灌區量水設備

1. 農田的灌溉方式及發展

1.1節水節能灌溉新設備
研製完成節水節能灌溉新設備19種，並全部投入中試生產，其中11種產品實現產業化。噴微灌設備的研製在改變產品結構、實現優化設計、採用新材料提高使用壽命，改進加工工藝，提高整體性能和成品率，降低了造價。如外混式自吸泵採用CAD優化設計，優化迴流孔位置和尺寸；解決了自吸泵效率與自吸性能之間矛盾；增設橡膠閥提高了泵的揚程和效率取得較大突破。金屬快速接頭設計了復合型密封圈，既保持了球形接頭密封性良好的優點，又增加自泄功能。水動式施肥泵利用液壓驅動活塞運動原理，設計了活塞組件的換向機構，產品體積小、重量輕、價格僅為國外同類產品的1/10～~1/8。採用耐久塑料作為基本原料，使旋轉式微噴頭使用壽命超過2000h。
1.2 黃河高含沙水滴灌凈化處理模式

系統地測試了黃河水泥沙含量級配情況及其在輸送、沉澱、過濾過程中的變化規律，並從理論上研究了泥沙在滴灌系統內的沉澱堵塞規律及數學模型，研究提出的二種組合過濾模式，即工程技術措施與過濾系統相結合的「沉澱—砂過濾器—抗堵滴頭組合方式」和「無紡布過濾—沉澱—砂過濾器—抗堵滴頭組合方式」過濾模式，結合抗堵塞性能強的平面迷宮式滴頭和相應的大田糧食作物滴灌制度和運行管理技術，形成完整的引黃高含沙水滴灌技術體系。在甘肅、寧夏、內蒙建成333hm2滴灌示範區，取得節水增產的顯著效益。

1.3 田間節水灌溉新技術

對波涌灌溉技術、水平畦田灌溉技術和地下滴灌技術進行比較深入的研究。在波涌閥設計結構中採用雙閥形式和時間耦合方式，使設備具有獨特的自動切斷水流功能自控能力，對實現灌區輸配水系統自動化控制管理十分有利，為波涌灌水技術的推廣應用提供了可靠的技術支撐。採用將波涌灌溉設計管理模型從設備主機控制系統中分離出的設計方法，使整個設備操作使用過程簡便明了，易於農民實際應用。

在國內首次系統開展激光控制土地精細平整技術的田間應用研究，對平地精度、作業效率、成本費用和經濟可行性進行分析評價，提出了激光控制平地技術與常規機械平地技術相結合的組合平地技術的新概念和新模式。首次提出適合國情的水平畦田灌溉系統的設計方法、灌水設計參數及相應的田間工程布局模式和結構形式，具有較強的田間實用性。

開發研製的地下滴灌技術專用灌水器，可有效防止因系統負壓引起的滴頭堵塞，具有良好的水力學特性。在考慮根系吸水作用下的地埋點源非飽和土壤水運動和肥料溶質運移的數值模擬研究，為地下滴灌系統的合理設計、灌水設計參數確定、水肥最佳耦合期和系統運行管理提供了科學依據。

其成套技術在北京昌平區建成的80hm2田間節水灌溉新技術試驗示範區，進行考核應用，取得節水增產的顯著效益。與傳統地面灌相比，果樹地下滴灌田間水利用率可提高50%，增產28%。波涌灌溉技術，田間水利用率提高20%～30%，灌水均勻度達到85%，水平畦田灌，田間水利用率達80%以上。此外，還在新疆開展波涌灌水技術的推廣應用工作，建成示範區267hm2，獲得明顯的節水增產效益。

1.4 節水高效灌溉制度

通過對主要農作物節水高效灌溉制度的研究，確定了節水高效灌溉條件下，冬小麥、夏玉米、棉花關鍵需水期及土壤水分控制指標，需水敏感指數等定量指標。根據水分脅迫的後效應和補償效應建立的Jensen修正模型更加客觀地反映了作物不同生育階段，不同程度水分脅迫與產量的關系。綜合考慮了水分調控的作物生理生態及作物補償效應，形成了節水灌溉條件下三種作物的水分生產函數。通過研究提出了節水高效灌溉條件下冬小麥、夏玉米、棉花的調虧灌溉指標、適宜調虧期及其土壤水分控制指標。確定了三種作物的水分生理、光合作用、冠層 結構、干物質積累等生理生態節水高效灌溉指標，提出大田作物調虧灌溉綜合技術體系。上述節水高效灌溉制度成果在山西霍泉灌區753.3hm2示範區應用後，冬小麥全生育期節約灌溉水量2985m3/hm2，節水45.3%，增產1035kg/hm2，增產幅度16.2%。夏玉米節約灌溉水量2010m3/hm2，節水47.2%，增產1725 kg/hm2，增產幅度22.4%。棉花節約灌溉水量1800m3/hm2，節水50%，增產幅度53.8%。糧食水分生產率達1.83kg/m3。

