農業水利灌溉模式與節水技術措施研究

劉曉亮

(哈爾濱市阿城區亞溝街道辦事處，哈爾濱 150321)

0 引言

我國國土面積遼闊，南北方環境差異明顯，尤其是降雨量差異，直接影響到農業種植生產，農業生產過程中缺水現象是普遍存在的，因此，就要最大程度避免水資源浪費，提高農業水資源利用率。其中，農田灌溉用水占農業用水的絕大部分，要解決農田用水浪費的問題，就要提高農田灌溉過程中的一系列技術水平，農業種植方式和農田管理措施，都能夠對農業用水資源進行有效的節約，促進我國農業的發展。

1 節水灌溉技術的應用

農田灌溉一般分為四個階段：水資源的分配、灌溉水的輸送、灌溉和作物吸收。但是在水資源的輸送過程和灌溉過程中，因為輸送水過程中蒸發或土壤中水分蒸發，就會浪費大量水資源，增大農業生產的成本，降低水資源的利用率。灌溉量=灌溉水總量-運輸蒸發損失量-灌溉面排水量-田間蒸發量。提高灌溉質量，減少地表灌溉用水量；減少農田水分蒸發，充分利用雨水收集灌溉技術及水資源利用率。最后加強灌溉技術，采用科學的灌溉方式，確保作物產量和用水效率。節水灌溉技術的應用，如圖1所示。

圖1 農業水利節水灌溉技術應用范圍

2 先進節水灌溉技術的應用

2.1 管灌技術

管灌技術主要是利用低壓管道代替水渠灌溉的一種節水灌溉方式，因此又被稱為“低壓管灌”，是指采用低壓管道進行灌溉水的運輸，可以減少水資源在運輸過程中的無效蒸發及深層泄漏，灌溉水輸送效率高達95%以上，與傳統的土渠、砌石渠道、混凝土板襯砌渠道相比，提高節水效率分別為32%、18%和9%。而且采用低壓管道進行田間灌溉，可以減少水利設施的投入成本，且低壓管道在田間方便移動與安裝，對農戶的專業知識要求較低，方便操作，目前已經進行大面積的推廣應用。

2.2 噴灌技術

噴管灌溉技術在于將輸水管道安置于田地間，通過水泵對管道里的水產生壓力，從而將水從噴水口噴出，水滴可以均勻的覆蓋在農作物表面，灌溉作業效果較好。該技術的優點在于可以降低勞動強度，減少物力的投入。噴灌技術根據管道的鋪放形式可以分為固定式和移動式，固定噴灌方式在前期安裝投入成本較多，但是鋪設完成后操作較為簡單，可節省大量勞動力；移動噴灌方式雖然在前期投入資金較少，同時也具有較高的靈活性，但是費時費力，勞動強度較大。隨著噴灌技術的逐漸發展，逐步形成了微噴灌技術，又稱為“霧滴噴灌技術”，是近幾年發展起來的一種節水灌溉技術，主要是指利用噴灌帶或者微型噴頭將灌溉水噴灑到作物表面的灌溉形式，在進行土壤灌溉的同時可以增加作物葉片及農田局部濕度，起到調節微氣候的作用，可以將灌溉水均勻地噴灑在作物根部土壤及作物葉片上，達到灌溉的同時可以降低作物葉面的蒸騰作用。主要優勢是灌水量小，可以精準的控制灌水量及灌溉范圍，將水分直接輸送至作物根部土壤，減少水分損失的同時滿足作物生長發育的需要[1]。

2.3 滴灌技術

滴灌技術主要是通過灌水器將水資源微量、連續、精準的作用在農作物根部，使其農作物根部周圍的土壤濕潤，這樣就將有限的水資源精準的分配給每一個農作物，實現精準澆灌滿足作物的生長需求[2]。其次微灌技術還可以與水溶性肥料進行結合，實現水肥灌溉系統，通過這種方式施肥，可以實現施肥的效率還可以提高肥料的利用率，減少灌溉水大面積濕潤土壤，降低土壤中雜草的發生，不會發生地表徑流及深層泄漏，減少水分的浪費，同時可以實現水肥一體化灌溉，提高農業生產效率，省水省工，實現作物增產。

2.4 滲灌技術

滲灌技術是在滴管技術的基礎上發展起來的一種精準灌溉技術，將滴灌管埋至土壤內部，對作物根系進行精準供水、供肥，是目前最為節水的一種灌溉方式，但是在進行田間滲灌時，目前存在滲灌管易于堵塞的問題，一旦發生堵塞需要更換滲灌管時，較為費時費力。

2.5 渠道防滲技術

目前，在我國農業種植生產灌溉方式中，渠道灌溉方式最為普遍，渠道灌溉主要目的是將河流或將水庫的水用于農田灌溉，主要方式就是通過挖掘輸水渠將農田與河流連接起來，對農田進行灌溉。根據渠道灌溉的技術要點確定渠道頂端距離地面的高度、渠溝底部的深度，以及渠道兩側防止水流滲出的措施等，這些技術措施都可以有效的防止水流在輸送過程中的流失。例如，采用混凝土建造渠道或者水渠上安裝蓋子，可以有效防止水滲入土壤當中及水蒸發的消耗。采用渠道灌溉的節水措施雖然能起到減少水資源浪費的目的，但是節水作用有限，并不能完全解決水資源浪費的問題。

