灌区量水设备

1. 农田的灌溉方式及发展

1.1节水节能灌溉新设备
研制完成节水节能灌溉新设备19种，并全部投入中试生产，其中11种产品实现产业化。喷微灌设备的研制在改变产品结构、实现优化设计、采用新材料提高使用寿命，改进加工工艺，提高整体性能和成品率，降低了造价。如外混式自吸泵采用CAD优化设计，优化回流孔位置和尺寸；解决了自吸泵效率与自吸性能之间矛盾；增设橡胶阀提高了泵的扬程和效率取得较大突破。金属快速接头设计了复合型密封圈，既保持了球形接头密封性良好的优点，又增加自泄功能。水动式施肥泵利用液压驱动活塞运动原理，设计了活塞组件的换向机构，产品体积小、重量轻、价格仅为国外同类产品的1/10～~1/8。采用耐久塑料作为基本原料，使旋转式微喷头使用寿命超过2000h。
1.2 黄河高含沙水滴灌净化处理模式

系统地测试了黄河水泥沙含量级配情况及其在输送、沉淀、过滤过程中的变化规律，并从理论上研究了泥沙在滴灌系统内的沉淀堵塞规律及数学模型，研究提出的二种组合过滤模式，即工程技术措施与过滤系统相结合的“沉淀—砂过滤器—抗堵滴头组合方式”和“无纺布过滤—沉淀—砂过滤器—抗堵滴头组合方式”过滤模式，结合抗堵塞性能强的平面迷宫式滴头和相应的大田粮食作物滴灌制度和运行管理技术，形成完整的引黄高含沙水滴灌技术体系。在甘肃、宁夏、内蒙建成333hm2滴灌示范区，取得节水增产的显著效益。

1.3 田间节水灌溉新技术

对波涌灌溉技术、水平畦田灌溉技术和地下滴灌技术进行比较深入的研究。在波涌阀设计结构中采用双阀形式和时间耦合方式，使设备具有独特的自动切断水流功能自控能力，对实现灌区输配水系统自动化控制管理十分有利，为波涌灌水技术的推广应用提供了可靠的技术支撑。采用将波涌灌溉设计管理模型从设备主机控制系统中分离出的设计方法，使整个设备操作使用过程简便明了，易于农民实际应用。

在国内首次系统开展激光控制土地精细平整技术的田间应用研究，对平地精度、作业效率、成本费用和经济可行性进行分析评价，提出了激光控制平地技术与常规机械平地技术相结合的组合平地技术的新概念和新模式。首次提出适合国情的水平畦田灌溉系统的设计方法、灌水设计参数及相应的田间工程布局模式和结构形式，具有较强的田间实用性。

开发研制的地下滴灌技术专用灌水器，可有效防止因系统负压引起的滴头堵塞，具有良好的水力学特性。在考虑根系吸水作用下的地埋点源非饱和土壤水运动和肥料溶质运移的数值模拟研究，为地下滴灌系统的合理设计、灌水设计参数确定、水肥最佳耦合期和系统运行管理提供了科学依据。

其成套技术在北京昌平区建成的80hm2田间节水灌溉新技术试验示范区，进行考核应用，取得节水增产的显著效益。与传统地面灌相比，果树地下滴灌田间水利用率可提高50%，增产28%。波涌灌溉技术，田间水利用率提高20%～30%，灌水均匀度达到85%，水平畦田灌，田间水利用率达80%以上。此外，还在新疆开展波涌灌水技术的推广应用工作，建成示范区267hm2，获得明显的节水增产效益。

1.4 节水高效灌溉制度

通过对主要农作物节水高效灌溉制度的研究，确定了节水高效灌溉条件下，冬小麦、夏玉米、棉花关键需水期及土壤水分控制指标，需水敏感指数等定量指标。根据水分胁迫的后效应和补偿效应建立的Jensen修正模型更加客观地反映了作物不同生育阶段，不同程度水分胁迫与产量的关系。综合考虑了水分调控的作物生理生态及作物补偿效应，形成了节水灌溉条件下三种作物的水分生产函数。通过研究提出了节水高效灌溉条件下冬小麦、夏玉米、棉花的调亏灌溉指标、适宜调亏期及其土壤水分控制指标。确定了三种作物的水分生理、光合作用、冠层 结构、干物质积累等生理生态节水高效灌溉指标，提出大田作物调亏灌溉综合技术体系。上述节水高效灌溉制度成果在山西霍泉灌区753.3hm2示范区应用后，冬小麦全生育期节约灌溉水量2985m3/hm2，节水45.3%，增产1035kg/hm2，增产幅度16.2%。夏玉米节约灌溉水量2010m3/hm2，节水47.2%，增产1725 kg/hm2，增产幅度22.4%。棉花节约灌溉水量1800m3/hm2，节水50%，增产幅度53.8%。粮食水分生产率达1.83kg/m3。