1.5 我國北方地區應用的節水灌溉與農業綜合配套技術

提出了溝、畦、噴微灌條件下水肥結合、適宜調配、施肥方法的最佳耦合技術；提高農田水分利用效率的間套種植模式與深耕、免耕技術；多孔出流軟管灌水技術；包復肥在農田覆蓋條件下的應用技術；根據不同間套作物生育期需水規律及特點，確立其最經濟供水量及組合，提出立體間套種植的高效灌水技術。將傳統的夏、秋作物輪作改為間套種植，確定適宜的小麥-花生、小麥-玉米、小麥-棉花和小麥-花生/玉米這4種典型間套種植模式，採用周年一體化的農水措施，集種、水、肥、耕作、覆蓋及化學制劑技術措施為一體，集成為8套節水灌溉與農業綜合配套技術。在河南新鄉古固寨鎮769hm2田試驗示範區和輻射區大面積推廣應用，小麥、玉米、花生、棉花產量增長40%以上，水分生產率平均增長60%以上。小麥單方水生產效率由0.78kg/m3提高到1.51kg/m3，玉米由0.97kg/m3提高到1.86kg/m3。

1.6 不同集流面地表處理技術

系統研究了集雨工程參數，提出HEC土與瀝青玻璃絲油氈2種新型地表處理材料及其施工技術；提出了適於黃土高原地區應用的砼球形水窖、砼薄殼圓柱形水窖和紅膠泥瓶形水窖3種水窖形式，單廂式、迷宮式和旋流式3種沉沙池結構形式以及相配套的防滲抗凍技術、保鮮凈化技術。提出了人工匯集雨水規劃設計技術指南。創建了坡地活動式集雨節灌模式，提出了「上部坡地夏季種糧、秋季覆膜集雨、地邊打窖蓄水，補灌下部作物」的一地多用、低耗高產、水保與集雨相結合的綜合配套模式；建立了潛水泵加滴灌、手壓泵配軟管、汽油泵配微灌和自壓灌溉四種水窖提水節灌系統，組裝了小型汽油泵，開發了抗旱補灌機具。在系統分析主要農作物生理需水基礎上，形成雨水高效利用及其配套技術體系。在甘肅定西縣、陝西富平縣建成166.67hm2試驗示範區。示範區小麥單產達4630.5kg/hm2，增產156%。玉米單產達6075kg/hm2、增產33.5%。

1.7 基於實時灌溉預報的渠系動態配水技術

通過研究提出了墒情模擬及預測模型，墒情及旱情信息的監測和傳遞技術。灌溉系統配水關鍵技術在模型手段上有較大改進，解決了無調節能力的灌區的配水問題，並將隨機方法及神經網路法用於源泉出流及作物蒸發蒸騰量預測模型，並提出了新的確定A。的方法。採用學科交叉的方法，把有明確物理概念的水文模型、作物需水和蒸發蒸騰模型結合起來建立的墒情模擬和預報模型，其結構和參數具有明確的物理概念，為量水提供了新理論、新方法。研究確定明渠測流長喉槽結構的優化設計方案，開發出智能型量水儀，為灌區節水管理提供了量測精度高、水頭損失小、結構簡單、造價低廉、便於推廣的量水建築物和儀表設備。

與此同期，各部門、各地區安排的研究項目和技術開發中，在渠道防滲技術、管道輸水技術和膜下滴灌技術等方面也取得了明顯的進展。

2.對我國節水農業技術今後發展的探討

近期由於我國加大了對節水農業技術研究的力度，節水農業技術水平得到了了顯著提高，有不少技術已經比較成熟，對推動我國農業生產的發展起到了重大的作用。但是，我國節水農業技術的總體技術水平與發達國家的差距還比較大，且在發展中仍存在一定的盲目性，具有自主知識產權的先進技術和產品很少，節水灌溉設備產業化程度低。因此，應按照「有所為，有所不為」的原則，重點研究和發展適合我國國情應用的節水農業技術。以下就我國今後節水農業技術應重點發展的方面，進行一些探討。

