新型澆灌
A. 唐代時出現了一種新式的灌溉工具是
曲轅犁 生產工具是生產力的一個重要因素,一定類型的生產工具標志著一定發展水平的生產力。農具的改進以及廣泛採用,對唐朝農業生產的發展起了重要作用。唐以前笨重的長直轅犁,回轉困難,耕地費力。江南農民在長期生產實踐中創造出一種輕便的短曲轅犁,又稱江東犁。在敦煌莫高窟第四百四十五窟的壁畫中有曲轅犁耕作圖。據唐朝末年著名文學家陸龜蒙《耒耜經》記載,曲轅犁由十一個部件組成。即犁鏵、犁壁、犁底、壓鑱、策額、犁箭、犁轅、犁梢、犁評、犁建和犁盤。曲轅犁和以前的耕犁相比,有幾處重大改進。首先是將直轅、長轅改為曲轅、短轅,並在轅頭安裝可以自由轉動的犁盤,這樣不僅使犁架變小變輕,而且便於調頭和轉彎,操作靈活,節省人力和畜力。其次是增加了犁評和犁建,如推進犁評,可使犁箭向下,犁鏵入土則深。若提起犁評,使犁箭向上,犁鏵入土則淺。將曲轅犁的犁評、犁箭和犁建三者有機地結合使用,便可適應深耕或淺耕的不同要求,並能使調節耕地深淺規范化,便於精耕細作。犁壁不僅能碎土,而且可將翻耕的土推到一側,減少耕犁前進的阻力。曲轅犁結構完備,輕便省力,是當時先進的耕犁。歷經宋、元、明、清各代,耕犁的結構沒有明顯的變化。
《中國古代史》(選修)在介紹唐代經濟發展時談到了唐代農具的改進,曲轅犁的出現是其中的一個代表,為使學生了解曲轅犁,教材還附上插圖(圖1)現作進一步具體說明並介紹曲轅犁教具的製作過程.
曲轅犁,也稱東江犁,它最早出現於唐代後期的東江地區,它的出現是我國耕作農具成熟的標志。犁普遍使用前,耒耜是主要耕作工具。使用畜力牽引的耕犁從春秋戰國才開始逐漸在一些地方普及使用。漢代耕犁已基本定形,但漢代的犁是長直轅犁,耕地時回頭轉彎不夠靈活,起土費力,效率不很高;北魏魏思勰的《齊民要術》中提到長曲轅犁和「蔚犁」,但因記載不詳,只能推測為短轅犁;唐代初期進一步出現了長曲轅犁。轉動靈活的「蔚犁」的問世和長曲轅犁的出現為江東犁的最終形成奠定了基礎。其優點是操作時犁身可以擺動,富有機動性,便於深耕,且輕巧柔便,利於迴旋,適宜了江南地區水田面積小的特點,因此短曲轅犁最早出現於江東地區。
B. 東漢的新型灌溉工具
9. D
C. 唐朝時期創造的新式灌溉工具是
筒車,這種筒車又叫水轉筒車,隨水流而自行轉動,竹筒把水由低處汲到高處,功效比翻車大。
唐代發明了連筒、桶車、筒車和水輪等新式灌溉工具。連筒是用粗竹相連,打通竹內關節,用以引水,它能夠架越澗谷,把水引到對岸。桶車是以木桶相連汲於井中的水車。筒車的形狀類似紡車,在其周圍縛以竹筒或木筒,利用水力沖動,把水汲至高處。水輪即水轉翻車,就是把腳踏翻車加以改進,利用水力旋轉。這些不同形式的灌溉工具,因地制宜,適用於不同條件的地區,大大提高了灌溉效率。
歷史
唐政府很重視農田水利灌溉。據史載,在唐前期130多年中,興修的水利工程達160多項,分布於全國廣大地區。如貞觀年間,在莆田(福建莆田)築諸泉塘、永豐塘、橫塘以及國清等塘,總溉田1200頃。又如,714年(開元二年)在文水(山西文水)引文谷水開甘泉、盪沙、靈長、千畝四渠,溉田數千頃。這些灌溉工程對農業生產起了重要作用。
隨著水利的發展,唐代的灌溉工具也有相應的進步。當時,除了以前已有的桔槔、轆轤、翻車還在普遍使用外,人們又創造了連筒、桶車、筒車和水輪等灌溉新工具,都大大提高了灌溉效率。唐自統一全國以後,農業生產開始恢復,到玄宗開元年間(713~741年)發展到高峰。農業生產發展的結果,使糧價越來越便宜。725年(開元十三年),「東都斗米十五錢,青、齊五錢,粟三錢」。此後直到天寶末年,物價長期穩定。
