1、节水灌溉综合技术应用系列讲座中国灌溉排水发展中心2007 年 12 月i目 录第一部分 工程节水技术措施 .11. 渠道防渗技术 .11.1 渠道防渗的节水增效作用 .11.2 各种渠道防渗技术 .21.3 渠道防渗工程投资与效益 .62. 低压管道输水灌溉技术 .152.1 低压管道输水灌溉的节水增效作用 .152.2 低压管道输水灌溉技术及其应用 .152.3 低压管道输水工程投资与效益 .163. 喷灌技术 .183.1 喷灌技术的节水增效作用 .183.2 喷灌技术及其应用 .183.3 喷灌工程投资与效益 .194. 微灌技术 .214.1 微灌的节水增效作用 .214.2 微灌技术
2、与应用 .224.3 微灌工程投资与效益 .235. 田间节水地面灌溉技术 .265.1 田间节水地面灌溉技术的节水增效作用 .265.2 田间节水地面灌溉技术及应用 .265.3 田间节水地面灌溉工程投资与效益 .276. 集雨节灌技术 .306.1 集雨节灌技术节水增效的作用 .306.2 集雨节灌技术及应用 .306.3 旱地集雨节灌工程投资与效益 .31第二部分 节水灌溉配套农业技术措施 .361. 种植结构优化技术 .361.1 技术原理、要点和适用条件 .361.2 各地区应用的种植结构优化技术 .392. 抗旱节水品种筛选应用技术 .432.1 技术原理、要点和适用条件 .432
3、.2 各地区应用的抗旱节水品种筛选应用技术 .443. 耕作保墒技术 .453.1 深松蓄墒技术 .453.2 耙耱镇压保墒技术 .473.3 各地区应用的耕作保墒技术 .484. 覆盖保墒技术 .504.1 技术原理、要点和适用条件 .504.2 各地区应用的覆盖保墒技术 .545. 蒸腾蒸发抑制技术 .57ii5.1 黄腐酸抗旱剂 .575.2 水面蒸发抑制剂 .595.3 土壤保墒剂 .615.4 各地区应用的蒸腾蒸发抑制技术 .626. 化学制剂保水技术 .656.1 技术原理、要点和适用条件 .656.2 各地区应用的化学制剂保水技术 .677. 水肥耦合技术 .707.1 技术原理
4、、要点和适用条件 .707.2 各地区应用的水肥耦合技术 .73第三部分 管理节水技术措施 .751. 节水高效灌溉制度制定 .751.1 充分供水条件下的节水高效灌溉制度 .751.2 供水不足条件下的非充分灌溉制度 .761.3 “浅、薄、湿、晒” 等为代表的水稻节水灌溉制度 .772. 土壤墒情监测与灌溉预报技术 .782.1 土壤墒情监测方法 .792.2 灌溉预报技术 .793. 灌区配水技术 .814. 灌区量水技术 .824.1 各种量水技术的原理和特点 .824.2 灌区量水技术应用实例 .865. 灌溉自动控制技术 .875.1 水力自动闸门 .875.2 自动调压喷灌泵站
5、.875.3 IC 智能卡灌溉管理系统 .885.4 灌溉遥测遥控技术 .895.5 灌区管理自动化技术 .915.6 灌区水利管理信息化技术 .91第四部分 节水灌溉综合技术模式 .941. 井灌区节水灌溉综合技术模式 .941.1 井灌类型区以减少输水损失、提高用水效率为主的综合节水模式 .941.2 平原井灌保护生态环境农业节水模式 .971.3 高寒地区井灌水稻节水灌溉综合技术模式 .982. 渠灌类型区节水灌溉综合模式 .992.1 北方以渠道防渗为主结合农艺措施和管理措施的节水灌溉综合模式 .992.2 东、中部地区渠灌区节水高效灌溉综合模式 .1002.3 成都平原渠灌区“节水改
