節水灌溉在農業水利工程應用中存在的問題及對策

邵偉明 賈婷婷

（蘭州資源環境職業技術學院水電工程學院，甘肅 蘭州 730021）

我國幅員遼闊，地形復雜，農作物種類繁多，在不同農業種植區域內，作物種類均存在較大差異，尤其是在西部地區農業灌溉中，常常需要實施節水灌溉以促進農作物生長。近年來，傳統的灌溉方式已無法滿足現代農業生產的灌溉需求，將節水灌溉技術應用于農田水利中，通過科學技術減少水資源運輸及灌溉時的浪費情況，不僅能使水資源配置得到優化，而且能大幅提高水資源利用率，有效節約灌溉用水，使經濟效益得到顯著提升。

當前，盡管節水灌溉技術已普及應用，但水資源浪費問題依然嚴重，如節水灌溉時因設備維修保養不及時而導致渠道滲水或管道漏水，不僅浪費水資源，同時造成水土流失而降低土壤肥力等問題。所以，農業水利工程中節水灌溉依然是一項嚴峻的工程，分析問題并積極改進，以實現農業水利工程效益最大化。

1 農業水利工程中節水灌溉的主要技術

為提高節水灌溉效率，必須在農業水利工程中引進先進的節水灌溉技術，實現對農作物科學供水。常用的農業水利工程灌溉節水技術包含滴灌技術、噴灌技術、微噴灌技術和渠道防滲技術等。

1.1 滴灌技術

滴灌技術根據不同農作物的差異性及對水資源的需求量，在農作物根部附近采用固定或半固定的滴灌，利用低壓管道系統并安裝灌水器以均勻緩慢的滴入形式進行滴水灌溉［1］。滴灌技術的水資源輸送具有專用管道，運輸過程損耗少，具有灌水量少、灌注時間長、灌注周期短等特點，而且能做到精準灌溉，使土壤內部的水、肥、氣、熱始終處于適宜作物生長的良好狀況，及時為農作物供水，使植物根部附近土壤保持濕潤，提高水資源的利用率，還能結合水肥的需求精準施肥，提升肥效，有助于提高農作物生產的產量和品質，進而提高農業經濟效益。滴灌技術可應用于蔬菜、果樹、溫室大棚內作物的灌溉。

1.2 噴灌技術

噴灌技術是指利用專門的增壓設備增加壓力差把水輸送至灌溉的地方，借助噴頭形成噴霧在空氣中散播，從而進行均勻灌溉，提升水資源的利用效率。噴灌技術主要應用于果園、草場、蔬菜和花卉等農業灌溉中，還可應用于山區、牧區等。噴灌技術成本低且短時間內收益較為明顯，具有灌溉面均勻、節水效果好、省時省力和地形適應力強等優勢，同時移動的噴灌機能提高噴灌的便捷性，應用范圍較廣。

1.3 微噴灌技術

微噴灌技術主要利用折射、旋轉、輻射式微型噴頭將水均勻地局部噴灑至作物枝葉等區域的一種新型節水灌溉技術，其噴頭的口徑、壓力設計較滴灌與噴灌做了較大改動，使得水壓、流量及水滴更小，霧化高度更高，不僅提高水資源的利用率，而且具有調節田間氣候的作用。微噴灌技術可用于菜地、大棚內作物、果園、藥材和花卉等多種農作物的節水灌溉中，能更加精準地完成局部灌溉，且節水效果更好，有助于實現農作物灌溉的科學化、精準化管理。

1.4 渠道防滲技術

渠道防滲是為了預防水資源輸送途中水資源的損耗而采取的措施。傳統灌溉中使用較為廣泛且發揮著至關重要作用的是渠道灌溉，但灌溉水在運輸過程中因分支遺漏或者滲透等原因造成水量損失過半，故而產生了渠道防滲漏措施。該技術通過加快水流速度、縮減渠道面積、為渠道設置防滲層等方式實現，如通過壓實渠床、增加磨光程度、減少渠床的孔隙度等來提高渠床的耐沖擊力和防滲效果。

2 節水灌溉在農業水利工程中應用存在的問題

我國部分地區雖已建有農業水利工程灌溉體系，但在農業節水方面仍處于初始階段，與標準化節水型農業發展存在較大差異。目前，國內大部分地區農業水利工程灌溉仍存在水資源利用率低、節水灌溉推廣使用未普及的問題。

2.1 農民節水意識不強

在我國大部分農業生產地區，農民節水意識淡薄，思想守舊，未能形成節約水資源的理念，種種原因導致農村地區節水工作落實困難。農民認為節水灌溉工程復雜，節水灌溉系統建設投資大，使用成本高，無法正確理解節水灌溉及節水技術的重要性，導致農民節水灌溉積極性不高。