1.5 我国北方地区应用的节水灌溉与农业综合配套技术

提出了沟、畦、喷微灌条件下水肥结合、适宜调配、施肥方法的最佳耦合技术；提高农田水分利用效率的间套种植模式与深耕、免耕技术；多孔出流软管灌水技术；包复肥在农田覆盖条件下的应用技术；根据不同间套作物生育期需水规律及特点，确立其最经济供水量及组合，提出立体间套种植的高效灌水技术。将传统的夏、秋作物轮作改为间套种植，确定适宜的小麦-花生、小麦-玉米、小麦-棉花和小麦-花生/玉米这4种典型间套种植模式，采用周年一体化的农水措施，集种、水、肥、耕作、覆盖及化学制剂技术措施为一体，集成为8套节水灌溉与农业综合配套技术。在河南新乡古固寨镇769hm2田试验示范区和辐射区大面积推广应用，小麦、玉米、花生、棉花产量增长40%以上，水分生产率平均增长60%以上。小麦单方水生产效率由0.78kg/m3提高到1.51kg/m3，玉米由0.97kg/m3提高到1.86kg/m3。

1.6 不同集流面地表处理技术

系统研究了集雨工程参数，提出HEC土与沥青玻璃丝油毡2种新型地表处理材料及其施工技术；提出了适于黄土高原地区应用的砼球形水窖、砼薄壳圆柱形水窖和红胶泥瓶形水窖3种水窖形式，单厢式、迷宫式和旋流式3种沉沙池结构形式以及相配套的防渗抗冻技术、保鲜净化技术。提出了人工汇集雨水规划设计技术指南。创建了坡地活动式集雨节灌模式，提出了“上部坡地夏季种粮、秋季覆膜集雨、地边打窖蓄水，补灌下部作物”的一地多用、低耗高产、水保与集雨相结合的综合配套模式；建立了潜水泵加滴灌、手压泵配软管、汽油泵配微灌和自压灌溉四种水窖提水节灌系统，组装了小型汽油泵，开发了抗旱补灌机具。在系统分析主要农作物生理需水基础上，形成雨水高效利用及其配套技术体系。在甘肃定西县、陕西富平县建成166.67hm2试验示范区。示范区小麦单产达4630.5kg/hm2，增产156%。玉米单产达6075kg/hm2、增产33.5%。

1.7 基于实时灌溉预报的渠系动态配水技术

通过研究提出了墒情模拟及预测模型，墒情及旱情信息的监测和传递技术。灌溉系统配水关键技术在模型手段上有较大改进，解决了无调节能力的灌区的配水问题，并将随机方法及神经网络法用于源泉出流及作物蒸发蒸腾量预测模型，并提出了新的确定A。的方法。采用学科交叉的方法，把有明确物理概念的水文模型、作物需水和蒸发蒸腾模型结合起来建立的墒情模拟和预报模型，其结构和参数具有明确的物理概念，为量水提供了新理论、新方法。研究确定明渠测流长喉槽结构的优化设计方案，开发出智能型量水仪，为灌区节水管理提供了量测精度高、水头损失小、结构简单、造价低廉、便于推广的量水建筑物和仪表设备。

与此同期，各部门、各地区安排的研究项目和技术开发中，在渠道防渗技术、管道输水技术和膜下滴灌技术等方面也取得了明显的进展。

2.对我国节水农业技术今后发展的探讨

近期由于我国加大了对节水农业技术研究的力度，节水农业技术水平得到了了显著提高，有不少技术已经比较成熟，对推动我国农业生产的发展起到了重大的作用。但是，我国节水农业技术的总体技术水平与发达国家的差距还比较大，且在发展中仍存在一定的盲目性，具有自主知识产权的先进技术和产品很少，节水灌溉设备产业化程度低。因此，应按照“有所为，有所不为”的原则，重点研究和发展适合我国国情应用的节水农业技术。以下就我国今后节水农业技术应重点发展的方面，进行一些探讨。

