浅谈节水灌溉技术中的喷灌技术-王芳分析

浅谈节水灌溉技术中的喷灌技术

乌兰察布市水利新技术推广试验站王芳

摘要：水资源是21世纪最具战略意义的经济资源之一。根据我国节水灌溉技术的现状以及发展，而喷灌技术作为当今世界上最主要的节水灌溉技术之一。本文首先介绍了喷灌技术的发展，其次详细阐述了采用喷灌所具备的一些条件、技术要求，喷灌系统的组成、类型和规划设计，喷灌技术的优缺点、以及存在的问题，最后从农业节水灌溉的角度展望了未来喷灌技术的发展。

关键词：节水节水灌溉喷灌技术喷灌发展

1.简述节水灌溉技术

我国人多、地少、水缺，全国人均占水量仅为世界平均水平的1/4，是世界上13 个贫水国之一。21 世纪将是我国从发展中国家转变为世界中等发达国家的重要时期，也是我国人口增加到16 亿的高峰时期，农业用水危机将更为严峻，节水灌溉将成为我国农业发展迫切需要解决的重大问题，是我国农业发展的一场革命，其中节水技术的应用将成为农业可持续发展的关键。目前，我国水资源紧缺，且又存在水资源严重浪费的现象。由于粮食生产的极端重要性和灌溉用水量大、效率低的特殊性，认真搞好农业节水，大力发展节水灌溉，形成节水型社会，已成为我国的一项基本国策。因此，发展和推广节水灌溉技术对缓解我国水资源危机有着重要的现实意义。

1.1国内节水灌溉技术的现状

为了解决21世纪我国农业可持续发展和人口对粮食的需求问题，我们必须放弃不惜以消耗水资源、破环生态系统为代价的传统农业灌溉模式，推广使用先进的节水灌溉技术。主要的节水工程措施有：渠道防渗技术、低压管道输水灌溉技术、地面灌溉改进技术及喷灌技术等。

目前，我国耕地面积为1.30 亿hm2，其中有效灌溉面积5 586.67 万hm2，占耕地面积的43.0%。根据《2007年全国水利发展统计公报》的统计数据，截至2007 年底，全国万亩以上的灌区，农田有效灌溉面积达到57782千hm2(自97年以来有效灌溉面积统计表如下)，占全国耕地面积的44.4%。全国工程节水灌溉面积达到23489千hm2，占全国有效灌溉面积的40.7%。在全部工程节水灌溉面积中，其中渠道防渗节水灌溉面积10058千hm2，低压管道输水灌溉面积5574千hm2，喷灌和微灌面积3583千hm2。全国农业灌溉水利用系数达到0.47。也就是说，我国有一半以上的耕地面积没有灌溉设施；大部分的有效灌溉面积还在沿用传统落后的灌溉方法。在节水灌溉面积中，采用现代先进节水灌溉方式的微乎其微，绝大部分只是按低标准初步进行了节水改造。因此，我国的节水灌溉面积尤其是高效节水灌溉面积存在着巨大的发展空间和潜力。

2009年7月3日，2009年小型农田水利建设工作会议在北京召开。会议指出，要科学

编制农田水利建设规划，小型农田水利建设是一项强基础、惠民众、管长远的民生工程。因此，鉴于我国水土资源如此紧缺的状况，发展节水灌溉是我国农田水利建设的一项无可替代的重要战略措施。

1.2我国节水灌溉技术的发展趋势

节水灌溉技术是一种多学科、多部门的综合技术，只有工程措施、灌水技术、农业措施、管理措施、政策措施紧密配合，相互促进,才能过到最佳的节水效果。我国幅员辽阔，各地自然条件差异较大，发展节水灌溉的模式也不形同，必须遵循因地制宜的原则。我国近期节水灌溉的发展方向如下：

1.以节水增产为目标对灌区进行技术改造。

2.加强用水管理，推广节水灌溉制度。

3.平田整地，开展田间工程改造。

4.加快发展节水灌溉工程。

5.重视节水农业的应用。

6.有单项技术向综合技术发展。

2003年12月，水利部正式启动了全国水利发展“十一五”规划编制工作。“十一五”时期具有承前启后的重要历史地位，是重要战略机遇期的一个阶段。据统计，自“九五”以来，全国水利建设已累计投入6000亿元（水利发展“十一五”规划编制组，2002）。预计到2010年，全国新增工程节水灌溉面积1000万hm2，新增有效灌溉面积133.33万hm2（“十一五”及2020年水利发展规划思路目标，2005），基本完成现有粮食产主区主要大型灌区骨干工程续建配套和节水改造。

