探討當今環境下農業水利灌溉工程技術

【摘要】伴隨我國農業產業的快速發展，對農業水利灌溉工程技術的要求也在不斷提高，因此在當今環境下研究先進高效節水灌溉技術也已經成為農業領域的現實必然發展需要。本文以農業水利灌溉中的滴灌技術為主，以某地區農田水利灌溉工程為背景，簡要分析了該地區農業水利滴灌工程技術的設計流程與技術要點。

【關鍵詞】農業水利灌溉；滴灌；節水管理；規劃設計；技術應用

在農村經濟快速發展、科學技術持續更新、三農問題不斷升級的當今環境下，農業灌溉工程技術也在不斷衍生新思路、新技術和新模式，有效的保障著國家農業生產及灌溉用水現實需求。滴灌作為目前節水灌溉中最為先進有效的現代化灌溉技術，它已經逐漸融入到精準農業工程當中，并發揮著不可替代的重要作用，實現了對灌溉土壤結構的低影響、低水分蒸發以及對植物根系的高通氣疏松性。

一、關于農業水利滴灌技術

（一）技術原理

滴灌技術是農業水利灌溉工程技術中的一種，它相對更加先進，是近年來才出現的低壓型節水灌溉技術。它主要通過過濾后出水管道與管網來將水輸送到灌溉帶，以水滴形式緩慢而均勻向農田實施滴灌。滴灌技術目前一般結合機械化配套設備來實現應用，它所采用的是專門設計的小口徑管道與滴頭，將水與化肥慢慢滴灌到農作物根系部位，實施局部滴灌。當然為了最大限度降低水分蒸發損失，滴灌技術還能實現自動化智能控制，擁有極好的節水效果和增肥效果。

（二）技術特點

滴灌技術對水的利用率相當高，它不但可以灌溉浸潤土壤表面，也能有效減少水分蒸發。由于它所采用的是根本土壤局部灌溉，所以它能夠有效防止雜草生長，且不會產生地面徑流。在施水深度控制方面相對簡單容易，節水效果非常可觀。

另外，滴灌技術能夠同時注入肥料，能切實保證作物時刻都具有足夠的養分與水分，使土壤水分處于滿足作物要求的穩定狀態和較低的吸力狀態。近年來，我國多地農業水利灌溉工程都在采用這種滴灌技術，它有效控制了區域內農田濕度，極大程度降低了病蟲害的發生頻率，對改善農產品品質，增加產量都起到了一定促進作用。更重要的是，這種水利灌溉技術所具備的土壤強適應能力也減小了范圍灌溉的工程壓力。

二、灌區基本概況及微灌工程技術參數

（一）灌區基本概況

某地區擁有耕地面積30萬hm2，其中旱作區占到了27.318萬hm2，是典型的干旱農業區。從氣候方面來看，它屬于大陸性氣候，它夏短冬長、春暖遲、秋涼早，氣溫溫差較大，災害性天氣較多，年均降水量僅為300～400mm，且年內降雨分配相當不均，主要集中在夏季的7～9月，占到了全年總降雨量的71%，但其年平均蒸發量卻達到2500mm。

此次農業水利灌溉工程依據《灌溉與排水工程設計規范》、《節水灌溉技術規范》兩項，對工程項目區規模、等級、附屬建筑物級別進行擬定，通過滴灌技術來劃分單元，將工程規模定義為2型，工程等級為5級，建筑物等級為5級。

滴灌工程設計參數及目標

按照節水灌溉規范與國內外滴灌技術發展經驗，此次工程的技術參數設定分別如下：其中微灌土壤濕潤比設置為40%～50%，微灌水利用系數設置為0.90～0.95，設計灌水均勻度設置為90%～95%，設計濕潤深度為0.85m，設計日耗水強度為5～7mm/d。為了迎合該地區干旱特點，選擇合理灌溉制度對區域進行農業水利灌溉管理，并對灌溉工程中各級管道進行合理布局，采用了輪灌區劃分效果，并對系統水力、給出流量與壓力需求進行了相應計算。

三、某地區農業水利灌溉工程技術分析

以該地區中溫室大棚種植的蔬菜水利滴灌工程技術為例，為其進行典型的滴灌技術體系設計。

（一）大棚農田作物滴灌方案設計

1.工程設計基本要求

主要針對該地區的蔬菜大棚滴灌工程進行設計，它的溫室內部尺寸為99x10m，外部規格為100x8m，主要種植黃瓜、番茄、青椒等高產值經濟作物，且采用寬行種植方式，它的行距控制保持在1.1～1.4m左右。對于蔬菜種植而言，要求棚內溫度不要過高，所以為了迎合蔬菜種植經驗需求，選擇滴灌灌溉方式。

2.滴灌方案設計

該大棚在滴灌管道材料方面采用的是國產PE管，灌水器方面則采用了雙塑壓力補償式滴灌帶，它的滴頭間距都在30～35cm左右，工作壓力保持在0.60～1.0kPa范圍，可以實現每米每小時出水量3.48L/h。在棚內管道布設方面，主要是輸水管沿溫室長度縱向布設，并在滴灌帶旁連接輸水閥，垂直于輸水管布置，確保其與棚內作物種植行保持一致。根據不同蔬菜作物，滴灌帶間距與農作物株距也是不同的，例如黃瓜的平均種植株距密度就在1.2m，如圖1。