2.1 作物节水高效灌溉制度

作物节水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入获取最高效益而制定的灌溉方案，包括农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌溉定额和灌溉定额。实施作物节水高效灌溉制度，不需要昂贵的工程和设备投入，农民易于掌握和操作，是我国今后发展节水农业技术的主要方面。作物灌溉制度的制订，依赖于灌区内农作物的组成情况和各种农作物的需水量，以及灌区内的水源供应情况和农作物生长期内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础，联合国粮农组织对作物需水量的定义为“为满足健壮作物因蒸发蒸腾损耗而需要的水量深度。这种作物是在土壤水分和肥料充分供应的大田土壤条件下生长的，并在这一环境条件中发挥全部产量的潜力。”可见，作物需水量是作物生长在最佳的生长环境中，并最大限度发挥产量潜力状态下所需的水量。最佳生长环境包括播种时间和密度、土壤肥力水平、水分供给状况、病虫害防治等均处于最适宜的状态。实际生产中，作物在整个生长期内各项制约因素始终都处于最佳状态是几乎不可能的。真正反映作物在随机生长状况下的需水量是作物耗水量，即作物在任意生长状况和土壤水分条件下实际的蒸腾量、棵间蒸发量及构成作物体水量之和。由作物需水量作为依据制定的灌溉制度，主要是为灌溉工程设计服务的，在实际灌溉操作中可能连一次也用不上。由于作物在田间的生长条件的变异性，在研究作物节水高效灌溉制度时应更加重视作物耗水量的研究。

当前“非充分灌溉”成为节水农业研究中的一个热点，非充分灌溉是相对于传统的充分灌溉而言的，也即前者研究的重点是作物在水分供应不充足时的耗水量，后者是作物的需水量。但是非充分灌溉是一个很不确定的概念，到底非充分到什么程度？它的最终目标如何确定？而且由于品种改良、作物耕作栽培技术的突飞猛进，不少灌区作物灌溉用水量比过去大幅度减少，但产量却直线上升，这到底是非充分灌溉还是因生长条件改善作物灌这点水就足够了呢？现在都没有定论。非充分灌溉还给灌溉工程设计带来一定的误区，例如在各地进行的大型灌区节水改造规划中，有些灌区本来水源供水量比初建时大为减少，而为了在规划中保住甚至扩大原来的灌溉面积，就笼统地规划成采取非充分灌溉制度。当前对非充分灌溉的经济性解释为“在适当降低作物单产的同时，扩大灌溉面积增加总产量，使总效益最高”。但这是一个涉及到灌区上下游农民利益、灌溉工程投入产出效益（要发展灌溉就得修工程，不管是充分还是非充分灌溉）的复杂问题。因此，有不少灌溉专家认为，实行非充分灌溉相对于充分灌溉的单产降低不应大5%，而且要对灌溉工程的投入产出进行周密论证，是缩小灌溉面积维持高单产合算还是扩大灌溉面积降低单产保持总产或提高总产合算。实际上我国由于季风气候的特点，加上工业和城市生活用水的迅速增加，不管北方或是南方淡水资源日益紧缺的局面不可避免，灌溉水的取得又必须付出一定的经济代价，因此，无论灌溉供水充足还是不充足的地区都要实施节约灌溉用水，而且目标是通过灌溉取得高效益。从这个意义上来说，在节水农业技术领域不提“非充分灌溉制度”而提“节水高效灌溉制度”更合适。

要制定的作物节水高效灌溉制度，应是农民能实际操作的，这就需要在灌区开展不同作物、不同生长条件下的耗水量研究，特别是随着作物种植结构的调整，应加大对各种经济作物的耗水量研究，寻求作物在不同生长环境条件下的节水高效规律。以此为基础，制定灌区在不同的供水、气象、农艺、管理等条件下的节水高效灌溉用水方案，采用现代化手段对灌区进行实时灌溉预报，指导农民进行灌溉。

2.2井渠结合灌区地上水与地下水联合运用技术

我国北方的引库、引河灌区，由于灌溉水源日趋紧张，大多数都采取井渠结合灌溉的形式。在引库灌区采取井渠结合灌溉，既能重复利用渠道输水和田间灌溉渗漏的地表水，又能确保农作物适时适量灌溉用水，还可通过井灌抽水降低地下水位，增加土壤储水库容，防止内涝和次生盐碱化的发生和发展。在引河灌区运用井渠结合灌溉，则是抗旱、防涝、治碱、节水、减淤等综合开发利用河水和当地水资源的有效措施。因此，如何对这类灌区可利用的水资源进行优化配置和高效利用，已成为当前灌区节水技术改造研究的重要课题。