2.1 作物節水高效灌溉制度

作物節水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入獲取最高效益而制定的灌溉方案，包括農作物播種前及全生育期內的灌水次數、灌水時間、灌溉定額和灌溉定額。實施作物節水高效灌溉制度，不需要昂貴的工程和設備投入，農民易於掌握和操作，是我國今後發展節水農業技術的主要方面。作物灌溉制度的制訂，依賴於灌區內農作物的組成情況和各種農作物的需水量，以及灌區內的水源供應情況和農作物生長期內的有效降水量等因素。其中作物需水量是制定灌溉制度的基礎，聯合國糧農組織對作物需水量的定義為「為滿足健壯作物因蒸發蒸騰損耗而需要的水量深度。這種作物是在土壤水分和肥料充分供應的大田土壤條件下生長的，並在這一環境條件中發揮全部產量的潛力。」可見，作物需水量是作物生長在最佳的生長環境中，並最大限度發揮產量潛力狀態下所需的水量。最佳生長環境包括播種時間和密度、土壤肥力水平、水分供給狀況、病蟲害防治等均處於最適宜的狀態。實際生產中，作物在整個生長期內各項制約因素始終都處於最佳狀態是幾乎不可能的。真正反映作物在隨機生長狀況下的需水量是作物耗水量，即作物在任意生長狀況和土壤水分條件下實際的蒸騰量、棵間蒸發量及構成作物體水量之和。由作物需水量作為依據制定的灌溉制度，主要是為灌溉工程設計服務的，在實際灌溉操作中可能連一次也用不上。由於作物在田間的生長條件的變異性，在研究作物節水高效灌溉制度時應更加重視作物耗水量的研究。

當前「非充分灌溉」成為節水農業研究中的一個熱點，非充分灌溉是相對於傳統的充分灌溉而言的，也即前者研究的重點是作物在水分供應不充足時的耗水量，後者是作物的需水量。但是非充分灌溉是一個很不確定的概念，到底非充分到什麼程度？它的最終目標如何確定？而且由於品種改良、作物耕作栽培技術的突飛猛進，不少灌區作物灌溉用水量比過去大幅度減少，但產量卻直線上升，這到底是非充分灌溉還是因生長條件改善作物灌這點水就足夠了呢？現在都沒有定論。非充分灌溉還給灌溉工程設計帶來一定的誤區，例如在各地進行的大型灌區節水改造規劃中，有些灌區本來水源供水量比初建時大為減少，而為了在規劃中保住甚至擴大原來的灌溉面積，就籠統地規劃成採取非充分灌溉制度。當前對非充分灌溉的經濟性解釋為「在適當降低作物單產的同時，擴大灌溉面積增加總產量，使總效益最高」。但這是一個涉及到灌區上下游農民利益、灌溉工程投入產出效益（要發展灌溉就得修工程，不管是充分還是非充分灌溉）的復雜問題。因此，有不少灌溉專家認為，實行非充分灌溉相對於充分灌溉的單產降低不應大5%，而且要對灌溉工程的投入產出進行周密論證，是縮小灌溉面積維持高單產合算還是擴大灌溉面積降低單產保持總產或提高總產合算。實際上我國由於季風氣候的特點，加上工業和城市生活用水的迅速增加，不管北方或是南方淡水資源日益緊缺的局面不可避免，灌溉水的取得又必須付出一定的經濟代價，因此，無論灌溉供水充足還是不充足的地區都要實施節約灌溉用水，而且目標是通過灌溉取得高效益。從這個意義上來說，在節水農業技術領域不提「非充分灌溉制度」而提「節水高效灌溉制度」更合適。

要制定的作物節水高效灌溉制度，應是農民能實際操作的，這就需要在灌區開展不同作物、不同生長條件下的耗水量研究，特別是隨著作物種植結構的調整，應加大對各種經濟作物的耗水量研究，尋求作物在不同生長環境條件下的節水高效規律。以此為基礎，制定灌區在不同的供水、氣象、農藝、管理等條件下的節水高效灌溉用水方案，採用現代化手段對灌區進行實時灌溉預報，指導農民進行灌溉。

2.2井渠結合灌區地上水與地下水聯合運用技術

我國北方的引庫、引河灌區，由於灌溉水源日趨緊張，大多數都採取井渠結合灌溉的形式。在引庫灌區採取井渠結合灌溉，既能重復利用渠道輸水和田間灌溉滲漏的地表水，又能確保農作物適時適量灌溉用水，還可通過井灌抽水降低地下水位，增加土壤儲水庫容，防止內澇和次生鹽鹼化的發生和發展。在引河灌區運用井渠結合灌溉，則是抗旱、防澇、治鹼、節水、減淤等綜合開發利用河水和當地水資源的有效措施。因此，如何對這類灌區可利用的水資源進行優化配置和高效利用，已成為當前灌區節水技術改造研究的重要課題。

