甘肅省不僅是一個水資源短缺的省份，而且在灌溉耕地中山地佔有很大比例，實施好山地灌溉對甘肅的農業發展具有重要意義。本文結合各種灌溉方式的技術原理，提出了適合山地節水灌溉的幾種主要技術模式，並就各種灌溉模式的技術特點、灌溉佈置方式等進行了重點探討，對指導山地灌溉具有很好的借鑑作用。隨著水利事業的不斷髮展，實施山地灌溉已經成為水利發展的必然。但實施山地灌溉時，由於受山地坡度、土地連片面積、土壤性質、灌溉方式等多因素影響，自壓噴灌技術、自壓管灌技術、自壓滴灌技術和渠道灌溉技術，在灌溉方式選擇、工程結構佈置、技術模式採用等方面均具有顯著的特點。
一、山地自壓噴灌技術
1．系統選型原則
(1)經濟效益原則：節水灌溉系統投資最小，產出效益最大。
(2)因地制宜原則：節水系統符合當地水源條件、自然特點及農業生產、地形條件和執行管理條件，有利於在當地推廣。
(3)便於執行管理:有利於實行水資源總量控制及定額灌水的管理，並促進以方計徵水費收繳制度的改革。
根據以上原則，提出山地自壓噴灌採用半固定式、固定式噴灌系統。固定管道式系統雖有不少優點，但其管道用量太大，投資造價高，且管道利用率低，主要用於產出效益高的經濟作物。為了少佔耕地，在一定程度上降低投資造價和方便噴灌作業，採用半固定管道式噴灌系統，即除支管為可移動管道外，主管幹管埋入地下固定不動。
2.管道佈置方案
根據對自壓噴灌區的監測和現場調查，雖然噴灌的各項指標均達到要求，但水量分佈不均勻，下游由於水壓力過大而造成噴頭搖臂損壞、彈簧損壞現象普遍發生，究其原因主要是壓力分佈不均勻所致。從根本上解決山地自壓噴灌的技術問題，合理地進行規劃設計與佈置，應依據地形特點，主要解決三個問題。一是壓力分佈問題；一個是流量分配問題；另一個是根據梯田地塊的大小、相鄰梯田地塊的高差如何進行支管的佈置。管道佈置方案主要考慮坡地及梯田的坡度、走向及梯田的寬度等因素。輸、配水管道應垂直等高線佈置，支管應沿等高線佈置。帶出水口的配水幹管應首先考慮管理執行方便而佈置在路邊、田埂上，在有條件的地方儘可能安排出水口雙向供水。噴頭的組合形式多采用正方形，但為了適應梯田的地塊形狀，有時佈置為平行四邊形。
噴頭的噴灑方式採用全園噴灑，在路邊及梯田坎邊的支管上應採用扇形噴灑。對於固定式噴灌系統，支管應逆坡佈置，便於冬季排水，坡度可控制在1/500～1/1000之間，支管的埋深通常設計為最大凍深以下，以確保安全越冬，這無疑增加閘閥井的數量，支管逆坡控制後可以將支管的埋深設計為60cm或更小，其控制因素為機耕地的安全深度，閘閥井的工程量將大大縮小。在確定了噴灌工作制度後，受相鄰梯田高差及梯田寬度的影響，支管間距應作適當調整。若相鄰梯田的高差小於2米，則按設計方案進行佈置;若相鄰梯田的高差大於2米，則相鄰梯田的上一階臺地噴頭的噴灑範圍與本階臺地的噴灑範圍不能有效重疊，噴灌均勻度受到一定的影響；若梯田的寬度大於或等於支管間距，應考慮將支管佈置在遠離坎邊的位置上，以不沖刷坎邊為原則。
二、山地自壓管灌技術
1．管網布置
由於梯田地塊寬度窄，高差大，土壤溼陷嚴重，輸配水採用固定管道。管網布置,設兩級管道，主管道垂直等高線，支管道平行等高線，沿梯田長度佈置，一般每40m設一個供水口，由給水栓控制，給水栓分上下兩體，下體固定，上體移動，接軟管向左右供水灌溉,其田間佈置可分為長畦短灌雙澆和長畦短灌單向灌溉兩種形式。
2．管網設計
管材選擇：擬選擇PVC塑料管，要求壓力在2.5kg/c以上。
管徑的確定：以控制流速確定經濟管徑。
3．執行方案
每條支管每次單面開一個出水口輪灌，同時可開2或3條支管，操作順序是先開後關，既灌完一組前應先開另一組後，再關閉。為了防止管道淤積和凍脹，地埋支管平行等高線沿條田佈置，視地形情況管道逆坡佈置，灌溉結束時將支管存水排入幹管；若地形坡度不宜逆坡佈置,將支管餘水從末端給水栓排出。
