2.4 灌溉
2.4.1 灌溉水源
灌溉水源是指天然资源中可用于灌溉的水体,有地表水和地下水两种形式,其中地表水是主要形式。地表水包括河川、湖泊径流及在汇流过程中拦蓄起来的地表径流。
地下水一般是指潜水和承压水,前者又称浅层地下水,其补给来源主要是大气降雨,由于补给容易、埋藏较浅,便于开采,是灌溉水源之一。
2.4.2 取水方式
灌溉取水方式,随水源类型、水位和水量的状况而定。利用地表径流灌溉,可以有各种不同的取水方式,如无坝引水、有坝引水、抽水取水和水库取水等;利用地下水灌溉,则需打井或修建其他集水工程,现分述如下。
1.地表水取水方式
(1)无坝引水。灌区附近河流水位、流量均能满足灌溉要求时,即可选择适宜的位置作为取水口修建进水闸引水自流灌溉,形成无坝引水。
(2)有坝(低坝)引水。当河流水源虽较丰富,但水位较低时,可在河道上修建壅水建筑物(坝或闸),抬高水位,自流引水灌溉,形成有坝引水的方式。
(3)抽水取水。河流水量比较丰富,但灌区位置较高,修建其他自流引水工程困难或不经济时,可就近采取抽水取水方式,这样干渠工程量小,但增加了机电设备及年运行管理费用。
(4)水库取水。河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时,必须在河流的适当地点修建水库进行径流调节,以解决来水和用水之间的矛盾,并综合利用河流水源。这是河流水源较常见的一种取水方式。
上述几种取水方式,除单独使用外,有时还能综合使用多种取水方式,引取多种水源,形成蓄、引、提结合的灌溉系统;即便只是水库取水方式,也可以对水库泄入原河道的发电尾水,在下游适当地点修建壅水坝,将它抬高,引入渠道,以充分利用水库水量及水库与壅水坝间的区间径流。
2.地下水取水建筑物
由于不同地区地质、地貌和水文地质条件不同,地下水开采利用的方式和取水建筑物的形式也不相同。根据不同的开采条件,大致可分为垂直取水建筑物、水平取水建筑物和双向取水建筑物三大类。
(1)垂直取水建筑物。
1)管井。管井是在开采利用地下水中应用最广泛的取水建筑物,它不仅适用于开采深层承压水,也是开采浅层水的有效形式。由于水井结构主要是由一系列井管组成,故称为管井。当管井穿透整个含水层时,称为完整井,穿透部分含水层时,称为非完整井。由于管井出水量较大,一般采用机械提水,故通常也称为机井。
2)筒井。筒井是一种大口径的取水建筑物,由于其直径较大(一般为1~2m)形似圆筒而得名,有的地区筒井直径达到3~4m,最大者至12m,故又称为大口井。大口井多用砖石等材料衬砌,有的采用预制混凝土管作井筒。
(2)水平取水建筑物。
1)坎儿井。坎儿井由竖井、暗渠、明渠和涝坝4个部分组成。吐鲁番等地人们以开挖廊道的形式,引取地下潜流,当地称这种引水廊道为坎儿井。
2)卧管井。卧管井即埋设在地下水较低水位以下的水平集水管道。积水管道与提水竖井相通,地下水渗入水平集水管,流到竖井,可用水泵提水灌溉。
3)截潜流工程。截潜流工程也称地下拦河坝。在山麓地区,有许多中小河流,由于砂砾、卵石的长期沉积,河床渗漏严重,大部分水量经地下沙石层潜伏流走,在这些河床中筑地下截水墙,拦截地下潜流,即为截潜流工程。
(3)双向取水建筑物。为了增加地下水的出水量,有时采用水平和垂直两个方向结合的取水形式,称为双向取水建筑物,如辐射井即属于这种形式。在大口井动水位以下,穿透井壁,按径向沿四周含水层安设水平集水管道,以扩大井的进水面积,提高井的出水量。由于这些水平集水管呈辐射状,因而称为辐射井。
2.4.3 灌水方法
1.全面灌溉
(1)地面灌溉。水是从地表进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤,所以也称重力灌水法。按其湿润土壤方式的不同又可分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌等。
(2)喷灌。喷灌是将灌溉水加压(用泵或利用水源的自然落差)后,经管道输送至喷头,并由喷头将水射出,均匀地散成细小水滴对作物进行灌溉的节水型灌溉技术。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式,在很多发达国家已广泛采用。
2.局部灌溉
这类灌溉灌水时只湿润作物周围的土壤,远离作物的行间和棵间土壤仍保持干燥。局部灌溉技术主要包括以下几种灌水方式:渗灌、滴灌、微喷灌和涌灌等。关于灌溉技术方面的详细内容请参考《灌溉排水工程学》、《节水灌溉理论与技术》等书目,本书不再详述。