廣義的井渠結合灌區實際上是渠井結合灌區和井渠結合灌區的通稱，是採取井灌和渠灌相結合的方式聯合運用地表水和地下水，力求在充分利用本地區水資源的條件下解決農業用水問題。嚴格來說，以地表水渠灌為主、地下水井灌為輔的灌區應稱為渠井結合灌區；反之應稱為井灌結合灌區。目前我國北方的大、中型灌區，大多數採用的是渠井結合灌溉的形式，只有少數單純引洪補源的灌區才採取井渠結合形式。不管是渠井結合還是井渠結合，都是通過渠和井在灌區內的布局和調配灌溉用水量來優化灌區可用水資源，使其發揮最大效益。在井渠結合灌區，採用何種灌溉類型，直接關繫到水資源的優化配置形式和農業高效用水，必須根據灌區的水源情況、作物種植結構、經濟能力、環境保護等綜合考慮，進行技術經濟分析來確定。

井渠結合灌區的灌溉水源一般包括地表水（庫水或河水）、地下水、降水。由於地表水和降水都屬於地上水源，因此也可將這三種水源的聯合運用稱作地上水和地下水聯合運用。要對井渠結合灌區水資源進行優化配置，必須在維持水環境良性循環的前提下，定時定量地安排使用好各種水源，並對他們的相互轉化關系進行人為的調控。井渠結合灌區的多水源優化調度與聯合運用，不但與水資源條件有關，而且與井和渠的布局、作物種植結構、灌溉方法等密切相關，直接影響灌區的灌溉規模和灌溉效益，需要進行多方案比較來確定。

井渠結合灌區可以將渠灌滲漏的部分水量通過井灌得到重復利用，因而提高了引進灌區的灌溉水的利用率。可重復利用水量的多少與渠、井工程布局、灌區水文地質情況、灌區外圍的環境條件等有密切關系。用井灌重復利用渠灌的滲漏水量，相當於對引入灌區的灌溉水進行二次開發，需要修建井灌工程和消耗能源，因此相對於純渠灌區來說，增加了一定的建設投入。如何確定井渠結合灌區渠道防滲率？渠道和機井在面上如何合理布局？是井渠結合灌區發展地上水與地下水聯合運用技術中的難點，是今後節水農業技術應重點研究的方面。但是從定性來說，可以得出幾點初步認識：（1）灌區內渠灌的固定渠道不需要全部防滲；（2）從灌區外輸水進入灌區的乾渠一般應進行防滲處理；（3）灌區內那一級或那一部分固定渠道需要防滲，須對渠道防滲可減少的滲漏水量所需要的投入與利用井灌可重復利用的渠灌滲漏水量所需的投入進行周密的技術經濟比較後確定；（4）應在灌區上游多打井利用地下水發展井灌，灌區下游多用渠水灌溉少打井少用地下水，以穩定灌區的地下水位。

2.3再生水灌溉高效安全利用技術

再生水是對污廢水（城鎮生活污廢水、工業污廢水）進行一定的凈化處理後，可重復應用於各種生產、生活用的水。我國1993年城鎮生活與工業污廢水排放量高達636億m3，2000年，全國污廢水排放總量估計達到900億m3，隨著國民經濟的發展，污廢水的排放量將會越來越大，這是我國一種潛在的待開發的水資源，但目前城市污廢水處理率僅為6%左右。沒有經過處理使其達到灌溉水質標準的污廢水，不但不能作為灌溉水源，而且會對生態環境造成惡化。如經資源化處理，則成為寶貴的灌溉水資源，可緩解我國灌溉農業用水的巨大壓力。我國污廢水灌溉農田主要集中在北方的海、遼、黃、淮四大河流域，約佔全國污廢水灌溉面積的85%。據統計，我國1991年污廢水灌溉面積達306.7萬km2，2000年估計達426.7～440萬km2，發展潛力很大。但是，我國目前灌溉農田的污廢水大都未經過處理，已造成部分地區農田及地下水污染，農產品殘毒量超標的不良後果。因此，研究和發展再生水灌溉高效安全利用技術，將是我國今後節水農業技術發展的一個重要方面。

污廢水的水質處理是再生水灌溉高效安全利用的基礎。污廢水中的生活廢水是人們在生活過程中排棄的污水，主要包括糞便水和各種洗滌水，一般生活廢水量為0.11～0.12m3/人·天。生活廢水中對水體影響較大的污染物所含有的固形物多為無毒物質，分無機物和有機物兩種。這些污染物易產生富營養化，易產生惡臭物質，含有對人體有害的多種寄生病原微生物和洗滌劑。如不經過凈化處理直接排放出去，勢必造成水源及環境污染。用作農田灌溉的生活廢水是經過二級處理過的低濃度生活廢水，要防止濃度過高的生活污水或未經處理的生活廢水灌入農田。可以根據作物生長季節調整生活污水處理的深度。在作物的生長時期，污水脫磷不脫氮，既保證作物對營養物質的需要，也可以降低處理費用；非作物生長期，污水既脫磷又脫氮，保證達到排放標准，不產生富營養化，引起二次污染。污廢水中工礦企業排放的廢水污染物繁多，成分復雜，含有多種重金屬元素、有害的無機物或有機化合物、病原生物等，不能用於直接灌溉農田。必須經過嚴格凈化處理達到灌溉水質標准，才能用於灌溉非直接食用的農作物。對於含有致病微生物的工業廢水，還要輔以必要的消毒處理。工業廢水用於回灌地下水前，必須進行相應處理，使回灌水的水質優於當地的地下水水質。要達到人工回灌水的水質指標，工業廢水在回灌前必須進行三級處理，並達到飲用水的水質要求。

