摘要 我国正处在经济高速发展的时期，粮食的高产和稳产是经济发展的基础。黑龙江省作为农业大省，在保障我国粮食安全方面贡献突出。大规模的机械化设备及农业节水灌溉设施的发展，对粮食产量的不断增加做出了一定贡献。高效节水灌溉具有诸多优点，但由于设计的不规范，影响了工程建设质量及效益的发挥。该文围绕节水灌溉的特点，提出了高效节水灌溉工程设计要点，供设计人员参考。
关键词 高效节水；灌溉工程；设计；寒冷地区
中图分类号 S275.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）14-0198-01
Design Points of High Efficient Water-saving Irrigation Engineering
WANG Jun LI Tie-nan WANG Hong-wei
（Heilongjiang Provincial Hydraulic Research Institute，Harbin Heilongjiang 150080）
Abstract Our country is in a period of rapid economic growth，high yield and stable yield of grain is the foundation of economic development. As a big agricultural province，Heilongjiang Province had outstanding contributions to the guarantee food security in China.The large-scale mechanized equipment and the development of agricultural water saving irrigation facilities made a certain contribution for increasing grain production.Efficient water-saving irrigation had many advantages，but due to the non-standard design，engineering construction quality and efficiency was greatly influenced.Around the characteristics of water saving irrigation，this paper put forward the main points of design efficient water-saving irrigation engineering in order to provide reference for designers.
Key words efficient water saving；irrigation engineering；design；cold region
黑龙江省节水灌溉工程建设以节水、节能、增产、增效为目的，按照因地制宜、切合实际、优化设计、精细施工、严格管理的原则，把项目区建成高标准、高效益、集约化、现代化的生产经营模式。通过多年的研究、规划设计与工程实践，总结了几项与节水灌溉规划设计相关的特点：节水、节能、增产、增收、省工、经济。特点决定要点，引申的要点为经济、高效、节约。近年来，随着黑龙江省节水灌溉重点县项目、节水增粮行动项目的实施，参与工程设计的技术人员不断增加，技术水平良莠不齐，给工程施工及运行管理带来了很多困难，进而影响了节水灌溉工程效益的发挥。
1 节水灌溉技术特点
目前，国内节水灌溉模式主要分为喷灌和微灌2种[1]。喷灌按灌溉方式分为中心支轴式喷灌、平移式喷灌、滚移式喷灌、绞盘式喷灌、固定管道式喷灌、半固定管道式喷灌和移动管道式喷灌；管道式喷灌按其输水管道材质分为铝合金管道式喷灌和涂塑软管式喷灌。微灌按其灌溉方式分为滴灌、微喷灌。黑龙江省位于中国东北寒冷地区，土壤类型以黑土为主，主要种植作物为玉米、大豆、马铃薯及少量经济作物[2]。适宜灌溉形式为中心支轴式喷灌、绞盘式喷灌、移动管道式喷灌、滴灌及微喷灌。常用节水灌溉模式技术特点见表1。
2 节水灌溉的优缺点
2.1 喷灌
2.1.1 中心支轴式喷灌机。其是目前世界上最先进的喷灌技术模式[3]，其优点主要体现在自动化程度高、操作方便、喷洒质量好、节约劳动力且占地面积较小、爬坡能力强，适宜灌溉各类土质、各种露天作物，能耗较低，使用年限长，一般为15年以上；其缺点主要体现在要求灌溉地块内无林、路、坟、沟等明显障碍物，地块需集约化经营，4个地角漏喷面积大，一次性投入大。
2.1.2 绞盘式喷灌机。优点：自动化程度较高，操作简便，喷洒质量较好，投资适中，使用年限较长，一般为10年左右；缺点：压力损失较大，动力要求高，运行成本高，只适合灌溉低杆作物或高杆作物苗期灌溉，需要较大的设备库房。
2.1.3 移动管道式喷灌。黑龙江省主要采用涂塑软管移动式喷灌。优点：使用管道少，成本极低、能耗低，动力可以综合使用，占地面积小，操作方便，易于保存；缺点：劳动力要求较高，移动时容易损毁作物，使用年限较短，一般为5年左右。
2.2 微灌
微灌作为最节水的灌溉方式与喷灌相比，投资较高，适用于灌溉效益较高的经济作物，尤其适宜用在设施农业中，效益更加显著。各种微灌模式的共同点是省水、灌溉均匀、投资高。
系统全部由管道输水，很少有沿程渗漏和蒸发损失，可节约水资源；微灌能适时适量地按作物生长需要供水，与喷灌相比，水的利用率更高；相对于喷灌，微灌能够做到有效地控制每个灌水器的出水量，灌水均匀度高；但与喷灌相比投资较高。目前黑龙江省使用较多的微灌形式有以下几种。
2.2.1 滴灌。主要用于林、果及蔬菜。优点：省水，灌水时一般只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水流量小，不易发生地表径流和深层渗漏；另外，滴灌能适时适量地按作物生长需求供水，较其他灌水模式，水的利用率更高；节能：滴灌的灌水器在低压条件下运行，一般工作压力为5～15 m水头（0.5～1.5 kg）即可，与其他微灌形式相比，能耗低；滴灌在作物根部灌溉，灌溉均匀度高。缺点：投资较高，使用年限一般为5年左右。
2.2.2 膜下滴灌。近几年，膜下滴灌在黑龙江省玉米灌溉中发展迅速。优点：具备滴灌的特点，同时一次性投资较低，具有提升地温的作用，增产效果明显。缺点：毛管使用年限为1年，地膜残留严重，易造成土壤板结肥力下降；投资风险高，丰水年投资得不到回报。经过几年实践表明，在地膜残留问题解决前，膜下滴灌不适合在黑龙江省大面积推广。
2.2.3 微喷灌。主要用于地栽木耳、蓝莓、食用菌、露天经济作物。优点：实用性强，便于操作，根据不同种类作物可选择的微喷灌形式较多，使用年限较长，一般为5～10年。缺点：投资高，劳动力要求较大。
滴灌及微喷灌共同的缺点是：单个工程灌溉面积小，对水源工程配套设施要求高，不宜在大田使用。不同微灌模式优缺点对比如表2所示。
3 结语
综上所述，高效节水灌溉的迅速发展对设计人员技术水平的要求很高，在规划设计前，充分了解各种灌溉模式的特点，才能根据项目区建设需要选择合理的灌溉模式，达到经济、高效、节约的目的[4-5]。
4 参考文献
[1] 水利部农村水利司，中国灌溉排水发展中心.节水灌溉规划[M].1版.郑州：黄河水利出版社，2012：25-27.
[2] 黑龙江省统计局.黑龙江省统计年鉴[M].1版.北京：中国统计出版社，2012.
[3] 兰才有，仪修堂，薛桂宁，等.中国喷灌设备的研发现状及发展趋势[J].排灌机械，2005（1）：1-6.
[4] 李中华，王树鹏，张云峰.高效节水灌溉工程优化设计要点[J].中国农村水利水电，2012（12）：23-25.
[5] 张瑜，牛江涛.河南省发展高效节水灌溉工程模式探讨[J].河南水利与南水北调，2012（5）：34-35.