農田水利灌溉節水工程設計探討

羅忠

【摘要】農田水利灌溉是重要的工作，農田水利灌溉時需要大量的水，為了避免水資源浪費，農田水利灌溉時就要落實節水工程設計，利用節水工程降低農田水利灌溉時的用水量，滿足農田水利灌溉的需求。目前，農田水利灌溉中有著明顯的水資源浪費問題，尤其是一些中小型農田區域、零散農田中，水利灌溉條件受限，造成嚴重的水資源浪費。本文主要探討農田水利灌溉中節水工程設計的相關內容。

【關鍵詞】農田水利;灌溉;節水工程

水是農田水利運營中不能缺少的，農田水利灌溉中采取節水工程設計，一方面推進農田水利的發展，另一方面滿足灌溉的需求。農田水利灌溉中的節水工程設計，一定要做到節水、節約。節水工程的設計過程中應該要考慮農田水利灌溉的根本需求，這樣才能體現節水工程在農田水利灌溉中的價值。農田水利灌溉中規劃節水工程設計，以便發揮出節水工程的設計作用，實現水資源的節約。

1、農田水利灌溉節水工程的設計標準

農田水利灌溉節水工程中提出了設計標準，用于規范農田灌溉節水設計。本文總結了幾點節水工程設計時的參考標準，具體如下：

1.1需求標準

農田水利灌溉節水工程的設計標準中要做到滿足農田灌溉需求，推進農業產業的節約型發展，優化節水工程的設計[1]。農田水利灌溉節水工程設計中遵循需求標準，每個農田水利工程灌溉使用的狀況不同，其產生的水源問題也不同，在節水工程設計時就要以需求為標準，從農田水利的實際情況出發實行節水工程設計，由此才能保障農田水利灌溉的節水性。

1.2抗干旱標準

農田水利灌溉節水工程中實行抗干旱設計標準，尤其是我國北方地區，北方天氣干燥，農田較容易出現干旱的情況，因此水利灌溉節水工程設計標準中就要預防干旱，在水資源缺乏的季節中合適的給農田灌水，預防農田干旱。水利灌溉節水工程一定要按照標準執行，這樣才能為農田提供高效的灌溉方案，優化農田水利灌溉的過程，實現農田水利灌溉的節水效益。農田水利灌溉節水工程設計時的抗干旱標準，既能滿足農田灌溉的需求，又能解決水資源浪費的問題，表明抗干旱標準在農田水利灌溉節水工程設計中的重要性。

1.3適度性標準

農田水利灌溉節水工程設計中提出了適度性標準，適度性標準是指讓節水工程設計方案更加符合農田水利灌溉的要求和實況，促使節水工程設計方案在農田水利灌溉中可以發揮出高效的節約作用。農田水利灌溉節水工程設計中需全面落實適度性標準，強調農田水利灌溉節水工程的適度性，一來不產生資源上的浪費，二來提高農田水利灌溉的節水性。

2、農田水利灌溉節水工程的技術設計

農田水利灌溉節水工程技術設計主要從以下幾個方面進行，列舉節水工程設計的表現，如下：

2.1低壓管道技術設計

農田水利灌溉節水工程中采取低壓管道技術設計，低壓管道具有節水的作用，低壓管道和灌溉時使用的水龍頭接好，利用低壓的條件把水源引導進入到農田中，完成澆灌的工作[2]。低壓管道技術比傳統灌溉方式節水作用明顯，其減少了水資源運輸期間的蒸發量，同時也避免了水分滲漏，在很大程度上提高了水資源的利用率。比如：某大豆田間灌溉中使用了低壓管道，與以往傳統的灌溉方式相比，低壓管道每年能節約大概20%左右的水，大豆產量也明顯的提升，低壓管道技術設計后還能減少管道設施的占用面積，也能起到節約的作用，該低壓管道案例在大豆灌溉中表現出了節水的優勢，其在當地有著很好的節水效果，已經逐步推廣到多個農田水利灌溉項目中。