此外，近年来，现代高新技术发展迅速，目前在节水灌溉的高新技术中，最引人注目的是“3S”技术(RS、GPS和GIS)。“3S”技术的应用产生了数字水文、数字河流、数字渠道、数字灌区等概念。我校也将“3S”技术应用于一些节水灌溉中，充分发挥“3S”技术在节水灌溉技术中的应用。

喷、滴灌是目前国内外节水增产效果最好的田间灌溉工程。喷、滴灌突出的优点是适于坡地及不平整的耕地，节省土地，不易产生水土流失和土壤板结，有利于土壤微量生物良性循环，改善农田小气候，这是其它灌溉方法所不具备的，此外，喷灌设施还可发挥施肥、喷药等综合作用。

我想应当建议国家和地方有关部门，组织有关领域的科研院校、技术推广部门，针对节水灌溉工程快速、大幅度地扩大节水灌溉技术的应用面积与范围，使我国的节水灌溉事业可持续发展，取得更好的节水效果、更大的经济效益、社会效益和环境效益。

2.喷灌技术的发展

喷灌技术是当今世界上最主要的节水灌溉技术之一。它是利用水泵加压或自然落差将灌溉水通过喷灌系统(或喷灌机具)输送到田间，经喷头均匀地喷洒器将水均匀喷洒在农田里，

为作物正常生长提供水分的一种灌溉方法。喷灌技术是大面积机械化解决大田作物、草坪、蔬菜和经济林等高效节水灌溉与施肥问题的主要形式。

2.1国外喷灌技术的发展

喷灌是一种节水而灌溉效果显著的先进灌溉技术，由于世界上水资源越来越紧张，若干年后，在干旱地区主要依赖于微灌、包括喷灌、滴灌等。而在非干旱地区，必须提高水的利用率。全世界自然条件差异很大，包括干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区。降雨量少的地区急需发展节水灌溉技术，在降雨量充沛的地区，由于降雨时分布不均，也经常发生季节性的春旱、夏旱和秋旱。因此，喷灌技术在世界得以重视，并予以广泛的应用。喷灌出现得比较早，最早是以色列人对此重点研究，1969年首先在南非研制试用，1976年被美国列为专利，70年代在世界上得到了发展，80年代以后得到进一步的完善和大面积的推广应用。当前，世界发达国家喷灌技术发展表现出以下趋势：

1.不断提高机械化与自动化水平。喷灌面积持续增大，表现在机械化程度高的喷灌机使用面积日益扩大和电子计算机技术在喷灌系统的应用。

2.广泛应用新技术如激光遥感提高喷灌质量。

3.朝低压、节能型发展，开展多目标利用，有效降低单一用途上的造价。

4.改进设备，提高性能，开发和研制新型喷头，提高喷灌质量，产品日趋标准化、系列化。

2.2国内喷灌技术的发展

我国的喷灌技术水平已基本成熟，喷灌设备生产初具规模，但与世界发达国家相比仍然存在较大差距。随着20世纪90年代中期全球性缺水呼声的日益高涨和我国水资源环境的恶化，国家将发展节水灌溉作为一项基本国策，投入了大量推广与科研资金，并将喷灌作为节水农业的一部分列入国家发展规划，为喷灌的稳步发展奠定基础。随着科学发展技术的突飞猛进和灌溉施肥设备的日新月异，喷灌技术发展到现在已不再是原来意义上的节水灌溉技术，而是一项集灌溉、施肥和自动化管理和合理的田间管理技术相结合，才能很好地发挥灌溉技术的优势，促进农业生产标准化、高效化发展。

实施节水灌溉，尤其是采用各种喷灌机，不仅仅能节约灌溉用水，同等重要的是可以大幅度减轻劳动强度，提高农业劳动生产率。因此，搞喷灌项目时不宜只单纯追求节水效益，而应将其提高到实现农业机械化和现代化的高度来认识。在“十一五”期间，将各地区机械化灌溉面积列入实现农业机械化的评价指标之一。

喷灌是一种具有节水、增产、节地、省工等优点的先进节水高效灌溉技术。70 年代初，我国开始发展喷灌技术。1976 年中国科学院将喷灌列为全国科技十年规划重点项目，1978 年水利部将喷灌作为重点推广新技术项目。20 多年来，我国喷灌技术发展经历了引进、探索、发展、徘徊、提高等几个阶段，在我国农业生产和环境建设等方面发挥了显著的作用，同时也取得了不少经验和教训。

喷灌与传统的地面灌溉方法相比，一般可省水30 %～50 %，增产30 %～50 %。它还具有如节水量大、能扩大浇地面积、适应性强、可提高土地利用率、增产效益明显、省工高效等，因此成为近年备受关注的一种节水工程形式。