3.灌溉制度擬定

對工程大棚的灌水定額進行確定，擬定灌溉制度，考慮到滴灌必須按照農作物現實需要來設計參數及制度，所以應該做到適時適量向作物根層供水，確保根系活動層水分四種保持在最佳狀態。該工程對砂壤土與田間土壤的持水量設計在=13%，調萎含水量=5%，在設計中所規劃的濕潤層保證在0.5m，允許消耗水量占到土壤田間持水量比例的20%左右，最后土壤濕潤比設計在75%，所以基于這些設計參數就可以為該工程設計灌水定額：

最后帶入上述數值計算出=6.2。

4.灌水周期

該工程的灌水周期按照蔬菜作物的生長旺盛期來決定，基本上保持每日平均耗水量5mm/d，設計灌水周期為T，就有：

根據上述計算結果，灌溉周期應該設置為1天為最佳。

最后計算每次滴灌持續時間，根據大棚農田滴灌系統布置來看，它的毛管間距為1.0m，滴灌帶流量為3.2L/（h·m），所以滴灌帶取單位長度，設計其與低頭的間距為=1m，根據以上參數來計算每次滴灌的持續時間應該為：

計算得出=1.93h。每次需要持續滴灌1.93h才能達到所設計的農田灌溉定額標準。

5.輪灌區數目

由于該工程采用的是固定式滴灌系統，所以水泵工作時間按照每天12h來進行計算。設置水泵每天開啟的時間比例k=1.5，每一組毛管的開啟時間為1.93h，灌水周期為1d，那么就可以計算輪灌區數目N為：

（二）滴灌區應用效果

該工程所設計大棚滴灌區處于溫室大棚中，在工程完成并投入使用后基本收到了較好的節水灌溉效果。由于采用了微灌技術，所以該大棚能夠通過管道系統來在滴灌帶末端安裝灌水器，通過低壓水來緩慢灌溉作物根系，將水分充分滲透到土壤之中，同時最大限度降低水分蒸發損失。該工程的滴灌系統主要由取水樞紐與輸水系統兩部分組成，其中取水樞紐還包括了電機、水泵、化肥罐、壓力表以及過濾器。而輸水系統則包括了支管、干管、毛管、灌水器等等。

從滴灌區工程設計完畢的實踐應用來看，它基本實現了以下4點成效。

首先，它實現了對地溫的有效提升，該工程中滴灌技術與地膜覆蓋技術實現了有機配合，確保了大棚棚室內近地表溫度與耕作層土壤溫度的恒溫狀態。由于采用了滴灌技術，所以它的灌水量較小且灌水消耗時間長，能夠有效減輕地溫灌溉水所引發的土壤溫度劇烈波動問題。

其次，它實現了對病蟲害發生狀況的有效抑制，由于地表水水分蒸發量降低，空氣濕度也相對變小，所以病蟲害滋生的環境就被抑制，減少了病蟲害的發生情況。

第三，它實現了對供水量的大小調節，按照作物的蓄水規律，該工程溫室大棚中的供水量大小實現了可大小靈活調節，這就讓土壤濕度始終保持在一個最適宜作物的生長范圍之內，這對提高該地農作物的品質與產量都有正向促進作用。

最后，通過該微灌技術也實現了大棚農田隨時滴滲化肥及微量元素系統的形成，能夠在滴灌的同時為農田注入更多營養元素。

（三）其它技術要點

為了確保該工程項目中滴灌系統長期穩定工作，還要注意以下3點技術要點。

第一，要做到敞開輪灌組控制開關及控制閥，讓灌頭器始終保持出流狀態，并在此基礎上來逐級打開上游開關，確保灌溉系統各個部分都處于安全穩定狀態。

第二，要嚴格控制滴灌系統工作水頭，避免超壓現象及水頭過低現象發生，因為這些都會影響到農田灌溉質量。

第三，當進入非灌溉季節以后，需要定期排放各級管道內原有積水，避免管道內產生大量微生物造成滴灌系統堵塞。尤其是在北方寒地地區，還要在管道積水排除工作以外做好管道保暖工作，避免管道凍脹破壞現象的發生。

總結

本文對某干旱地區實施滴灌技術工程進行了簡要的技術流程闡述，證明了當今環境下農業水利灌溉工程建設對我國農業發展及社會發展的重大意義。在未來，農村農業水利灌溉技術發展還應該堅持走現代化、高效率路線，做好農業灌溉技術研究，為推動第一產業快速發展做出更多努力。

參考文獻：

[1] 王寧.農村水利灌溉工程施工技術及應用[J].科技展望，2015（10）：89-89.

[2] 張軍明.干旱山區滴灌工程規劃與設計管理——以固原市原州區農田水利灌溉工程為例[J].安徽農業科學，2012，40（25）：12713-12716，12737.