2.2噴灌技術設計

噴灌技術設計也是農田水利灌溉節水工程設計中實踐性比較好的技術內容，有助于提高水資源的利用效率，噴灌技術主要是改變了傳統灌溉作業的方法，而是借助專業的噴灌設備，把水直接噴到空中，水會在空中形成水珠，以下雨的方式灌溉農田中的作物，確保農田作物可以均勻的吸收水分。噴灌技術在農田水利灌溉中需要投入的成本高，在采用噴灌技術時要綜合考慮多方面的原因，維護噴灌技術的有效應用[3]。比如：某農田水利灌溉區域，農田種植面積很大，其所處的環境中地下水消耗過度，因此農田水利灌溉中設計了噴灌技術，比如該地區的小麥灌溉區域，使用了噴灌技術以后，節水率高達30%，同時提升了耕地利用率，噴灌技術適用于種植面積大，水資源缺乏的區域中，而且該案例中采用的是移動式噴灌技術設計，一套設備能夠多地區使用，其經濟效益也很高，從整體上保障噴灌技術的節約效益。

2.3微灌技術設計

微灌技術在農田水利灌溉節水工程設計上有著較好的節能效果，現階段很多農田用戶使用了微灌技術，微灌技術的設計核心是由設備提供有壓水，有壓水直接輸入到農田內，有壓水輸出時的水流非常小，微小的水流可以直接灌入到農作物的根部，滿足農作物對水的需求。農田水利灌溉中常見的微灌技術設計有微噴、滴灌和小管灌溉的方法，微灌技術設計不僅有節水的作用，還有提高產量的能力，微灌技術可以應用到多種類型的農田水利灌溉中，其在農田灌溉中占有很大的使用比重。微灌技術設計非常適用于大規模的經濟作物種植中，微灌技術中需配置專用的灌溉設備，優化微灌技術中的設備配置，完成微灌技術的實踐應用。目前，微灌技術已經投入到玉米、小麥、花卉、藥材等種植灌溉中，提高了節水的效果。

2.4渠道防滲技術

渠道灌溉常用于中小型的農田灌溉中，渠道灌溉中水資源的浪費主要表現在渠道滲漏這方面，采取渠道防滲技術實現節水應用。鄉村中的中小型農田分布較廣，而且鄉村農田種植時期早，灌溉渠道受到人力、環境影響之后而出現損壞，進而出現了渠道滲漏的情況，灌溉過程中渠道滲漏的情況越來越嚴重，誘發大量的水資源浪費[4]。因此，在中小型農田灌溉中應該修復渠道結構，落實渠道防滲技術，渠道防滲修復時以底部、墻體為核心，首先要清除渠道底部的淤泥，清除淤泥后擴大渠道輸水的空間，避免有輸水空間不足的問題，同時還能預防水資源外溢;然后是渠道底部、墻體的修復工作，以免澆灌輸水的過程中有滲漏的情況，渠道修復時可以發動群眾參與，樹立群眾農田灌溉時的節水意識，這樣才能提高用水效率，預防浪費;最后要合理選擇灌溉的時間，渠道修復應該選在非灌溉期，或者是灌溉前期，以免影響農田灌溉的時間。

3、農田水利灌溉節水工程設計的要點

農田水利灌溉節水工程設計中規劃了幾點要點內容，目的是強調農田水利灌溉節水作用。

3.1收集農田水利灌溉的信息

農田水利灌溉節水工程設計中應該收集一些相關的信息，主要是收集農田中的地形、地質信息，水源、水量信息等，幫助農田水利灌溉節水工程的規劃，還要了解農田用戶對水資源的需求，這樣獲取信息之后才能有針對性的實行節水工程的設計和應用[5]。農田水利灌溉信息中包含著地區節水的需求，科學、合理的分析農田水利灌溉的信息，有效體現出灌溉的節水優勢，滿足農田水利灌溉的基本需求，以便準確的落實農田水利灌溉節水工程的設計應用。

