我國(guó)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的歷史幾乎與我國(guó)近代灌溉的歷史一樣長(zhǎng)，因?yàn)橹灰�灌溉就�?yīng)當(dāng)考慮節(jié)水，在早期的涇惠渠、渭惠渠和洛惠渠等老灌區(qū)就在優(yōu)化地面灌溉技術(shù)要素方面作了許多有益的探索，取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在二十世紀(jì)六、七十年代浙江一帶就開始推廣三合土和混凝土地下渠道。二十世紀(jì)五十年代就有部分地區(qū)開始進(jìn)行噴灌的研究和試點(diǎn)。到二十世紀(jì)七十年代噴灌技術(shù)受到普遍的重視，相繼召開了幾次全國(guó)性的技術(shù)研討和推廣的大會(huì)，不管在交流技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，還在是造輿論方面都起到了很好的作用。到1977年全國(guó)噴灌面積已達(dá)290萬畝。水利和中科院，一機(jī)部等部委緊密配合組織廣大科技人員成立聯(lián)合設(shè)計(jì)組在噴灌機(jī)具研制，田間對(duì)比試驗(yàn)，噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，區(qū)劃等方面作了大量的科研工作，到了二十世紀(jì)八十年代可以說在噴灌方面我國(guó)已經(jīng)具備了自己的一整套設(shè)備和技術(shù)，為噴灌的大面積推廣創(chuàng)造了條件。從而使得現(xiàn)在全國(guó)噴灌面積達(dá)到一千三百萬畝左右。在這過程中噴灌的發(fā)展也出現(xiàn)了兩次低潮，一次是由于初期機(jī)具不過關(guān)從而挫傷了群眾的積極性造成的，一次是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制的變化，而早期噴灌技術(shù)一時(shí)無法適應(yīng)造成的。而滴灌技術(shù)是從1974年從墨西哥引進(jìn)三套滴灌設(shè)備開始的。我國(guó)科技人員吸收了國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，研制出了一整套適合我國(guó)使用的滴灌和微噴灌設(shè)備，現(xiàn)在全國(guó)微灌面積已達(dá)幾十萬畝。由于塑料工業(yè)的發(fā)展，到二十世紀(jì)八十年代地下輸水技術(shù)又得到了新生，發(fā)展成為低壓管道輸水灌溉技術(shù)，主要采用低壓塑料管輸水，也還有用素砼管等其他低壓管輸水，據(jù)1993年不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)推廣面積超過333萬公頃。至于渠道防滲技術(shù)的發(fā)展更有悠久的歷史，它是隨著灌溉規(guī)模的發(fā)展和新型材料的產(chǎn)生而不斷更新發(fā)展的．近幾年來，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)節(jié)水灌溉日益重視，各種新聞媒體也大大加強(qiáng)了節(jié)水灌溉的宣傳力度，一個(gè)大力發(fā)展節(jié)水灌溉的新高潮已形成。這一次熱潮的特點(diǎn)是：不是單一地發(fā)展某一種節(jié)水灌溉技術(shù)，而是各種節(jié)水灌溉技術(shù)一齊上。

 

　　現(xiàn)在我國(guó)采用過的和正在研究或推廣使用的節(jié)水灌溉技術(shù)有數(shù)十種之多。各種技術(shù)都各有利弊，各有不同的適用條件。只不過有些技術(shù)成熟一些，有些技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，有些技術(shù)優(yōu)點(diǎn)更多些，適用范圍更廣些，而有些技術(shù)稍遜而已。　　節(jié)水灌溉技術(shù)大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。

 

　　一、　節(jié)水灌水方法 灌水方法即田間配水方法，就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動(dòng)層中去。按灌溉水是通過何種途徑進(jìn)入根系活動(dòng)層，灌水方法可分為地面灌溉、噴灌，微灌和地下灌溉。

 

　　(一)　地面灌溉 地面灌溉是古老的傳統(tǒng)的灌水方法，一般說來它是作為比較是否節(jié)水的基點(diǎn)。但是地面灌溉技術(shù)也在不斷發(fā)展不斷完善，所以最近也有許多比傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)更節(jié)水的方法。

 