隨著農業的恢復和發展,唐前期的戶口數逐漸上升。武德年間,全國有戶200餘萬,貞觀初年增加到300萬。705年(神龍元年)全國有戶615萬多,口3714萬。開元、天寶時期,人口上升的速度更快。755年(天寶十四年),全國戶增至891萬多,口5291萬多。這一數字是唐代最高的人口統計數。由於當時「簿籍不掛」的逃戶很多,所以政府的戶口統計數往往比實有的戶口數要低。據杜佑估計,在唐天寶年間全國的實際戶數至少有一千三四百萬。如一戶平均以五口計,那時全國的人口大約為六七千萬。經過勞動人民一百多年的艱苦奮斗,耕地也大幅度增加,估計天寶時實有耕地面積約在800萬頃至850萬頃之間,略高於西漢時的最高墾田面積。
D. 新型農業節水灌溉技術主要有幾種
你好
灌溉農業
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灌溉農業是在乾旱時以大水灌溉的方式保證農業生產的模式。在現階段應發展節水灌溉農業
中文名:灌溉農業
類型:農業技術
含義:乾旱以大水灌溉方式保證農業生產
釋義:泛指以水澆田的農業
E. 農村澆地用的新型水帶哪裡有賣的,這種灌溉水帶哪家好
河北禹澤水帶回您,澆地用的新型水帶PVC襯里居多,尺寸有1.5寸到8寸不等,常規長度一卷是20米,專也可根據屬要求讓廠家定製,想要更長長度的需用接頭連接。河北清苑水帶做的還不錯,很多年的經驗,你網上搜一下,希望能幫到您
F. 新型農業節水灌溉技術主要有哪些
有滴灌,噴灌,微噴
G. 新型高性能水泥
當水泥與適量的水調和時,開始形成的是一種可塑性的漿體,具有可加工性。隨著時間的推移,漿體逐漸失去了可塑性,變成不能流動的緊密的狀態,此後漿體的強度逐漸增加,直到最後能變成具有相當強度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等,水泥就會把它們膠結在一起,變成堅固的整體,即我們常說的混凝土。這整個過程我們把它叫做水泥的凝結和硬化。從物理、化學觀點來看,凝結和硬化是連續進行的、不可截然分開的一個過程,凝結是硬化的基礎,硬化是凝結的繼續。但是在施工中為了保證施工質量,要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結束施工,因此人們根據需要以及水泥漿體的這個特性,人為地將這整個過程劃分為凝結和硬化兩個過程。凝結是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性,並有很低的強度的過程;硬化是指漿體強度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外,對凝結過程還人為地進一步劃分為初凝和終凝,用加水後開始計算的時間來表示。例如,國家標准規定:普通硅酸鹽水泥初凝不得早於45min,終凝不得遲於12h。使用時施工澆灌過程的時間,必須早於45min;到終凝後,才能脫去模板開始下一個周期生產。
水泥的凝結和硬化,是一個復雜的物理—化學過程,其根本原因在於構成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水後會發生水解或水化反應而變成水化物,由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯結形成水泥石的結構,導致產生強度。
普通硅酸鹽水泥熟料主要是由硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(β-2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3)四種礦物組成的,它們的相對含量大致為:硅酸三鈣37~60%,硅酸二鈣15~37%,鋁酸三鈣7~15%,鐵鋁酸四鈣10~18%。這四種礦物遇水後均能起水化反應,但由於它們本身礦物結構上的差異以及相應水化產物性質的不同,各礦物的水化速率和強度,也有很大的差異。按水化速率可排列成:鋁酸三鈣>鐵鋁酸四鈣>硅酸三鈣>硅酸二鈣。按最終強度可排列成:硅酸二鈣>硅酸三鈣>鐵鋁酸四鈣>鋁酸三鈣。而水泥的凝結時間,早期強度主要取決於鋁酸三鈣和硅酸三鈣。現分別簡述它們的水化反應。