2.2 節水灌溉規劃不合理

傳統的農業水利工程灌溉以漫灌、溝灌、畦灌和格田灌溉等方式為主，這些灌溉方式不僅水資源消耗量大、利用率低，而且容易加劇農田鹽堿化和板結程度，造成土壤肥力下降［2］。近年來，開放式的運輸渠道導致水資源運輸過程中蒸發量大，且部分渠床未得到有效處理，水資源下滲嚴重，使得農作物吸收的水資源較少。

2.3 灌溉方法及設備等落后

大部分農業區域尤其是西北地區的農田水利灌溉方法較落后，許多地方采用挖渠引水、漫灌、澆灌等方式，導致灌溉質量極低，灌溉用水嚴重浪費，且后期管理較難。盡管部分地區已倡議采用新型水利灌溉方法，但農民的傳統灌溉理念難以改變，節水灌溉方法落實不到位，且未能結合當地農業生產的實際情況開展灌溉作業，導致措施執行效果不明顯。節水灌溉設備和服務落后的原因主要包括3個方面：首先，相對于傳統漫灌、井灌方式，節水灌溉成本較高；其次，我國縣級及以下關于節水灌溉技術力量十分薄弱，針對節水灌溉中遇到的實際問題無法提供有效的解決措施，從而導致整體節水灌溉效率降低；最后，節水灌溉設備出現故障后不能得到及時處理，進而對農民造成嚴重的經濟損失，同時制約了節水灌溉技術的推廣應用。

節水灌溉是農業工程自動化及高效化的關鍵舉措，而目前農業水利工程中節水灌溉的現狀并不容樂觀，意識層面認識不到位、灌溉方法及設備落后、節水灌溉規劃不合理等都嚴重影響了農業水利工程的智能化與信息化建設。但是，農業高效節水自動化灌溉推動了農業生產方式轉變，也將傳統灌溉方式逐漸由粗放型轉變為精準型及科學型，也為集約化種植與土地流轉等創造了極其有利的條件，更是發展現代化農業水利的基礎保障。

3 節水灌溉在農業水利工程中的應用對策

農業水利工程建設是加快農業農村現代化發展的一項重要內容，是提高農業質量效益和競爭力的關鍵舉措，加強農業節水灌溉，是保證農業用水總量維持穩定的重要推力。在農業水利工程中應用節水灌溉相關技術及設備，不僅要從意識層面上認識到節水灌溉的重要性，還要從硬件設備上不斷升級改造節水灌溉的裝置等，并從規劃上及科研上加大節水灌溉的創新研究力度。對此，節水灌溉在農業水利工程中的具體應用，可從以下幾點做起。

3.1 增強節水灌溉意識

為使節水灌溉技術更好地應用于農業水利工程中，應著重培養農民的節水意識，加強節水宣傳工作，促使農民養成節約用水的習慣。通過報紙、廣播、電視、宣傳標語和抖音視頻等方式開展宣傳，加深并夯實農民的節水灌溉知識，組織相關水利工程技術人員對農民開展灌溉技巧的培訓與答疑，從思想上提高節水灌溉意識。

3.2 完善節水灌溉規劃

為推動農業節水灌溉持續健康發展，應本著“因地制宜、注重實效”的原則，從可持續發展方向著手，科學規劃，慎重決策，嚴格管理，以保證節水灌溉建設合理推進［3］。各地區應結合農民生產及農作物生長情況進行節水灌溉，分析當地土壤特征，科學管理水資源應用，采取適宜的節水灌溉技術，合理調整灌溉范圍，深入分析影響節水灌溉的因素，從實際出發制定完善的節水灌溉規劃，以防節水計劃執行過程中受到制約［4］。

3.3 加強節水灌溉創新研究

為改善傳統灌溉方式，應大力加強科研與技術改造。應組織技術力量攻關節水灌溉設備改進，以及環保材料、物美價廉的節水灌溉材料的研發，同時需加強技術協作交流，互相學習先進經驗，取長補短，實現節水灌溉設備和材料不斷更新，使節水灌溉技術更上一個臺階［5］。

