许景斌

【摘 要】地面灌溉历史悠久，具有操作简单、运行费用低、维护保养方便等特点，是世界上最主要的灌溉方式。目前全世界地面灌溉面积占灌溉总面积的90%左右， 我国占95%以上。可以说：在今后相当长的时期内，地面灌溉仍将是我国农业灌溉的主要方式。

【关键词】地面灌溉；技术；探讨

地面灌溉就是利用各种地面灌水方法将灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间，水流在田面上呈持续薄水层或细小水流沿田面流动，主要借重力作用兼毛细管作用下渗湿润土壤的灌溉技术。目前，地面灌溉在灌水技术方面存在的主要问题是管理粗放，沟、畦规格不合理，田间水的浪费十分严重。

改进传统的沟、畦灌水技术，提高田间水利用率和灌水均匀度，减小灌水定额是一项投资小、操作简便、效果显著的农业节水增产措施。多年来这方面的工作主要是探求沟、畦灌水技术要素在不同土质、不同田面坡度条件下的合理组合，并在试验研究和生产性试验的基础上，提出了用于指导生产的灌水技术要素，推广了小畦灌溉、长畦短灌、细流沟灌、膜上灌溉、波涌灌溉等田间节水灌溉技术，取得了显著的节水增产效果。

1.技术原理

灌区配水技术，是指灌区在每次灌水时，如何根据其现有的水资源数量，将它们向各用水单位进行合理分配，以使全灌区总的灌水时间最长，渠道输水损失最低，单方水灌溉效益最大的技术，其重点主要是灌区配水计划的编制、灌区向各级用水单位配水的计划，一般是在每次灌水之前由相应的上—级灌区管理机构分次地编制，通常是根据渠系或用水单位的分布情况，将全灌区划分成若干段（片），在各段（片）进出口设立配水站（或点），由灌区管理局（处）按一定比例统一管理段（片）配水，各管理段（片）再同所辖行配水点配水。编制配水计划，就是在灌区的灌溉面积、取水时间、取水水量和流量已确定的情况下，拟订每次灌水向配水分配的水量、配水方式、配水流量（续灌时）或配水顺序及时间（轮灌时）。渠系动态配水技术是目前较先进的灌区配水技术。

动态配水计划，一是以立时信息为基础进行灌溉决策，使“看天、看地、看庄稼”的灌溉原则得以实现；二是研究和完善适合我国灌区体制和通讯条件的灌区计划用水原理和方法。尽管实时灌溉预报是制订动态用水的必要条件，但正确地预测在不同环境条件下各种作物所需要的灌水日期和灌水定额却不能保证有效的灌溉。

2.技术应用

2.1灌区基本资料及实时信息数据库的建立

灌区灌溉用水信息管理是灌区配水技术的基础和核心，合理灌溉、科学用水的一切措施都取决于正确的灌溉用水信息。灌溉用水信息管理系统是以微机系统为基础，包括数据采集系统、通讯系统、数据库与数据库管理系统、用水计划编制与调控系统等软硬件在内的综合系统。

2.1.1灌区灌溉用水基本信息数据库

根据数据库系统的功能特性，结合灌溉的具体情况，建立灌区灌溉用水信息数据库。①灌区概况：参照灌区自然地理、社会经济、工农业生产、渠系布置等情况，编写成综述性的文字信息，用户进行程序系统操作之前可先从计算机屏幕上阅读此文件内容，以帮助用户对灌区基本情况有个轮廓性了解； ②气象资料库：在建立灌区作物需水量预报模型时收集了灌区多年逐日气象观测资料，有日最高、最低、平均温度、日照时数、相对湿度、风速6项。分年度将资料输入到工作表格中，每年一页工作表。计算所得的参考作物腾发量和划分的天气类型也同时填入表中最后两栏。并且还分年度将其单独保存成备份的数据文件，以便在资料库遭到破坏或重新安装系统时，直接将所需年份数据表格文件调到对应工作表页上合并即可；③作物生长信息库：主要包括作物种植面积、品种、播种日期、收获日期、当前生育阶段、作物覆盖百分率、冠层温度、叶水势等。这些信息中的前两项可从灌区概况中获知，其余均为实时信息，需要用户在每次运行灌溉预报程序之前更新数据库内容。考虑到实时预报分旬进行，实时信息量大，将这些信息分作物填到不同表格上，待作物生长期结束后再对资料进行整理，分年度、作物品种保存每年生育期内的各种作物信息，供今后的灌溉预报参考之用。