首先,介紹鋁酸三鈣。它的水化反應可用下式表達。
上述鋁酸三鈣的水化反應如果進行得很快,會導致水泥的凝結過快而無法使用,因此,一般在粉磨水泥時都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑,摻石膏後鋁酸三鈣的水化反應如下式所示。
由於這個反應就不會引起快凝。當水泥中的石膏完全作用完後,還有多餘3CaO·Al2O3時將發生下列反應。
如果還有過量3CaO·Al2O3時,就會生成4CaO·Al2O3·13H2O。在正常緩凝的硅酸鹽水泥中,石膏摻入量能保證在漿體結硬以前,不會發生後兩個反應。
其次,談一下硅酸三鈣。它的水化反應可表示如下:
由於CaO0.8~1.5SiO2·H2O0.25與天然的托勃莫來石很相似,因而稱它為托勃莫來石,通常用CSH(B)來表示。
鐵鋁酸四鈣水化反應和鋁酸三鈣相似,而硅酸二鈣水化反應和硅酸三鈣相似。
那麼,這些水化產物怎樣會導致水泥漿結硬並產生強度呢?水泥凝結硬化的機理究竟是什麼?按結晶理論認為水泥熟料礦物水化以後生成的晶體物質相互交錯,聚結在一起從而使整個物料凝結並硬化。按膠體理論認為水化後生成大量的膠體物質,這些膠體物質由於外部乾燥失水,或由於內部未水化顆粒的繼續水化,於是產生「內吸作用」而失水,從而使膠體硬化。隨著科學技術的發展,特別是X—射線和電子顯微技術的應用,將這兩種理論統一起來,過去認為水化硅酸鈣CSH(B)是膠體無定形的,實際上它是纖維狀晶體,只不過這些晶體非常細小,處在膠體大小范圍內,比面積很大罷了。所以現在比較統一的認識是:水泥水化初期生成了許多膠體大小范圍的晶體如CSH(B)和一些大的晶體如Ca(OH)2包裹在水泥顆粒表面,它們這些細小的固相質點靠極弱的物理引力使彼此在接觸點處粘結起來,而連成一空間網狀結構,叫做凝聚結構。由於這種結構是靠較弱的引力在接觸點進行無秩序的連結在一起而形成的,所以結構的強度很低而有明顯的可塑性。以後隨著水化的繼續進行,水泥顆粒表面不大穩定的包裹層開始破壞而水化反應加速,從飽和的溶液中就析出新的、更穩定的水化物晶體,這些晶體不斷長大,依靠多種引力使彼此粘結在一起形成緊密的結構,叫做結晶結構。這種結構比凝聚結構的強度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強度而硬化的。隨後,水化繼續進行,從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結構的空間中,水泥漿體的強度也不斷得到增長。
影響水泥凝結速率和硬化強度的因素很多,除了熟料礦物本身結構,它們相對含量及水泥磨粉細度等這些內因外,還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關。
H. 中國推行新的灌溉方式的原因
採用控制灌溉技術後,其節水最少能達到30%以上,對提水灌區和井灌區而言,節水就意味著減少提水成本,進而達到了高效利用水資源的目的。而採用節水灌溉技術後相對乾爽的稻田,還迫使水稻的根系必須向深處扎並相對發達,水稻相對較深的發達根系就一定是相對抗倒伏的;而潮濕環境下易發生稻瘟病和病蟲害等災害,在控制灌溉條件下這種災害也減少了許多。我省一些乾旱地區,每年因旱災造成的糧食減產損失十分嚴重,乾旱問題已成為我省一些農業可持續發展的主要制約因素。因此,大力發展節水灌溉勢在必行。