6、造+农艺节水+管理节水”高效用水模 式 .1012.4 海南渠灌区以水稻高产节水控制灌溉技术为主的节水综合模式 .1012.5 西北引黄渠灌区水稻节水配套综合技术模式 .1022.6 南方渠灌区水稻“湿、晒、浅、间”节水灌溉综合技术模式 .1033. 井渠结合灌区节水灌溉综合模式 .104iii3.1 灌区上中下游用水合理调配的井渠结合节水农业技术集成模式 .1043.2 不同水源优化调度的节水农业技术集成模式 .1053.3 引蓄提井渠结合节水灌溉技术集成模式 .1063.4 引河补源灌区节水灌溉集成技术模式 .1074. 天然降水富集区节水高效综合技术模式 .1084.1 宁夏模式 .10
7、94.2 内蒙模式 .1114.3 甘肃模式 .1134.4 南方模式 .1155. 北方干旱内陆河区节水灌溉综合技术集成模式 .1175.1 大田低收益作物低成本降耗简化节水灌溉综合技术模式 .1175.2 大田高收益作物增投增效节水灌溉综合技术模式 .1195.3 以膜下滴灌为主的棉花节水综合技术模式 .1216. 节水抗旱灌溉工程技术模式 .1226.1 坡耕地集雨抗旱灌溉工程集成模式 .1226.2 机械化施肥铺膜打孔播种联合作业的节水抗旱灌溉综合技术模式 .1246.3 以坐水种节水抗旱灌溉为主的节水模式 .1256.4 山丘区“适水种植+集雨节灌+农艺措施“旱作农业节水模式 .12
8、67. 设施高效益农业节水综合技术模式 .1267.1 北京郊区调整种植结构+设施农业技术+先进灌溉技术高新农业节水模式 .1277.2 济南郊区高新农业农业节水技术模式 .1277.3 东北地区微灌、喷灌、智能卡管理技术集成节水模式 .1287.4 西北地区设施高价值作物高投高效精准节水灌溉综合技术模式 .1287.5 中部地区以滴灌自动化灌溉为主的保护地节水高效综合技术模式 .1307.6 南方地区果园节水节肥一体化技术模式 .1318. 机电提水灌区节水技术模式 .1328.1 陕西提水灌区节水技术模式 .1328.2 甘肃提水灌区节水技术模式 .1338.3 南方小型机电提水灌区节水技
9、术模式 .1338.4 丘陵引提灌区“水资源合理利用+非充分灌溉+农业节水措施”节水综合模式 .134参考文献 .1351第一期 工程节水技术措施1. 渠道防渗技术1.1 渠道防渗的节水增效作用（1）提高渠系水利用系数：目前我国己建渠道防渗工程约 55 万千米，仅占渠道总长的 18%，有 80%以上的渠道没有防渗，仍是土渠输水，渠系水利用系数很低平均不到 0.50。也就是说，从渠首引进的水有 50%以上都在渠道输水过程中通过渠床土壤渗漏损失掉了。因此采用渠道防渗技术对渠床土壤处理或建立不易透水的防护层，如混凝土护面、浆砌块石衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等工程技术措施，可减少输水渗漏损失，加
10、快输水速度，提高灌水效率。与土渠相比，浆砌块石防渗可减少渗漏损失 50%60%；混凝土护面可减少渗漏损失 60%70%；塑料薄膜防渗可减少渗漏损失 70%80%。（ 2） 节 约 投 资 和 运 行 费 用 ： 渠 道 防 渗 后 减 少 输 水 损 失 ， 与 土 渠 输 水 相 比 ，从 水 源 取 等 量 的 灌 溉 水 可 以 灌 溉 更 多 的 农 田 ， 即 如 果 灌 溉 同 等 数 量 的 耕 地 ， 渠 道防 渗 所 需 建 设 水 源 工 程 的 投 资 比 土 渠 少 得 多 。 据 新 疆 的 经 验 ， 渠 道 采 用 防 渗 技 术措 施 后 ， 用 其 节 省 下
