高標準農田項目中高效節水灌溉工程設計探究

李祥香

摘 要 我國是農業大國，高效節水灌溉作為現階段我國積極推行的一種農業灌溉節水模式，可以有效提高水資源的利用效率，減少農業生產成本，有利于提高經濟效益。在高標準農田項目中，需要強化高效節水灌溉工程設計，秉持著因地制宜的標準，科學合理地設計管灌、微灌、噴灌和滴灌等工程，從而有效提升節水灌溉水平。

關鍵詞 高標準農田項目;高效節水灌溉工程;設計

現如今，我國農業發展中缺乏高新技術的應用，這就導致機械化程度較低，在極大程度上阻礙著農業經濟的進步。同時，我國一些地區農業的發展仍然選擇傳統的大水漫灌工程，不僅降低了灌溉效率，還造成了水資源的浪費[1]。基于此，在農業發展中應積極建設高標準農田項目，將高效節水灌溉工程引入這一項目之中，從而實現水資源的節約，并顯著提高灌溉效率。

1 高效節水灌溉工程的價值

21世紀，人類面臨著水資源日益緊缺的嚴峻問題，嚴重影響了農業的發展。面對這一情況，我國開始積極推進高效節水灌溉工程，以此來達到經濟、人口與資源、環境之間的協調發展。對水資源開發利用與生態用水之間存在的問題加以有效處理，可以有效促進我國農業和國民經濟的長遠發展。同時，只有實現水資源的可持續利用，提高用水效率，才能夠滿足社會大眾對水和糧食的需求，促進我國社會經濟的可持續發展，所以各個地區應積極響應節約用水的號召，積極發展節水灌溉，以此來節約大量的水資源，促使生態環境的恢復[2]。此外，在農業發展中，應積極發展節水和生態農業，借助高效節水灌溉工程來對水資源進行科學合理的配置，顯著提升灌溉效率，確保農作物適時適量灌溉，進而達到節約水資源的目的，為農民帶來更多的收入。

2 高標準農田項目的高效節水灌溉工程設計

2.1 提出高效節水灌溉工程設計方案

2.1.1 變頻控制器加壓灌溉方式

這一灌溉方式主要是借助變頻泵房來對水源處進行加壓，然后將水輸送至田間。在這一過程中，可以避免從高位水池輸水，具有比較可靠的泵房揚程灌溉基點，泵房揚程符合相關規范，可減少灌溉能耗;選擇變頻方式，可進一步優化泵房運行模式，確保供水的科學性，在極大程度上降低過剩揚程，大大提升節水效果[3]。

2.1.2 高位水池調節方式

這一灌溉方式主要是借助水泵房來將水源抽引至基地高地高位水池中，再借助配水管網自流灌溉來對基地進行控制。該灌溉方式包括兩個部分，即輸水和配水。在具體灌溉過程中，農民的取水和用水時間并不明確，所以灌溉需水量往往存在低谷和高峰時段;而調節池借助循環流動，可有效確保水質和需水量，從而為農民用水提供更多便利。調查發現，在高標準農田項目中，人們大多選擇高位水池調節的供水方式。

2.2 明確高效節水灌溉工程設計方案

對于高標準農田項目的高效節水灌溉工程而言，所用的灌溉方式有管灌、噴灌、微灌，這3種灌溉方式存在一定的差異，各有各的優點。因此，在該工程的方案設計中，設計人員應盡量采用高標準農田節水技術，不僅采用最經濟的類型，還要采用農民容易接受且具備豐富管理經驗的類型。因此，對這3種灌溉方式的優缺點進行詳細分析。1）低壓管道灌溉方式的優點在于具有良好的節水節能效果、投資成本低、經濟效益比較高;缺點在于缺乏良好的地形適應性，在坡度較大的區域內極易發生大面積水土流失情況。2）噴灌方式的優點在于具有良好的節水效果、灌溉比較均勻，可在極大程度上節省勞動力和土地，具有良好的土質、地形適應性;缺點在于所需投入資金數額較大，要求各項設備具備較高的耐壓性。3）微灌方式的優點在于具有顯著的節水節能效果和較強的土壤、地形適應性;缺點在于灌水器極易發生堵塞情況，若未得到有效維護，勢必會導致系統損壞[4]。