節水灌溉是充分利用各種水資源,採取水利、農業、管等技術措施,使區域內有限的水資源總體利用率最高及其效益最佳,文章主要論述農田節水灌溉技術,並提出一些可供參考的管理措施。
1節水灌溉的內涵
節水灌溉是根據作物需水規律及當地供水條件,為了有效地利用降水和灌溉水,獲取農業的最佳經濟效益、社會效益、生態環境效益而採取的多種措施的總稱。灌溉水從水源到田間總的來說要經過三個環節即水資源的開發、水資源的輸送和水的噴灌,每個環節中都存在水量無益損耗。凡是在這些環節中能夠減少水量損失、提高灌溉水使用效率和經濟效益的各種措施,均屬於節水灌溉范疇。
2發展節水灌溉技術
2.1現有主要灌溉方式及特點
當前國內外農業節水工程井水灌溉方式主要有:渠道襯砌地面灌溉(簡稱渠灌),低壓管道輸水地面灌溉(簡稱管灌),噴灌,微灌等。這些不同的灌溉方式均有其優缺點及適用條件。所以從經濟角度看,農業節水灌溉技術至今未臻完善,有待深入研究。在以地下水為灌溉水源的我國北方廣大農田,多以管灌和噴灌兩種節水工程為主要措施。
管灌是國際上發展最普遍的農業灌溉技術,作為幾個節水灌溉系統,有投資較少,能耗較低,適應性強,管理方便等優點,但由於其配套技術尚不完善,也存在如下缺點:給水栓(出水口)種類繁多,鑄鐵材料易銹蝕,操作欠靈活,與田間移動式軟管連接不便;目前使用的田間移動式管道多用改聚乙烯管,性脆易折裂,壽命短,不經濟。同時因長度較大(一般長50m左右),移動困難,操作不便等。在配套不佳的情況下,很多地區田間仍保留土渠灌水。致使田間滲漏蒸發損失大,降低系統水利用率。鑒於以上分析,我們認為在完善管灌配套技術的基礎上,揚長避短,既能抗旱保苗,又能充分供水促產,從而開發一種新型的農業節水灌溉技術體系,對於我國北方地區穩定農田水利工程布局,進一步提高節水效果,推動節水型農業建設,保障高產、優質、高效農業目標的實現,都有著重大意義。
2.2新灌溉方式技術體系及特性分析
我國西北沿黃乾旱灌區,土壤瘠薄,當地(10種)優勢作物均不宜重茬種植,研究其綜合節水技術,決不僅是在一塊土地上使用某種節水灌溉方式種植某種作物而求其效益,而是要考慮在一定年度內(5~6年以上),按當地優勢作物(必須進行的)倒茬種植順序,使用各種作物所適宜的不同灌溉方式進行綜合節水研究。而以往布置的節水灌溉設施,由於作物倒茬而使設備跨年度間歇性閑置,造成浪費,為此在內蒙古磴口縣境內中國林科院沙林中心二實驗場,設計配置了120hm2的集引黃灌、噴灌、管道灌溉於一體,配置地面設施後功能可擴展至微噴、滴灌的灌溉體系。
國內外在農田多功能灌溉設施中,轉換不同灌溉方式、要求不同給水壓力時,一般不將加壓泵串接在管路中,因為在低壓運行時,加壓泵組件使水阻增加,很不經濟,均使用手動閘閥控制或使用電磁閥控制,相應增加設備投資與設備耗損,其中使用手動閘閥,佔用設備空間大,操作難度大,設備耗損大、折舊大,跑漏水嚴重,而使用電磁閥控制,設備投資大,配電控制復雜,維修困難。
3技術和管理措施
充分應用新技術、新材料對渠道進行防滲和渠系配套,提高渠系水的有效利用系數。同時,加強田間工程配套,採取防滲和管理道輸水,平整土地,規范田間畦規格,提高地面灌溉技術水平,從而提高田間水的有效利用系數。這是我國農業節水的重點,在有自然條件和經濟條件許可的地區適當發展噴灌、管灌。
3.1加強節水工程管理
這是發展節水灌溉的中心環節。為提高節水工程的管理水平,採取宜分則分、宜合則合的方式,主要有3種管理類型:(1)統分結合的區域性規模經營,即在不改變家庭經營的基礎上,實行統一服務;(2)土地適度集中的規模經營,即通過對土地使用權的有償轉讓、入股、反租倒包和「四荒」使用權拍賣,土地相對集中,成立集體農場或家庭農場,實行一體化經營管理;(3)節水灌溉工程自建自管形式,使節水灌溉工程的運行管理得到保證。