由於技術和經濟上的原因，再生水要完全達到原始淡水的水質才用於灌溉農田是不現實的。因此，對再生水灌溉高效安全利用技術的研究重點應放在保證灌溉對作物和環境的安全性方面。為此需通過對污染物在土壤中的運移規律、污染物對作物生長及品質以及環境的影響進行研究，以此為基礎，制定再生水灌溉的安全評價及控制指標體系，再以此為依據，研究再生水灌溉制度、施肥方式及灌溉模式，以及灌溉後作物和農田殘留物的快速測定技術和方法。

2.4節水農業關鍵設備、產品及材料的產業化

隨著我國節水農業的迅速而大規模發展，需要大批優質的節水農業新產品與設備及新材料來支撐，因此，需加大研製與開發力度，在工藝和配方上取得突破，投產一批節水農業新設備及新材料並形成產業化。包括：①田間節水灌溉設備及新產品：抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器；新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備；節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度噴頭；適宜於園林噴灌的升降式噴灌裝置；新型扇形轉動機構的搖臂式噴頭；新型機械移動式輕小型噴灌機組；智能控制低壓變數自走式噴灑機組；激光平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統；田間波涌灌溉控制閥、田間多孔閘管系統、田間灌溉自動控制設備；集灌水、播種、施肥於一體的新型多功能行走式局部施灌機。②新型節水專用材料與生化制劑：高強度、輕型金屬管材，高分子復合材料的大口徑管材、管件及配套設備；新型土壤固化劑；新型復合土工膜料和填縫材料；新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料；適合旱區雨水集蓄的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠化環保型集雨面噴塗材料、生物集雨材料；可被微生物完全分解成對環境無害物質的農用地膜；具有增溫、保墒、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料；新型長效保水劑與節水抗旱種衣劑、植物蒸騰抑制劑、土壤 結構改良劑、控制農田灌水水流入滲的化學制劑。③灌溉系統水量監控與調配新產品：水頭損失小、價廉、精度高、抗干擾性能強的渠系量水設備，新型量水槽，具有量水和水量調控雙重功能的取水口量水設施；新型管道量水儀表；適合北方高含沙渠道採用的量水裝置；經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備；井灌區計量用水卡等。

考慮到我國農村勞動力向城鎮的快速轉移，農業生產向高效集約化經營發展的趨勢，節省勞力、生產效率高、自動化程度高的節水灌溉機具應成為今後研究、開發和產業化的重點。如機械移管的噴灌機具，地下滴灌設備，大、中、小型的渠道防滲襯砌機具，農田精細平地、開溝、打畦機具，各種自動閥門，以及灌溉自動化控制設備等。

2.5節水農業技術的示範區建設

長期以來，我國推廣節水農業技術是通過建設示範區顯示其效果，為農民做出可以仿效的樣板，激勵農民採用新技術的模式進行的，無疑這種模式對我國推廣節水農業技術起到了重要的作用，今後還將是技術推廣的一種重要手段。但是總結我國節水農業技術示範區建設的經驗，也發現存在一些值得注意的問題。這些問題的集中表現為示範區建成後難於鞏固和持續發展，往往建設任務完成驗收後，示範區的作用也就結束了。縱觀發展節水農業的歷程，過去建成的示範區現在仍存在而且發揮作用的為數不多。究其主要原因，一是示範區選擇時，人為的行政干預還不時存在，沒有真正按科學和經濟規律辦事；二是地方配套資金不到位，示範區建設質量和數量和原計劃相差很遠；三是科技人員的責權利沒有與示範區效益很好掛勾；四是科技成果不夠成熟。