　　1．灌水技術(shù)要素的優(yōu)化 灌水技術(shù)要素指溝、畦規(guī)格、入畦(溝)流量，改水成數(shù)。這些灌水技術(shù)要 素的合理的組合就會(huì)得到節(jié)水的效果，一般經(jīng)驗(yàn)表明對(duì)溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸，就可以大大提高灌溉均勻度和灌水效率，即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜，則因不同地形與土質(zhì)而異，各地要通過試驗(yàn)來確定。

 

　　2．新的溝畦灌水工具 傳統(tǒng)的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦，這樣既不準(zhǔn)確又不方便，而且常因放水口滲漏造成水的田間損失，國(guó)外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水，我國(guó)已做了一些試驗(yàn)，證明可提高田間水利用率5—10％，但目前有關(guān)的工具尚未批量生產(chǎn)，而且農(nóng)民也不習(xí)慣，推廣還有待時(shí)日

 

　　3．波涌灌溉 近代國(guó)外又研究出波涌(溝)畦灌或稱間歇溝(畦)灌，就是放入溝(畦)的流量是間歇的，向田間放一段時(shí)間(幾分鐘或幾十分鐘)的水然后停止放水一段時(shí)間(幾分鐘或幾十分鐘)，如此反復(fù)，這樣可以使沿溝(畦)長(zhǎng)度方向的水量分布更加均勻。田間水利用系數(shù)可達(dá)80％一 90％。是一種有希望的節(jié)水灌溉方法。我國(guó)90年代初開始有一些單位對(duì)此作了研究與試點(diǎn)，不過為了達(dá)到間歇放水的目的在田間就要布置可控制間歇放水的裝置(有機(jī)械閥和電子控制閥兩種)。要生產(chǎn)出工作可靠，價(jià)格低廉的間歇放水裝置是推廣本技術(shù)的關(guān)鍵。

 

　　4．尾水回收系統(tǒng) 在土壤入滲速度較小時(shí)，每條溝的入流量大一些容易灌得均勻一些，但是往往使得水已流到溝尾時(shí)，溝首還沒有灌夠，這樣就不可避免地造成溝尾泄水，如將泄水排掉就會(huì)浪費(fèi)灌溉用水，如果此時(shí)在溝尾安裝集水系統(tǒng)把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉，或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節(jié)水的措施。但我國(guó)目前還很少采用。

 

　　5．膜上灌(又稱膜孔灌) 在地膜上做成溝狀，水就在膜上流動(dòng)，到作物長(zhǎng)出孔處才滲入土地，這樣灌水效率高，一般可節(jié)水25—35％；增產(chǎn)15—20％，又不要專門的設(shè)施。全國(guó)現(xiàn)有地膜種植面積近533萬公頃。因此，此法很有推廣前途，1993年僅新疆就推廣了24．7萬公頃，今后應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)農(nóng)機(jī)具與農(nóng)藝的配套與完善。在采用地膜的田塊上積極推廣

 

　　(二)　噴灌 噴灌是通過空中進(jìn)行配水，由于需要壓力所以常用壓力管道輸水。一般說來，其明顯的優(yōu)點(diǎn)是灌水均勻，少占耕地，節(jié)省人力，對(duì)地形的適應(yīng)性強(qiáng)等，主要缺點(diǎn)是受風(fēng)影響大，設(shè)備投資高等，經(jīng)過20多年的努力，現(xiàn)在我國(guó)已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統(tǒng)的形式很多，其優(yōu)缺點(diǎn)也就有很大差別。在我國(guó)用得較多的有以下幾種：

 

　　1．固定管道式噴灌 干支管都埋在地下(也有的把支管鋪在地面，但在整個(gè)灌溉季節(jié)都不移動(dòng))，這樣管理更省人力，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，只是設(shè)備投資很高，目前使用塑料管道的系統(tǒng)單位造價(jià)也有800—1200元／畝之間。有的甚至達(dá)到1500元／畝。

 

　　2．半移動(dòng)式管道噴灌 干管固定，支管移動(dòng)，這樣可大大減少支管用量，從而使得畝投資僅為固定式的50—70％，但是移動(dòng)支管需要較多人力，并且如管理不善，支管容易損壞。近代發(fā)明了以下一些由機(jī)械移動(dòng)支管的方式，可以部分克服這一缺點(diǎn)。