3.采用喷灌需具备的条件、技术要求

3.1发展喷灌所需的条件

选择喷灌时首先应考虑：建设费用、管理费用及投资、效益的比较；水量、输配水设施、灌溉效率、作物种类和种植结构、经济价值、地形、地表、土质、气候(风、雨、温度) 等；土地所有权、生产所有制形式、劳动力、劳力报酬、农业对国民经济的影响，社会效益分析等。除此之外，还要考虑群众、技术干部、领导对喷灌的认识和接受程度。

适宜发展喷灌的条件是：①用地面灌土壤渗透大,如沙地、河滩地等；②土层浅,平整土地容易破坏土层结构。在地形起伏不平时平整土地费用太高；③坡度较陡和容易受侵蚀的土壤；④水源的水量和流量不能满足地面灌溉的要求，或地面灌不能有效配水，而采用喷灌其水源水量和流量可以满足要求；⑤喷灌的设计和施工可以很快进行，能够尽快获得高产和经济效益；⑥劳力、资金、材料、设备及运输等有保证。

喷灌是一种先进的灌溉技术，其建设投资和运行费用都较昂贵，技术要求高，因此采用喷灌应还应具备如下一些条件：①是要有一定的能源条件。对于机压喷灌系统，由于需要加压才能进行喷灌，因此要有能源条件，如电、油料等。②是要有一定的交通条件。③是要有经过培训的技术、管理人员。由于喷灌技术含量高，涉及面广，其运行管理要由专门的、受过培训的人员来管理。④是要有专业化的施工队伍。因喷灌系统工作压力较高，隐蔽工程较多，施工和设备安装质量的好坏直接关系着工程能否正常运行、设备能否正常发挥。因此，喷灌工程要由专业队伍（专业人员）进行施工和设备安装。

3.2喷灌的技术要求

喷灌是一种具有多功能和综合效益的先进灌水技术。为了是建成的喷灌工程能充分发挥效益，体现喷灌的优越性，在进行喷灌工程技术设计牵必须清楚喷灌的技术要求，也就是说必须清楚地了解评价喷灌工程质量优劣的技术标准。

1.适时适量地给作物提供水分。要做到这一点，必须制定合理的灌溉制度，保证干旱年或半干旱年作物正常生长对水分的要求。即喷灌工程的设计标准必须满足灌溉保证率不低于85%，按这个标准配套容量合理、工程结构可靠、运行安全方便、各部分的设计规格能保证喷灌灌溉制度实施的水源工程。

2.有适宜的喷灌强度。指组合喷灌强度，影响其数值大小的主要因素与影响组合均匀度的因素相同。要求喷头的组合喷灌强度不得大于当地土壤的允许喷灌强度。对于行喷式喷灌系统的喷灌强度可以略大于土壤的允许喷灌强度，在喷洒的过程中允许地面出现当时渗不下去而过后能很快渗入的小水洼，但不得出现地面径流。

3.有较高的喷灌均匀度。喷灌均匀度指的是组合均匀度，它与单个喷头的倾斜度、地面

坡度、风速、风向等因素有关。要求在设计风速下，定喷式喷灌系统的组合均匀系数不低于75 %，行喷式喷灌机的组合均匀系数不低于85 %。

4.有良好的雾化程度。喷灌水是以模拟天然降雨的形式落在田间的，为了避免土壤板结或损坏作物，要求喷洒水滴对土壤和作物的打击强度要小。但是水滴雾化要消耗能量，雾化过度不仅不经济，而且因细小水滴容易被风吹散、漂移，蒸发损失加大。因此，应根据作物种类，以不损坏作物为度，选用具有适宜雾化指标的喷头。

总之，喷灌的技术特征：要求灌溉水必须均匀地分布在所灌溉的土地上；同时喷洒后地表不产生径流和积水，没有灌溉水的二次再分配；此外，喷洒水滴不得破坏土壤的团粒结构，也不得伤害作物，造成减产。为了使喷灌达到上述的技术要求，规定了喷灌的技术“三要素”，即喷灌强度、喷灌均匀度和喷灌雾化指标。任何喷灌过程只有当这三项技术指标的值不低于国家标准要求时，才能达到喷灌的省水、增产、保土、保肥、提高作物品质的效果。

4.喷灌系统的组成和类型

4.1喷灌系统设备构成

作为一项为农业生产服务的工程措施，喷灌系统主要由水源工程、首部装置、输配水管道系统和喷头等部分构成。

1.水源工程。包括河流、湖泊、水库和井泉等都可以作为喷灌的水源，但都必须修建相应的水源工程，如泵站及附属设施、水量调节池等。

2.水泵及配套动力机。喷灌需要使用有压力的水才能进行喷洒。通常是用水泵将水提吸、增压、输送到各级管道及各个喷头中，并通过喷头喷洒出来。喷灌可使用各种农用泵，如离心泵、潜水泵、深井泵等。在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机。在用电困难的地方可用柴油机、拖拉机或手扶拖拉机等作为水泵的动力机，动力机功率大小根据水泵的配套要求而定。

