小型農田水利節水灌溉措施研究

趙小強

（臨洮縣上營鄉農業農村綜合服務中心，甘肅臨洮 730517）

1 小型農田水利節水灌溉常見技術

1.1 渠道防滲

現階段我國很多農田在灌溉時依然沿用傳統的渠道輸水灌溉模式，但是這種灌溉模式過于古老，灌溉的水分大多數會被滲透或蒸發，不但達不到農田的灌溉效果，還往往會造成大量水資源的浪費。但是通過渠道防滲技術進行小型農田的灌溉可以解決這一問題，防止灌溉時水分滲漏的情況產生。采用渠道防滲技術灌溉的農田可以將灌溉有效率從原有的30%可以增長至70%，對農田作物的生長十分有利，可以有效提高水資源利用率。

1.2 管道輸水

在進行小型農田水利灌溉時，采用渠道防滲技術，可以有效地減少水資源的浪費，提高灌溉效率，但由于直接灌溉造成水汽蒸發，依舊達不到理想的效果。這一問題可以通過管道輸水灌溉進行解決。利用管道將水輸送至田間進行灌溉，防止由于在空氣中暴露造成的水汽蒸發造成的水資源浪費，可以有效提高對水資源的利用率，且實施成本較低，不破壞農田，因此適合大規模的推廣使用。目前，常用的輸水技術是低壓管道輸水技術，也就是通過管道內壓差的方式引水從而降低水泵能耗。但利用管道輸水進行灌溉，依然沒有從根本上解決灌溉過程中水分損失的情況。

1.3 噴灌

近年來，我國現代農業技術的水平不斷提升，許多農田在進行灌溉時已經開始使用機械化噴灌的形式。噴灌就是利用帶有壓力的噴頭進行噴灑灌溉，在噴灑過程中由于壓力的原因，噴出的水滴非常細小且密集，噴灑效果也更為均勻。因此，利用噴灌的形式對作物進行農田灌溉，可以有效地減少水資源浪費，并且還可以防止農田被破壞，提高收益。現階段我國常用的噴灌設備為卷盤式噴灌機，該設備更適合我國大多數的農田地形。但噴灌的形式，依然存在不足，這一形式對地形要求較高，成本也更高，對于設備的要求也更加嚴格。

1.4 滴灌

滴灌的形式也可以有效地提高水資源的利用率。滴灌主要是將大管道中的水分分流至直徑相對較小的管道中，將管道直接引到農田作物的附近，對作物的根部進行定向澆灌。相對于其他灌溉形式來說此種方法對水資源的利用效率最高，可以達到95%以上的灌溉率，有效提高作物的產量。但由于滴灌的設備要求更為嚴格，規模也更為龐大，所以需要投入更多的成本，不適用于大多數的小型農田。

1.5 覆膜灌

覆膜灌的主要概念是將帶著小孔的塑料膜覆蓋在壟溝的底部，塑料膜上的水分通過小孔進行滲透性的灌溉。此種灌溉方式投入較小，不需要大型的設備輔助，施工也更為簡單，并且能夠有效地避免水分滲漏和蒸發。我國東北地區和新疆地區經常使用此種灌溉方法。

2 小型農田水利節水灌溉措施

2.1 土壤水分監測和小型農田精細化管理

對小型農田進行土壤水分監測可以方便實時掌握土壤水分指標，并可以通過水分指標判斷是否進行灌溉，直接影響到農田上作物的生長情況。土壤墑情是可以直接反映土壤中水分含量的指標，所以可以利用這一指標進行土壤水分監測。土壤墑情的監測可以及時了解土壤中水分的穩定性，并為灌溉時間和水量提供一定的參考，能夠及時對土壤情況進行和調整。目前土壤墑情的監測方式多種多樣，例如電容法和光電法等，且效果都非常好。但最為常見的土壤墑情監測方法為時域反射法，這一方法的優點在于在不破壞土壤狀態的情況下進行墑情的檢測，流程簡單且操作并不復雜，且更為快速，適用于大多數的農田墑情檢測。

在對土壤進行墑情檢測后，也要根據檢測的結果對農田進行精細化管理。土地中水分的含量可以直接影響農田作物的產量，所以要對土壤的情況進行實時的監控，并且監督管理要更為精細，防止農田水分含量出現大規模的浮動而對作物的產量造成直接的影響。土壤的精細化管理可以及時發現土壤狀態的變化，并針對土壤墑情的變化判斷農田是否需要灌溉，也方便對灌溉量進行測算，有效提高灌溉效率，增加作物產量。

2.2 使用差異化、自動化技術進行灌溉控制

由于不同的作物需要不同的灌溉技術，同時農田的類型也會對灌溉技術的選擇造成影響，且近年來灌溉技術不斷發展、已經衍生出了多種自動化技術，在灌溉技術當中使用自動化技術能夠極大程度地提升灌溉效果、減少農民工作量、提高灌溉控制的精細化水平，因此應當做好差異化灌溉技術選擇并提高自動化技術在灌溉中的應用。