3.2制定科學的水利灌溉方案

農田水利灌溉節水工程設計中需要有可行的灌溉方案，農田中農作物的整個生長周期中，合理規劃灌溉的次數以及每次灌溉的用水量，明確灌水定額，同時制定出水利灌溉節水的制度，嚴格按照制度組織水利灌溉，在節水的條件下確保灌溉的水量能夠滿足農田農作物的需求[6]。目前，水利灌溉方案中圍繞節水技術規劃了灌水周期、定額，確定灌水延續的具體時間，科學的水利灌溉方案有助于提高農田灌溉水資源的節約水平，因此農田水利灌溉節水工程設計中必須要制定合適的灌溉方案，滿足農田水利灌溉的需求。

3.3監督農田現場灌溉的過程

農田水利灌溉節水工程設計中，應該安排專業的人員監督農田現場灌溉的過程，保障灌溉節水工程符合農田現場的實際情況。比如監督現場引水量，確保引水量能夠符合灌溉的實際情況，同時還要了解橫斷面的水量，保障農田灌溉節水工程的完整性。農田現場灌溉過程中采用監督的方法，有助于制定符合實際情況的節水工程和灌溉方案，確保農田現場灌溉的合理性，在此基礎上才能做到節水灌溉。

4、農田水利灌溉節水設計的案例分析

本文以某小型農田水利灌溉工程為例，分析農田灌溉中節水設計的過程，案例中選用的是低壓管道灌溉和滴灌技術相結合的方法，該農田水利灌溉工程處于某地河流西側，當地農業水資源的需求量是20972.3萬m3，生活、工業的需水量分別是2024.1萬m3、17308.4萬m3，該案例中過境水資源較為豐富，地下水補給具備較好的條件，水資源非常豐富，設置了節水工程以后，農田水利灌溉中節水工程設計實施以后，節水灌溉4.98萬畝，從引水渠、沉砂池、灌溉設施、田間灌溉工程這幾個方面列舉節水工程的設計和應用。

4.1配置引水渠

引水渠是和農田水利灌溉節水工程配套修建的，引水渠主要是為農田水利灌溉提供可靠的渠道，避免出現私自引水的情況，規劃好水利灌溉節水工程的應用，體現引水渠的節水作用[7]。以往農田水利灌溉時經常會自行引水，誘發大量的水資源浪費，而且無法保障引水的規范性，該案例中配置引水渠，保障農田水利灌溉的安全性和節約性。該案例中農田水利灌溉體系中原本具備引水渠，而引水渠道的線路無法和農田灌溉體系匹配起來，引水渠上存在大量私自開挖的情況，農戶開挖以后沒有回填，導致原有的引水渠無法繼續使用，在這個基礎上，勘察現場的條件，制定出引水渠設計的最佳方案，一定要避免渠道繼續出現沖刷的問題。引水渠的橫斷面位置要襯砌U型的板，圓弧的半徑設計成0.5m，要求引水渠渠道的深度是0.95m，滿足農田灌溉時飲水的需求，引水渠設計后才能避免灌溉水資源流失。

4.2配置沉砂池

沉砂池在該農田水利灌溉節水工程中起到沉砂、凈化的作用，該水利工程洪水期水源混濁，混合的泥沙會沉積下來，影響農田水利灌溉工程的使用，沉砂不僅會影響農田水利灌溉，還會干預水利工程的質量，造成很大的水資源浪費，因此該案例從節水角度出發配置沉砂池，洪水期時沉砂池用于沉積水中的泥沙，正常用水時用作蓄水調節池。案例中的沉砂池中設計了鋼筋混凝土結構和濾水器，同時配置吸水池、分水閘，實現農田水利灌溉的節約性。

4.3布置節水灌溉設施

該案例農田灌溉工程節水設計中，低壓管道灌溉布置設施時，先要布置設施提供低壓供水的環境，在泵房內安裝樞紐設施，也就是首部設施，水源位置安裝臥式離心泵，控制閥、壓力表等設施，灌溉時的管道凸起位置要設置進氣閥，進氣閥能夠排凈管道內的空氣，以免有負壓問題，以便達到低壓管道灌溉供水的基本需求[8]。管道承壓值設計成0.4MPa，管道之間采用承插法連接到一起，低壓管道灌溉鋪設到農田中，直接從根系滴灌完成農田灌溉，農田中搭建了迷宮式的滴灌帶，把滴灌的PE軟管直接安裝到低壓管道的垂直分干管，滴灌帶之間的距離設計成1.0m。

