農業水利灌溉模式與節水技術措施研究

趙 偉

（臨夏回族自治州水利科學研究院，甘肅臨夏731100）

我國地大物博、水資源豐富，但淡水資源分布不均，東南地區多、西北地區少，造成我國是淡水資源匱乏的國家之一。為了提高水資源利用率，我國近幾十年大力發展農業水利灌溉事業，很大程度上解決了淡水資源分布不均的問題，擺脫了傳統農業“靠天吃飯”的情況。多年發展中，農業水利灌溉模式也在朝向多元化方向發展，在眾多灌溉模式選擇中，如何更好地應用節水技術措施是需要重點考慮的問題。

1 節水技術

應用節水技術的核心是為了發展節水農業，提升農業水資源利用率。現行主要的節水技術有工程節水措施、農業節水措施、覆蓋保墑措施、節水管理措施等。據有關調查顯示，我國農業水資源利用率不足30%，大部分水都被滲透到地層或被蒸發[1]。而節水技術的應用有助于提高農業用水效率，減少滲透、蒸發損耗量，實現高效、節能灌溉的目標。

2 農業水利灌溉模式

2.1 渠道防滲模式

我國農田灌溉的主要輸水方式為渠道運輸。過去主要采用土渠，輸水滲漏損失量達50%。渠道防滲一直都是發展節水灌溉的主要措施，按照防滲材料可以劃分為土料壓實、三合土護面、襯砌、混凝土、塑料薄膜、瀝青護面等。渠道防滲技術能夠降低渠道輸水過程中水資源滲漏量，提升水資源的利用率，保證渠道輸水安全。渠道防滲技術是將農田灌溉渠、非灌溉渠分開設置，確保灌溉渠水資源充足。由于農田灌溉渠道結構復雜，長期受到自然環境影響可能會出現滲漏情況，可在地下增設蓄水池收集水資源，還可以收集降水，實現水資源存儲、二次利用。

2.2 噴灌模式

噴灑灌溉（噴灌）模式主要是借助水泵、動力機、管道等設備，通過設備驅動或借助水的自然落差將水輸送到灌溉區域，使用噴頭將水噴灑到空氣中形成小水滴，擴大水的覆蓋面積。噴灌模式中主要采用了灌溉水源工程、水泵、動力機、管道、噴頭、控制器等[2]，可以將其細分為固定式、半固定式、移動式3種模式。固定噴灌系統大部分或全部系統固定不動，有些噴頭采用不固定式；半固定噴灌系統可以移動的部分為管噴設施或噴頭支管，其余設施不可移動，水栓與管道連接；移動噴灌系統中水泵、動力機、噴頭、管道均可移動，只有灌溉水源工程不可移動。

2.3 低壓管道輸水灌溉模式

該模式也被稱之為管灌模式，主要是將輸水土渠道更換為低壓輸水管道，通過壓力作用將水資源傳輸到田間，減少水資源在輸送過程中蒸發、滲漏損失。管灌模式主要由灌溉水源工程、動力機、水泵、保護裝置、管道、配水裝置、排水閥、逆止閥、量水設備等構成，同樣可分為移動式、半固定式、固定式3種模式。移動模式除了灌溉水源工程外，其余設備均可移動，十分適合在小水源、小管徑、小機組的軟管使用。半固定式中機泵、支管、給水裝置均不可移動，地面灌溉管可以移動，地下埋設的管道將水資源輸送到農業灌溉區，借助水栓將水傳輸到地面可移動管道中進行灌溉。固定式中機泵、管道、給水設備均是固定形式，管道系統傳輸的水資源直接灌溉農田。

3 農田水利灌溉節水技術措施

3.1 工程節水措施

工程節水措施主要是借助各類灌溉工程降低水資源浪費量，如配套灌溉工程、低壓管道輸水、渠道襯砌、建設機電井、地下蓄水池、改善地面灌溉設施、噴灌與滴灌等。這些工程措施均可起到提高水資源利用率、保障灌溉率的作用。

3.2 農業節水措施

農業節水措施主要是通過農業技術降低水資源使用量和提高利用率。主要有土地平整、免耕少耕、深翻松翻、秸稈還田、均衡施肥等，配套采用薄膜覆蓋技術、護地栽培技術，增加農業設施數量，利用抗旱保水劑。對現有種植結構、耕作方式進行改進，推動周圍林業建設，加強水土保持力。該類措施有助于提高農作物種植產量、質量，減少水資源蒸發量[3]。

3.3 覆蓋保墑技術

覆蓋保墑有助于減少水資源浪費，可在耕地表面覆蓋一層塑料薄膜、秸稈等，以減少水分蒸發量，加強土壤的蓄水性能，提升地表溫度，改善土壤物理性狀。秸稈覆蓋技術可以減少15%～20%水資源浪費量，提高10%～20%產量。覆蓋塑料薄膜能夠增加土壤水分存量，減少20%～30%水資源浪費，提高30%～40%產量。

3.4 管理節水措施

土壤監測和灌溉預報，采用張力計、中子法、電阻法等先進手段，對土壤墑情實時監測，通過分析采集的數據信息，配合天氣預報數據，預測適宜的灌水時間和灌水量，從而確定水資源灌溉量，控制土壤含水量，實現增產、節水的目標。節水高效灌溉中可將有限的水資源在作物生育期科學分配，讓灌溉水更多地被作物根系吸收、存儲、轉化，提升光合產物向經濟產量轉化率。優化灌區配水，結合灌區輸配水渠道的技術參數、農田情況、作物分布狀況，根據水源可供水量、作物生育階段需水量、水分生產函數，以配水中水資源損失量最小、增產值最大為目標，結合灌溉工程技術手段，制定灌區水資源最優調度方案，實現水資源的科學調配[4]。此外，還應借助灌溉自動化系統，借助電子技術獲取渠道水位、河流水庫、含沙量、流量、抽水灌區水泵運轉等信息數據，自動化系統將這些數據信息處理后，按照所設定的最優方案自動調節閘門開度、調節水泵運行參數，使整個系統進行自動化監測，實現水資源最優化管理目標。

3.5 調整農業種植結構

節水灌溉能夠提高水資源利用率、降低損耗率，但僅憑借農田灌溉工程節水存在上限，而將灌溉技術與農業技術結合，除了可以提高水資源利用率，同時也能滿足增收需求。地下灌溉、滴灌技術可以在一定程度上減少作物本身水分蒸發，其他灌溉形式在控制作物自身水分蒸發的作用微乎其微，特別在作物生產前期，作物遮陰率較低，作物間的蒸發量較大。配套農業節水技術有助于減少作物本身水分蒸發量，可采用耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、噴灑抗旱劑、使用保水劑、采用抗旱品種等，通過技術組合的形式進一步提高水資源效益。

4 結束語

農業水利灌溉有助于推動我國農業經濟發展，符合現代農業發展需求。要進一步加強農業水資源的開發、利用規劃，從技術角度、資源利用角度著手，結合水利工程技術、節水灌溉技術，采取科學的農業水利灌溉模式，降低農業生產成本，推動現代農業發展進程。