3.2提高規劃質量,堅持因地制宜、科學求實原則
各地區要綜合考慮本地水土資源、作物種類、財力大小、農民承受能力和效益論證等多種因素,進一步完善規劃。在提高典型示範區水平的同時,兼顧面上的平衡發展。以小白龍軟管灌、噴灌、微滴灌3種發展橫式為基礎,不拘一格,多類並舉,逐步連片,做到「三個結合」:一是地上水與地下水相結合,搞好小水庫、小塘壩及沿江河地帶地表水源的開發利用,緩解機電井工程的灌溉壓力;二是高級節灌與初級節灌相結合,高效經濟作物應優先配置科技含量較高的噴、微滴灌,大田作物在經濟條件允許下,亦可發展噴灌、地理管灌,目前,絕大多數地塊應普及小白龍塑料軟管遠距離輸水灌溉;三是開源與節流相結合,在合理開發地下水資源的前提下,加大水源工程建設力度。現有井要首先列入節灌規劃,打新井也要同時落實節灌措施。在搞好高產攻關田、示範田、科技田節灌規劃的同時,有計劃地推廣像明水縣等一些地區自製的小型移動式低壓噴灌設備,把相對低投入、高效益且科技含量高的灌溉形式介紹給廣大農民。
3.3開展節水高產灌溉制度的研究
積極進行灌溉需水測報及預報對缺水地區採用非充分灌溉,推行科學計劃用水制度,提高水分生產率,實行地表水和地下水聯合調度,通過現代化的管理手段,使有限的水資源發揮更大效益。挖掘內外潛力,切實加大資金投入.健全和完善投入管理機制,要用足「國投」地方要「真投」,鼓勵農民「捨得投」,最大限度地發揮農民這一投資主體的作用。在投資立項上,要搞好行政/業務兩方面的銜接,重論證,重規劃,在做好內部投資挖潛的基礎上,搞好引資外聯。同時積極爭取國家扶持項目,把資金的籌集和管理使用納入良性軌道。
I. 節水農業灌溉的新方法有哪些
地面灌仍是當今世界採用較多的灌水方式,由於這一古老方法存在較為嚴重的浪費水現象,因此在水資源日趨緊缺的今天,各國都在研究改進辦法,使之朝著節水方向邁進。最具代表性的研究可歸納為以下幾種。
1、波涌灌溉
波涌灌溉也稱間歇灌溉,它是70年代美國學者推出的一種地面灌水新技術。做法是先用較大流量把水推進一段距離,暫停灌水,間隔一定時間之後再次放水,如此斷斷續續,使水流呈波涌狀推進。由於這種灌水方法水流推進速度快,土壤孔隙會自動關閉,在土壤表層形成一個薄封閉層,大大減小深層滲漏。
2、地面浸潤灌溉
地面浸潤灌溉是80年代日本研究出的一種新型地面灌溉技術。灌水作業時由土壤藉助毛管吸力自動地從一個含水層的散發器吸水,當土壤達到一定飽和度時,吸力變小,系統自動停止供水。
3、負壓差灌溉
負壓差灌溉的做法是將多孔管埋入地下,依靠管中水與周圍土壤產生的負壓差進行自動灌溉,整個系統能適應管四周土壤的干濕狀況,自動調節水量,水管理方便。
4、膜上灌
膜上灌是我國新疆科研人員在覆膜種植基礎上探索出的一種灌水新方法。其突出特點是可通過調整膜畦首尾的滲水孔數及孔的大小來調整畦(溝)首尾的灌水量,以獲得較普通地面灌溉方法相對高的灌水均勻度,實現節水、增產之目的。
J. 現代澆灌技術有哪些
1,土地平整技術農田土地平整是地面澆灌系統的重要組成部分之一。平整的農田表面有利於進地水量和灌水深度分布的變化相對均勻,使根區內水分入滲保持較好的均一性,起到改善田間地面澆灌效率和灌水均勻度的作用。平整土地還有益於田間農機耕作和栽培措施的實施,增加作物種植密度,提高出苗率等,達到節水增產的目的。國內外的研究結果表明:土地平整能有效地提高水、勞力和能源的利用率,是改善地面澆灌方法的重要技術措施之一。土地平整方法包括常規土地平整措施和激光控制平地技術。常規平地方法採用的設備有推土機、鏟運機和刮平機。