第四期：节水灌溉综合技术模式
3 井渠结合灌区节水灌溉综合模式
井渠结合灌区的基本特点是单一依靠渠灌还是单一依靠井灌都存在水资源不足，或引起其它生态问题，必须实行井渠结合灌溉。这类灌区节水灌溉综合技术模式一般为：开展地面水与地下水在时间上及空间上的联合调度。渠灌部分进行适度防渗输水渠道，井灌部分采用管道输水；田间采取长畦改短实施小畦灌溉及覆盖、化学节水、节水灌溉制度等农艺和管理节水措施，实现水资源的优化调度和农业高效用水。结合各地的灌溉实践，井渠结合灌区节水灌溉综合技术模式可概括为下述几种模式。
3.1 灌区上中下游用水合理调配的井渠结合节水农业技术集成模式
技术原理：对灌区上、中、下游用水合理调配、地表水高效利用、建设引河补源，以井保丰的农田节水灌溉工程；配套农艺节水措施，实现农艺节水与工程节水的密切结合；采取分级管理、分级供水、按方收费、计量到村的运行管理措施。
技术要点：井渠合理布局。上游控制引用河水，增打新井充分利用地下水，机井一般沿农渠平行布置，对骨干输水渠道进行衬砌防渗，提高向中下游的输水效率，支、斗、农渠为地上渠道时，为防止渠系渗漏抬高地下水位产生次生盐碱化，也应衬砌防渗；灌区中游适量开采地下水，引黄补源；灌区下游控制开采地下水、采取灌排合一沟渠，引水渠道一般不进行防渗，相机引河补源，实现采补平衡；灌区中下游机井沿末级排水沟平行布置。采取以井保丰的节水灌溉技术。在灌区上游新发展的井灌区应对原渠灌的田间工程进行节水改造，划小畦块，使畦田标准化，中游井灌区宜选择半固定式低压管道输水结合小畦灌溉为主的形式，下游井灌区也应以低压管道输水灌溉为主，在经济条件较好，缺水严重的地区可因地制宜地发展喷灌和微灌，科学灌水并配套农艺节水综合技术措施。选择灌溉时机，进行科学灌水，既应满足作物需水要求，又利于补源和排涝；调整作物布局、选用成熟期早，植株矮、叶片小的耐寒品种；深耕并增施有机肥；秸秆覆盖增温保墒。强化灌溉用水的运行管理。实行市、县、乡三级或县乡两级的分级管理、分级供水责任承包的组织管理机制，统一调水，分级计量供水到县、乡、村，根据河道来水变化情况，对河水、地下水进行科学调度，以及适当提高引水价格。
节水、增产、增效综合效果：山东省临清市按照上述模式共建设和推广节水工程面积1.57×104公顷，年增产粮食1748万千克，蔬菜420万千克，节水1725万立方米，节能395万千瓦•时，年增产值达1973.5万元，农业节水灌溉工程的实施，不仅起到节水、增产、省工、节地的良好经济效益，同时还缓解了水资源供需矛盾，为工业的稳步发展和城乡生活用水，提供了良好保证。同时减缓了地下水位的下降，项目实施后1997-2000年地下水位下降了0.1米，使区域水资源基本达到了采补平衡，使生态环境得到了进一步改善。
适用条件：黄河中下游地区、水文地质条件较好的地下水灌区。这种模式已在北方井、渠灌区得到了大面积推广应用。
3.2 不同水源优化调度的节水农业技术集成模式
技术原理：在冬春两季利用地下水井灌，腾空地下库容，接纳雨季降水；夏秋两季则利用地表水源渠灌，实现地表水与地下水、咸水与淡水在时间上及空间上的联合调度。渠灌部分要对骨干渠道进行适度防渗处理，在提高渠系水利用率的同时，发挥田间渠道回补地下水的作用，井灌部分采用管道输水，提高输水效率。田间采用短小畦灌溉，并与覆盖保墒、生物化学节水措施、节水灌溉制度等农艺和管理措施结合，实现水资源的优化调度和高效利用。
