侯江麗
(甘肅省定西市安定區水務局,甘肅 定西 743000)
調查發現,當前我國多個地區的水資源利用結構不是十分科學合理,尤其是在一些以農業為主要產業的地區,農業用水占了經濟社會總用水量的很大比重,而對GDP的貢獻卻較少。很多地區存在農業灌溉技術落后、水資源浪費嚴重等問題。在此背景下,發展高效節水灌溉技術就顯得十分重要。
在農業生產中,節水灌溉技術發揮著重要作用,合理運用節水灌溉技術可以有效提高水資源利用率,提高農產品產量與質量,為農業的可持續發展提供保障。近年來,我國農業節水灌溉技術有了很大的發展,技術類型也日益豐富,如滴灌、噴灌、微灌等技術在農業生產中被廣泛應用[1]。
噴灌技術是利用水泵與管道系統對作物進行給水灌溉。在灌溉時,通過給水泵施加一定的壓力將水噴灑到空中,高壓噴射出的水在空中形成細小的水滴落下來后均勻灑到田間,滿足作物對水分的需求。噴灌技術是當前一項比較先進的灌溉技術,在將該項技術應用到農業生產中時,需要構建起一個由輸配水管道系統、水源系統以及噴頭、田間工程及其附屬設配共同組成的噴灌系統。研究與實踐證明,噴灌技術的適應范圍相對廣泛,機械化程度高,且具有節水、保土、增產等作用,是現代農業中一項不可缺少的節水灌溉技術手段。
微灌技術是利用專門的或自然的水源向設備進行加壓,之后通過低壓管道系統的末級毛細管上的孔口或灌水器將有壓水流變為細小水滴直接輸送到作物根區附近,使作物根須能均勻快速地吸收水分,滿足作物自身對水分的需求。農業生產中應用的微灌系統由以下幾部分構成:灌水器、輸配水管道、首部控制樞紐工程以及水源工程。微灌技術節水效果十分理想,其要比噴灌技術更加節水。在農業生產活動中若能根據當地的氣候特征、水源條件以及作物生長需求等合理應用微灌技術將獲得較好的生產效益[2]。
近年來,膜下滴灌技術被廣泛應用于農業生產活動,該項灌溉技術是將覆膜栽培技術、工程節水技術等有機結合而發展起來的一項新型節水灌溉技術。膜下滴灌技術的灌溉原理以及操作方法:在覆蓋作物的地膜下面鋪設滴灌帶,然后通過滴灌帶將水輸送到作物根部。水到達作物根部后能被作物根系充分吸收,同時因為有地膜的覆蓋,水分的蒸發速度會大大減緩,因而水的有效利用率將大大提高。
基于各項高效節能灌溉技術建設的實現,要根據區域內的地形地勢、地塊地貌以及道路交通等實際情況,科學規劃,合理布局,構建科學完善的灌溉系統,并實現對灌溉系統的統一管理。在設計與建設灌溉工程時,灌溉用管道應盡可能雙向分水,既能夠節約管材,又能為灌溉提供便利,有利于建設標準化農田目標的實現。在規劃與布置管網時要根據作物種類、作物需水情況等科學選擇合適的管網形式,合理設計管網結構,確保管道能直接向田間供水。為提高田間灌溉效率,減少水資源的浪費,在布置灌溉管網時盡可能地將干管布置在排水溝或生產路旁邊,并且將管道平行布置。布置管道時盡可能使管道順直,避免管道有較大起伏,通過順直的布置減少水流阻力與水頭損失。在設計與布置管道工程時,也需要根據水源位置、地表坡度以及灌溉管網的覆蓋范圍、作物種植方向等合理布設灌溉管道與有關設備,確保各項灌溉活動能順利進行[3]。
為建設高標準農田,要將水情信息化系統引進田間灌溉工程,將信息化系統與各項高效節水灌溉技術有機結合,以此實現對農田的標準化、自動化與精細化管理。水情信息化系統包含了管理機、服務器以及水電雙計智能灌溉控制器、無線傳輸網絡、流量計與IC卡等幾部分內容。該系統的控制范圍廣、監測與調控精度高,在田間構建起水情信息化系統后,就能通過無線技術進行遠程通信,可遠程對各種植區、作物生產區的用水、灌溉等情況進行調查、分析與調控,從而讓農業灌溉更加高效且智能。具體來說,可為項目區內每臺水泵均配套1臺水電雙計智能灌溉控制器(取水計量一體機),每個農戶發1張機泵灌溉射頻卡,每個村配置1臺計算機。在農業生產與灌溉過程中,由系統中的各智能設備讀取各控制器的數據,包括各泵站的總用電量、總取水量、年取水量。智能設備在獲得這些關鍵數據后再通過無線GPRS將各項數據上傳給控制中心,控制中心依據各項數據適當調控灌溉方案,調控水泵站的供水量,從而使農業灌溉更加科學合理。除此之外,在信息化系統的支持下,還可為區域內的農戶辦理IC卡,農戶在取水灌溉時必須要刷卡,刷卡的過程中由系統自動扣除相應數額的水費并生成刷卡取水記錄。以這種方式徹底消除偷水或浪費水的問題,最大化利用水資源[4]。
除了對田間灌溉活動進行刷卡管理外,也可應用智能灌溉信息化云平臺軟件、水電雙計智能灌溉系統以及視頻監控系統、電量計量系統等對區域內的灌溉工作進行調控與管理,使田間灌溉實現標準化。如在對農田進行灌溉時,應用智能灌溉信息化云平臺軟件實時、動態采集區域內的灌溉時間、灌溉次數、灌溉時長以及灌溉水量等,然后對各項灌溉數據進行分析處理,基于數據掌握灌區實際的灌溉情況,在此基礎上根據實際的需要及時、適當地調整灌溉方案,使各項灌溉活動更加科學有效。為進一步提高農田灌溉管理的標準化程度,也可應用信息化系統以及相關數據軟件對用戶數據進行管理。如借助有關數據處理軟件實時記錄用戶灌溉次數、灌溉時長等。記錄用戶各項信息,一方面能方便用戶自己的查詢及應用,使用戶能更詳細地了解自己的灌溉信息;另一方面可為控制中心的灌溉調控工作提供有效參考信息[5]。
水資源是農業發展的基礎。在水資源日益短缺而農業需水量又持續增加的背景下,必須應用與發展高效節能灌溉技術,同時也要將網絡技術、信息技術、移動通信與智能調控技術等先進技術手段積極引入農業灌溉系統,基于先進的灌溉管理理念與技術手段建設高標準農田,使農業獲得更高質量的發展。