它具有土方運移量大、平地費用相對較低的特點,適合於在地面起伏較大、原始平整度較差的田面內完成粗平,改變田塊的宏觀地形。激光控制平地技術是目前世界上最先進的平地技術,田間應用結果表明,激光控制平地方法可以使田塊平整精度指標Sd達到小於2cm的水平,在目前華北平原井灌區內現有農田地面平整狀況下,土地平整精度每改善1cm所需投入的直接平地費用約為83RMB/hm2;考慮到我國渠灌區田塊平整條件較差的現實,應先採用常規平地方法完成土地粗平,再實施激光控制下的土地精細平整。不同田面平整精度處理下的小區畦灌試驗資料表明,地面平整精度對入畦水流推進愈消退時間和畦田入滲分布狀況具有較大的影響。田間澆灌水利用率Ea、澆灌均勻度DU、用水效率WUE等參數隨田面平整精度下降而遞減的趨勢當Sd值高於2cm後較為明顯,而低於2cm時彼此間的差異卻不顯著。受畦灌系統性能差異的影響,作物產量與田面平整精度間的關系也反映出與上述趨勢相似的變化規律,當Sd值高於2cm後,產量遞減受地面平整狀態的影響亦較為顯著。這表明要實現改善畦田灌水質量、節水增產的目的,田面平整精度應以不大於2cm為最佳,為達到這個地面平整標准,則需實施激光控制下的土地精細平整技術。利用不同田面平整精度處理下獲得的田間畦灌試驗資料,針對不同的灌水時間條件設置,採用地面澆灌模型SRFR模擬了3種典型地面平整狀況下的水流推進與消退過程和畦田水分入滲分布狀況,分析討論田面平整精度對畦灌系統性能的影響。模擬結果表明,隨著田面平整精度的改善,畦灌系統性能評價指標顯著提高。與田面粗平狀況相比,激光控制精細平地條件下的澆灌效率可提高34%,灌水均勻度可提高28%。2,閘管澆灌田間閘管是可以移動的管道,沿管道一測帶有許多小型閘門,水通過這些閘門進入畦。閘門的間距可與畦間距一致,並且閘門開度可以調節,用以控制進入畦的流量。根據使用材料的不同,可將田間閘管分為柔性閘管系統和硬閘管系統。其中柔性閘管系統有時也稱作地面軟管,可採用塑料、橡膠或帆布等材料製成。具有造價低、易於應用等優點,但使用壽命相對較短;硬閘管系統採用抗老化PVC或鋁等材料,配有快速接頭,可根據畦條件在田間組裝使用。與柔性閘管系統相比,硬閘管使用壽命長,但造價相對較高。我國目前普遍應用的田間閘管為柔性閘管。在實際應用中,田間閘管既可以替代土毛渠畦到田間配水的作用,同時通過閘閥控制,還可以調整配到畦水量。圖1分別顯示閘管澆灌在畦灌和溝灌條件下的應用情況。田間應用考核表明,該項技術投資少、見效快、施工方便、使用簡單,適應我國大田作物節水澆灌技術發展的需要,它的推廣應用將會產生明顯的經濟效益和社會效益。閘管澆灌系統可以有效地實現田間控制澆灌,田間澆灌水利用率達到了80%,可比現狀節水30%~40%,而且具有減輕勞動強度、減少田間毛渠及田埂佔地等優點。此外,從灌水溝長50m、100m、150m的節水效果看,隨著溝長的增加,其節水效果不斷下降。綜合考慮節水及閘管設備投資等因素,在常規機械平地的條件下,閘管澆灌的灌水長度以100m為宜,最長150m。3 ,水平畦田澆灌水平畦田澆灌技術是建立在激光控制土地精細平整技術應用基礎上的一種地面澆灌技術,自80年代起在許多國家已得到推廣應用。國外的水平畦田澆灌系統中的田面通常為水平狀態,灌水時的流量較大,水能在較短的時間內布滿田塊,均勻地分布在整個土壤表面。畦田可以是任意外形,周邊由田埂封閉。畦塊規格的設計取決於供水流量、土壤入滲特性等因素,一般在4hm2左右,較大的可達到16hm2。國外目前採用的水平畦田澆灌技術,就畦田的規格形式和灌水方式而言,均類似於我國的格田澆灌技術。