广义的井渠结合灌区实际上是渠井结合灌区和井渠结合灌区的通称，是采取井灌和渠灌相结合的方式联合运用地表水和地下水，力求在充分利用本地区水资源的条件下解决农业用水问题。严格来说，以地表水渠灌为主、地下水井灌为辅的灌区应称为渠井结合灌区；反之应称为井灌结合灌区。目前我国北方的大、中型灌区，大多数采用的是渠井结合灌溉的形式，只有少数单纯引洪补源的灌区才采取井渠结合形式。不管是渠井结合还是井渠结合，都是通过渠和井在灌区内的布局和调配灌溉用水量来优化灌区可用水资源，使其发挥最大效益。在井渠结合灌区，采用何种灌溉类型，直接关系到水资源的优化配置形式和农业高效用水，必须根据灌区的水源情况、作物种植结构、经济能力、环境保护等综合考虑，进行技术经济分析来确定。

井渠结合灌区的灌溉水源一般包括地表水（库水或河水）、地下水、降水。由于地表水和降水都属于地上水源，因此也可将这三种水源的联合运用称作地上水和地下水联合运用。要对井渠结合灌区水资源进行优化配置，必须在维持水环境良性循环的前提下，定时定量地安排使用好各种水源，并对他们的相互转化关系进行人为的调控。井渠结合灌区的多水源优化调度与联合运用，不但与水资源条件有关，而且与井和渠的布局、作物种植结构、灌溉方法等密切相关，直接影响灌区的灌溉规模和灌溉效益，需要进行多方案比较来确定。

井渠结合灌区可以将渠灌渗漏的部分水量通过井灌得到重复利用，因而提高了引进灌区的灌溉水的利用率。可重复利用水量的多少与渠、井工程布局、灌区水文地质情况、灌区外围的环境条件等有密切关系。用井灌重复利用渠灌的渗漏水量，相当于对引入灌区的灌溉水进行二次开发，需要修建井灌工程和消耗能源，因此相对于纯渠灌区来说，增加了一定的建设投入。如何确定井渠结合灌区渠道防渗率？渠道和机井在面上如何合理布局？是井渠结合灌区发展地上水与地下水联合运用技术中的难点，是今后节水农业技术应重点研究的方面。但是从定性来说，可以得出几点初步认识：（1）灌区内渠灌的固定渠道不需要全部防渗；（2）从灌区外输水进入灌区的干渠一般应进行防渗处理；（3）灌区内那一级或那一部分固定渠道需要防渗，须对渠道防渗可减少的渗漏水量所需要的投入与利用井灌可重复利用的渠灌渗漏水量所需的投入进行周密的技术经济比较后确定；（4）应在灌区上游多打井利用地下水发展井灌，灌区下游多用渠水灌溉少打井少用地下水，以稳定灌区的地下水位。

2.3再生水灌溉高效安全利用技术

再生水是对污废水（城镇生活污废水、工业污废水）进行一定的净化处理后，可重复应用于各种生产、生活用的水。我国1993年城镇生活与工业污废水排放量高达636亿m3，2000年，全国污废水排放总量估计达到900亿m3，随着国民经济的发展，污废水的排放量将会越来越大，这是我国一种潜在的待开发的水资源，但目前城市污废水处理率仅为6%左右。没有经过处理使其达到灌溉水质标准的污废水，不但不能作为灌溉水源，而且会对生态环境造成恶化。如经资源化处理，则成为宝贵的灌溉水资源，可缓解我国灌溉农业用水的巨大压力。我国污废水灌溉农田主要集中在北方的海、辽、黄、淮四大河流域，约占全国污废水灌溉面积的85%。据统计，我国1991年污废水灌溉面积达306.7万km2，2000年估计达426.7～440万km2，发展潜力很大。但是，我国目前灌溉农田的污废水大都未经过处理，已造成部分地区农田及地下水污染，农产品残毒量超标的不良后果。因此，研究和发展再生水灌溉高效安全利用技术，将是我国今后节水农业技术发展的一个重要方面。

污废水的水质处理是再生水灌溉高效安全利用的基础。污废水中的生活废水是人们在生活过程中排弃的污水，主要包括粪便水和各种洗涤水，一般生活废水量为0.11～0.12m3/人·天。生活废水中对水体影响较大的污染物所含有的固形物多为无毒物质，分无机物和有机物两种。这些污染物易产生富营养化，易产生恶臭物质，含有对人体有害的多种寄生病原微生物和洗涤剂。如不经过净化处理直接排放出去，势必造成水源及环境污染。用作农田灌溉的生活废水是经过二级处理过的低浓度生活废水，要防止浓度过高的生活污水或未经处理的生活废水灌入农田。可以根据作物生长季节调整生活污水处理的深度。在作物的生长时期，污水脱磷不脱氮，既保证作物对营养物质的需要，也可以降低处理费用；非作物生长期，污水既脱磷又脱氮，保证达到排放标准，不产生富营养化，引起二次污染。污废水中工矿企业排放的废水污染物繁多，成分复杂，含有多种重金属元素、有害的无机物或有机化合物、病原生物等，不能用于直接灌溉农田。必须经过严格净化处理达到灌溉水质标准，才能用于灌溉非直接食用的农作物。对于含有致病微生物的工业废水，还要辅以必要的消毒处理。工业废水用于回灌地下水前，必须进行相应处理，使回灌水的水质优于当地的地下水水质。要达到人工回灌水的水质指标，工业废水在回灌前必须进行三级处理，并达到饮用水的水质要求。

