第一期:工程节水技术措施
5 田间节水地面灌溉技术
5.1 田间节水地面灌溉技术的节水增效作用
（1）能较好地保证将灌溉水按拟定的灌水定额输送到作物根层，使全部灌溉面积上的土壤湿润比较均匀，作物的需水要求容易得到满足。
（2）能有效防止田面跑水、串灌、流失和避免或减少深层渗漏损失。因此，灌溉水利用率较高。
（3）能防止或减少破坏土壤团粒结构，使灌水后土壤保持疏松，减少地面蒸发，有利于作物生长发育。
（4）操作简便、投资费用少，农民易掌握。
5.2 田间节水地面灌溉技术及应用
（1）技术原理：对旱作物灌溉采取划小和划短畦块，改长沟为短沟，平整土地，间歇供水；对水稻灌溉采取控制格田面积，防止串灌，并采用适宜的灌溉流量等措施，提高灌溉水在田面上分布的均匀度，减少灌溉水在田面流动过程中的深层渗漏损失，以提高灌溉水利用率并满足作物的需水要求。
（2）技术要点：在我国旱作物田间节水地面灌溉方式主要有小畦灌溉、长畦短灌、水平畦灌（小块灌）、间歇灌溉等。在水稻田间节水地面灌溉技术主要有改进格田灌。各种方式的技术要点如下：
①小畦灌溉技术：在自流灌区运用小畦灌溉技术的时候，畦田宽度应该控制在2-3米，畦田长度不要超过75米。机井和高扬程提水灌区的畦田宽度应该控制在1-2米，畦田长度控制在30-50米。
②长畦短灌技术：长畦短灌又称长畦分段灌水技术，是将长畦划分成一个一个的小段，采用地面纵向输水沟或软管分别对这些小段进行灌溉。采用长畦短灌技术的畦田，畦宽应控制在5-10米之间，畦长可以控制在200米以上，一般在100-400米左右。
③水平畦灌技术：水平畦灌是将田块整理成方形（或长方形），以较大的流量入畦，使水流迅速灌满全部田面（田块）块的一种灌水技术。该技术要求田面比较平整，田面各个方向无坡度，在我国现阶段的水平畦田一般多为0.3亩左右。如果与激光控制平地技术结合进行高精度的土地平整，还可以增大灌溉田块的面积。
④节水型沟灌：节水型沟灌有短沟灌、细流沟灌、隔沟灌等形式。短沟灌的沟长要求，自流灌区一般不超过100米，提水灌区和井灌区一般不超过50米。细流沟灌的灌水沟规格与一般的沟灌相同，只是用小管控制入沟流量，一般流量不大于0.3升/秒，水深不超过沟深的一半。隔沟灌是头一次灌水时，相邻的沟不同时灌水，而是间隔一条沟通水，下一次灌水时再间隔灌上一次没有灌水的沟。
⑤间歇灌溉技术：间歇灌溉是通过间歇向田块供水，逐段湿润土壤，直到水流推进到灌水末端为止的一种节水型地面灌溉新技术。间歇灌溉的设备，由波涌阀、控制器、田间输配水管道等组成。与传统的地面灌水不同，采用间歇灌溉技术向田面供水时，不是一次灌水就推进到末端；而是灌溉水在第一次供水输入田面，达一定距离后，暂停供水，当田面水自然落干后，再继续供水，如此分几次间歇反复地向田面供水直至供水到田面末端。这样降低了灌溉过程中灌溉水的渗漏损失，提高了地面灌水的质量。
⑥改进格田灌：格田的长度宜采取60~120米，宽度宜取20~40米；山区和丘陵区可根据地形、土地平整及耕作条件等适当调整。格田与格田之间不允许串灌。
（3）适用条件：不管北方还是南方，不论是旱作物或是水稻都可采用田间节水地面灌溉技术，但不宜在微地形变化很大和土壤渗透性很大的土地上应用。
（4）推广应用前景：目前我国有95%以上的灌溉面积在应用不同形式的地面灌溉方法，其中绝大部分仍是采用传统的地面灌溉技术，而且在今后很长一段时间内，地面灌溉方法在我国灌溉农业中仍将占绝对的主导地位，节水改造的任务很大。因此，田间节水地面灌溉技术有着极广阔的推广应用前景。
