第一期:工程节水技术措施

3 喷灌技术

3.1 喷灌技术的节水增效作用

（1）提高农作物产量：像降雨一样湿润土壤，不破坏土壤结构，可以根据作物需水规律进行精确供水，还能调节田间小气候。因此，可为作物生长创造良好的水分条件和环境条件，比地面灌溉提高产量15%~25%。

（2）节约灌溉用水量：灌水均匀度可达80%~85%，灌溉水利用率可达80%以上，一般可比地面灌溉省水30%~50%。

（3）适应性强：可用于各种类型的土壤和作物，受地形条件限制小，可以节省农田平整的工作量。

（4）节省灌水劳动力：喷灌的机械化程度高，可以降低灌水劳动强度，节省劳动力。

（5）提高耕地利用率：喷灌采用压力管道输水，可减少农田中的渠道、田埂占地，提高耕地利用率7%~15%，因而可比地面灌溉增加实际播种面积，增加作物产量。

3.2 喷灌技术及其应用

（1）技术原理：是利用专门的设备（动力机、水泵、管道等）将水加压，或利用水的自然落差将有压水通过压力管道送到田间，再经喷洒器（喷头）喷射到空中散成细小的水滴，均匀地散布在农田上，达到灌溉目的。喷灌系统可分为固定管道式、半固定管道式和移动式喷灌机组三种。固定式喷灌系统各组成部分在整个灌溉季节中（甚至长年）都是固定不动的，或除喷头外，其他部分固定不动；半固定式喷灌系统除喷头和装有许多喷头的支管可在地面移动外，其余部分均固定不动，支管与干管常用给水栓快速连接；移动机组式喷灌系统除水源工程固定外，装在机组上的动力、水泵、管道、喷头都可移动。

（2）技术要点：①修建水源工程，包括河流、湖泊、水库、池塘和井泉都可作为喷灌的水源，但都必须修建相应的水源工程，如泵站及附属设备、水量调蓄池和沉淀池等；②选用水泵及配套动力机，水泵将灌溉水多水源吸提、增压、输送到管道系统（对于移动式喷灌机组，也可通过渠道将水送到田间向机组供水）。常用的水泵有离心泵、长轴井泵和潜水泵等，水泵扬程应根据喷灌工作压要求确定。在有电力的地方常用电动机作为水泵的动机，用电困难地方则可用柴油机作为动力，动力机功率应于水泵要求配套；③铺设管道系统，通常分干管和支管两级，管道系统上应根据需要安装各种连接和控制配件，包括弯头、三通、接头、闸阀等，在支管上装有用于安装喷头的竖管（对于半固定管道式喷灌系统或移动式喷灌机组，应在竖管上安设给水栓，以向移动支管或机组供水）；④安装喷头，根据喷灌要求选用合适的喷头安装在竖管上（对于半固定式喷灌系统，喷头安装在移动支管上，对于移动式喷灌机组，因机组上就配有喷头）；⑤运行喷灌系统，按设定的喷灌方式对农田进行喷灌。

（3）适用条件：喷灌几乎适用于灌溉所有的旱作物，如谷物、蔬菜、果树等。既适用于平原也适用于山丘区；既用来灌溉农作物又可用于喷洒肥料、农药、防霜冻和防干热风等。但在多风情况下，喷洒会不均匀，蒸发损失增大。为充分发挥喷灌的节水增产作用，应优先应用于经济价值较高、且连片种植集中管理的作物；地形起伏大、土壤透水性强、采用地面灌溉困难的地方；水源有足够自然落差适合修建自压喷灌的地方；灌溉季节风小的地区。

（4）推广应用前景：我国现有耕地18.3亿亩，其中灌溉面积还不到一半，其余耕地不少是发展地面灌溉难度大或不宜采用地面灌溉。现有耕地中，经济作物和蔬菜面积有约3亿亩，还有上亿亩的茶园、果园和几十亿亩的草原。从长远看，这些耕地和草原只要经济条件许可都可以采用喷灌，因此喷灌技术具有广阔的推广应用前景。

3.3 喷灌工程投资与效益

现阶段适合在我国大面积推广的喷灌形式主要有三种：固定式、半固定式和轻小型机组移动式，其单位面积投资见表3-1。

表3-1 不同喷灌形式单位面积投资 （单位：元/公顷）

据甘肃、河南、江苏、新疆等省区21个大型灌区喷灌投资及节水成本调查，如表3-2所示。

表3-2 典型灌区喷灌投资及节水成本分析

注：半固定式地上部分按投资的70%计算，地下部分按投资的30%计算，固定式地下部分按投资的70%计算，地上部分按投资的30%计算，折旧年限地上部分按10年计算，地下部分按20年计算，喷灌机按15年计算，年运行费按年投资额的8%计算，单方水投入平均值按有效灌溉面积加权平均计算。

从表3-2可以看出，喷灌单位面积投资为4873~29801元/公顷，平均为10750元/公顷，节约单方水所需投资为0.18~2.64元/立方米，平均为0.51元/立方米。

由于喷灌全部由管道输水，几乎没有输水损失，灌水定额小，灌水均匀，无深层渗漏，也不会有地面流失，因此，喷灌具有显著的节水效果。现以江苏沛县某喷灌工程的资料为背景对喷灌工程的经济效益进行分析计算。(1)工程投资：全固定式喷灌系统包括加压泵站、输配水系统、喷头和各种配件，每公顷投资19500元。(2)年运行费：喷灌工程每年每公顷地耗电3000千瓦•时，每度电以0.65元计，则水电费1950元。每6.6公顷喷灌工程需1人管理，管理人员工资及日常开支按每人每年6000元计算，则每公顷管理费900元。维修、养护和易损设备更新以工程总投资的7%计，即每年每公顷1365元。年费用合计4215元/公顷。(3)年效益：每公顷蔬菜产量75000千克，喷灌后增产20%，即增产15000千克。蔬菜以0.4元/千克计算，则每公顷增产值6000元。喷灌系统节地7%，每公顷节地增收160元，扣除农本净增80元。采用喷灌后每公顷年增效益7200元。若社会折现率取8%，经济计算期选用15年，则年净效益B年=72985元/公顷，总效益现值B总=61628.3元/公顷，总年运行费现值C总＝36078.2元/公顷，净效益现值BN=6050.1元/公顷，益本比Rn=1.11，投资回收年限T= 6.53年。