由于技术和经济上的原因，再生水要完全达到原始淡水的水质才用于灌溉农田是不现实的。因此，对再生水灌溉高效安全利用技术的研究重点应放在保证灌溉对作物和环境的安全性方面。为此需通过对污染物在土壤中的运移规律、污染物对作物生长及品质以及环境的影响进行研究，以此为基础，制定再生水灌溉的安全评价及控制指标体系，再以此为依据，研究再生水灌溉制度、施肥方式及灌溉模式，以及灌溉后作物和农田残留物的快速测定技术和方法。

2.4节水农业关键设备、产品及材料的产业化

随着我国节水农业的迅速而大规模发展，需要大批优质的节水农业新产品与设备及新材料来支撑，因此，需加大研制与开发力度，在工艺和配方上取得突破，投产一批节水农业新设备及新材料并形成产业化。包括：①田间节水灌溉设备及新产品：抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器；新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备；节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度喷头；适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置；新型扇形转动机构的摇臂式喷头；新型机械移动式轻小型喷灌机组；智能控制低压变量自走式喷洒机组；激光平地铲运设备和相应的液压升降控制系统；田间波涌灌溉控制阀、田间多孔闸管系统、田间灌溉自动控制设备；集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。②新型节水专用材料与生化制剂：高强度、轻型金属管材，高分子复合材料的大口径管材、管件及配套设备；新型土壤固化剂；新型复合土工膜料和填缝材料；新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料；适合旱区雨水集蓄的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿化环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料；可被微生物完全分解成对环境无害物质的农用地膜；具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料；新型长效保水剂与节水抗旱种衣剂、植物蒸腾抑制剂、土壤 结构改良剂、控制农田灌水水流入渗的化学制剂。③灌溉系统水量监控与调配新产品：水头损失小、价廉、精度高、抗干扰性能强的渠系量水设备，新型量水槽，具有量水和水量调控双重功能的取水口量水设施；新型管道量水仪表；适合北方高含沙渠道采用的量水装置；经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备；井灌区计量用水卡等。

考虑到我国农村劳动力向城镇的快速转移，农业生产向高效集约化经营发展的趋势，节省劳力、生产效率高、自动化程度高的节水灌溉机具应成为今后研究、开发和产业化的重点。如机械移管的喷灌机具，地下滴灌设备，大、中、小型的渠道防渗衬砌机具，农田精细平地、开沟、打畦机具，各种自动阀门，以及灌溉自动化控制设备等。

2.5节水农业技术的示范区建设

长期以来，我国推广节水农业技术是通过建设示范区显示其效果，为农民做出可以仿效的样板，激励农民采用新技术的模式进行的，无疑这种模式对我国推广节水农业技术起到了重要的作用，今后还将是技术推广的一种重要手段。但是总结我国节水农业技术示范区建设的经验，也发现存在一些值得注意的问题。这些问题的集中表现为示范区建成后难于巩固和持续发展，往往建设任务完成验收后，示范区的作用也就结束了。纵观发展节水农业的历程，过去建成的示范区现在仍存在而且发挥作用的为数不多。究其主要原因，一是示范区选择时，人为的行政干预还不时存在，没有真正按科学和经济规律办事；二是地方配套资金不到位，示范区建设质量和数量和原计划相差很远；三是科技人员的责权利没有与示范区效益很好挂勾；四是科技成果不够成熟。

