農(nóng)村節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施研究

摘要：在對我國節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施研究發(fā)展現(xiàn)狀進行簡單歸納總結(jié)后，從渠道防滲，低壓管道輸水，噴、滴灌，雨水匯集綜合利用，節(jié)水型地面等方面，對農(nóng)村節(jié)水灌溉常見工程技術(shù)措施進行了詳細分析研究。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)；灌溉；節(jié)水；渠道防滲

我國是1個人口眾多且水資源相對貧乏的國家，人均水資源占有量約2200m3，僅為全球人均平均占有量的25%。同時，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，約70%以上水資源用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，其中農(nóng)業(yè)用水中約90%以上的水資源用于農(nóng)業(yè)灌溉。水資源供需矛盾日益突出，已嚴重制約我國農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。采取合理技術(shù)措施，達到減少農(nóng)業(yè)可用水量增加糧食產(chǎn)量的目的尤為重要[1]。目前，渠道防滲，低壓管道輸水，噴灌、微灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，在原理和應(yīng)用技術(shù)研究方面取得較為良好的應(yīng)用效果，據(jù)文獻資料表明，如采用噴灌節(jié)水技術(shù)其可節(jié)水達到40%~50%左右；微灌可節(jié)水達到60%~70%左右；低壓管道輸水灌溉可節(jié)水達到20%~30%左右。因此，認真搞好農(nóng)業(yè)節(jié)水，大力建設(shè)發(fā)展節(jié)水灌溉基礎(chǔ)工程設(shè)施，努力發(fā)揮節(jié)水灌溉工程應(yīng)有的節(jié)水效益，對促進我國節(jié)水型社會的建設(shè)具有非常重要的工程實踐應(yīng)用研究意義。

1 我國節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施研究發(fā)展現(xiàn)狀

相比常規(guī)的明渠自流灌溉模式，節(jié)水灌溉在合理利用有效水資源和節(jié)水優(yōu)化調(diào)配方面，具有非常大的優(yōu)勢。節(jié)水灌溉工程技術(shù)主要以修建、修復(fù)、加固渠道（管道），土地平整等為主，通過合理的工程優(yōu)化設(shè)計措施，減少輸配水過程中的水損，提高渠道水利用系數(shù)，達到節(jié)水目的。當前，我國耕地面積為1.3億hm2，在不斷修建各種水利基礎(chǔ)工程和配套設(shè)施下，耕地有效灌溉面積可以達到5586.67萬hm2，占耕地總面積的43%。雖然我國一直非常重視農(nóng)村水利工程建設(shè)，但由于受投資資金、建設(shè)觀念、運行管理理念等多方面因素的制約，我國尚有一半以上的耕地面積沒有配置完善的節(jié)水灌溉設(shè)施，屬于“望天田”，灌溉過程中水資源浪費非常嚴重。而在有效灌溉面積中，約2/3面積的耕地依然沿用常規(guī)落后的灌溉和運行管理模式，灌區(qū)渠道滲漏、塌陷、機電設(shè)備老化失修等較為嚴重，輸水渠道的防滲襯砌率不足30%，導(dǎo)致渠道渠系利用系數(shù)普遍在0.5以下，水資源浪費相當嚴重[2]。

2 節(jié)水灌溉常見工程技術(shù)措施

節(jié)水灌溉工程技術(shù)就是以工程的修建、修復(fù)、加固等措施為主要手段，通過合理規(guī)劃設(shè)計和施工建設(shè)，提高渠道防滲加固性能，減少渠系（管道）在輸配水過程中的水量蒸發(fā)和滲漏損失，進而提高水資源分配效率和農(nóng)田灌溉水利用率，確保有限水資源的合理高效利用。

2.1 渠道防滲節(jié)水灌溉工程技術(shù)

渠道防滲技術(shù)是通過對渠床土壤進行處理或建立不易透水的防滲保護層，如：漿砌塊石襯砌、混凝土渠道襯砌、塑料薄膜防滲等工程技術(shù)措施，以減少輸配水滲漏損失，達到節(jié)水目的[3]。根據(jù)防滲材料、防滲結(jié)構(gòu)的不同，渠道防滲節(jié)水工程技術(shù)性措施較多，但從工程設(shè)計和施工建設(shè)角度，筆者認為大致可以分為以下三大類，即：第一類是直接在渠道渠床上增加以防滲材料為主（如：黏土類防滲層、HDPE或PE復(fù)合土工膜、混凝土防滲層等）的防滲層，以達到防滲加固節(jié)水目的；第二類是通過合理優(yōu)化設(shè)計，利用物理機械法（如：夯實、淤淀、抹光等）和化學(xué)法（摻入相應(yīng)的化學(xué)材料）以改善渠道渠床土壤防滲性能，達到節(jié)水目的；第三類是采用具有較好防滲性能的渠槽結(jié)構(gòu)，如：矩形、梯形、U形、箱形等，加快輸水速度，提高灌水效率。據(jù)理論研究和工程實踐經(jīng)驗可知，漿砌塊石襯砌防滲渠道較常規(guī)土渠可以減少水資源滲漏損失的50%~60%左右，混凝土襯砌渠道防滲較常規(guī)土渠可以減少水資源滲漏損失的60%~70%，由塑料薄膜（如復(fù)合土工膜）為防滲層的渠道較常規(guī)土渠可以減少水資源滲漏損失的70%~80%。

2.2 低壓管道輸水節(jié)水灌溉工程技術(shù)