3.管道系统及配件。管道系统一般包括干管、支管两级，竖管三级，其作用是将压力水输送并分配到田间喷头中去。干管和支管起输、配水作用，竖管安装在支管上，末端接喷头。管道系统中装有各种连接和控制的附属配件，包括闸阀、三通、弯头和其他接头等，有时在干管或支管的上端还装有施肥装置。

4.喷头。喷头将管道系统输送来的水通过喷嘴喷射到空中，形成下雨的效果撒落在地面，灌溉作物。喷头装在竖管上或直接安装于支管上，是喷灌系统中的关键设备。

5.田间工程。移动式喷灌机在田间作业，需要在田间修建水渠和调节池及相应的建筑物，将灌溉水从水源引到田间，以满足喷灌的要求。

4.2常用喷灌系统类型及适用范围

虽然喷灌系统的类型较多，但根据其设备的组成，喷灌系统可分成机组式喷灌系统和管道式喷灌系统两大类。机组式喷灌系统又可分为轻小型机组式喷灌系统、大中型机组式喷灌系统等。管道式喷灌系统是指以各级管道为主体组成的喷灌系统，按照可移动的程度，可

分成全固定式、全移动式和半固定式三种。

其中，轻小型喷灌机是目前我国农村应用较为广泛的一种喷灌系统，特别适合田间渠道配套性好或水源分布广、取水点较多的地区。全固定管道式喷灌系统一般适用于经济条件较好的城市园林、花卉和草地的灌溉，或灌水次数频繁、经济效益高的蔬菜和果园等，也可在地面坡度较陡的山丘和利用自然水头喷灌的地区使用。全移动管道式喷灌系统一般适用于经济较为落后的地区。半固定管道式喷灌系统综合了全固定和全移动管道式喷灌系统的优缺点，操作和管理也较为方便，是目前国内使用较为普遍的一种管道式喷灌系统。管道式喷灌系统比较适用于水源较为紧缺，取水点少的我国北方地区。从70 年代初，我国开始发展喷灌技术，到1998 年底，全国的喷灌面积约160 万hm2，占灌溉总面积的3. 1 %。其中，轻、小型喷灌机组的灌溉面积占75 %，大中型喷灌机的灌溉面积占10 %，半固定式占15 %。5.喷灌系统的规划设计

灌区基本资料是进行设施灌溉工程规划设计的依据。绿地喷灌的总体设计应根据地形、土壤、气象、水文、植物配置等条件，通过技术经济比较达到最佳效果。总之，在进行喷灌系统规划设计时，首先须经过勘测、调查、收集当地的地形、气象、土壤及水文等资料，并了解作物种植情况和经济设备条件等。下面就绿地喷灌系统规划设计的原则和主要内容简要介绍一下。

5.1绿地喷灌系统规划设计应遵循的原则

绿地喷灌系统的规划设计应遵循四个基本原则：节水性、节能性、经济性和实用性。

1.节水性。作为一种先进的灌水方式，喷灌在节水方面的作用和价值，是大力推广这种灌水方式的主要原因。

2.节能性。节能性原则是指满足喷灌系统能够在低能耗下运行。运行能耗低,即节能效果好。对于加压型喷灌系统，应该按照当地经济流速的建议值选择管径，兼顾喷灌系统的前期投资和后期费用两个因素，以免管径过小造成运行费用增加。此外，选用低压喷头有利于降低喷灌系统的运行能耗。

3.经济性。经济性的原则是指在保证喷灌质量、系统安全和操作方便的前提下，选择合适的系统类型和设备，使喷灌系统的工程造价和运行费用同时达到一个合理的指标。

4.实用性。实用性原则是指从绿地养护和系统管理的角度出发，寻求一个既技术上可靠，经济上合理，又便于使用和维护的喷灌系统。

由于这些原则之间存在着相互制约的关系，有时难以同时得到满足。在这种情况下，应该首先考虑满足节水性原则。因为在规划设计的原则中，节水性是最重要，它体现了喷灌工程资金投入的最直观的意义和目的。

