息、气象信息和作物的生长状况，通过无线网络对农田灌溉用水量实时远程监控，按照作物的需求实施灌水、补给养分的操作。

农业自动化灌溉系统功能

数据采集功能

可自动采集，处理温度、湿度、风速、雨量、光照等环境参数。

灌溉控制功能

（1）具有自动灌溉、定时灌溉、周期灌溉、手动灌溉等多种模式，用户可根据需要灵活选用灌溉模式。

（2）可实现中控室控制，手机短信、现场遥控及现场手动等多种方式控制。

参数设置功能

（1）系统可以对现场的温、湿度限值进行设置和修改。

（2）系统可通过控制器或后台监控系统完成灌溉起始时间、停止时间、喷灌时间等参数设置。

显示功能

（1）控制器上配有液晶屏，以中文菜单方式显示，现场采集数据显示在液晶屏上。

（2）后台监控系统可配大屏幕显示器，图形、表格等多种形式动态显示整个灌溉区运行情况，准确、直观、明了。

报警功能

当灌溉系统出现故障。如水管破裂等，立即停止水泵运行，并报警。

通信功能

（1）通过后台机查看、设置、修改参数。

（2）采取数据上传后台机，供后台机进行数据处理和显示。

（3）接收后台机发出的控制命令。

数据处理功能

后台机可完成用户提出的统计、贮存、查询等各种数据处理功能，并可打印用户要求的报表。

（1）电磁阀门开启次数和时间统计。

（2）通过电磁阀门的水流量统计。

（3）系统故障次数统计，系统使用率统计。

（4）用户要求的其它统计功能。

其主要优点为：

1、可以根据系统建设区域的具体情况选择不同的灌溉方式，最大限度的提高了灌溉用水的利用率；

2、采用了无线网络技术，真正实现了农田灌溉的远程监控，减小了劳动强度；

3、作物灌溉决策软件中可引入专家决策系统，对不同地区的不同作物在不同生长阶段的需水信息做定量评估。

雨水收集及农田灌溉技术

传统的雨水利用技术较为简单，完全依赖于天然径流集水，利用传统的红黏土防渗水窖贮水，其建设目的主要是解决干旱山区农村生活用水问题。现如今，雨水利用的目的不再局限于农民的生活用水，进而被推广到农田水利中去。使得有限的降水资源得到了最大限度地利用。

雨水收集技术。通过高效的防渗材料和现代技术的应用，对集流面进行人工防渗处理，以提高集流效率，进行天然降水的收集利用，是雨水集蓄利用技术的关键技术之一。为此，选择一定的集流面防渗材料，进行集流效率的试验是非常必要的。

雨水就地叠加利用技术。雨水就地叠加是近几年新兴的一种田间直接利用雨水的技术，就是在修建集流面、蓄水窖比较困难的干旱、半干旱山区的坡耕地和梯田上，利用覆膜技术和膜侧种植技术，就地集雨，就地利用，达到集水、保墒、抗旱的目的。这种叠加利用技术的特点在于，非种植区的天然降雨供给种植区作物生长利用，具体运用时要充分考虑当地的天然降雨量、气候、作物种类，在不同类型地区对不同作物具有不同的利用模式。

在进行雨水就地叠加利用种植模式时，主要是根据当地气候、降雨量年内分配、地膜集流效率及作物生育期需水情况来确定。常规的做法是在天然降水量400毫米左右地区的田地中，间隔30厘米左右，覆膜40厘米左右，在膜垄的两侧种植作物。这种方法比常规方法空地面积大，采光、通风条件优越，水分比无覆盖的田间多出近一倍，作物生长良好，单产高出普通大田。

秋季塑膜覆盖土壤保墒技术。在通过雨水就地叠加技术实现了空间上的叠加之后，如何在时间上实现对雨水的重新分配和再利用（不借助工程条件），成为重点研究的另一个问题。通过实践，秋季塑膜覆盖土壤保墒技术（简称秋覆膜保墒技术）在生产中收到了很好的效果。该技术是结合秋耕而采用的一种土壤覆膜保墒技术，将蓄存在土壤水库中的秋季降水，通过塑膜覆膜，最大限度地加以保护，以减少秋冬初春土壤水分损失的一种措施。采用秋覆膜技术的前提是土壤中必须有足够的水分含量。根据生产实践，土壤中的含水量不应小于10%，大小失去保墒意义。

塑料大棚雨水高效利用技术。近年来，塑料大棚种植在山区发展迅速的主要原因，是采用了以塑料大棚棚面集雨、棚外水窖蓄水、棚内高效灌溉用水的自给灌溉新技术，从而解决了大棚内作物的灌溉用水问题，使得这一技术在山区应用推广中收到了显著的经济效益。

一、园林灌溉技术分类

（一）传统园林灌溉技术

1、水车拉水，大水漫灌

最传统的灌溉技术。由于能耗高，运行费用大，用水效率低下，将逐步被淘汰。

2、管道输水，皮管浇灌

一次性投资比水车拉水高，但运行费用低，许多地方仍在采用。缺点是用水效率低下，很难满足植物需水需求，不能实施灌溉自动化，拖拉与地面的管道有时严重影响景观。

3、管道输水，农用摇臂喷头喷灌

采用农用摇臂灌溉园林植物的最大问题是安装喷头的立杆及喷头严重影响景观及维护机具作业。此外，由于立杆及喷头高出地面，受风影响会损失洒水量及降低均匀度。

（二）现代园林灌溉技术

1、地埋自动升降草坪灌溉技术

采用地埋自动升降草坪专用喷头灌溉。这种喷头安装时埋藏在地下。灌溉时靠水压将喷头芯体从埋于地下的喷头壳内顶出，实施灌溉。灌溉最适合于草坪灌溉。

2、微喷灌技术

采用射程、流量较小的微喷头灌溉植物。适合于园林花卉，乔、灌木，地被等。

微喷喷头出水量从数十升到数百升不等。喷洒射程通常小于10m。滴灌滴头出水量一般小于10L/h。湿润半径一般不超过两米。微喷灌属于局部灌溉技术。用水效率高。

3、滴灌技术

采用滴头，以滴水形式灌溉植物。滴头的出水量很小，一般在1~10L/h范围内。滴灌可通过管上滴头，内镶滴灌管，滴灌带实施。管上滴头常用于盆栽植物及乔、灌木灌溉。内嵌滴灌管常用于绿篱，花卉及乔、灌木灌溉。滴灌带灌溉花卉、绿篱较好。

滴灌的最大优点就是用水效率高，可通过系统施肥提高肥效，易于满足植物需水、需肥要求。易于自动化控制。

滴头又可分为压力补偿及非补偿两种。