為了使我國節水農業示範區建設能起到更好的作用，今後應採取更加切實可行的措施，這些措施包括：一是加強示範區選擇時的科學論證，特別是在確定國家級示範區時，不能只聽申報單位的書面匯報，應組織專家深入到待選示範區所在地進行調研，從示範區的代表性、原有基礎、干群接受的程度、技術成果成熟度等進行現場論證。只有示範區選准了，示範區建成後才有生命力。二是示範區建設資金的使用應設立專門的帳戶，國家下達示範區建設的資金和地方上認可的配套資金都要匯入這個專門賬戶，由示範區任務下達單位管理，以此克服地方配套資金不到位的常見現象；三是示範區的經濟效益要與承擔示範區建設的科技人員責權利掛勾，因技術原因造成效益增加的，科技人員要按比例提取報酬，造成效益降低的要承擔一定的經濟責任。以此加強示範區建設各方的責任，並減少和杜絕誇大示範區取得的效益。四是示範區建成後只進行初步驗收，主要是檢查建設項目完成的情況，正式驗收要到示範區建成三年後，此時主要檢驗示範區效益發揮情況和能否進入良性循環。驗收都應採取現場驗收。一般來說如果示範區能良好地運轉三年，鞏固和持續發展的可能性就很大。

2. 量水建築物的設備結構

在沒有水工建築物或現有水工建築物不能滿足量水要求條件下，或有特殊需要時內采容用。其優點是量水較准確，但需要專門修建的費用。按水力計算原則的不同，特設的量水設施可分為：
①量水堰：設於明槽中用以量測水流流量的溢流堰。有各種形式的薄壁堰，如三角形堰、矩形堰、梯形堰、寬頂堰以及三角剖面堰、平坦V形堰等。
②量水槽:在明槽中設置一縮窄段（喉道），使之發生臨界流，並於上游或上、下游特定位置測定水深以求得流量的量水設施。如矩形喉道槽、梯形喉道槽、U形喉道槽、巴歇爾槽、無喉道槽等。
③量水孔口：孔口形狀常為矩形或圓形，通過測定孔口上游水頭（自由出流）或上、下游水頭差（淹沒出流）以確定流量。
④量水管嘴及量水薄片孔口：利用流速改變所引起的水頭差來確定流量。
⑤分流式量水計：利用文丘里管做過水主管,並在其喉道處連接裝有水表的支管,通過水表讀數以求得流量的量水設施（見圖）。特設量水設施均是預先建立水位與流量的關系。通過測定建築物上游某一規定位置的水頭或上、下游水頭差，即可用公式、表格或關系曲線，將測出的水位換算為流量。

3. 噴灌設備是什麼

（sprinkling equipment）

（盧希誠）

將水加壓噴散成細小水滴的灌溉設備。是噴灌系統的主要組成部分。與地面灌水相比，噴灌具有省水、省工、保土、保肥、適應性強和便於實現機械化、自動化等優點。

噴灌產生於19世紀末，最早只用於噴灌草坪、園林花卉，以後用來噴灌苗圃和農作物。初期的噴灌都是固定管道式系統，管道為鑄鐵管。隨著高效噴頭、薄壁鋁管、輕質塑料管和快速管接頭等設備的應用，噴灌得到迅速發展。中國於50年代中期建立了第一批噴灌站，多為固定式，主要用以灌溉蔬菜。50年代末期研製了一些噴灌設備，並創造了山地自壓噴灌方法。70年代，噴灌迅速發展，生產了苗圃和農作物用的多種類型的噴灌設備和移動式、旋轉時針式等多種噴灌方式。

噴灌組成

由灌溉水源、噴灌設備和田間工程組成的灌溉設施，稱為噴灌系統。噴灌設備通常由供水機械、輸水管路和噴頭三部分組成。按組成部分的安裝和可移動程度分為固定式、半固定式和移動式。固定式噴灌設備固定不動，供水機械安置在水源處。輸水管路的干管和支管一般是埋在地下，按一定距離在支管上安裝豎管，噴頭旋在豎管上。噴灌時，可開啟全部噴頭，也可分段開啟。根據作業要求噴頭可圓形或扇形噴灌。半固定式噴灌設備的支管可以移動，根據需要與干管上的預留閥門連結。移動式其設備都可移動。

噴灌機

由水泵、動力機、輸水管道、噴頭及其支持部分組成的整體機組。按其移動方式分自走式、機械移動式和人工移動式。按其作業方式分定點噴灌式和連續噴灌式。連續噴灌式的水量分布均勻，調節其移動速度，即可以改變灌水量。定點噴灌的水量分布不夠均勻。噴灌機按噴頭的數目分為單噴頭和多噴頭兩類。按動力大小分為輕型（3～6馬力）、小型（10～12馬力）、中型（28～40馬力）和大型（54馬力以上）。