3.3.1 改進節水灌溉設備。在農業工程中以節水灌溉為創新目標，不斷升級優化節水灌溉設備，使用最新的新型節水灌溉設備。例如，新型節水灌溉設備灌溉箱右側的基座上設有灌溉裝置，灌溉箱底部設有第一開槽，第一開槽上方的灌溉箱內設有凹進槽和滑移腔，凹進槽位于滑移腔左側內壁中間位置且凹進槽右側端與滑移腔左側端穿通設置，滑移腔內設有水箱，凹進槽內旋動配合連接有彎折軸，彎折軸與水箱左側端之間鉸合連接有推動桿，水箱內設有儲水腔，儲水腔內頂面設有第二開槽，第二開槽左右兩側內壁均設有導移槽，左右兩側導移槽之間滑移配合連接有導移板。傳遞腔左側伸展段位于凹進槽上方的灌溉箱內，傳遞腔內左側設有上下伸展設置的第一旋軸，第一旋軸底部伸展段穿通傳遞腔與凹進槽之間的灌溉箱且旋動配合連接，第二開槽內的導移板上旋動配合連接有上下伸展設置的第二旋軸，第二旋軸頂部伸展段穿通滑移腔內頂面且伸到傳遞腔內，第二旋軸頂部伸展尾部與傳遞腔右側內頂面旋動配合連接，第二旋軸頂部伸展段伸到儲水腔內，且儲水腔內的第二旋軸外表面上固定設置有攪混葉，傳遞腔內的第一旋軸上固定設有第一傳遞輪，傳遞腔內的第二旋軸上固定設有第二傳遞輪。該新型節水灌溉設備結構緊湊，設計合理，營養液與水均勻攪混的效果，可提高工作效率，方便收納工作，減少了占用面積，提高了灌溉范圍以及灌溉的均勻性［6］。

又如節能環保的節水灌溉裝置包括底座，底座的底部固定連接有橡膠墊，底座的頂部固定連接有支撐架，所述支撐架的左側開設有滑槽，滑槽內壁的頂部和底部之間固定連接有滑桿，滑桿的表面上活動連接有滑塊，所述滑塊的左側固定連接有第一圓環，支撐架的左側固定連接有位于第一圓環下方的第二圓環，支撐架的左側固定連接有位于滑槽下方的水泵。通過設置滑槽、滑桿、滑塊、波紋軟管和連接管，使滑塊在滑桿上移動，使連接管上下移動，從而可以調節連接管的高度，使得灌溉裝置可以完全覆蓋植物需要噴水的覆蓋面積，并且不易對水資源造成浪費，節能環保［7］。

3.3.2 引進使用環保材料。節水灌溉行業致力于節水灌溉材料和設備的研發、制造、銷售以及為節水灌溉項目提供設計、施工、安裝、調試和運營服務。根據技術的不同，節水灌溉可分為微灌、噴灌、低壓管灌和渠道防滲等，具體產品包括滴灌管（帶）、PVC/PE/PP管材、過濾器、噴灌機、灌溉施肥機和水利信息化系統等。從產業鏈結構來看，目前節水灌溉企業主要產品為PVC/PE管材、滴灌管（帶）等材料，上游為石油化工行業的聚氯乙烯和聚乙烯，占生產成本的80%左右，下游客戶主要為各級地方政府、農業龍頭企業、農業合作社等。

那么，在節水灌溉中引進使用環保材料，如節水環保型生物洗滌新材料，將貝殼煅燒、后破碎研磨，使得貝殼變成貝殼粉，加入耐酸耐堿高溫容器中，然后加入水和有機酸，加熱濃縮混合物得到氫氧化鈣的黏稠狀產物，在所述黏稠狀產物中通入含二氧化碳的混合氣體進行碳化反應，得到碳酸鈣泥漿，將其干燥得到粉料，將粉料與酶制劑在混合器中充分混合，得到生物洗滌材料。生物洗滌材料使得洗滌后的生活污水經過簡單的處理后能夠用于農業灌溉，節約水資源的同時在洗滌過程中不會給人類造成危害，從而帶來不可估量的社會價值和經濟效益［8］。對此，在農業水利工程中可不斷引進使用環保材料，并加大環保材料的創新研發力度。

3.3.3 加大技術研發力度。噴滴灌技術的發展讓實現水肥一體化成為可能。水肥一體化就是先將肥料兌水溶解，再加入管道灌溉系統，在灌溉的同時將肥料輸送到作物根部，適時適量滿足作物水肥需求的一種現代農業新技術。在農業水利工程中節水灌溉的研發上，應組織建設一批高質量人才的節水灌溉隊伍團隊，為其提供充足的研發資金支持與基礎設施支持等，投入節水灌溉技術升級、設備升級及人員升級等方面。對國內規模較大的節水灌溉設備生產企業（如甘肅大禹節水集團股份有限公司、新疆天業股份有限公司、河北潤農節水科技股份有限公司、甘肅瑞盛亞美特節水有限公司、內蒙古沐禾節水工程設備有限公司等）提供相應的支持，如搭建智慧云平臺，同時布局無人機植保領域，打造生態農業云。

4 結語

目前，農業水利工程中使用先進的節水灌溉技術已成為農業發展中的關鍵。為保障農業生產效果、實現農業可持續發展，加強節水灌溉工程建設，引入先進的節水灌溉技術是必然趨勢?；趯嶋H情況與現實需求，應合理選擇節水灌溉技術，并將節水灌溉技術與自動化技術及信息管理技術相結合，提高農田節水水利工程管控的精準性和科學性，最大限度地提升農民的節水意識和水資源利用效率，降低農業生產成本，實現水資源的科學開發，進而推動農業可持續發展。