[实用新型]一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种稻田排灌水装置，特别是涉及一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置。

背景技术

水资源短缺是目前公认的全球性环境焦点问题之一，而且水资源的分布及利用各个国家及地区间也极不均衡，水资源严重不足，利用效率低(尤其是发展中国家)，将成为全球经济建设和社会发展的一个重要制约因素。中国是一个水资源短缺的国家，全球每年平均降水量800mm，我国为630mm，比全球的平均数约少20％。江河平均流量居世界第三位。我国人均水资源占有量仅为2400m²，是世界人均占有量的1/4，排世界第109位，被联合国列为13个贫水国之一。不仅如此，我国水资源的时空分布极不平衡，全年降水的60％～80％集中在6～9月份，长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5％，其水资源量占全国的81％；即使南方地区年降雨量丰富，但也存在时空分布不均的问题。区域性缺水、季节性缺水以及工程性缺水等问题发生频繁且日益突出，形势十分严峻。据报道，南方季节性干旱地区的总面积已经达到6.181×10⁵km²，且干旱多发生在夏、秋季节，正是农作物(尤其是水稻)生长的关键需水期^[6]；而且水污染更加剧水资源短缺，全国90％的废、污水未经处理或虽处理未达标就直接排放，11％的河流水质低于农田灌溉标准，75％的湖泊受到污染。据统计，2000年全国总用水量约5500亿m³，预计2010年底将达到6000亿m³，2020年将达到6500亿m³，这种用水的迅速增加，使我国不少城市和地区出现了用水和供水之间的矛盾，区域性缺水更为严重，预计到2030年人均水资源量将下降到1760m³，逼近国际公认的1700m³的严重缺水警戒线。

水资源状况也严重制约着我国农业的发展。据统计，我国每年缺水约为300～400亿m³，农田受旱面积约为1～3亿hm²，因缺水全国每年少生产粮食700～800亿kg。水稻是世界主要粮食作物，全世界约2/3的人口以稻米为主食，而我国是最大的稻米生产国和消费国，其水稻种植面积和水稻总产量分别占全世界的23％和37％。中国水稻种植面积占全国粮食总面积的28％，在我国三大粮食作物中的比较优势十分明显，同时也是耗水最多的作物，我国每年用水总量为5000亿m³，农业用水占70％，而水稻耗水量占全国总用水的54％左右，占农业总用水量的65％以上，目前我国水稻种植面积为3260万hm²，而节水灌溉面积仅为水稻总面积的1/3，水稻生产仍是以淹水种植为主的灌溉体系，水资源浪费严重。目前我国灌溉水利用效率仅为30％～40％，作物水分生产效率不足2.0kg m^-3，但水稻需水中约有1/3～2/3的是耕作用水和生态用水，且许多研究也表明水稻生态和生理需水具有很大的可调节性，水稻节水栽培的节水潜力大。因此，节水灌溉对缓解水资源紧缺，抵御干旱，保障粮食安全具有十分重要的战略意义，它是我国农业和经济可持续发展的必然选择，也是水稻生产达到高产、节水、高效目标的有效途径。

稻田节水主要有两个途径：减少消耗量和增加蓄雨量。从减少消耗看，稻田的水分消耗为叶面蒸腾、棵间蒸发量和稻田渗漏量三部分，一般叶面蒸腾、棵间蒸发量和稻田渗漏量分别约占总消耗量的40％～50％、15％～25％和20～25％。节水灌溉主要通过减少这三部分耗水来实现。因稻株蒸腾代谢作用与产量关系最密切，应减少耗水的是稻田水(土)面蒸发和渗漏，水稻最初采用水层灌溉，水层灌溉正逐渐被间歇灌溉、浅湿灌溉、薄水湿晒，湿晒浅间灌溉和水稻旱作、覆膜旱作及强化栽培(SRI)等非充分灌溉方式所取代。从“蓄雨型”节水灌溉模式来看，土壤含水量在田间持水量以下时，土壤无机氮以硝态氮为主，而水稻体内缺乏硝酸还原酶导致水稻氮素营养障碍的重要原因，所以只有确定了最适水层和临界水层(或土壤含水量)指标，才能建立适应当前需要的节水高产灌溉制度。在高纬度缺水的水稻灌区，应优先选择控制灌溉或深—薄间歇灌溉；在水资源较丰富的灌区应选择：浅—晒—浅或浅—湿—浅的灌水模式；而在冷害频繁而且水资源又较丰富的灌区发展，浅—深—浅的灌水模式效果会更好。