三、山地自壓滴灌技術
1．滴灌系統的型別
山地灌溉工程中，輸水渠(管)道均沿等高線佈置，在該渠線以下高差為5～20m範圍內多為山坡地且坡度較大,給當地大力發展經濟林和生態林提供了機遇。可選用國產內鑲式滴頭，其流量為4L/h，工作壓力1.2kg/c。果樹株距5m，行距4m，便於執行管理，選用固定式滴灌系統。
2.管道系統佈置
滴灌的地形是坡地上已成的梯田，地面比較平坦，所以佈置管道應做到各級互相垂直，具體佈置是，從南邊引水垂直等高線，即順坡向下引幹管，從幹管上平行等高線，再垂直分幹管引支管，支管上佈置毛管，每條毛管控制一行果樹，在每一棵引出一條短引管繞樹一週，其上可根據需要安裝多個滴頭。
四、山地渠道灌溉技術
1．山地渠道的特點
渠道灌溉技術是指從水源取水、通過渠道及附屬建築物向農田供水、經由田間工程進行農田灌水的工程系統，包括渠首工程、輸配水工程和田間工程三大部分。山地灌區與平原灌區比較具有以下特點：地形比較複雜，起伏劇烈，坡度陡，河床切割較深，比降較大，耕地分散，位置較高。山地灌區乾渠的佈置特點是渠道高程較高，比降平緩，渠線較長而且彎曲較多，深挖高填渠段較多，沿渠交叉建築物較多。支渠的佈置特點是渠道流量較小，落差較大，比降較大，對下游渠道的沖刷現象較為嚴重。
針對山地灌區的特點及幹、支渠的佈置特點，結合我國目前的經濟狀況、地方政府財力和農村經濟發展情況、農民籌資能力等，在山地灌區全部實行輸水管道化仍有很大的難度，渠道灌溉在很長一段時期內仍然佔有一定的比重。從根本上解決好引水下山難(下山支渠)的問題，是解決山地灌溉成敗的關鍵。
山地灌區的支渠均為垂直等高線佈置，上端坡度較陡，渠道比降較大，耕地多為山坡地，渠道灌溉難度較大，絕大多數撂荒。原有部分支渠襯砌的渠道，由於種種原因全部破壞，其主要原因是設計上不合理，有的支渠落差大於10m，而與下游同級渠道的銜接處無消力池，造成銜接處沖毀。梯田大多集中在支渠中下端，相鄰梯田高差不一致，高程變化1～5m不等，有的甚至高達0m。支渠除個別集中落差外，其餘部分坡度較緩，上游的高速水流挾帶泥沙又造成下游渠道的淤積，而且含大量泥沙的水灌溉作物後甚至造成減產。以上所述為落差建築物在山地渠道灌溉中存在的問題。實際上，落差建築物設計中最關鍵的問題是防止下游渠道的沖刷。根據武山東樑灌區支渠的調查研究，落差建築物幾乎普遍存在著嚴重的沖刷問題。影響沖刷的最主要的原因是單寬流量,其次是消力池的長度、型式、深度以及消力池與下游渠道的聯接形式。根據下游渠道產生沖刷的原因分析，提出山地灌區下山渠道的設計思路。
2.人工加糙的設計思路
常規渠道設計為了減少水頭損失，增加渠道的輸水能力，均採取較小糙率的材料；而渠道灌溉中下山渠道應增大輸水材料的糙率，其方法是進行人工加糙，促進渠道水流的擴散，降低流速，改善下游流態，進一步消除水動能，保護下游渠道。其作用的大小與人工加糙的佈置型式、尺寸、渠道落差等有著密切關係。現提出以下幾種人工加糙的佈置形式及適用範圍。下山渠道進行人工加糙，迫使渠道內水流產生混亂，摻入大量空氣，故水深加大，因此需要加高側牆。糙條在高速水流的作用下，承受較大的衝擊力，並很容易產生氣蝕，應耐磨材料和抗氣蝕材料。施工時，糙條與底板應連為一體，避免沉陷縫穿過。
3.下山渠道的設計型式
根據實地觀測，落差建築物——上游沖刷往往是由於跌水口單寬流量過大所致。因此，山地灌區下山渠道應設計為淺寬式渠道型式。
4．下游銜接建築物的設計
保證消力池有足夠的長度與深度，保證出口斷面的流速分佈均勻。施工時，應保證糙條的對稱佈置。
結語：山地灌溉技術模式的選擇有其固有的特點，應根據當地山地坡度、土壤條件、作物種植型別、梯田寬度、相鄰梯田落差、群眾自籌能力以及水源條件等實際情況進行選擇，本文提出的中系統佈置的觀點，意在起拋磚引玉的作用，共同探索適宜的山地節水灌溉模式。