噴頭

噴頭的作用是將加壓水流噴射到空中，散成細小水滴並均勻地灑布在它所及的灌溉面積上。性能良好的噴頭，除要求其結構簡單運轉穩定可靠外，還必須有適當的噴灌強度和霧化程度，合理的水量分布和較低的能量消耗。噴頭按其工作壓力和射程的大小可分為低壓噴頭（近射程噴頭）、中壓噴頭（中射程噴頭）和高壓噴頭（遠射程噴頭）。按其結構特徵和工作特點，可分固定式和旋轉式。旋轉式噴頭又稱為射流式噴頭。它是使壓力水流通過噴管及噴嘴形成一股集中射流射出，與此同時驅動機構使噴頭繞鉛垂軸線旋轉，在空氣阻力和粉碎機構的作用下，射流被粉碎成細小水滴，噴灑在噴頭的四周，形成一個以射程為半徑的圓形或扇形的灑水面積。根據驅動噴頭旋轉的方式又分為反作用式、葉輪式和搖臂式三種。林業上應用最普遍的是搖臂式噴頭。固定式噴頭也稱散水式噴頭或漫射式噴頭，噴灌時噴頭的所有部件都固定不動，噴出的水沿徑嚮往外同時灑開，潤濕面積成圓形或扇形。它的射程比旋轉式噴頭小，一般只有5～10米。霧化程度高，結構簡單，工作可靠，多用在溫室、菜地和公園。固定式噴頭安裝在行噴式噴灌機上，不但可以提高噴灑質量，而且能節約能量，適於林業苗圃中小粒種子的萌芽期的噴灌。

噴頭按工作壓力與射程分類表

水泵

其作用是給灌溉水增壓，以保證噴頭要求的工作壓力。常用的水泵有離心泵，自吸離心泵，長軸井泵，深井潛水電泵等。

動力機

帶動水泵的動力機，有電動機、柴油機、汽油機和拖拉機。動力機功率的大小，根據配套水泵的要求而定。下圖為以柴油機為動力的噴灌設備。

以柴油機為動力的噴灌設備

噴灌技術的發展趨勢是：採用低壓噴灌；噴、滴灌結合起來進行灌溉；利用風力、太陽能、沼氣等作為噴灌動力：採用慢噴灌、間歇噴灌、脈沖噴灌、細滴噴灌等噴灑技術，提高噴灑均勻度和霧化程度，以及降低噴灌強度；進一步研究擴大噴灌設備的綜合利用，提高經濟效益。

參考書目

施鈞亮、竇以松、朱堯洲著：《噴灌設備與噴灌系統規劃設計》，水利電力出版社，1979。

4. 用水計量設備有哪些

從價格和性能考慮有如下幾種：
旋翼式水表、孔板流量計、電磁流量計、漩渦流量計、質量流量計等

5. 節水灌溉系統需要什麼設備

節水灌溉系統需要噴灌設備，微灌設備等。
1）噴灌技術。
利用加壓水泵、動力機等噴灌機器把水通過管道輸送到田間，再由噴嘴將水噴灑到空氣中形成水滴，均勻地分布在作物和農田之間，這種技術幾乎適用於所有農作物。
2）微灌技術。
包括滴灌、脈沖灌溉、微噴霧和湧泉灌等多種方法。根據設備工作壓力不同分為常壓微灌和重力微灌，根據設備鋪設方式不同分為地下微灌和地面微灌。微灌技術的特點在於通過灌溉控制系統、水過濾系統和輸水管道的綜合運用，可以很好地控制用水。以管道上的特殊噴頭像滴水頭、穩流器、分水器、滴灌水帶、噴水帶等，把溶解於水中的肥料和營養物質，以較小的流量速度准確注入作物根部附近的土壤。

6. 農業灌溉系統包含哪些設備

這個分為渠道灌溉系統和管道灌溉系統兩類。
渠道灌溉系統由灌溉渠首工內程容，輸水、配水工程和田間灌溉工程等部分組成。
①灌溉渠首工程有水庫、提水泵站、有壩引水工程、無壩引水工程、水井等多種形式，用以適時、適量地引取灌溉水量。
②輸水、配水工程包括渠道和渠系建築物，其任務是把渠首引入的水量安全地輸送、合理地分配到灌區的各個部分。按其職能和規模,一般把固定渠道分為干、支、斗、農四級,視灌區大小和地形情況可適當增減渠道的級數。渠系建築物包括分水建築物、量水建築物、節制建築物、銜接建築物、交叉建築物、排洪建築物、泄水建築物等。
③田間灌溉工程指農渠以下的臨時性毛渠、輸水壟溝和田間灌水溝、畦田以及臨時分水、量水建築物等，用以向農田灌水，滿足作物正常生長或改良土壤的需要。
管道灌溉系統分為噴灌系統、滴灌系統和低壓管道輸水灌溉系統等
主要由首部取水加壓設施、輸水管網及灌溉出水裝置三部分組成。