11、 来 的 水 灌 溉 ， 每 亩 地 的 投 资 约 为 建 水 库 蓄 水 灌 溉 每 亩 地 投 资的 1/3。 由 于 渠 道 防 渗 后 ， 与 土 渠 相 比 通 过 同 等 流 量 时 ， 可 以 加 大 纵 比 降 、 缩 小断 面 ， 因 此 不 但 可 降 低 渠 道 土 方 工 程 投 资 ， 而 且 可 减 少 了 渠 道 占 地 40%50%。 对于 提 水 灌 区 节 水 即 节 电 或 节 油 ， 据 山 西 调 查 ， 提 水 灌 区 每 平 方 米 渠 道 防 渗 工 程 ，每 年 可 节 电 2.7 千 瓦 时 或 节 油 1.2 千 克 ， 井 灌 区 每
12、平 方 米 渠 道 防 渗 工 程 ， 每 年 可节 电 5.6 千 瓦 时 或 节 油 3.0 千 克 。 渠 道 防 渗 后 还 可 大 幅 度 节 约 管 理 养 护 费 用 ， 一般 比 土 渠 减 少 70%。（3）防止土壤盐碱化及沼泽化：渠道若不采取防渗技术措施，会因渗漏而补给地下水，不但造成输水损失，而且提高地下水位，在我国北方会导致灌区盐碱化、沼泽化，在南方则会形成冷浸田、反酸田、洋湖田等，造成严重减产，甚至弃耕。更有甚者，引发房屋倒塌，威胁附近工业与民用建筑和人身安全。而采取了渠道防渗后，因大幅度减少了渗漏，对新建灌区可防止产生土壤盐碱化及沼泽化，对己建灌区则可制止或减少土壤
13、盐碱化及沼泽化。2（4）防止渠道冲刷、淤积及坍塌：渠道防渗后，渠床得到加固，抗冲刷、抗坍塌能力得到很大提高，对稳定渠道，保障输水安全起到重要作用。特别是塬边或傍山渠道、湿陷性黄土地区，渠道防渗对防止在输水过程中发生决口、滑坡等事故起到很大作用。渠道防渗后由于纵比降增大，糙率减小、流速加快，因此在输水过程中不易发生淤积，特点在浑水灌区，其防淤的优点尤其显著。1.2 各种渠道防渗技术1.2.1 土料防渗（1）技术原理：在渠床表面铺上一层适当厚度的粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等材料，经夯实或碾压形成一层紧密的土料防渗层，以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。（2）技术要点：首先清除渠底和渠坡
14、含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物； 选用合符要求的土料、石灰、砂石和渗合料，土料的原材料应粉碎、过筛，素土粒径不应大于 2 厘米，石灰不应大于 0.5 厘米；试验选定适宜的土料防渗配合比，严格撑握土料的最优含水量，拌和后含水率与最佳含水率的偏差值不大于 1%； 确定防渗层厚度，根据不同土料种类，渠底厚度1040 厘米，渠坡 1060 厘米；严格控制土料的配料、拌和、铺料和夯实或碾压，防渗层厚度大于 15 厘米 时，应分层铺筑； 铺筑时应边铺筑，边夯实，夯实后土料的干容重不得小于设计容量，铺筑完成后，应加强对防渗层的养护，保持充分的湿度和较高的温度。（3）适用条件：流速较低的渠道； 气候温暖
15、无冻害地区； 小型渠道及农、毛渠等田间渠道；经济条件较差地区。（4）应用效果：一般可减少渗漏量的 60%90%；能就地取材； 技术简单，农民容易掌握； 造价低，投资少；可以充分利用现有的碾压机械设备。（5）推广前景：因其投资少、见效快，在今后较长一段时间内，仍将是我国中、小型渠道的一种较简便可行的防渗措施。但目前由于我国经济实力增强、防渗新材料和新技术不断问世，应用传统的土料防渗技术正在逐年减少。但是，随着大型碾压机械的应用、土的电化学密实和防渗技术的发展以及新化学材料的研制，也可能会给土料防渗带来生机。31.2.2 水泥土防渗（1）技术原理：将土料、水泥和水按一定比例配合拌匀后，铺设在渠床表
