蓄流分離，果樹灌溉新技術

噴灌、微噴灌、滴灌、滲灌、膜下滴灌、智能化控灌等灌溉方法，是國內外發展和廣泛應用的高效節水灌溉技術。近20年，這些先進的灌溉技術，尤其是微噴灌、膜下滴灌等灌溉技術在我國果樹、園林、棉花等作物灌溉中得以推廣應用。灌水器是微灌系統的核心技術和重要出流部件，其結構性能決定微灌系統出流特徵和灌溉方式，微灌系統工作的質量高低、工作可靠性很大程度上取決於灌水器性能及其工作方式，因而，國內外將微灌系統灌水器的防堵塞、灌溉水均勻出流等問題作為研究重點並已解決和應用。

隨着經濟結構調整，新疆特色林果業面積快速發展，果樹採用現有微灌技術面臨新問題，由於果樹不同生長階段需水量和需水規律的特殊性，成齡果樹採用微灌技術時常出現減產、耗能耗水多、灌溉水温低、運行費用較高等問題。為此，自主創新出一種蓄流分離式灌溉新技術，解決了果樹灌溉節水增產，節能低耗，用水自控和提升灌溉水温的技術難題，同時為我國節水灌溉新技術新產品研發拓展了空間。（摘自《中國科學》）

核心提示

蓄流分離式灌溉，是我國近年基於果樹類作物需水特性和要求，自主創新研究的一項節水灌溉新技術，在探索研究農業節水增產、節能降耗、定額用水、提升水温及灌溉均勻性等關鍵問題上取得了新進展，為我國節水灌溉領域拓展了新空間。

———概念解析———

什麼是蓄流灌溉？

蓄流分離式灌溉的基本理念是基於供水與灌溉不連續、不同步、相互獨立用水機理，將田間作物灌溉水量，通過供、輸水方式輸至田間分離式蓄流灌水器之中，作物灌溉用水由灌水器中的水量在自重作用下，自行釋放自流灌溉，即一種供水“蓄”與作物自流灌溉的“流”之間徹底分離的蓄流灌溉方法。可以説，蓄流分離式灌溉突破了灌區傳統的供水與灌溉用水同步和連續性方式，是一種創新灌溉模式。

———技術解析———

關鍵設備：蓄流灌水器

基於蓄流分離式灌溉原理，作物實施灌溉是由蓄流灌溉系統中的關鍵技術設備———蓄流灌水器實施自流灌水。蓄流灌水器可視為接納灌溉用水的有壓容器，由管徑較大的進水軟管、充水排氣小孔、管徑微小的灌溉導流微管等構成。蓄流灌溉運行過程中，蓄流灌水器容積內的灌溉水流進、出表現為由恆定出流向非恆定流變化，當蓄流灌水器在水流輸入充滿完成時為恆定出流，當灌水器充水完成並終止供輸水時，則為非恆定出流。因此，蓄流灌水器的充水與泄空兩個過程所需時間是不同的。

———專家解讀———

解讀人：中國管理科學研究院特約研究員、新疆水利廳水管總站高級工程師周和平

新疆水利水電科學研究院高級工程師張勝江

優點一：節水增產效果明顯

周和平：蓄流分離式灌溉技術具有明顯的節水增產效果，因為既有噴灌、微灌等灌溉技術所共有的節水方式，也有其灌溉運行特點，節水主要通過以下方式實現。

首先是管網化供水系統節水。蓄流灌溉系統的田間均為封閉式管網供水，如同噴灌、微灌等灌溉系統一樣，在供水過程中不會產生輸水滲漏損失浪費，系統供水效率高。

再者是細流滲灌充分節水。蓄流灌溉與噴、滴灌灌水方式不同，噴灌是以噴灑方式灌水；滴灌是以滴頭滴水的方式進行作物根區局部土壤濕潤灌水。蓄流灌溉則是以分離式蓄流灌水器為條件，灌水器中的水量在自重作用下，通過微管出流導管自行釋放緩慢出流進入作物根部灌水入滲器皿中，以細流灌溉方式滲透作物根系區域土壤，解決了果樹類作物噴灌過程中水分飄移、蒸發損失等問題。