技术要点：引渠（河）水和地下水的合理利用。实行引渠（河）补源渠道提灌与井灌联合运用，对引水补源渠道要采用速提速灌，力争在有限的时间内，用有限的水量灌溉较大的面积，在水量调配利用上，尽可能多引用河水灌溉，辅之以井灌。建设包括输水节水系统和田间节水系统的节水灌溉工程。可采用混凝土U型渠道系统和地下塑料管道系统两种类型。混凝土U型渠道系统由一级渠道组成。为使井灌和渠道提灌共用一套输水系统，利用地下塑料管把机井与较近的提灌U型渠道连接起来，在井灌时，将井水通过地下管道送入U型渠道，然后再分配到田间。田间节水系统采用虹吸管或插管配水入畦，通过支管给水拴及带阀软管灌水入畦两种方式。采用节水、高产、高效模式化栽培技术，选用节水高产良种，合理搭配布局，充分利用光、热、水、肥资源的增产潜力；适期播种，适当推迟玉米收获期，提高粒重促进增产；增施氮磷肥，适当增施锌肥，两作合理运筹；覆盖保墒，节水灌溉，提高水分生产率，建立高效低耗群体结构，化学调控防衰增穗重。
节水、增产、增效综合效果：河北省南皮县位于黄河以北，南运河以东，春旱夏涝，秋冬又旱。水资源严重短缺，全县地下水有一半是咸水，人均水资源269立方米。春季开采浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉，小麦、玉米连作，比不灌的旱作增产1.2-1.6倍。上世纪80年代初，应用咸水灌溉的成果，引进联合国IFAD贷款，开发治理南皮中部盐碱低产田1.33万公顷，使灌区增加一倍，盐碱地减少一半，农业产值及人均收入翻了两番。南皮试区1987年8月26日降暴雨189毫米，雨前地下水埋深在4.62米，降雨全部入渗地下，没有产生径流，不涝不渍。1987年春旱大量开采地下水，地下水位下降，雨季降雨入渗又回补地下水，地下水位上升1.75米，地下水可开采模数增加85230立方米。南皮还在汛后利用沟渠坑塘引蓄黄河、南运河、漳卫新河、宣惠河来水。1984~2004年引蓄河水5.27亿立方米，年均26400立方米，年均蓄灌面积64000公顷。其中2003年9月~2004年6月引蓄河水81980立方米，蓄灌面积8670公顷。地下水得到大量回补，地下水埋深由5~6米回升到2米左右。20年来，南皮县合理调控利用当地水资源，充分挖掘农业灌溉节水潜力，地下水地表水联合运用，保持了水资源采补平衡，实现了水资源可持续利用，取得了重大的经济社会效益，出现了生态环境的良性循环。3/4的盐碱地已经改好，地下咸水明显淡化，局部变为淡水。全县农业总收入增加了4. 4倍，达到7. 6亿元。农民人均纯收入增加7倍，达到2550元。
适用条件：有地下咸水可开发利用的渠井结合灌区。
3.3 引蓄提井渠结合节水灌溉技术集成模式
技术原理：利用灌区内天然或人工开挖的排水河、沟，在其内建闸蓄存汛期的排水或通过骨干渠道在非灌溉季节从水源地向其引水蓄存。在灌溉季节，沿河沟提水通过渠道灌溉河沟近处耕地上的作物；在离河沟较远耕地的作物，则打井实行井灌。采取优化配置降雨和外来水资源、站井联用的灌溉技术、节水高效的农艺节水措施和灌溉用水管理技术进行有机配套集成。
技术要点：开挖和疏浚深沟，使深沟成为排、蓄、补、引、灌多种功能的综合体。深沟的作用一是排涝，二是引水补水、三是提水直接灌溉，四是治碱。干沟一般深5米，支沟深4米，斗沟深3米，农沟深1.5米。要求河沟达到灌排灵活，蓄补方便，引水通畅。涝天能很快将地表水送到大河排走；旱天能将河水不断地送到大小沟渠，除一部分灌溉外，大部分补给地下水，达到"以井保丰，以渠补源"的目的；建闸蓄水，按照最大泄洪量来设计，使其既具有蓄水和补水功能，又不妨碍排水；打浅井，一般在5~7公顷耕地上打一眼深度不超过30米的机井，雨季前用浅井抽取浅层地下水灌溉，降低地下水位，不但防止了土壤积盐，还腾出地下库容，增大降雨入渗，回补地下水；采用节水、高产、高效模式化栽培技术，选用节水高产良种，合理搭配布局，配方施肥，覆盖保墒，节水灌溉，提高水分生产率；强化水源调配和用水管理，优化蓄存当地降雨和引外地水的调配和应用，加强天气监测和预报，严格在汛期前对深沟闸门的蓄水控制，使汛期能排涝通畅，防止涝渍灾害发生。