2.1.2实时信息数据库

实时信息包括短期天气预报、水源流量预测、作物生长情况、作物需水量、田间土壤水分状况及工业、城镇生活用水量等。每次运行预报程序之前要根据系统菜单提示输入前一个时段的各项实测数据，以修正预报值；同时输入下一时段的预测值辅助系统作出灌溉预报。

2.2实时灌溉预报

2.2.1初始田间水分状况的修正

可根据地形、地貌、气候、土壤等条件，在每一条渠道选择几个代表田块，每个时段初的作物绿叶覆盖率和土壤水分状况均以该田块为准。生育期初的第一次灌溉预报，应在灌溉季节前选择土壤含水率达到饱和或田间持水率的时刻作为初始值，运用实际降水等气象观测值所计算的逐日作物需水量等资料，逐日递推至生育期开始。否则以上一时段所修正的土壤含水量为基础，运用实际气象资料逐日修正土壤含水量，遇灌水或降透雨则自动修正土壤含水量为田间持水率。

2.2.2灌水日期预测

对田间初始水分状况进行修正后，即可进行田间水量平衡逐日模拟，其中的作物蒸发量、降雨量为预测值。在确定了田间适宜水分上下限的情况下，经过逐日模拟可得出每一种作物、代表田块所需要的灌水日期。由于某一次灌水必须统—时间进行，否则不便于管理，因此，需要根据各田块的灌水要求及灌溉管理条件，综合考虑作物需水的轻重缓急、劳力情况、工程管理要求等，确定一个或几个统一的灌水中间日，以便渠道既能集中放水，又能基本满足所有作物的灌水要求。

2.2.3灌水定额确定

当适宜水分上下限确定后，灌水定额基本上等于土壤水分上下限之差。但是统一灌水中间日后，有些田块的灌水要提前，有的则会推迟，实际的土壤含水量并不正好是处于下限，理论上应该是以土壤含水量上限减去实际含水率再取整。

2.2.4毛灌溉需水量预测

首先将各片的净灌溉锦水量除以相府的田问水利用系数，得到各片的毛灌溉需水量q，扣除当地小型水库、塘堰、河坝等供水量，得到需由干渠引入的净水量。再除以该支渠系统的渠系水利用系数，即得毛灌溉需水量：所有干、支渠系统的需水量总和为该次灌溉的毛灌溉滞水量。

2.3渠系动态配水计划

尽管实时灌溉预报是制订动态配（用）水计划的必要条件，但准确地预测不同环境下各种作物所需要的灌水日期和灌水定额，并不能保证进行实时、适量的灌溉。由于短期用水计划的时段不长，而处理的信息量大，灌溉用水管理的许多信息不易获取，且灌溉水的输送分配需要较长的时间。因此，动态配（用）水计划的编制和执行，主要体现在渠系操作计划方面，即确定各级渠道的开闸日期、时间，放水延续时间（或关闸日期和时间），放水流量为了实现作物的实时灌溉预报，必须掌握田间土壤水分的最新动态和作物生长情况；维系动态配水计划的顺利实施，离不开对输水渠道中的水位、流量变化的监测。

3.应用效果

某灌区对动态配套技术进行了具体应用，灌区主要作物是水稻和玉米，根据其不同生育期对应的时间，通过主要作物适宜土壤含水量范围，并参考有关资料，得到该灌区主要作物土壤计划湿润层深度和适应含水率。这样，只要输入预报日期，计算机软件就能自动查寻到该日期某种动物所处的生育期、土壤含水率下限值和土壤计划湿润层深度等所需资料。同时，根据天气状况及所要预报的地点等条件，可计算出当日土壤含水量、土层蓄水量、作物需要最低蓄水量、每日耗水量、出现旱情日期、应灌水量等项目的结果。应用效果显著，为科学配水提供了先进的科技手段。

【参考文献】

[1]李益农，杨继富.改进地面灌溉新技术应用研究[J].节水灌溉，2002（02）.

[2]周明耀，蔡守华，冯小忠，夏继宏.灌区灌溉用水管理决策支持系统总体设计[J].水利与建筑工程学报，2004（01）.