3-6. 痕量灌溉技术

【技术简介】

痕量灌溉技术是通过创造性的双层控水结构，以适合土壤扩散的速率直接将水或营养液输送到植物根系附近，湿润根层土壤的新型灌溉技术。痕量灌溉解决了长期困扰微灌的灌水器堵塞的重大难题，实现了稳定的地下灌溉和地下水肥一体化，是国际上继滴灌后灌溉领域仅有的从控水原理、产品形态到使用方法的系统原始创新。

【应用范围】

广泛应用于农业、园林、生态改良等产业。

【技术原理】

痕量灌溉的灌水器叫控水头，是由两层特性相反的透水材料组成：上面的透水材料（滤膜）通量大而孔径小，起到了过滤功能；而下面的透水材料（如毛细管、纤维束、透水孔道等）通量小而孔径大，起到了控制水的功能。下层透水材料的限流作用保证透过上层滤膜的透水流速极小，杂质无法嵌入滤膜孔隙，只是稀松地堆砌在滤膜表面，它们会受到来自管道中动荡水流的扰动，加上膜材料的抗附着特性，杂质无法附着在滤膜上，经过定期开启灌溉系统尾部的阀门，可有效冲刷掉灌溉系统内部的杂质。而小于膜孔的杂质，能顺利的通过下面毛细管束的间隙进入土壤中，也不会造成堵塞。痕灌控水头的双层透水材料相互制约又互为保护，其设计思路跳出了滴灌依靠狭窄的三维流道结构进行单层控水的技术路径（堵塞无可避免），通过双层结构控水，将堵塞由三维立体问题变为二维平面问题，实现了低流量下的长久稳定供水。

【技术要点】

（1）抗堵性能：不同的产品能抗物理、化学及生物堵塞；

（2）节水节肥：同等产量比滴灌节水50%，节肥30%左右；

（3）铺设长度：不同的产品可以铺设100、150甚至500 m；

（4）轮灌区面积：可以达到225亩或者更大。

【应用前景】

痕量灌溉在农业行业具有大规模灌溉、提高作物的产量和品质、减少病虫害等优势，同时也可以为荒漠化治理、矿山修复等常规无法实施的场所提供灌溉解决方案。以痕量灌溉为依托，未来的植物产业可将水（痕量灌溉）、作物、土壤作为一个整体看待，以农业机械为纽带实现三者像工业生产资料一样准确匹配，有望过渡为准工业生产，精准铺耕、精准灌溉、精准采收将成为现实。我国制定的高标准农田战略，将以更高规格、更大范围得以实现。

【典型案例】

新疆红枣痕量灌溉工程

项目地点：哈密市二铺镇

项目规模：450亩

业主单位：新疆水利厅

项目模式：政府示范项目

项目概述：新疆哈密地区典型的温带大陆性干旱气候，干燥少雨，蒸发强，光照丰富，春夏多风。该地区年降雨量不到50 mm，而年蒸发量则超过3000mm。如果用地表滴灌，蒸发量过大，且滴灌管容易见光老化。施工地块，地处戈壁边缘，土层很薄，土地保水保肥能力差，渗漏量大。采用痕量灌溉技术，大幅减少了蒸发和渗漏损失。痕灌管埋在地下，不容易老化；痕量灌溉提高了灌溉水的利用效率，减少了灌溉量，从而使打井数量从滴灌225亩一口井减少为450亩一口井，减少了打井费用；痕量灌溉毛管铺设长度从滴灌的80 m延长到500 m，为世界首创，减少了主管和支管的用量，使整体投资下降，也方便机械化操作；田间无支管，只有2个控制阀门，降低投资并提高整体运行效果和工作效率，同时有利于降低灌溉自动化成本；控水头每小时流量较滴灌小十倍，按井设计出水量80m3/h计算，单井同时灌溉面积达450亩，而同样水量采用滴灌则需要轮灌，每个轮灌小区只有45亩，在高温季节因极易因轮灌不及时造成作物减产甚至死亡。

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