但不同之處首先在於,國外採用激光控制平地技術完成二維畦面的無坡度平整,我國則一直採用常規機械平地設備進行土地粗平,田面平整精度上的差異顯然較大;其次水平畦田澆灌方式在國外的大田作物中得到推廣應用,而格田澆灌方式主要應用於我國南方的水稻作物,大田作物中幾乎沒有採用;最後水平畦田澆灌技術中對入地流量的要求較高,只有較大的供水流量才能滿足入滲水分在田塊內均勻分布的要求,而我國農田澆灌工程系統的末級進地流量受井灌區農用機井出水量和渠灌區田間輸配水設施容量的制約普遍較小,難以達到實施這項技術所需達到的流量標准。考慮到從國情條件出發的原則,對水平畦田澆灌技術在我國北方大田作物耕地上的應用進行因地制宜地改造,即在對現有田間澆灌工程進行必要改進與配套的基礎上,採用激光控制平地技術完成對現有畦塊的田面平整工作。通過激光控制平地作業,在水流推進方向上減小田塊坡面上下起伏的不平整程度,消除局部倒坡或反坡,保持田塊具有適宜的畦面縱坡,提高水流在田間的平暢推進速度;在垂直水流運動方向的田面上,則通過改善地面平整精度,使之達到水平的無坡度狀態,導致水流橫向擴散的田面凸凹障礙點的消除有利於水流推進鋒面保持較高的均勻一致性,便於水流快速推進到畦尾。應用水平畦田澆灌技術,田間澆灌水利用率由平均50%提高到80%,澆灌均勻度由70%左右提高到85%左右;與其他農業綜合技術措施配合後,採用常規機械進行粗平後年使可增產20%,採用激光控制進行精平後年使可增產30%;作物的水分生產效率由1.13kg/m3的提高到1.7kg/m3。因此,水平畦田澆灌技術的節水增產效益顯著。4,波涌澆灌波涌澆灌是一種新型的地面灌水方法,它採用間歇供水、大流量的方式向溝放水,整個灌水過程依據田塊長度被劃分為幾個周期,入地水流不是一次性的連續推進到溝末端,而是分階段的由首端推進至末端。這種供水與停水交替發生的間歇灌水方式可以形成表土緻密層,能夠降低土壤的入滲率,同時先期澆灌濕潤的溝段上田面糙率的減少有利於加快後期澆灌水流的推進速度,進而提高田間澆灌效率和灌水均勻度。波涌澆灌技術在澆灌自動化程度較高的國家已得到較為廣泛的應用,我國也已經完成了機理研究、波涌灌設備國產化開發及初步的田間試驗示範。波涌澆灌系統一般由波涌閥、自控器和田間輸配水管道等組成,其中波涌閥和自控器是整個系統的核心,稱為波涌澆灌設備。在田間應用過程中,需要根據土壤墒情、作物、田塊尺寸等條件確定波涌澆灌的次數、每次波涌澆灌的時間及波涌澆灌的間歇比等技術參數。新疆棉花波涌溝灌結果顯示,採用波涌溝灌方法下的田間水流推進速度明顯高於連續溝灌,且在棉花澆第1水時的效果最為明顯,高達2倍左右。隨著澆水次數的增多,波涌灌水的效果有所減弱,但總體仍達到1.5倍。在同樣的入地流量條件下,由於波涌溝灌的水流推進速度快,因而既減少了地塊首末受水時間上的差別,又減少了灌水時間,起到節水和灌水均勻的雙重效果。波涌灌與連續灌相比較,可節水10~23%,增產10%左右,節水增產效果顯著。5,現代地面澆灌技術體系傳統地面澆灌是一門古老的技術。隨著現代科技的發展,傳統地面澆灌技術也得到巨大的改變。其中以精細地面澆灌技術為特徵的現代地面澆灌技術已得到世界各國的普遍重視,並在發達國家開始實地應用。我國在「863」國家高技術研究發展計劃中也專門立題開展精細地面澆灌技術研究,對國際上先進的地面澆灌技術進行跟蹤研究。與噴灌、微灌等壓力澆灌系統相比,傳統地面灌存在的最大不足在於缺乏對澆灌過程的控制。對噴灌、微灌而言,可以根據作物的需求精確控制澆灌水的總量及其在田塊內的分布。傳統地面澆灌雖然可對澆灌水總量進行控制,卻難以控制澆灌水在田塊內的分布,由此造成傳統地面澆灌的澆灌效果較差。因此,現代地面澆灌具有如下技術特徵應用激光控制平地技術構築精細地面澆灌技術的基礎。高精度的土地平整是現代精準農業的基礎平台,只有具備了高精度的土地平整,才能真正實現精量播種、精量施肥、精確收割等。