 

　　3．滾移式噴灌支管 是將噴灌支管(一般為金屬管)用法蘭連成一個(gè)整體，每隔一定距離以支管為軸安裝一個(gè)大輪子。在移動(dòng)支管時(shí)用一個(gè)小動(dòng)力機(jī)推動(dòng)，使支管滾到下一個(gè)噴位。每根支管最長(zhǎng)可達(dá)400mm，這種機(jī)型我國(guó)已有產(chǎn)品，適用于矮桿作物(如蔬菜、小麥等)要求地形比較平坦。

 

　　4．時(shí)針式噴灌機(jī)（又稱圓形噴灌機(jī)） 是將支管支撐在高2～3米的支架上，全長(zhǎng)可達(dá)400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源處，整個(gè)支管就繞中心點(diǎn)繞行，象時(shí)針一樣，邊走邊灌，可以使用低壓噴頭，灌溉質(zhì)量好，自動(dòng)化程度很高。我國(guó)已有產(chǎn)品，在華北和東北已有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，適用于大面積的平原(或淺丘區(qū))，要求灌區(qū)內(nèi)沒有任何高的障礙(如電桿、樹木等)。其缺點(diǎn)是只能灌溉圓形的面積，邊角要想法用其他方法補(bǔ)灌。此機(jī)在美國(guó)應(yīng)用廣泛，也值得我國(guó)大平原地區(qū)大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)推廣。

 

　　5．大型平移噴灌機(jī) 為了克服時(shí)針式噴灌機(jī)只能灌圓形面積的缺點(diǎn)，近代在時(shí)針式噴灌機(jī)的基礎(chǔ)上研制出可使支管作平行移動(dòng)的噴灌系統(tǒng)。這樣灌溉的面積就成矩形的。但其缺點(diǎn)是當(dāng)機(jī)組行走到田頭時(shí)，要專門牽引到原來出發(fā)地點(diǎn)，才能進(jìn)行第二次灌溉。而且平移的準(zhǔn)直技術(shù)要求高。因此，沒有時(shí)針式噴灌機(jī)使用的那么廣泛，我國(guó)也已有產(chǎn)品。其適于推廣的范圍與時(shí)針式噴灌機(jī)相仿。

 

　　6. 絞盤式噴灌機(jī) 用軟管給一個(gè)大噴頭供水，軟管盤在一個(gè)大絞盤上。灌溉時(shí)逐漸將軟管收卷在絞盤上，噴頭邊走邊噴，灌溉一個(gè)寬為兩倍射程的矩形田塊。這種系統(tǒng)，田間工程少，機(jī)械設(shè)備比時(shí)針式簡(jiǎn)單，從而造價(jià)也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高壓噴頭，能耗較高．適合于灌溉粗壯的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比較平坦，地面坡度不能太大，在一個(gè)噴頭工作的范圍內(nèi)最好是一面坡。該機(jī)型我國(guó)也已有系列產(chǎn)品，桁架式絞盤機(jī)可采用低壓噴頭。

 

　　7．中、小型噴灌機(jī) 這是我國(guó)在二十世紀(jì)七十年代用得最多的一種噴灌模式，常見的的形式是配有1—8個(gè)噴頭，用水龍帶連接到裝有水泵和動(dòng)力機(jī)(多為柴油機(jī)與電動(dòng)機(jī))的小車上，動(dòng)力功率為3～12馬力居多。使用靈活，畝投資約為固定管道式的20～60％，移動(dòng)費(fèi)勞力大，管理要求高近年來，發(fā)展的規(guī)模，似有降低的趨勢(shì)，只適用于中小型的農(nóng)場(chǎng)和田塊。但投資較低，使用靈活機(jī)動(dòng)，以上各種噴灌溉形式各有利弊，各自適合于不同的條件，因此只能因地制宜地決策選用

 

