本发明涉及农业技术领域，具体为一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法。
背景技术：
中国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，居世界第四位，但人均水资源只有2200立方米，仅为世界平均水平的1/4，在世界上名列125位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡，节约用水、提高水资源利用率是缓解严峻的水危机的必要举措。
我国水稻地表水灌溉面积占水稻栽培面积的50％，地表水灌溉的一个特点是要利用地形地势进行灌溉，根据当地的具体情况，从水源地到水稻田灌渠的长度不等，灌渠根据其功能又分为干、支、斗、毛、农，北方地区多数灌溉工程都是提水灌溉，需要多台水泵同时从水源地提水到干渠，然后再分配到各分渠，由于输水过程长，水分在灌渠中渗漏，灌渠的灌溉水利用率一般为30～40％左右，由于灌溉水利用率低，灌溉成本增加，同时，灌溉水对环境造成一定的污染。
技术实现要素：
本发明为了解决上述不足，提供了一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法，解决水稻栽培中灌溉水利用率低、农业面源污染严重的问题，达到高效用水、减轻农业面源污染的目的。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：
一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法，包括以下过程：
(1)渠系优化设计，主干渠从水源地引出，根据灌溉水稻田的地形沿公路走向设计，干渠、支渠、斗渠进行渠道硬化，用水泥块砌底护坡；干渠、支渠和斗渠的首部设置闸门；
(2)排水回灌溉：水稻种植区按照地势分为上游水稻田和下游水稻田；从渠首引水的干渠沿海拔地势走向贯穿整个水稻种植区，干渠连接支渠，支渠连接斗渠，斗渠连接上游水稻田进水口，上游水稻田排水口连接排水渠，排水渠的水排入干渠，成为下游水稻田块的灌溉用水，以此类推，对水稻田排水进行重复利用；
(3)间歇式供水：干渠在水稻需水期进行集中供水，水稻不需水时停止供水。
本发明提供的一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法，通过渠系优化设计、渠道防泄漏技术、排水回灌技术和供水时间选择，可提高灌溉水利用率，更重要的是减少水分流失，减轻农业面源污染，维护农业可持续发展，经济效益和生态效益显著。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详述。
2016～2017年试验在黑龙江省八五七农场完成，八五七农场有朝阳灌区和小兴凯湖北灌区两个灌区，朝阳灌区始建于一九五三年，灌溉水田5.6万亩，灌渠原渠首采用堆石坝拦穆棱河取水，工程运行四十余年，几经水毁、淤塞，引水困难，水资源浪费严重，为了保证灌区内水稻供水要求，朝阳灌区渠首改建工程被黑龙江省农垦总局批准为2000年小型农田水利重点工程项目。
新渠首位于原渠首下游4公里处，距八五七农场场部17公里。由拦河橡胶坝、进水闸和河岸护坡三部分组成。拦河坝为充水式橡胶坝，设计标准二十年一遇，校核标准百年一遇，设计过水流量2280立方米/秒，校核过水流量4410立方米/秒。为保证渠首及穆棱河河床稳定，在穆棱河南岸取水侧橡胶坝上游311米，下游206米部分，采用干砌石护坡。
试验方法：采用模拟试验，在水稻田旁设置水渠2条，水渠横截面为梯形，下底宽0.5米，上底宽1米，深0.8米；每条水渠长50米，每条水渠灌满水量为30吨，其中一条为泥渠，一条用水泥块砌底和边；根据水稻灌溉的实际情况，一次灌水约为10～15天，因此，将两条水渠内灌满水，每10天测定渠内水的深度，连续测定60天，每次测定后将渠内水量加满，以此计算渠系水渗漏量，最终换算成灌溉水利用率。
处理1：水泥块砌底和边的灌渠；
处理2：泥底灌渠。
灌溉水利用率是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比值(％)，用η表示。灌溉水利用率＝进入田间的水量/干渠渠首进水总量×100％；它反映全灌区渠系输水和田间用水状况，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用程度的一个重要指标，能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。
试验结果：
一、渠系渗漏试验结果
试验各处理干渠的灌溉水利用率：
表1各处理水渠中水分渗漏量(单位：吨/10天)
表2各处理水渠灌溉水利用率(单位：％)
水稻生产中，每次集中灌溉时间为10天至15天，本试验以10天为单元，测定了灌渠中水的渗漏量(吨/10天)，换算成灌溉水利用率(％)，结果表明，处理后的灌渠灌溉水利用率比处理前提高50％以上。另外，本发明的在支渠渠首设置闸门，还能防止稻农大水漫灌，使灌溉节水成为可能。
二、农田排水回灌溉试验结果
试验各处理灌溉水氮磷含量
试验结果表明，稻田排出水的总氮含量比河水高7倍左右、总磷高1.6倍，见表3。
表3生育期中灌溉水中总氮总磷含量(mg/l)
试验各处理水稻苗期考查数据
试验于苗期考察了植株性状，稻田水灌溉的水稻比河水灌溉的水稻秧苗生长旺盛，水稻分蘖数提高，植株干重增加，见表4。
表4试验各处理水稻苗期植株性状考查数据
试验各处理对水稻产量构成因子及产量的影响
水稻收获时，每个试验区连续取样30株，进行产量性状调查，本发明的一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法可增加水稻的平方米穗数、穗粒数、千粒重和单穗粒重；于试验区的每个处理中随机选取三点，每点选20平方米，将水稻收获实测产，产量结果表明，由于水稻秧苗素质好，插秧后反青快，水稻产量比对照提高，本发明的一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法比常规方法平均增产4.19％，平收395.7公斤/公顷，按水稻价格2.83元/公斤计算，平均增收1127元/公顷，见表5。
表5试验各处理对水稻产量构成因子的影响
综上所述，应用本发明实施例所得的一种水稻田地表水灌溉渠系优化节水方法与常规方法相比，灌溉水中总氮总磷含量高，可为水稻提供更多氮磷养分，减少化肥用量，提高水稻秧苗素质，增产效果显著。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及实施例内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。