为了使我国节水农业示范区建设能起到更好的作用，今后应采取更加切实可行的措施，这些措施包括：一是加强示范区选择时的科学论证，特别是在确定国家级示范区时，不能只听申报单位的书面汇报，应组织专家深入到待选示范区所在地进行调研，从示范区的代表性、原有基础、干群接受的程度、技术成果成熟度等进行现场论证。只有示范区选准了，示范区建成后才有生命力。二是示范区建设资金的使用应设立专门的帐户，国家下达示范区建设的资金和地方上认可的配套资金都要汇入这个专门账户，由示范区任务下达单位管理，以此克服地方配套资金不到位的常见现象；三是示范区的经济效益要与承担示范区建设的科技人员责权利挂勾，因技术原因造成效益增加的，科技人员要按比例提取报酬，造成效益降低的要承担一定的经济责任。以此加强示范区建设各方的责任，并减少和杜绝夸大示范区取得的效益。四是示范区建成后只进行初步验收，主要是检查建设项目完成的情况，正式验收要到示范区建成三年后，此时主要检验示范区效益发挥情况和能否进入良性循环。验收都应采取现场验收。一般来说如果示范区能良好地运转三年，巩固和持续发展的可能性就很大。

2. 量水建筑物的设备结构

在没有水工建筑物或现有水工建筑物不能满足量水要求条件下，或有特殊需要时内采容用。其优点是量水较准确，但需要专门修建的费用。按水力计算原则的不同，特设的量水设施可分为：
①量水堰：设于明槽中用以量测水流流量的溢流堰。有各种形式的薄壁堰，如三角形堰、矩形堰、梯形堰、宽顶堰以及三角剖面堰、平坦V形堰等。
②量水槽:在明槽中设置一缩窄段（喉道），使之发生临界流，并于上游或上、下游特定位置测定水深以求得流量的量水设施。如矩形喉道槽、梯形喉道槽、U形喉道槽、巴歇尔槽、无喉道槽等。
③量水孔口：孔口形状常为矩形或圆形，通过测定孔口上游水头（自由出流）或上、下游水头差（淹没出流）以确定流量。
④量水管嘴及量水薄片孔口：利用流速改变所引起的水头差来确定流量。
⑤分流式量水计：利用文丘里管做过水主管,并在其喉道处连接装有水表的支管,通过水表读数以求得流量的量水设施（见图）。特设量水设施均是预先建立水位与流量的关系。通过测定建筑物上游某一规定位置的水头或上、下游水头差，即可用公式、表格或关系曲线，将测出的水位换算为流量。

3. 喷灌设备是什么

（sprinkling equipment）

（卢希诚）

将水加压喷散成细小水滴的灌溉设备。是喷灌系统的主要组成部分。与地面灌水相比，喷灌具有省水、省工、保土、保肥、适应性强和便于实现机械化、自动化等优点。

喷灌产生于19世纪末，最早只用于喷灌草坪、园林花卉，以后用来喷灌苗圃和农作物。初期的喷灌都是固定管道式系统，管道为铸铁管。随着高效喷头、薄壁铝管、轻质塑料管和快速管接头等设备的应用，喷灌得到迅速发展。中国于50年代中期建立了第一批喷灌站，多为固定式，主要用以灌溉蔬菜。50年代末期研制了一些喷灌设备，并创造了山地自压喷灌方法。70年代，喷灌迅速发展，生产了苗圃和农作物用的多种类型的喷灌设备和移动式、旋转时针式等多种喷灌方式。

喷灌组成

由灌溉水源、喷灌设备和田间工程组成的灌溉设施，称为喷灌系统。喷灌设备通常由供水机械、输水管路和喷头三部分组成。按组成部分的安装和可移动程度分为固定式、半固定式和移动式。固定式喷灌设备固定不动，供水机械安置在水源处。输水管路的干管和支管一般是埋在地下，按一定距离在支管上安装竖管，喷头旋在竖管上。喷灌时，可开启全部喷头，也可分段开启。根据作业要求喷头可圆形或扇形喷灌。半固定式喷灌设备的支管可以移动，根据需要与干管上的预留阀门连结。移动式其设备都可移动。

喷灌机

由水泵、动力机、输水管道、喷头及其支持部分组成的整体机组。按其移动方式分自走式、机械移动式和人工移动式。按其作业方式分定点喷灌式和连续喷灌式。连续喷灌式的水量分布均匀，调节其移动速度，即可以改变灌水量。定点喷灌的水量分布不够均匀。喷灌机按喷头的数目分为单喷头和多喷头两类。按动力大小分为轻型（3～6马力）、小型（10～12马力）、中型（28～40马力）和大型（54马力以上）。