國外在農田水利工程建設中,都把平地作為一項重要的基礎工作。激光控制平地技術可實現高精度的土地平整,因此得到了廣泛的應用。 應用地面澆灌實時反饋控制技術提高對澆灌過程的控制。與其他壓力澆灌方法相比,地面澆灌條件下水流在田間運動擴散的過程較為復雜。世界各國一直都把改進地面澆灌技術的重點放在加強對澆灌全過程的控制和治理上,以便提高地面澆灌的灌水質量。隨著計算技術的發展,利用數學模型對地面澆灌全過程進行分析已成為改進地面澆灌技術的重要手段。地面澆灌實時反饋控制技術通過對田間水流運動過程的監控,利用田間觀測數據反求地面澆灌的控制參數,制定高效節水的地面澆灌方案,並對地面澆灌過程實施反饋控制,實現對地面澆灌全過程的精細控制。應用高效節水地面澆灌技術和設備,提高地面澆灌的自動化。通過積極採用水平畦田澆灌技術、波涌澆灌技術、繩索澆灌技術等先進的地面澆灌技術,不僅使地面澆灌具有一定的自動化能力,而且也保證了高效節水效果的實現。制定合理的澆灌制度,加強地面澆灌的田間治理。由於地面澆灌方法的局限,採用地面澆灌技術很難實現小定額澆灌。因此,在制定地面澆灌的澆灌制度時,要充分考慮到澆灌技術的制約。我國現有澆灌面積8.0億畝,其中地面澆灌佔95%以上。由於農田土地平整程度差,田間澆灌工程規格不合理、地面澆灌技術落後、澆灌治理粗放等問題,致使我國地面澆灌的田間水利用率不高。通過應用現代地面澆灌技術,可以大幅度減少地面澆灌過程中的水量損失浪費。這對改變我國地面澆灌的落後狀況、從整體上緩解農業水資源短缺的矛盾、促進澆灌農業的可持續發展具有重要的現實意義,也將為我國農業現代化奠定基礎,促進我國傳統農業向現代農業的轉變。6,根據上述現代地面澆灌技術特徵,提出如下適合我國國情的現代地面澆灌技術模式:以冬小麥等大田作物為代表的現代畦灌模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用精量播種技術,降低播種量;採用水平畦田澆灌、波涌澆灌及噴、微灌等高效節水澆灌技術,提高田間水的利用率;採用精量施肥技術,提高化肥利用率;採用聯合收割機技術,實現收割機械化。通過上述技術組合配套,集成小麥等大田作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+精量播種+高效節水澆灌技術+精量施肥技術+機械化收割。以棉花為代表的現代溝灌模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用精量播種技術,降低播種量;採用閘管澆灌、波涌澆灌、膜下滴灌等高效節水澆灌技術,提高田間水的利用率;採用機采棉技術,實現棉花採摘機械化。通過上述技術組合配套,集成棉花作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+精量播種+高效節水澆灌技術+機械化采棉。以水稻為代表的現代地面澆灌模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用機插秧技術實現精量插秧,降低播種量;採用塑料隔板技術,減少原來土埂佔地,提高土地利用率;採用水稻「淺、薄、濕、曬」控制節水澆灌技術,提高田間水的利用率;採用聯合收割機技術,實現水稻收割機械化。通過上述技術組合配套,集成水稻作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+機械化插秧+塑料隔板+控制節水澆灌技術+機械化收割。現代地面澆灌技術不僅具有較好的節水增產效益,其具有的其他綜合效益還可為農民帶來實實在在的好處,例如提高土地利用率、提高農機作業效率、便於田間治理等。隨著我國現代化進程的加快,現代地面澆灌技術模式也將得到廣泛應用。