5.2绿地喷灌系统规划设计的主要内容

绿地喷灌系统规划设计的主要内容包括：喷灌用水分析、喷灌系统类型的选择、喷头选型与布置、轮灌区域划分、管道系统设计及安全运行措施。因此其流程图见下图。

园林绿地喷灌是一种根据不同植物生长特性模拟天然降水而进行灌溉的技术，与传统的地面灌水方法相比，其具有节水、节能、省工和效益高等优点。

例如：张掖市金张掖大道(GZ45线)道路景观绿化带位于干旱缺水的甘肃河西地区，运用喷灌技术进行灌溉，不但可以节省灌溉用水量，还可以增加景观效果，带来一定的生态效益。为了美化景观效果，目前，绿化绿地喷灌系统一般均采用埋藏升降式绿化绿地喷头。自张掖市新建道路工程(GZ45线)绿化带灌溉供水工程竣工以来，从工程的运行情况来看，系统运行良好。可调角度喷头技术保证了喷洒的均匀性，节约了灌溉用水量。自动灌溉与人工灌溉交替互补，大大减轻了劳动强度，解决了人工浇灌费时、费力、无法大面积浇灌等诸多弊端，具有推广和应用价值。由此可见，。喷灌技术在城市道路绿化带中的应用很广泛。

随着城镇绿化建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。喷灌，以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越得到广泛应用。

6.喷灌技术的优缺点

6.1喷灌技术的优点及适用范围

喷灌是一种具有先进的节水灌溉技术。与传统的地面灌水技术方法及其其它节水灌水方法相比，具有以下优缺点。

1.节约用水，增加灌溉面积。由于喷灌基本上不产生深层渗漏和地面径流，灌水比较均匀，且管道输水损失少，所以灌水有效利用系数高。比地面灌水省水30 %～50 %，对于透水性强、保水能力差的沙质土地则节水效果更为明显，用同样的水能浇灌更多的土地。

2.保持水土。喷灌的水滴直径和喷灌强度可根据土壤质地和透水性大小进行调整，能达到不破坏土壤的团粒结构、保持土壤的疏松状态、不产生土壤冲刷、使水分都渗入土层内、避免水土流失的目的。对于可能产生次生盐碱化的地区，采用喷灌的方法，可严格控制湿润深度,消除深层渗漏，防止地下水位上升和次生盐碱化。

3.节地。采用喷灌不仅可大大减少土石方工程，而且还能腾出占总面积3 %～7 %的田间沟渠占地，用于种植作物，提高土地利用率。

4.节省劳动力。喷灌的利用提高了灌溉机械化程度，大大减轻灌水劳动强度，节省劳动力。喷灌时用管道输水，无需田间的灌水沟渠和畦埂，一般情况下，干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠占地约为10 %～15 %，与之相比较，喷灌可增加耕地7 %～10 %。

喷灌可实现高度机械化，大大提高生产效率，尤其是采用自动化控制的喷灌系统更可节省大量的劳动力；喷灌取消了田间的输水沟渠，减少了杂草生长，免除了整修沟渠和清除杂草的工作；喷灌与施化肥和农药结合，也可节省大量的劳动力。在相同条件下，喷灌所需劳动量仅为地面灌溉的1/5。

5.适应性强。喷灌是通过喷洒的方式灌水，不受地形坡度和土壤透水性的限制，在地面灌水方法难于实现的场合，都可以采用喷灌的方法。

6.提高产品数量。喷灌可以采用较小的灌水定额进行浅浇勤灌，便于严格控制土壤水分，保持土壤肥力，既不破坏土壤团粒结构，又可促进作物根系在浅层发育，有利于充分利用土壤表层的肥分。同时喷灌可以调节田间的小气候，增加近地表空气湿度，在空气炎热的季节起到调节叶面温度的作用，并能冲洗叶面尘土，有利于植物的呼吸和光合作用，达到增产的效果，大田作物可增产20 %，经济作物可增产30 %，蔬菜可增产1 倍～2 倍，并可同时改变产品品质。此外，喷灌系统还可喷洒农药、防霜冻、防暑降温等。

灌溉可以稳产、高产，而喷灌又比传统的灌水方式更能增产。这主要是因为喷灌可以采用较小灌水定额对作物进行浅浇勤灌，便于严格控制土壤水分，使之与作物生长需水更相适应；喷灌对耕作层土壤不产生机械破坏作用，可保持土壤团粒结构，使土壤疏松，孔隙多，通气条件好，促进养分分解、微生物活跃，提高土壤肥力；喷灌可以调节田间小气候，增加近地表层温度，夏季可降温，冬季可防霜冻，还可淋洗茎叶上的尘土，促进呼吸和光合作用，因而给农作物创造了良好的生活环境，促进作物生长发育，达到增产的目的。

7.提高农产品质量。喷灌不仅能增产，还能提高产品质量。富锦市近年来在大蒜生产中利用喷灌技术，不仅产量大幅提高，而且产品品位提高一等，蒜头平均直径可达8 cm，可直接用于出口创汇。美国俄勒冈州的一些罐头厂在和生产者签订合同时，甚至首先要求种植场要有喷灌设备。