低壓管道輸水灌溉技術(shù)是采用低壓管道代替常規(guī)明渠輸水模式，是機井、抽水站灌區(qū)中發(fā)展較快節(jié)水灌溉技術(shù)，主要減少常規(guī)明渠輸水過程中的水資源蒸發(fā)損失。它是利用機泵抽取井水，然后經(jīng)管道系統(tǒng)把水資源直接輸配到田間進行灌溉。低壓管道灌溉具有一次性投資少、耗能少、比土渠省水40%左右、運行管理方便、省地等優(yōu)點。采用PVC塑料或混凝土等輸水管道代替常規(guī)土渠來輸配水，可以有效降低輸配水過程中的滲漏和蒸發(fā)損失，水資源的輸配利用率可達95%，在工程實際應(yīng)用中具有良好的節(jié)水增產(chǎn)效益。在井灌區(qū)已經(jīng)普遍采用低壓管道灌溉模式來代替中小型渠道，尤其在我國北方井灌區(qū)應(yīng)用效益較明顯，目前已發(fā)展到30×106hm2，具有非常良好的應(yīng)用推廣前景。

2.3 噴、滴灌節(jié)水灌溉工程技術(shù)

噴、滴灌是目前農(nóng)村灌區(qū)節(jié)水增產(chǎn)效果最好的田間灌溉工程，可以不受地形地貌的影響，不易產(chǎn)生局部水土流失和土壤板結(jié)，可以有效改善土壤微量生物環(huán)境，為農(nóng)田作物營造一個良好的生長氣候，這是其他灌溉方法不能及的。另外，噴、滴灌設(shè)施還具備根據(jù)需求合理施肥、噴藥等綜合應(yīng)用功能。噴、滴灌技術(shù)比較適用于山丘地區(qū)、干旱缺水地區(qū)。但由于噴、滴灌工程的一次性投資較大、技術(shù)含量較高、管理難度也較大，目前雖然田間示范工程中應(yīng)用效果非常良好，但對于經(jīng)濟欠發(fā)達或不發(fā)達地區(qū)，由于農(nóng)民綜合承受能力有限，筆者建議由當?shù)卣疄橹鬟M行小規(guī)模示范試驗，不宜大面積推廣使用，待時機成熟方可快速全面推廣。

2.4 雨水匯集綜合利用節(jié)水灌溉工程技術(shù)

在干旱、半干旱的山丘地區(qū)，通過合理的工程設(shè)計和施工方案，建設(shè)雨水匯集綜合利用工程，將降雨產(chǎn)生的地面徑流有效匯集起來，避免水資源的流失，并在最需要時供給農(nóng)作物灌溉使用。雨水匯集綜合利用技術(shù)已在我國發(fā)展近30年，獲得較多的研究設(shè)計成果，如：匯流表面薄層水泥處理工程技術(shù)、窖窯構(gòu)建及布局工程技術(shù)等，有效改變常規(guī)靠天吃飯的灌溉模式，利用窖灌農(nóng)業(yè)確保水資源在時空上利用率，達到節(jié)水灌溉目的。

2.5 節(jié)水型地面節(jié)水灌溉工程技術(shù)

地面灌溉，如溝灌、畦灌等依然是我國目前常用的灌水模式。常規(guī)的地面灌溉定額大、滲漏多，比其他節(jié)水灌溉模式費水。但通過合理的地面整理后，合理控制灌水均勻度、合理劃分田塊達到不產(chǎn)生或少產(chǎn)生滲漏的目的，如：平整土地、長畦改短畦、大畦改小畦、控制入畦流量等工程技術(shù)措施，可以起到非常良好的節(jié)水灌溉效果。由于地面灌溉應(yīng)用涉及面積較廣，技術(shù)也較為簡單，現(xiàn)階段依然是節(jié)水灌溉工程規(guī)劃設(shè)計研究的重要內(nèi)容。

3 結(jié)束語

推進節(jié)水灌溉工程設(shè)施規(guī)劃設(shè)計建設(shè)是緩解我國水資源供需矛盾、確保有限水資源合理利用的重要工程舉措。結(jié)合自我工作經(jīng)驗知識，筆者認為在河（庫）灌區(qū)應(yīng)大力推進防滲渠道工程的建設(shè)、修復(fù)和加固工作；在井灌區(qū)應(yīng)積極推廣采用低壓管道輸水節(jié)水灌溉工程技術(shù)；在山丘地區(qū)、干旱缺水地區(qū)灌區(qū)，應(yīng)大力發(fā)展噴、滴灌節(jié)水灌溉工程技術(shù)和雨水匯集綜合利用節(jié)水灌溉工程技術(shù)。另外，還應(yīng)結(jié)“3S”系統(tǒng)、灌排自動在線監(jiān)控系統(tǒng)等，提高灌區(qū)自動化水平，確保灌區(qū)在運營過程中取得更好的節(jié)水效果、更大的社會經(jīng)濟效益，推動灌區(qū)可持續(xù)高效穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]王友貞，湯廣民.節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].節(jié)水灌溉，2005，(2):33-34.

[2]蘭才有.發(fā)展節(jié)水灌溉的若干問題[J].農(nóng)機科技推廣，2005，(4):15-21.

[3]劉興華.節(jié)水灌溉效益評價研究進展[J].中國科技信息，2006(12):100-10.

作者簡介：徐洪利（1979-），男，赤峰人，學(xué)士，工程師，主要從事水利水電工程水工設(shè)計工作。

張鴻亮（1982-），男，沈陽人，碩士研究生，工程師，主要從事水利水電工程水工設(shè)計工作。