農田水利工程高效節水灌溉的發展思路

徐文成

（河南省豫東水利工程管理局）

0 引言

河南是農業大省又是水資源嚴重短缺省，據調查，河南省的人均水資源量僅是全國平均值的1/5，并且還正在日益下滑，屬于嚴重缺水省份。基于這樣的情況，河南省各級政府和水利部門對農田水利工程中節水灌溉技術的應用及其發展都十分注重，每年都投入巨額資金用于高效節水灌溉工程，以此來提升農田水利工程節水灌溉效果，在保障農田灌溉需求的基礎上實現水資源的嚴格管理。

1 河南省農田水利節能灌溉的發展現狀

近幾年來，利用國家重視和加強水利設施建設的有利時機，以節水挖潛改造為中心，切實加強農田水利基礎設施建設。實施了小型農田水利工程、灌區節水改造與續建配套、節水增效示范、末級渠系改造、水權轉換等工程項目，有效提高了水資源調控能力和利用效率。在設施農業和特色農業種植區，推行了低壓管灌、滴灌、噴灌等現代化節水灌溉技術，推動了現代節水農業的發展。截止目前，經過歷年來的建設，河南省有效灌溉面積達533.33 hm2，高效節水灌溉面積達133.33 hm2，灌溉水利用系數達到0.62，取得了優異成績，但是，我們還應該看到幾個問題：一是還有五六千萬畝沒有實現高效節水灌溉，二是133.33 hm2高效節水灌溉標準還是比較低，灌溉系數僅達到0.62，離0.85 的目標差距還是很大的。還有很大潛力，灌溉水利用系數高的灌溉方式（如噴灌、滴灌）應用較少。三是智能化應用較少，對作物的需水規律研究較少，沒有做到科學灌溉，浪費水的現象還很嚴重。另外還有就是多年來存在的重建設輕管理的問題還沒有解決，節水灌溉設施沒有得到充分的利用。

2 高效節水灌溉技術的應用

2.1 滴灌技術

對于水資源匱乏的地區而言，可用水源常常無法滿足植物的生長需求，所以在農田灌溉中，可引進滴灌技術。該技術主要是借助于管道系統和毛管上安裝的灌水器，將農作物生長所需的水分和養分緩慢均勻地滴入到農作物生長的土壤中，這樣不僅可以為農作物提供充足的水分，也更加有利于用水量的節約（滴灌比噴灌節水33%，比畦灌節水81.60%）。且該方法操作簡單，具體應用中，可按照實際需求，通過固定式灌溉法和移動式灌溉法來進行灌溉。通常情況下，農作物更加傾向于自動灌溉，以此來保障農作物需要水分時得到及時灌溉，這樣不僅能滿足農作物生長需求，也可以最大限度節約用水量。但是這種灌溉方式很容易出現管道堵塞情況，所以在具體應用時，需先將水中雜質清除，做好管道的疏通，再開始滴灌，以此來保障灌溉質量。

2.2 噴灌技術

噴灌技術是當今農田水利工程中的一種主要灌溉方式，噴灌技術也分為固定式和移動式這兩種方式。固定式噴灌讓噴頭的位置固定，以此來實現對農田的均勻灌溉。移動式噴灌是根據實際需求來設置噴水頭位置，這種噴灌方式不會對噴水頭的位置造成限制，通過機械可自動實現噴水頭位置的移動，操作簡單便捷[1]。同時，噴灌技術投入的資金也比較少，可以在大面積農田水利工程中應用和推廣。這種灌溉方法不僅比傳統的地面灌溉節水40%左右，還有保土、保水、保肥、省工和改善田間小氣候等優點。噴灌的主要優點如下：①節水效果顯著，水的利用率可達80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1 m3水可以當2 m3水用。②作物增產幅度大，一般可達20%～40%。其原因是取消了農渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%～20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結，有利于搶季節、保全苗；改善了田間小氣候和農業生態環境。③大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。④減少了農民用于灌水的費用和投勞，增加了農民收入。⑤有利于加快實現農業機械化、產業化、現代化。

2.3 微噴技術

微噴又稱霧滴噴灌。微噴技術比噴灌更為省水，由于霧滴細小，其適應性比噴灌更大，農作物從苗期到成長收獲期全過程都適用。微噴灌溉是灌溉中經常用到的一種灌溉方式，它的特點是結合了滴灌與噴灌兩種灌水方式，從而逐漸形成的一種新型節水灌溉技術，微噴灌是通過低壓管道系統將水流以較大的流速噴出，進而用較小的流量將水噴灑到土壤表面，水流噴出后在空氣阻力的作用下分解成無數個小水滴落在土壤和作物表面上。微噴灌溉的出口流速大于滴灌，更有效的防止滴水器的堵塞，給日后的維護降低成本。

2.4 智能化渠道灌溉技術

在當今農業生產技術和各項科學技術的不斷發展中，農田灌溉的方式也越來越多樣化。目前，全渠道灌溉控制系統在很多地區的農田水利工程節水灌溉中都得到了科學利用。這種灌溉方式主要是將感知系統和控制系統作為依托，可在目標范圍之內自動進行農田灌溉，在滿足農田用水需求的基礎上，讓農田灌溉的用水量得到良好控制。同時，在進行水資源的運輸過程中，智能化渠道的應用也可以讓水資源浪費情況得到大幅度降低，以此來實現農田的高效節能灌溉效果。因此，在近年來的農田水利工程高效節能灌溉中，智能化渠道灌溉技術也越來越受到重視，并在很多地區的農田水利工程高效節能灌溉中發揮出了充分的作用。