喷头

喷头的作用是将加压水流喷射到空中，散成细小水滴并均匀地洒布在它所及的灌溉面积上。性能良好的喷头，除要求其结构简单运转稳定可靠外，还必须有适当的喷灌强度和雾化程度，合理的水量分布和较低的能量消耗。喷头按其工作压力和射程的大小可分为低压喷头（近射程喷头）、中压喷头（中射程喷头）和高压喷头（远射程喷头）。按其结构特征和工作特点，可分固定式和旋转式。旋转式喷头又称为射流式喷头。它是使压力水流通过喷管及喷嘴形成一股集中射流射出，与此同时驱动机构使喷头绕铅垂轴线旋转，在空气阻力和粉碎机构的作用下，射流被粉碎成细小水滴，喷洒在喷头的四周，形成一个以射程为半径的圆形或扇形的洒水面积。根据驱动喷头旋转的方式又分为反作用式、叶轮式和摇臂式三种。林业上应用最普遍的是摇臂式喷头。固定式喷头也称散水式喷头或漫射式喷头，喷灌时喷头的所有部件都固定不动，喷出的水沿径向往外同时洒开，润湿面积成圆形或扇形。它的射程比旋转式喷头小，一般只有5～10米。雾化程度高，结构简单，工作可靠，多用在温室、菜地和公园。固定式喷头安装在行喷式喷灌机上，不但可以提高喷洒质量，而且能节约能量，适于林业苗圃中小粒种子的萌芽期的喷灌。

喷头按工作压力与射程分类表

水泵

其作用是给灌溉水增压，以保证喷头要求的工作压力。常用的水泵有离心泵，自吸离心泵，长轴井泵，深井潜水电泵等。

动力机

带动水泵的动力机，有电动机、柴油机、汽油机和拖拉机。动力机功率的大小，根据配套水泵的要求而定。下图为以柴油机为动力的喷灌设备。

以柴油机为动力的喷灌设备

喷灌技术的发展趋势是：采用低压喷灌；喷、滴灌结合起来进行灌溉；利用风力、太阳能、沼气等作为喷灌动力：采用慢喷灌、间歇喷灌、脉冲喷灌、细滴喷灌等喷洒技术，提高喷洒均匀度和雾化程度，以及降低喷灌强度；进一步研究扩大喷灌设备的综合利用，提高经济效益。

参考书目

施钧亮、窦以松、朱尧洲著：《喷灌设备与喷灌系统规划设计》，水利电力出版社，1979。

4. 用水计量设备有哪些

从价格和性能考虑有如下几种：
旋翼式水表、孔板流量计、电磁流量计、漩涡流量计、质量流量计等

5. 节水灌溉系统需要什么设备

节水灌溉系统需要喷灌设备，微灌设备等。
1）喷灌技术。
利用加压水泵、动力机等喷灌机器把水通过管道输送到田间，再由喷嘴将水喷洒到空气中形成水滴，均匀地分布在作物和农田之间，这种技术几乎适用于所有农作物。
2）微灌技术。
包括滴灌、脉冲灌溉、微喷雾和涌泉灌等多种方法。根据设备工作压力不同分为常压微灌和重力微灌，根据设备铺设方式不同分为地下微灌和地面微灌。微灌技术的特点在于通过灌溉控制系统、水过滤系统和输水管道的综合运用，可以很好地控制用水。以管道上的特殊喷头像滴水头、稳流器、分水器、滴灌水带、喷水带等，把溶解于水中的肥料和营养物质，以较小的流量速度准确注入作物根部附近的土壤。

6. 农业灌溉系统包含哪些设备

这个分为渠道灌溉系统和管道灌溉系统两类。
渠道灌溉系统由灌溉渠首工内程容，输水、配水工程和田间灌溉工程等部分组成。
①灌溉渠首工程有水库、提水泵站、有坝引水工程、无坝引水工程、水井等多种形式，用以适时、适量地引取灌溉水量。
②输水、配水工程包括渠道和渠系建筑物，其任务是把渠首引入的水量安全地输送、合理地分配到灌区的各个部分。按其职能和规模,一般把固定渠道分为干、支、斗、农四级,视灌区大小和地形情况可适当增减渠道的级数。渠系建筑物包括分水建筑物、量水建筑物、节制建筑物、衔接建筑物、交叉建筑物、排洪建筑物、泄水建筑物等。
③田间灌溉工程指农渠以下的临时性毛渠、输水垄沟和田间灌水沟、畦田以及临时分水、量水建筑物等，用以向农田灌水，满足作物正常生长或改良土壤的需要。
管道灌溉系统分为喷灌系统、滴灌系统和低压管道输水灌溉系统等
主要由首部取水加压设施、输水管网及灌溉出水装置三部分组成。

7. 灌区用水管理现代化包括哪些内容

灌溉用水管理现代化的基本内容包括：

1)灌溉用水信息管理现代化。
包括：灌区气象、水文、土壤、作 物、 地下水等各种自然信息的自动监测、 采集与传输， 数据自动处理； 以及灌溉预报与计划用水的信息化管理。