16、面，经碾压形成一层紧密的水泥土防渗层，以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。（2）技术要点：所用土料应风干、粉碎、过 5 毫米筛； 水泥土现场铺筑应做到配料准确，搅拌均匀、摊铺平整、浇捣密实。拌和水泥土时先干拌、后湿拌，铺筑水泥土前应洒水湿润渠基，半小时左右，将拌好的水泥土按先渠坡后渠底的顺序均匀铺筑。初步抹平后，宜在表面撒一层厚 2 毫米的水泥，随即揉压抹光，每次抹和料从加水至铺筑宜在 1.5 小时内完成；设置保护层的塑性水泥土应在塑性水泥土初凝之前铺设完毕。当保护层为水泥砂浆时，应在水泥砂浆上刷一层水泥浆，用钢板压光，并且养护两周以上；注意留引缩缝，一般 1.52.0 米留一条，并用适宜材料填
17、缝止水； 如采用预预制板、块铺设施工时，应按现场铺筑要求拌制水泥土，然后将其装入模具中压实成型后拆模，放在阴凉处静置 24 小时，洒水养护，最后将渠床修整后，按设计要求铺设预制板、块。（3）适用条件：气候温和的无冻害地区。（4）应用效果：一般可减少渗漏量的 80%90%；能就地取材； 技术简单，农民容易掌握； 造价低，投资少；可以充分利用现有的拌和及碾压机械设备。（5）推广前景：因其投资少、见效快，在今后较长一段时间内，仍将是我国中、小型渠道的一种较简便可行的防渗措施。但是，因其早期强度及抗冻性较差，随着效果更优的防渗新材料和新技术不断涌现，水泥土防渗大面积推广应用的前景较差。1.2.3 砌石
18、防渗（1）技术原理：将石料浆砌或干砌勾缝铺设在渠床表面，形成一层不易透水的石料防渗层，以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。（2）技术要点：采用浆砌块石防渗时，首先将石料用水洗刷干净；砌石应分层砌筑，基础第一层应选用较大块石，每层厚度约 2530 厘米，选用的块石面高度尽可能一致，两边面石砌好后，在其中倒入砂浆，砂浆厚度为每层4厚度的 1/41/3，然后填塞碎石块进行灌浆；砌筑块石或片石时，应注意将模缝与纵缝相互错开，砌体应洒水养护 7 天；地下水位较高的地区，应在砌体下设排水孔；浆砌块石砌体每隔 2050 米留一条伸缩缝，约宽 3 厘米，用沥青水泥沙浆灌注。采用干砌块石防渗时，先将渠床清理，平整
19、和夯实，在渠底铺一层约 5 厘米厚的沙浆垫层，然后将石块安放平稳，并用碎石塞紧，如用块石衬砌，一般厚度为 2040 厘米，如用片石厚度为 15 厘米，将石块之间的缝扫净并洒水湿润后，用水泥沙浆勾缝，并进行养护。（3）适用条件：沿山渠道和石料丰富、劳动资源丰富石匠多的山丘地区。（4）应用效果：抗冲流速大、耐磨能力强； 抗冻和防冻害能力强；具有较好的防渗效果，可减少渗漏量 50%左右； 造地取材、造价较低；能有效地稳定渠道。（5）推广前景：我国山丘地区所占国土面积很大，石料资源十分丰富，农民群众又有丰富的砌石经验，因此，砌石防渗仍有广阔的推广应用前景，但随着劳动力价格提高，因砌石防渗难以实现机械化施工，且质量不易保证，在劳动紧缺的地区则应用会受到制约。1.2.4 混凝土防渗（1）技术原理：将混凝土铺设在渠床表面，形成一层不易透水的混凝土防渗层，以减少渠道在输水过程中的渗漏损失。（2）技术要点：混凝土衬砌按施工方法分为现浇和预制两种。对于现浇混凝土防渗时，其技术要点为：根据地质条件和方便施工来确定防渗衬砌断面形