通過分析這3種灌溉方式的優缺點，可以了解到，相較于噴灌，微灌可以減少資金投入。微灌滴灌管出水口要求水頭有5～10 m、微噴管要求水頭有10～15 m，而噴灌中壓噴頭要求水頭有20～50 m，因此相較于噴灌，微灌具有更優的節能效果和灌溉效果。

2.3 合理規劃設計管網

對于管網的規劃設計，相關工作人員應做到3點：1）在極大程度上確保管網起伏小、線路短，不會使用較多的土石方工程量，較少占用農田，建設所用花費較少，避免發生較多的移民安置情況;2）對于線路的走向與位置，應在極大程度上沿著已有道路鋪設，若地面坡度較陡，需保持平行等高來對干管、支管進行安裝;3）對于輸配水管的布置，應選擇埋管方式，這樣能夠防止管道被人為破壞，并節約了用地。

2.4 合理設計管網系統工作制度

對于管網系統工作制度的設計，為能夠更加高效地應用設備，相關工作人員必須依據管網的布置方式、灌溉面積、自身工作經驗，在高標準農田項目中選擇輪灌制度，即1天輪灌2次，1次灌溉11 h，這樣能夠減少管道流量，降低水頭損失，最終節省成本。同時，在管道運行過程中，往往會發生給水栓、閘閥突然關閉的情況，這就在極大程度上改變了系統內部的壓力，進而引發壓強交替升降的情況。相關工作人員需要對水錘進行全面分析，盡量杜絕出現這一情況。當灌溉系統工作壓力較低時，會選擇聚乙烯管材，相關文件中明確提出，可以不進行水錘壓力驗算。然而在具體灌水過程中，必須要嚴格依據輪灌流程來開展灌水工作，防止系統內壓力不均而導致的灌水不均勻，從而有效提升管道運行的可靠性[5]。此外，相關工作人員需要對支管和干管沿程水頭損失進行精準計算。

2.5 合理設計泵房

對于泵房的設計，相關工作人員應嚴格按照相關規定來進行設計，確保泵站設計流量低于2 m3·s-1，裝機功率低于100 kW，泵站等別是V等，主次要建筑物級別均是5級。同時，泵站應安裝低壓電力計箱表、滅火器、照明系統等輔助設備。

2.6 合理設計高位水池

對于高標準農田項目高效節水灌溉工程，相關工作人員必須分開設計輸水系統和配水系統。大多數地區水源來水量往往沒有均勻分布，因此需對高位水池進行恰當選擇，對調蓄作用加以全方位考量，并做好實地勘測工作。在此基礎上，要明確高位水池的位置，確保高位水池的地基承載力符合相關規定標準，還需結合項目的灌溉面積、引水流量、灌溉容量來明確水池的容量，從而達到節水節能的目的[6]。

3 結語

為向農民用水提供更多便利，提高其經濟效益，達到節水節能的目的，相關部門必須積極開展高標準農田項目，并將高效節水灌溉工程引入到這一項目中，通過制定科學合理的高效節水灌溉工程設計方案，對管網、管網系統工作制度、泵房和高位水池等進行合理設計，從而顯著提高灌溉效果和節能效果。

參考文獻：

[1] 顧儒馨，廖仕梅，謝德體，等.基于農業綜合開發的重慶市高標準農田建設模式研究[J].南方農業，2017，11（28）：23-31.

[2] 程立.探索高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].農業開發與裝備，2019（10）：169.

[3] 陳永強.中衛市農田水利節水灌溉工程中存在的問題及其對策探究[J].南方農業，2019，13（17）：172-173.

[4] 潘浩.分析高標準農田項目的高效節水灌溉工程設計[J].低碳世界，2019，9（12）：109-110.

[5] 王萍.建設海原縣高標準農田及高效節水灌溉工程的必要性[J].甘肅農業，2014（24）：49-50.

[6] 張振華.農田水利工程中高效節水灌溉工程的發展策略[J].工程建設與設計，2020（4）：126-127.

（責任編輯：趙中正）