2)灌溉及灌溉设施管理现代化。
包括改善和改建渠道及各种建筑 物，采用新的量水配水设备，进行灌溉用水实时监测，灌溉设施运行 管理自动化和半自动化调控。

3)灌区行政事务及附属设施管理现代化。
包括灌区水费、财务、 文书、行政、人事、组织以及通信、交通、环境等方面的现代化管理。

8. 农业灌溉用水计量采用的建筑物及设施和设备有哪些

建筑给水系统的组成、分类及给水方式 一般建筑物的给排水系统包括给水系统和排水系统，它是任何建筑物必不可少的重要组成部分。给水系统主要由引入管、水表节点、给水管道、配水装置和用水设备、控制附件、增压和储水设备等部分组成。

9. 量水设施主要有哪几类

按水力计算原则的不同，特设的量水设施可分为：
①量水堰：设于明槽中用以量测水流流量的溢流堰。有各种形式的薄壁堰，如三角形堰、矩形堰、梯形堰、宽顶堰以及三角剖面堰、平坦V形堰等。
②量水槽:在明槽中设置一缩窄段（喉道），使之发生临界流，并于上游或上、下游特定位置测定水深以求得流量的量水设施。如矩形喉道槽、梯形喉道槽、U形喉道槽、巴歇尔槽、无喉道槽等。
③量水孔口：孔口形状常为矩形或圆形，通过测定孔口上游水头（自由出流）或上、下游水头差（淹没出流）以确定流量。
④量水管嘴及量水薄片孔口：利用流速改变所引起的水头差来确定流量。
⑤分流式量水计：利用文丘里管做过水主管,并在其喉道处连接装有水表的支管,通过水表读数以求得流量的量水设施。

10. 果园灌溉用什么设备合适

随着节水灌溉技术的飞速发展，越来越多的地区和作物都开始应用起了节水灌溉技术。这其中，果园灌溉的应用最为广泛，下面我们就果树灌溉的几种方式做简单介绍：
1、地面灌溉：地面灌溉需要很少的设备，投资少，成本低，是生产上最为常见的一种传统的灌溉方式，包括漫灌、树盘灌水或树行灌水、沟灌、渠道畦式灌溉等。平原区果园地面灌水多采用漫灌、树盘灌水或树行灌水、沟灌等灌溉方式。蔬菜植物多畦栽，因而地面灌溉多采取渠道畦式灌溉。畦田种植的草本花卉也可以采用这种方式。木本观赏植物的灌溉方式基本上同果树灌溉。此外，漫灌适用于夏季高温地区大面积种植，且生长密集的草坪，沟灌也适宜大面积、宽行距栽培的花卉、蔬菜。地面灌溉虽简便易行，但灌水量较大，容易破坏土壤结构，造成土壤板结，而且耗水量较大，近水源部分灌水过多，远水口部分却又灌水不足，所以只适用于平地栽培。为了防止灌水后土壤板结，灌水后要及时中耕松土。
        2、喷灌：喷灌又称为人工降雨，是利用喷灌设备将水分在高压下通过喷嘴喷至空中降落到地面的一种半自动化的灌溉方式。喷灌可以结合叶面施肥、药物防治病虫害等管理同时进行，具有节约用水、易于控制、省工高效等优点，不破坏土壤结构，能冲刷植株表面灰尘，调节小气候，适用于各种地势。但其设备投入较大，在风大地区或多风季节不能应用。应用喷灌方式灌溉时雾滴的大小要合适。
3、滴灌：滴灌是直接将水分或肥料养分输送到植株根系附近土壤表层或深层的自动化与机械化结合的最先进的灌溉方式，具有持续供水、节约用水、不破坏土壤结构、维持土壤水分稳定、省工、省时等优点，适合于各种地势，其土壤湿润模式是植物根系吸收水分的最佳模式。现广泛应用于果树、蔬菜、花卉生产中，但其设备投资大，而且为保证滴头不受堵塞，对水质的要求比较严格，滤水装备要精密，耗资很高，从节水灌溉的角度来看，滴灌在未来将是一个很有前途的灌溉模式。
    4、地下灌溉：地下灌溉是将管道埋在土中，水分从管道中渗出湿润土壤，供水灌溉，是一种理想的灌溉模式。该方法具有利于根系吸水、减少水分散失、不破坏土壤结构、水分分布均匀等优点。但由于管道建设费用高，维修困难，因而目前该方法正逐步被替代。