5.3 田间节水地面灌溉工程投资与效益
据甘肃、河南、江苏、新疆等省区19个大型灌区田间节水措施投资及节水成本调查，如表5-1所示。
表5-1 大型灌区田间节水措施投资及节水成本分析
注：折旧年限沟畦改造按1年计算，激光平地暂按15年计算，闸管灌溉暂按5年计算，个别灌区其田间节水改造投资中包括田间末级固定渠道的防渗等投资，其折旧年限暂按5年计算，年运行费按年投资额的3%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5-1可以看出，田间节水地面灌溉工程投资在232~7548元/公顷，平均在1705元/公顷，节约单方水所需投资为0.19~5.47元/立方米，平均为0.87元/立方米。同时也可看出，改进地面灌虽然单位投资较低，但节水成本却远远高于喷滴灌，这主要是因为改进地面灌主要是提高田间节水率，而喷滴灌却是同时提高输水和田间的效率，因此尽管单位投资较高，但节水成本反而很低。
另据国家节水灌溉北京工程技术研究中心等单位在北京昌平示范区内进行的激光控制土地平整技术、水平畦田灌水技术和波涌灌溉技术等改进地面灌溉技术的应用研究和示范推广工作，也显示取得了较好的经济效益。示范区建设的总投人包括土地平整和新建田间灌排系统两部分。其中土地平整总投人17.5万元（土地精平7.5万元，粗平作业10万元），田间渠系工程及配套投资25万元，则示范区建设总投人K为42.5万元。示范区工程年运行费用主要包括田间渠系工程的年折旧费、灌溉用工费和水费。对小型灌概渠道，使用年限一般按15年考虑，则由田间渠系工程投资可计算得到年折旧费为1.67万元。示范区建成后，田间灌溉由专业灌溉队承担，灌溉队由6人组成。冬小麦生长期内一般灌溉2次，每次灌溉约需8天。按当地用工价格30元/天计算，则年灌溉用工费为0.29万元。节水增产效益按2年考虑，粮价和水价的计算以1999年当地的价格为基准。示范区建设前冬小麦生长期内的实际公顷均灌溉定额为5850立方米，建成后下降到3975立方米，公顷均灌溉用水量减少18755立方米，下降幅度达32%。据昌平区百善镇农业科技站对示范区内外进行的测产结果表明小麦作物平均增产约1200千克/公顷。若以1999年示范区冬小麦收购价1.2元/千克计算，两年累计增产16万千克，增收19.2万元。示范区夏玉米增产705千克/公顷，增幅14%。夏玉米收购价按1.0元/千克计，累计增产9.4万千克，增收9.4万元。示范区建成前，全部农渠占地2.24公顷，示范区建成后，全部农渠占地0.77公顷，减少占地1.47公顷，提高土地利用率2.2%。若按粗平条件考虑，累计增产小麦0.26万千克，增收0.31万元；累计增产玉米0.21万千克，增收0.21万元。节地增产效益0.52万元。综上所述，节水增产效益总计为29.1万元。示范区建成2年内实测的节水增产效益为29.1万元，依此计算工程多年平均节水增产效益为14.55万元。根据当地水土条件，分摊系数按0.6取。这样，示范区工程多年平均毛效益B0为8.7万元。年用水费为0.5万元。工程年运行费用C为2.46万元。根据以上有关参数计算得到还本年限T为6.8年，效果费用比R为2.5。采用改进的地面节水工程技术，不仅有利于提高地面灌水质量，还对提高地表水利用效率、降低渠系引水成本具有重要意义。还可明显改善作物生长的水分条件和土壤结构，提高田间土壤水分利用效率，取得显著的节水增产效益和社会效益。