首先是灌溉技術的選擇，根據不同的作物以及不同的農田類型，應當選擇不同的灌溉技術以符合作物需求以及農田特點。一般情況下，小型農田在滴灌或噴灌的投入方面較少，且能夠實現更好的節水效果；而覆膜灌能夠起到的成本節約效果并不明顯，且在節水層面不如滴灌或噴灌，但考慮到過高的作物高度會影響噴灌效果，因此在農作物較高的小型農田灌溉當中應當優先選擇滴灌，而在農作物較矮的小型農田灌溉當中，則可以自由選擇噴灌或滴灌技術；此外在大棚的灌溉當中，由于作物普遍較矮，一般用于種植果蔬，因此優先使用噴灌。

其次是使用自動化技術進行灌溉控制。農民可以將農田劃分成數個區域，在每個區域放置幾顆水含量傳感器以判斷土壤內的水含量、放置陽光傳感器以檢測光照強度，并在管道內以及閥門處放置傳感器用于監測管道內水壓以及檢測閥門開關情況，最后在閥門處安裝自動化閥門控制系統，對閥門控制系統進行編程設定開啟閥門的時間、水含量以及陽光強度，最終實現整體流程的自動化控制：當土壤內的水分含量達到灌溉設定值時，水含量傳感器便會將信號傳遞至閥門控制系統，隨后閥門控制系統會根據目前的含水量來調整閥門的開啟情況、進行排水，同時根據管道內水壓傳感器來確認水流量，在完成灌溉后系統關閉閥門、向水含量傳感器發送信號、暫時停止水含量監測。在整套流程當中農民均無需自主控制灌溉，只需根據農田以及作物的水含量實際需求進行數值設定，便可以在澆灌過程中脫離人工控制、最大程度解放人力。

最后是在節水灌溉控制部分，廣泛采用自動化完成灌溉時間、灌溉次數以及灌溉定額的調整。首先是灌溉時間方面，一般情況下，非常缺水狀態下自動灌溉的時間應當保持在上午10點之前或下午4點之后、避免光照強度過高導致水分發生大量流失；其次是灌溉天氣，在灌溉天氣的控制邏輯方面應當考慮到大風天以及雨天，例如在大風天時除非極度缺水、否則不進行灌溉，在雨天不進行灌溉并實時監控土壤內的水含量、在水含量超標時及時進行排水工作；在灌溉次數方面則應當根據灌溉的方式合理進行調整，比如滴灌應當考慮灌溉時每次的定量以及灌溉用水在管道內是否有殘留并適當提高每次灌溉的水量，以避免灌溉水留在管道當中無法進入土壤的情況；此外，為了實現自動化灌溉時間、灌溉次數、灌溉定額的調整，也應當在土地當中加入風速傳感器、溫濕度傳感器、陽光傳感器等自動化輔助傳感器，在某一數值過高時及時向農民發出警報、由農民進行手工操作。在日常灌溉時也可以依靠以上數值實現自動化并在灌溉之前向農民發出提醒，詢問農民是否可以進行灌溉工作，從而實現灌溉過程的全過程自動化智能化控制。

2.3 提高節水灌溉資金投入

實現節水灌溉需要一定的資金投入，僅依靠農民自身是無法保證節水灌溉效果的，因此有關部門應當投入更多節水灌溉資金幫助農民建設節水灌溉設備、減輕農民資金壓力，優先為貧困農戶進行資金扶持并安排施工人員進行節水灌溉設備安裝；其次，相關部門也應當做好節水灌溉設備的后期維護保養工作，定期前往農田查看設備運轉情況以及數據記錄日志、維護設備并修理存在的故障；第三，有關部門也應當開展節水灌溉宣傳工作、引導農民群眾籌集節水灌溉設備資金來為相關部門分擔壓力；最后，相關部門也可以引導農產品企業、養殖場等農業企業與農民進行合作，由企業與農民簽訂協議、企業出資幫助農民建設節水灌溉設備，農民則將農作物按照正常市場價為企業提供農作物并保證農作物的質量，進而在減輕農民資金壓力的同時為企業創造利益、保障原材料供應，實現雙贏效果。

2.4 做好節水灌溉技術宣傳推廣工作

想要讓節水灌溉效果得到提升，不僅需要對灌溉技術和設備進行升級優化，也需要做好節水灌溉技術宣傳推廣工作、讓農民認識到節水灌溉的重要性以及節水灌溉技術的優點，一方面培養 良好的節水灌溉意識，另一方面也對節水灌溉技術和設備產生認可，從而積極使用節水灌溉技術進行生產，最終實現水資源的節約以及農作物的增產。

3 結語

綜上所述，小型農田水利節水灌溉不僅關乎農業的可持續發展，也與我國水資源的可持續發展息息相關，因此相關部門應當做好節水灌溉的意識宣傳工作，在保障農民認同節水灌溉技術和設備的基礎上進行技術和設備的革新以及資金的扶持，最終實現經濟效益和節水效益的雙重提升，保障我國農業乃至我國經濟穩定發展。