8.保持生态平衡，改善人类和生物的生存环境。

从生态平衡的角度看，梯田改变了山丘地的原始状况，破坏了山地的表层结构和植被，一旦发生较大的暴雨，梯田将被冲毁，带来更严重的水土流失。目前国家已明确规定25°以上的坡地严禁开荒，已种耕地要限期退耕还林。

喷灌基本不用平整土地，对于丘陵和缓坡山地尤为有利。由于不破坏原始地面状态，保持了生态平衡，对于平原地区，由于喷灌可以根据土壤的质地和透水性的强弱确定雨滴的大小和灌水强度，不致破坏土壤的团粒结构，不形成板结，不产生地面径流，避免土壤冲刷。喷灌还可以控制水分，浅浇勤灌，不抬高地下水位，防止次生盐碱化，甚至可以用含一定盐分的微咸水进行喷灌，我国一些地区做了这方面的尝试，取得了良好的效果。

6.2喷灌的缺点

喷灌的适用范围较广，几乎适用于灌溉所有的旱作物，例如谷物、蔬菜、香菇、、木耳、药材等。从地形上看，既适用于平原也适用于地形起伏的山丘地区；从土质上看，既适用于透水性大的土壤，也适用于入透率较低的土壤。喷灌不仅可用于农作物的灌溉，而且也可用于园林草地、花卉灌溉，同时可兼作喷洒肥料、喷洒农药、防霜冻、防暑降温和防尘等。但也存在一定的缺点和不足。

1.投资较高。建设喷灌系统需大量的机械设备和材料,其投资在几种农田灌溉方法中是较高的。今后，随着农村经济的发展，农民经济实力逐步雄厚，加上国家和各级政府的投入不断加大，投资问题会逐步得到解决。

2.风对喷灌的影响较大。喷灌的最大克星是风，一般风力达3级就要停喷，但由于农作物在生长期内缺水的因素，且加之甘肃等西北地区长年风大，不喷作物会旱死。风使喷灌均匀度大幅度下降，出现漏喷现象，导致大量减产。如白天风大、空气相对湿度过低时，可考虑在夜间喷灌。

3.漂移蒸发损失较大。由于水喷洒到空中，比地面灌时的蒸发量大，在有风的条件下会漂出灌溉地造成漂移损失，尤其是在干旱季节，空气相对湿度较低，蒸发更大，水滴降低到地面之前可以蒸发掉10 %。因此,可以在夜间风力小时进行喷灌，减少蒸发损失。

4.可能出现表面湿润较多，深层湿润不足的问题。在喷灌强度过大、土壤入渗能力低的情况下，会出现表面湿润较多，深层湿润不足的问题，这种情况对深根作物很不利。如果能在设计中恰当地选用较低的喷灌强度，使喷灌强度低于土壤的入渗速度，或延长喷灌时间的办法，则应当会大大缓解此类问题。

5.耗能较大，运行费用较高。传统的地面灌在田间几乎不耗能，喷灌中为了使喷头运转和达到灌水均匀，必须给水一定的压力，除自压喷灌系统外，都需要一定能源。随着世界能

源的紧缺，有些国家不得不放慢喷灌发展的速度。近年来，一些国家大力发展低压喷头,并且将喷灌和滴灌结合，发展微喷灌，目的都是为了节能。

此外，通过对自己周围作物的观察发现，对幼小的作物，在使用喷灌系统进行灌溉尤其是将灌溉与施肥结合进行时，很容易滋生杂草。导致杂草和作物同时生长，从而影响了作物的正常生长。也浪费了水和肥。

7.喷灌技术存在的问题

1.规划设计不合理。有些灌区发展喷灌根本没有搞规划设计，仅靠管道生产厂家画个草图，依此为据进行施工。有的搞了设计，但设计单位不太懂行，致使漏喷现象很严重。还有的灌区低压管道输水系统是在原有的地面灌溉系统的前提下设计的，试压时管道爆裂。喷头的搭配不合理也是设计中的另一问题，系统中所有的喷头全部采用全圆式喷头，造成田边地角水量和能源严重浪费，增加了运行费用。

2.喷灌系统的选择问题。喷灌系统需要选择，不是所有的方法都适合所有的地方和所有的作物，因此，必须因地制宜，选择适合本地的喷灌系统。

3.喷灌设备的质量问题。目前，喷灌发展中存在的首要问题是设备质量问题。经过多年的技术引进、消化和吸收，我国已能独立生产相对成套的喷灌设备。但一些关键设备，如江苏某化工塑料厂生产的塑料管，在试压时爆成碎片。购进的江苏产的喷头1000多只，使用只有3-4次，大部分喷头有的摇臂已断，有的弹簧失去功能。缺乏有效的产品质量监督检查机构，价格无序，售后服务差，也制约了喷灌事业的顺利发展。