　　(三)　滴灌 這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近，水由滴頭慢慢滴出，是一種精密的灌溉方法，只有需要水的地方才灌水，可真正做到只灌作物而不是灌土地。而且可長(zhǎng)時(shí)間使作物根區(qū)的水分處于最優(yōu)狀態(tài)，因此既省水又增產(chǎn)，我國(guó)現(xiàn)有面積34萬公頃(包括微噴灌)，但其最大缺點(diǎn)就是滴頭出流孔口小，流速低，因此堵塞問題嚴(yán)重。對(duì)灌溉水一定要認(rèn)真地進(jìn)行過濾和處理，目前我國(guó)還都只注意到防止物理堵塞，而同樣嚴(yán)重的生物堵塞和化學(xué)堵塞問題尚未引起足夠的重視。

 

　　1．固定式地面滴灌 一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下)，整個(gè)灌水季節(jié)都不移動(dòng)，毛管用量大，造價(jià)與固定式噴灌相近，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省勞力，由于布置在地面，施工簡(jiǎn)單而且便于發(fā)現(xiàn)問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等)，但是毛管直接受太陽(yáng)曝曬，老化快，而且對(duì)其他農(nóng)業(yè)操作有影響，還容易受到人為的破壞。

 

　　2．半固定式地面滴灌 為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間，而毛管及滴頭都是可以根據(jù)輪灌需要移動(dòng)。投資僅為固定式的50—70％。這樣就增加了移動(dòng)毛管的勞力，而且易于損壞。

 

　　3．膜下灌 在地膜裁培作物的田塊，將滴灌毛管布置在地膜下面，這樣可充分發(fā)揮滴灌的優(yōu)點(diǎn)不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難，而且還大大減少地面無效蒸發(fā)。

 

　　4．地下滴灌 這 是將滴灌干、支、毛管和滴頭全部埋入地下，這可以大大減少對(duì)其他耕作的干擾，避免人為的破壞，避免太陽(yáng)的輻射，減慢老化，延長(zhǎng)使用壽命，其缺點(diǎn)是不容易發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的事故，如不作妥善處理，滴頭易受土壤或根系堵塞

 

　　(四)　微噴灌 有的地方稱之為霧灌，與滴灌相似，只是為了克服滴頭太易于堵塞的缺點(diǎn)，將滴頭改為微噴頭，由于微噴頭出流孔口大一些，流量大一些，流速慢一些，所以不象滴頭那么容易堵塞，但流量加大了，毛管相應(yīng)也要加粗些。在每棵作物或樹下裝1—2個(gè)微噴頭一般即可滿足灌溉的需要。微噴頭仍有堵塞問題，因此也要對(duì)過濾問題給予足夠的重視，每畝造價(jià)與固定式滴灌相仿。在國(guó)外有逐漸以微噴灌取代滴灌的趨勢(shì)。但是在溫室(或大棚)內(nèi)使用微噴灌會(huì)大大提高室內(nèi)之空氣濕度。而不利于對(duì)濕度敏感作物(如黃瓜)的生產(chǎn)，這時(shí)只好用滴灌近年來我國(guó)微噴灌設(shè)備生產(chǎn)逐漸完善。微噴灌面積的發(fā)展很快，是一種很有發(fā)展前途的節(jié)水灌水方法。特別適用于灌溉果園

 

　　(五)　滲灌 滲灌與地下的滴灌相似，只是用滲頭代替滴頭全部埋在地下，滲頭的水不象滴頭那樣一滴一滴地流出，而是慢慢的滲流出來，這樣滲頭不容易被土粒和根系所堵塞。最近在國(guó)內(nèi)引進(jìn)采用廢輪胎加工成的多孔滲流管，并進(jìn)行小面積試點(diǎn)，但是微孔滲流管的堵塞是一個(gè)嚴(yán)重的問題，未經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)檢驗(yàn)不宜貿(mào)然推廣

 

　　(六)　地下灌溉 地下灌溉是用控制地下水位的方法進(jìn)行灌溉。在要灌溉時(shí)把地下水位抬高到水可以進(jìn)入根系活動(dòng)層的高度，地面仍保持干燥，所以非常省水，不灌溉時(shí)把地下水位降下去。這方法的局限性很大，只有在根系活動(dòng)層下有不透水層時(shí)才行。因此不適于普遍推廣。