3 農田水利工程高效節能灌溉的發展思路

3.1 讓水資源得到優化配置

為保障農田水利工程的灌溉效果，最大限度優化灌溉作業，技術人員在對農田灌溉方式加以確定之前，應深入到農田灌溉區域，全面勘查和研究灌溉區域的實際情況，通過對灌溉區域自然條件、地理位置和水資源需求等各方面因素的綜合考慮，確定出最終的可行性農田節水灌溉措施。在具體的農田勘查過程中，應注意量化分析用水需求位置、用水需求量和水源儲備量等的各項指標，以此來良好把握用水總量，并以此為基礎來進行用水量的科學分配，保障各個區域的灌溉用水得到隨時調節，以此來達到良好的灌溉效果。

3.2 加大力度進行高效節水示范工程的建設

創建高效節水灌溉示范區，是探索中國特色高效節水灌溉建設道路的重要載體，是逐步提升高效節水灌溉發展質量及展示和推廣現代高效節水灌溉發展模式、發展成果的良好平臺，是促進農業增產增效、農民持續增收的重大舉措，對示范和引領高效節水灌溉建設具有重大意義。各級政府和有關部門要充分認識加快推進高效節水灌溉示范區建設的重要性和緊迫性，采取有效措施，以示范區建設為突破口，創造經驗，積極探索，進一步促進河南省高效節水灌溉又好又快的發展。

2014年，許昌市決定用3 a時間，連片建設3.33萬hm2高效節水灌溉示范區。項目涉及長葛市、許昌縣11個鄉鎮267個行政村，概算總投資7.70億元，預計每年節水2 080萬m3，節省電費約630萬元，節省人工費8 000萬元，每年產生直接經濟效益1.20 億元。示范區采用節水灌溉設備，比非示范區多澆2—3遍水，夏糧生產再創新高。

3.3 注重高效節水灌溉技術的引進和應用

河南省節水灌溉水平還需提高，尤其是高效節水灌溉占比偏小，與水資源緊缺形勢、現代農業發展要求以及轉變經濟發展方式需求不相適應。一是總體步伐偏慢。節水灌溉工程覆蓋率依然不高，僅占有效灌溉面積的45%，灌溉水利用系數僅為0.50，與根據節水灌溉工程技術標準測算的達到0.62的水平還相差很遠。二是技術水平不高。目前，中國節水灌溉技術水平整體偏低，高效節水灌溉面積只有0.12 億hm2，其中噴微灌面積500 萬hm2，占有效灌溉面積的8.30%。噴灌面積只有306.67 萬hm2，占有效灌溉面積的5.10%，與美國46%、歐洲普遍80%以上的噴灌面積比例相比差距較大。

目前，生物技術在農田灌溉中的應用就是一個典型實例。在這一新的發展形式下，技術人員可以對農作物的生長特點進行深入研究，在農作物不同的生長階段中采取不同的灌溉策略，以此來滿足農作物的用水需求，保障農作物的生長和產量。另外，在具體的農田節水灌溉中，也應該合理應用信息技術，讓相應的檢測系統和控制系統發揮出充分的作用，以此來保障農田灌溉效果，實現水資源節約目標[3]。

3.4 利用農業水價改革促進節水灌溉

借助于智能掃碼灌溉方式，實現“互聯網+機井”的無縫對接，并利用先進的互聯網技術及電子信息技術，可設定機井取水量。根據農戶土地及其耕作情況來分配水量，超出使用量則不能開泵取水。分配給農戶的水使用量為其水使用權，若用不完，農戶可以轉讓、出賣用水權，政府也可回購，為實現水權交易提供有力支撐。同時，也根據用戶用水量設置了幾個階梯，實行階梯收費，利用價格杠桿撬動節水灌溉的實施。

通過互聯網采用遠程登入省級管理平臺的管理模式，完成農業灌溉用水管理。主要包括農業用水總量控制管理、水權管理、灌溉用水定額管理、用水限額管理、農業水價管理等。實現縣級農業灌溉用水信息數據維護管理，包括基礎信息庫、用水用電實時歷史庫、用水戶信息庫、種植結構數據庫、機井信息數據庫、農業水價數據庫、水權交易數據庫、決策支持庫的維護、支持稅務部門查詢統計并生成水資源稅納稅申報表等。

4 結語

當前農田水利工程建設與發展中，高效節水灌溉措施的應用可進一步滿足農作物對水資源的需求，并實現水資源的最大限度節約。憑借著投資成本低、技術簡單、可操作性強等的諸多優勢，高效節水灌溉措施在農田水利工程中得到了越來越廣泛的應用。在此基礎上，很多地區也加強了信息化建設與管理，結合相應的農田灌溉用水制度，讓水資源浪費問題得以有效解決，在滿足農田灌溉需求的基礎上達到了水資源嚴格管理的目的。這對于農田灌溉水平的提升、農業的良好發展和水資源的合理節約都有著深遠的意義。