喷头按工作压力分有低压喷头、中压喷头和高压喷头三种。低压喷头指工作压力小于20kPa的喷头，中压喷头指压力工作压力为200-500kPa的喷头，工作压力大于500kPa的称为高压喷头。高压喷头很少用到。中压喷头用得最多，一般大田作物喷灌都用中压喷头。对于苗圃、幼嫩蔬菜或城市中的草地、花卉常用低压喷头。

目前用得较多的国产喷头有ZY喷头、PY型、PYS型等喷头。进口喷头有美国的雨鸟、以色列的雷欧喷头等。目前国产喷头质量已达到较高水平，而且价格明显低于进口喷头，因此一般情况下宜采用国产喷头。

4.喷灌系统运行管理问题。地面灌溉系统给夏作物配水只有2-3次，轮期长达25天到50多天不等，可喷灌系统对大田作物的喷灌周期为7-10天。这对灌区的管理部门来说也是一个新课题。各喷灌系统建有蓄水池，其来水量与水泵的出水量时有矛盾发生，加之水泵故障或停电等原因造成频繁停机再开机，使运行费用大大增加。水源未加过滤或沉淀，时有淤积于水泵或堵塞喷头，造成系统无法运行。

5.农民认识不足，抵触情绪大。由于喷头质量差，加之系统压力不稳定或操作不当，导致系统不能运转，致使有人在喷头上加上橡皮筋等。农民有大水漫灌的习惯，认为喷灌的定额太小，耐旱能力小，所以有的农民随意加设喷头，有的农民连竖管拔了，用支管直接冒水浇地。

6.固定式喷灌不利于机耕。固定式喷灌不利于机耕，尤其是在平原地区，田间的固定管

道对机械很有妨碍，耕作时经常碰坏出地竖管，国外采用免耕法也是一种解决措施。在我国，对于大田全固定式喷灌，审查时一般均予否定，其理由一是投资过高，二是影响机械化作业。

7.移动式、半固定式管道喷灌系统搬运管道困难。采用这两种喷灌系统，对于刚刚喷过的土壤，还容易伤苗和破坏土壤，所以尽量选用轻质管道，如薄壁金属管道和塑料管道。考虑在刚喷完的位置移管困难，一般设计时都采用1套或2 套备用管道，因而增加了管道总用量。

8.中心支轴式、平移式等大型机组对土地平整要求较高。我国农村田块较分散，村落、房舍也零乱，发展大型机组有一定困难。但在东北、新疆、内蒙古等地广人稀的地区发展大型机组还是大有作为的。

8.从农业节水灌溉的角度展望喷灌技术的发展

水利灌溉是农业的基础，喷灌等节水灌溉技术是水利灌溉降低成本，提高效益的核心，与农业增产，农民增收有着十分密切的关系，全面推广农业节水灌溉技术，是新时期水利工作义不容辞的社会责任。

进入21世纪，农业用水供需矛盾更加突出。在全面建设小康社会的新形势下，我国农业产业必须走可持续发展的道路。从国外和我国各地的实践经验来看，凡采用先进节水灌溉技术，都可获得显著的节水增产效果。因此，为了使有限的水资源发挥更大的效益，达到节约用水、灌溉及时、高效增产的目的，对旱田来说，实行喷灌是势在必行的好办法。

例如以黑龙江垦区和平牧场1.0万亩旱田喷灌为例，通过合理开发地下水资源来发展农业灌溉，提高了水资源的利用率，达到了高效增产的目的，且资源开发与保护相结合，为进一步发展现代化生态农业奠定了基础。

8.1节水灌溉在农业生产中的影响

1.水利灌溉是农业生产的有力保证。水利是农业的命脉，是国民经济的基础产业。水利设施、水利灌溉是农业不断发展的必然产物，为农业增产增收服务是水利行业全部工作的出发点和落脚点。古老的都江堰，造就了闻名遐迩的“天府之国”，著名的“关中八惠”富饶了“八百里秦川”。水作为农作物生长“三要素”之一，在整个生长过程中发挥着极其重要的作用。随着农业技术的推广，农作物的种植结构已经由过去单一的粮食作物向多种类、多品种、高质量、高效益方向变化，从而也对农业灌溉提出了更高的要求。如何充分利用现有水源，采用抽、引、排、浇等措施，使各个灌区连年发挥其最佳效益已成当务之急。

2.节水灌溉是农业生产的有效途径。我国地域广大，年降雨量无论是在时间上还是在空间上都表现出明显的不均，要保证正常年份农业丰收，南方尚可满足要求，对北方地区而言是完全不可能的。因此，发展节水灌溉技术已成为我国目前农业用水的必由之路。充分展现节水灌溉在农业生产中发挥的作用。