7. 灌區用水管理現代化包括哪些內容

灌溉用水管理現代化的基本內容包括：

1)灌溉用水信息管理現代化。
包括：灌區氣象、水文、土壤、作 物、 地下水等各種自然信息的自動監測、 採集與傳輸， 數據自動處理； 以及灌溉預報與計劃用水的信息化管理。

2)灌溉及灌溉設施管理現代化。
包括改善和改建渠道及各種建築 物，採用新的量水配水設備，進行灌溉用水實時監測，灌溉設施運行 管理自動化和半自動化調控。

3)灌區行政事務及附屬設施管理現代化。
包括灌區水費、財務、 文書、行政、人事、組織以及通信、交通、環境等方面的現代化管理。

8. 農業灌溉用水計量採用的建築物及設施和設備有哪些

建築給水系統的組成、分類及給水方式 一般建築物的給排水系統包括給水系統和排水系統，它是任何建築物必不可少的重要組成部分。給水系統主要由引入管、水表節點、給水管道、配水裝置和用水設備、控制附件、增壓和儲水設備等部分組成。

9. 量水設施主要有哪幾類

按水力計算原則的不同，特設的量水設施可分為：
①量水堰：設於明槽中用以量測水流流量的溢流堰。有各種形式的薄壁堰，如三角形堰、矩形堰、梯形堰、寬頂堰以及三角剖面堰、平坦V形堰等。
②量水槽:在明槽中設置一縮窄段（喉道），使之發生臨界流，並於上游或上、下游特定位置測定水深以求得流量的量水設施。如矩形喉道槽、梯形喉道槽、U形喉道槽、巴歇爾槽、無喉道槽等。
③量水孔口：孔口形狀常為矩形或圓形，通過測定孔口上游水頭（自由出流）或上、下游水頭差（淹沒出流）以確定流量。
④量水管嘴及量水薄片孔口：利用流速改變所引起的水頭差來確定流量。
⑤分流式量水計：利用文丘里管做過水主管,並在其喉道處連接裝有水表的支管,通過水表讀數以求得流量的量水設施。

10. 果園灌溉用什麼設備合適

隨著節水灌溉技術的飛速發展，越來越多的地區和作物都開始應用起了節水灌溉技術。這其中，果園灌溉的應用最為廣泛，下面我們就果樹灌溉的幾種方式做簡單介紹：
1、地面灌溉：地面灌溉需要很少的設備，投資少，成本低，是生產上最為常見的一種傳統的灌溉方式，包括漫灌、樹盤灌水或樹行灌水、溝灌、渠道畦式灌溉等。平原區果園地面灌水多採用漫灌、樹盤灌水或樹行灌水、溝灌等灌溉方式。蔬菜植物多畦栽，因而地面灌溉多採取渠道畦式灌溉。畦田種植的草本花卉也可以採用這種方式。木本觀賞植物的灌溉方式基本上同果樹灌溉。此外，漫灌適用於夏季高溫地區大面積種植，且生長密集的草坪，溝灌也適宜大面積、寬行距栽培的花卉、蔬菜。地面灌溉雖簡便易行，但灌水量較大，容易破壞土壤結構，造成土壤板結，而且耗水量較大，近水源部分灌水過多，遠水口部分卻又灌水不足，所以只適用於平地栽培。為了防止灌水後土壤板結，灌水後要及時中耕鬆土。
        2、噴灌：噴灌又稱為人工降雨，是利用噴灌設備將水分在高壓下通過噴嘴噴至空中降落到地面的一種半自動化的灌溉方式。噴灌可以結合葉面施肥、葯物防治病蟲害等管理同時進行，具有節約用水、易於控制、省工高效等優點，不破壞土壤結構，能沖刷植株表麵灰塵，調節小氣候，適用於各種地勢。但其設備投入較大，在風大地區或多風季節不能應用。應用噴灌方式灌溉時霧滴的大小要合適。
3、滴灌：滴灌是直接將水分或肥料養分輸送到植株根系附近土壤表層或深層的自動化與機械化結合的最先進的灌溉方式，具有持續供水、節約用水、不破壞土壤結構、維持土壤水分穩定、省工、省時等優點，適合於各種地勢，其土壤濕潤模式是植物根系吸收水分的最佳模式。現廣泛應用於果樹、蔬菜、花卉生產中，但其設備投資大，而且為保證滴頭不受堵塞，對水質的要求比較嚴格，濾水裝備要精密，耗資很高，從節水灌溉的角度來看，滴灌在未來將是一個很有前途的灌溉模式。
    4、地下灌溉：地下灌溉是將管道埋在土中，水分從管道中滲出濕潤土壤，供水灌溉，是一種理想的灌溉模式。該方法具有利於根系吸水、減少水分散失、不破壞土壤結構、水分分布均勻等優點。但由於管道建設費用高，維修困難，因而目前該方法正逐步被替代。