還有蓄流灌水器定額水量自控節水。蓄流灌水器具有作物灌水定額自控及自動出流等功能，果樹等作物用水量多少事先設計確定，實現了作物灌水定額及用水計量的自控。解決了噴灌、微灌等節水灌溉工程由於人為管理不當而產生的管理過程中浪費用水現象。

優點二：低水頭灌溉均勻

灌溉水均勻度是微灌節水技術的重要指標。為滿足作物均勻灌溉需要，供水系統通常以消耗較多的能源而獲得系統較大工作壓力。若是低水頭微灌管網供水系統，很難滿足作物均勻灌溉需要。目前常用方法有：一通過若干個輪灌區設計，集中使用和消耗有限的供水壓力；二選擇使用性能較好的灌水器。但對於自流灌區自然低水頭(一般0.5—2.0m)微灌供水系統水頭壓力過小，儘管將灌溉系統劃分成多而小的輪灌區，但灌溉均勻性仍差，蓄流灌溉解決了這一技術難題。

張勝江：以蓄流灌水器為特徵的蓄流灌溉方式，對於一個輪灌區內只要滿足灌水器的充水要求，就能夠實現該輪灌區內作物用水量和灌溉水的均勻性要求，解決了灌區因水頭不足而產生的灌溉不均勻問題，為解決目前微灌系統以高水頭為代價獲得灌溉系統工程佈局和均勻灌溉問題，提供了可行的技術途徑。

優點三：節能降耗顯著

常規灌溉系統從供水到某次灌水完成，自始至終連續、同步持續供水能耗。為解決能耗過多問題，應以減少作物灌水時間着手，將灌水耗時及能源供應儘可能地向非能源消耗方面轉化。蓄流灌溉技術分三階段為解決這一問題提供了可行的方法。

在灌區管網獨立供、輸水階段，開啟輪灌區供水開關，向本輪灌區供水乾管、分幹管及田間輸水毛管三級管網供、輸水。

在蓄流灌水器充水和管網供、輸水終止階段，當管網系統加壓運行後，分佈在田間輸水毛管上的蓄流灌水器，在供水壓力作用下灌水器容積水量很快充水完成，蓄流灌水器中蓄貯水量即為作物的灌水定額。此時，關閉本輪灌區的供水開關，表明本輪灌區供、輸水任務已經完成，意味着能源供應結束。

而在田間灌溉獨立完成階段，在停止供水非耗能情況下，蓄流灌水器容積水量，在水量自重作用下，自由水能轉化為出流，經過蓄流灌水器微小導管出流，逐步浸潤作物根系局部土壤，實施細流滲水的節水灌溉方式，這意味着田間灌溉與輪灌區管網供輸水徹底分離。

蓄流灌溉系統供水在很短時間內相對獨立的完成供水任務，作物需水量一次性輸送到田間作物用水處的蓄流灌水器之中，作物灌溉是一個自行釋放的過程，灌溉耗時和作業均自動相對獨立在田間完成。因此，蓄流灌溉有效地減少灌水歷時省時節能低耗。

周和平：蓄流灌溉系統供水在很短時間內相對獨立的完成供水任務，作物需水量一次性輸送到田間作物用水處的蓄流灌水器之中，作物灌溉是一個自行釋放的過程，灌溉耗時和作業均自動相對獨立在田間完成。因此，蓄流灌溉有效地減少灌水歷時省時節能低耗。

優點四：提升灌溉水温效應

適宜的灌溉水温有利於作物正常生長，這對於利用地下水或春季灌溉水温較低灌區尤顯重要，而蓄流灌溉模式則具有明顯的灌溉水增温效應。

張勝江：蓄流灌水器相當於一個天然的太陽能吸熱板，它將供水、貯蓄水、灌溉水出流通過“灌水器吸熱板”連接，以達到灌溉水升温效果。

觀測結果表明，四五月份正值石榴果樹果實生長初期，果樹生長對灌溉水温要求敏感，適宜灌溉水温有利於果實的生長。

據該時段觀測，對照區提取井水灌溉水温17℃，採用蓄流灌溉方式灌溉水温21℃，灌溉水温增加4℃提高23.5%%，具有明顯提升灌溉水温作用。