3.高效用水是农业生产的关键举措。由于灌溉水的损失与浪费存在于各个环节，所以灌区高效用水也有多种途径，具体地讲就是按照浑水灌区实现渠道衬砌化、清水灌区实现暗管

化、果园大棚实现微喷化、大田普及小洼化的原则，采取工程与非工程相结合的措施，努力提高灌溉水利用率。一方面要加大灌区节水改造力度，大力推广渠道防渗，管道输水技术，采用短窄洼灌、细流沟灌、喷灌等节水方式，以及配套选用耐旱作物品种，划锄保墒，秸秆还田，使用植物化学抗旱剂等农艺抗旱措施，不断提高田间节水灌溉水平；另一方面要发展“长藤结瓜”、“大、中、小、蓄、引、提”相结合的灌溉系统，执行“先灌远，后灌近，先灌高，后灌低，先浇墒情差的地，后浇墒情好的地，先浇普通作物，后浇耐旱作物”的原则，合理配水，充分发挥灌区内部各种中、小型工程的作用，减少弃水浪费，使上游漏水能被下游利用，使高处渗水能被低处利用，并通过节水宣传、计量收费、节水技术推广等手段，调动广大农民高效用水的积极性，促进作物增产和农民增收。

8.2喷灌节水技术的经营利用与发展方向

喷灌既是一种省水、增产、高效的灌溉方式，又是一种高能耗的灌水方式。如何从喷灌经营的特点出发搞好经营管理，提高灌溉水的利用率，达到增产增收增效的目的，探索一条适合我国农业生产的喷灌发展之路，是目前广大水利工作者农民所共同关心的课题。其每一个细节都是不能忽视的。

1.重视设计安装工作。对于较大规模的喷灌工程或责任田的小型喷灌系统，都应十分重视其规划和安装。从设计上来讲，首先要考虑当地水源、土壤、作物种类、管理水平等因素的基础上，按照喷灌工程设计规划认真设计，出具设计图纸。二是要注意系统设备的完整配套性。三是严把设备采购关，要选用优质设备，不能只图便宜害农民。招标不能只作为一种形式，应落到实处，杜绝招标中的不正当行为。

2.在不影响作物正常生长的情况下增加作业内容。增加作业内容，如利用喷灌设备喷施化肥、杀虫剂、除草剂等。会使作物健康生长，充分发展喷灌技术在农业中的应用。

3.实现降耗新突破。降低压力等级。喷灌能耗的主要部分是用于保持喷头的正常工作压力，将常用的中压喷头改为低压喷头，则能耗可降低50%以上；进一步改用微喷，则能耗可节约70%以上，因此，降低喷头工作压力，是节约能耗的重要措施。此外，搞好节水节能。对耗能的供水，节水就是节能，加强喷灌系统的科学管理，严格控制喷水时机和喷水量，对增产节水都具有重要的意义。适当增加喷水次数，降低喷水的喷水量，注意天气预报，看天喷水，以充分利用天然降雨，也可收到节水节能的效果。

4.要以经济实效为原则。发展灌溉一定要从各地的实际出发，因地制宜。充分考虑各地喷灌发展的实际情况，量力而行，时机不成熟的不要盲目发展，在发展规模、速度、档次上更应因地制宜，不能盲目。喷灌能否大面积推广，关键在于是否有较高的经济效益。喷灌的经济效益是由灌区的作物情况决定的，在农村调整产业结构时，合理成片安排一批经济作物专业生产，对提高喷灌效益有着十分重要的意义，也是发展喷灌的必要条件。

5.强化喷灌工程的管理模式。喷灌作为一种先进的灌溉方式，必须配以先进的技术才能发挥其优越性。灌水技术主要是指合理的灌水制度，包括不同作物，不同生育期的灌水起始点、灌水上限、灌水定额、灌水周期的确定，灌水时间，灌水次数等等方面。因此，应建立

相应的管理责任制。

6.喷灌系统的使用与维护也不可忽视。喷灌是发展节水灌溉农业的重要技术措施，在我国干旱地区已得到大面积的推广，在农业的持续稳定增产中发挥了重要的作用。但要更好地发挥田间喷灌系统的优势，还必须在正确使用和维护方面很重视。如干、支管道上的阀门、喷灌系统的各部压力、检查喷灌系统的各个部分等等。因此，维护喷灌系统，有效地发挥喷灌系统经济社会效益的关键。

9.结语

通过本文对喷灌这种节水灌溉技术的简单介绍，利用它的优点和在现代农业中的成功应用，从而希望不断完善喷灌的自我能力，即管理的自我完善和工程技术的完善两个方面，争取在完善的过程中不断提高经济效益，使喷灌这种节水灌溉技术真正为“三农”服务，全面实现农业用水的节水降能，夺取最佳经济效益。