4.4田間灌溉節水工程

首先該案例工程中在田間灌溉區域中設置灌水器，該案例負責的節水灌溉面積為4.98萬畝，低壓管道滴灌系統主要有30個系統，農田的農作物以番茄、青椒、茄子為主，滴灌帶設置時遵循一膜一管的原則，每套管道分兩行，鋪設好以后就要設置節水灌溉的參數。

然后根據節水要求設置灌溉參數，低壓管道滴灌時的灌溉率要求不能低于90%，滴灌的水資源利用率為90%，以月為單位，要求節水灌溉時以月為單位設置耗水強度是7.0mm/d，每個滴頭的間距是0.4m，滴灌流量數值是2.0L/h，案例中設置的滴頭直徑是0.57m，滴灌周期是4天，也就是每次滴灌完成的時間是4天。

最后是案例中針對農田水利灌溉節水工程配置的管理方案，第一是泵房管理，滴灌系統的首部位置是泵房設施，泵房尺寸要按照控制閥、配電設備的參數設計，泵房需配置專業的管理方案，以此來保障泵房設備的安全性，進而才能實現農田水利灌溉的節水性，泵房管理時要求泵房面積和結構相符，避免影響泵房在農田水利灌溉節水工程中的應用[9];第二根據農田低壓管道滴灌節水方案，優化過濾設備，過濾器決定著滴灌時的流量，要按照農田滴灌的流量要求配置過濾設備，要求過濾器中提供的過流能力要比滴灌系統流量的20%還高，該案例為中小型農田灌溉，節水工程中主要以地表水為主，過濾器采用網式過濾器+砂石的方法，再配置好過濾器的參數，達到節水設計的標準。

5、農田水利灌溉節水設計的發展前景

農田水利灌溉節水設計是現代農田灌溉的發展方向，我國水利工程的規模越來越多，水利工程負責水源處理的項目也比較多，其中農田灌溉是最容易出現水資源浪費的問題。現階段農田水利灌溉中已經落實了節水設計，比如文中分析的滴灌、噴灌等方法，為了實現更好的水資源節約，農田水利灌溉節水工程設計仍舊在繼續發展，未來農田水利灌溉節水設計中提出了幾點發展方向，具體分析如下：

5.1綜合性節水設計

農田水利灌溉節水設計中可以把原本單一的節水方案改為綜合性節水設計，比如本文案例中分析的低壓管道和滴灌結合的方法，很多單一的節水方法都可以結合起來，比如滴灌和噴灌結合，滴灌灌溉農田作物的根系，噴灌提供濕潤的環境，既可以節約用水，又可以提高農作物的生長水平。

5.2積極引入先進設備

農田水利灌溉節水工程設計未來發展過程中建議積極引入先進的設備，先進的設備更容易實現灌溉時的節約性，主要就是因為先進設備本身符合節水的要求，所以先進設備的節水能力要比普通設備好。

5.3合理規劃節水方案

水利工程不同，水利工程負責灌溉的農田項目不同，對應的節水方案也就不同，水利工程灌溉節水設計中合理規劃節水方案，促使節水方案能夠滿足農田水利灌溉的節水需求，這樣才能推進農田水利灌溉節水工程的實施，表明合理規劃節水方案的重要性。

結語：

農田水利灌溉時經常會出現一些水資源浪費的問題，無法保障灌溉的穩定性，同時也會影響農田水利工程的建設效果。農田水利灌溉設計中提出了節水要求，全面落實節水工程的設計，強化落實節水設計措施，完善農田水利灌溉節水工程的設計過程，更重要的是優化農田水利灌溉的過程。本文總結了一些農田水利灌溉時節水設計的措施，從農田水利灌溉的現狀出發，合理落實節水設計，優化農田水利灌溉的過程，預防水資源浪費。

參考文獻：

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