一、畦灌
畦灌需要的田间工程如图3-1所示。我国北方小麦、谷子等窄行距密播作物以及牧草和某些蔬菜,均广泛采用畦灌。
实施畦灌方法,要注意提高灌水技术,即要根据与地面坡度、土地平整情况、土壤透水性能、农业机具等因素合理地选定畦田规格和控制入畦流量、放水时间等技术要素。一般自流灌区畦长30~100m;畦宽应按照当地农业机具宽度的整倍数确定,一般为2~4m,每亩约5~10个畦田。入畦单宽流量一般控制在3~6L/(s·m),以使水量分布均匀和不冲刷土壤为原则。畦田的布置应根据地形条件变化,保证畦田沿长边方向有一定的坡度。一般适宜的畦田田面坡度为0.001~0.003。如地面坡度较大,土壤透水性较弱,畦田可适当加长,入畦流量适当减小;如地面坡度较小,土壤透水性较强,则要适当缩短畦长,加大入畦流量,才能使灌水均匀,并防止深层渗漏。灌水技术要素之间的正确关系,应根据总结实践经验或分析田间试验资料来确定。下面讨论它们之间存在着的关系。
(1)灌水时间t内渗入水量Ht应与计划的灌水定额m相等,亦即
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图3-1 畦田布置示意图
式中 K1——在第一个单位时间末的土壤渗吸系数(或渗吸速度),m/h;
K0——在第一个单位时间内的土壤平均渗吸速度,其值为K0=K1/(1-α),m/h;
α——指数,其值根据土壤性质及最初土壤含水率而定,一般为0.3~0.8。轻质土壤α值较小,重质土壤α值较大;土壤的最初含水率越大,α值越小,即渗吸速度在时间上的变化越缓;
Ht——单位时间内渗入土壤的水深。
根据式(3-1)可求得畦灌的延续时间t:
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(2)进入畦田的灌水总量应与畦长l上达到灌水定额m所需的水量相等。(https://www.daowen.com)
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式中 q——每米畦宽上的灌水流量,L/(s·m);
t——灌水延续时间,h。
(3)为了要使畦田上各点土壤湿润均匀,就应使水层在畦田各点停留的时间相同。为此,在实践中往往采用及时封口的方法,即当水流到离畦尾还有一定距离时,就封闭入水口,使畦内剩余的水流向前继续流动,至畦尾时则全部渗入土壤。根据不同的计划灌水定额、土壤透水性、坡度等条件,可以采用七成封口、八成封口、九成封口或满流封口等。
以上关系可供选择灌水技术要素时参考。表3-3列举河南省引黄灌区畦田灌水技术要素。在井灌区,为了节约用水,提高灌水质量,常采用较小的灌水畦,其宽度约0.5~1.0m,长度为15~20m,单宽流量2~3L/s。
表3-3 河南省引黄灌区畦田灌水要素表

注 畦宽均为3m。
由上述可见,为了保证畦灌的灌水质量,首先应当控制入畦流量和放水时间。我国农村现在多数是由人工开口放水。这样,不但劳动量较大,而且由于开口大小不易掌握,使得入畦流量控制不准,水流还容易冲大水口。因此,现在世界上许多先进国家已广泛采用闸门孔管或虹吸管来进行配水。
闸门孔管就是一种移动管道,在管道一侧每隔一定距离就有一个装有小闸门的孔口。使用时放在畦首,孔口对着畦。每个畦可以由一个或几个孔口供水,当畦比较宽时,每个畦的供水孔口最好为两个以上。以保证在靠近畦首的畦中横向水量分布比较均匀。孔口的开度可以根据要求的入畦流量来确定。孔口间距根据畦宽来确定。闸门孔管多数是铝合金管,但也可以是硬塑料管。还有用薄膜塑料做的闸门孔管,和我国用于输水的所谓“小白龙”相似,只是它装有许多闸门孔用来配水就是了。但其闸门孔口还是要用硬塑料制造后压到薄膜塑料管上去。闸门孔管工作时要求有一定压力,因此一般应与低压管道输水系统配合使用。
虹吸管是在不打开畦首田埂的情况下,利用虹吸原理将输水沟中的水灌入畦中(图3-3)。一般是用硬塑料管或半软塑料管,也有用专门做好的金属管。通过每根虹吸管进入畦的流量主要决定于输水沟和畦首水面之高差和虹吸管的内径。如要调节流量只有改变每个畦的虹吸管数目。此法的优点是可在明渠配水系统中使用。

图3-2 闸门孔管示意图