节水、增产、增效综合效果：黄河以南的山东桓台县是老井灌区，1988年开始成为我国北方第一个"吨粮县"。1976~1988年地下水位年均下降0.5米。1986年–1993年平均引境外水3397.5万立方米，但地下水埋深仍持续下降，由8.29米发展到10.70米，年均下降0.34米。桓台县自1988年推行农业综合节水技术：充分利用降水，开发利用土壤水，拦蓄地表水，调控地下水；采取工程节水，农艺节水和管理节水，大大提高了农业用水效率。小麦由灌水6次减少到2~3次；小麦灌溉定额从4500立方米/公顷，降低到1785立方米/公顷；土壤水的利用率由占总耗水量的16.3%提高到49.9%；单方水生产粮食1.9千克/立方米。1994~1998年平均降水量554.6毫米(相当多年平均降水量)，停止了从境外引水，地下水埋深从10.56米上升到9.84米，年均上升0.14米，实现了一个水文周期地下水采补平衡。
适用条件：平原低洼易涝，但在作物生长季节又干旱缺水的井渠结合灌区。
3.4 引河补源灌区节水灌溉集成技术模式
技术原理：建设高效用水的引洪补源灌溉工程和对田间灌溉工程进行节水技术改造，针对洪水具有历时短、流量大、随机性强的特点，在利用有限的洪水资源获得较大的补源量的总原则下，采用以面补为主、线补为辅、即到即补，粮食作物地块补源为主、经济作物补源为辅的引洪补源灌溉技术，提高灌溉水资源的利用率。结合引洪补源灌溉采用节水高效的综合农艺技术措施，提高水分利用效率，增产增收。在整个灌溉用水过程中，为实现地下水的采补平衡，要采取强化水资源管理，搞好水资源的保护措施。
技术要点：建设以面补为主，线补为辅的引洪补源工程，对引洪水的干支渠道进行渠道衬砌防渗，减少糙率，增大输水能力，以使灌区在汛期有限区间内能引用较多的洪水量，在对农田的粮食作物进行全面灌溉的同时补充地下水源。斗农渠等田间灌溉渠道一般不作防渗处理，以增加渠线补源的效果。对井灌的田间工程进行节水改造，以修建低压管道输水灌溉工程为主，合理确定灌水畦长，根据土壤入渗特性调整入畦单宽流量，并适当发展喷灌和微灌。采用节水高效的农艺技术措施，如垄膜沟种的改进地膜集雨覆盖技术和配套应用适合的节水灌溉技术，采取半覆盖方式，即平地起垄，垄沟相间，垄背覆膜，垄沟种植方式，起垄后在陇上覆膜，靠地膜的聚水作用，使少量的降雨也能顺膜集水流入垄沟内，且地膜的覆盖又能保墒抑制蒸发，实现开源与节流的有机结合。在配套节水灌溉技术时，因作物种类和覆盖地膜或秸秆的不同可分别采取喷灌、管灌和微灌技术。采取用水管理技术措施，依法建立权威、高效、集中、统一的水资源管理体制，实行严格的水情监测预报，合理调控引洪补源水量，实行引洪补源的"三、三制"经济管理措施，即补源水费由国家、灌溉管理单位，个人各负责三分之一，以调动农民群众采取引洪补源灌溉的积极性，使灌区实现水资源的持续利用。
节水、增产、增效综合效果：山西榆次地区通过采用引洪补源技术、节水灌溉工程的升级改造，覆盖措施与节水灌溉工程技术集成，抗旱品种的筛选，蓄水保墒的耕作技术以及改进的地面灌溉集成技术，节水与节能相结合的灌溉技术，综合高效用水管理等措施的应用，灌溉水利用系数提高23个百分点以上，水分生产率达到了1.20千克/立方米以上，人均收入提高了20.5%。
适用条件：汛期河流水量大，灌溉季节干旱缺水，土壤入渗性能较强的引河灌区。