3 農業節水灌溉技術的效益分析

3.1 生態效益

節水灌溉技術可以將水資源浪費降到最低，提高灌溉水利用效率，實現水肥一體化灌溉，還可以減少傳統化肥對生態環境的污染，提高生態效益，減少傳統作物施肥下由于地表徑流造成的水源污染及土壤污染，對于保護農田生態環境、減少化肥資源的浪費具有重要意義[3]。

3.2 經濟效益

目前，以滴灌技術最為先進，在每個作物生長區域采用閥門進行精準灌溉、施肥控制，減少人力投入，降低生產成本，操作人員只需要通過開閉相應的閥門對大田進行水肥控制，降低勞動強度。滴灌系統的主要投資(包括主要灌溉首部、水泵、管道、閥門等)約為3萬元·hm-2，試用期限約在5年左右，每年可以節省水分、化學肥料及人工約為1.125萬元·hm-2，作物實現提質增產20%左右，還可以極大地提高農戶收入，具有一定的經濟效益。

4 我國農田水利灌溉中存在的主要問題

4.1 灌溉方式研究不深入

目前，我國水資源稀缺的問題已經非常嚴重，節約和保護水資源是每個人都要重視的問題。現有的一些灌溉技術造成水資源的大量流失，而且不利于農作物生長。節水灌溉技術在農業節水工程中的價值和應用，改變傳統農業灌溉方法，根據作物實際需水量進行灌溉，采用科學方法，不僅提高了農田生產的收入，也是發展農業機械化、農業現代化及優質現代農業的必然選擇。我國經過長期的節水灌溉技術研究推廣，節水灌溉技術逐漸得到發展和普及，各種灌溉技術應運而生，各具優勢。但需要繼續深入研究，完善節水灌溉技術。節水灌溉技術主要包括優化水資源配置和高效利用，提高水環境和區域水資源承載能力，確保中國社會經濟持續健康發展。因此，研究節水灌溉技術在農業節水工程中的應用是十分重要和必要的。

4.2 節水意識不強

傳統的灌溉方式已經在農民思想中擁有不可動搖的地位，認為傳統灌溉才是真正有利于作物生長，并不會意識到浪費水資源的嚴重性，盡管現在一直對節水灌溉的方式進行宣傳，但是對于一些思想守舊的農民并無法理解節水灌溉所能帶來的好處，覺得傳統灌溉方便、省事、不需要花錢安裝新設施[4]。

4.3 管理相對薄弱，投入相對不足

目前，我國在農業水利灌溉管理方面還存在許多問題，主要是灌溉渠道歸屬問題，以及對于灌溉渠道的使用與維護工作等問題劃分不夠明確。同時，針對農業水利灌溉基礎設施建設的資金投入不足，致使渠道建設質量不高、后期沒有資金對渠道進行維護，從而導致農業水利灌溉設施年久失修，灌溉效率下降，節水效果不夠明顯。

4.4 灌溉基礎建設薄弱

在建設農業水利灌溉工程時要對建設質量進行嚴格把控，按照設計進行施工，確保灌溉工程的科學施工。目前，許多建設時間較長的灌溉系統仍在進行使用，老化問題比較嚴重，并且后期維護不到位，已經不能將其使用價值完全發揮出來，只是實現最基礎的功能。我國相關部門已經出臺很多政策與措施，對老舊灌溉設置進行升級與改造，但是仍有許多問題等待解決，升級改造工程進展緩慢。

5 農業水利灌溉的節水措施

5.1 節水灌溉技術體系的完善

在普及節水灌溉技術的過程中，若缺少政府的支持，農民很難接受新技術的推廣，必然會繼續使用傳統灌溉技術，因此政府不僅在支持力度上需要加強，還需要完善灌溉系統的政策規范體系。可以加大資金投入力度，增加農業水利灌溉設施的建設，使水資源用于農田灌溉的利用率增加，減少不必要的浪費。通過節水灌溉技術并不能從根本上解決水資源稀缺的問題，但是可以緩解水資源缺少的難題。

5.2 優化水資源配置與農業發展

節水灌溉技術不只是針對灌溉技術上的改進，還應根據不同農業的種植模式選用不同的節水灌溉技術，充分開發水資源的利用價值與利用效率，對不同地區的缺水情況，針對性地設計適合的節水灌溉系統，讓每一滴水都有其利用價值，完善水資源的優化配置工作，將農業的可持續發展與節水灌溉技術完美結合。

5.3 引進先進的高效節水灌溉技術

隨著社會經濟與科技的發展，不斷涌現出各種新興科技，其中也包括新型高效節水灌溉系統，目前的節水灌溉系統已經無法滿足農業種植技術的發展需求。因此，要滿足農業經濟發展需要，相關人員要引進更加先進的灌溉技術，例如將3S技術或者生物技術應用于灌溉技術。

5.4 提高農民的思想認識

政府在推動與宣傳節水灌溉技術過程中，最終目的是改變農民在灌溉技術上的傳統觀念，讓農民享受節水灌溉技術帶來的效益和便利，讓其充分認識到節水灌溉技術對農業發展的重要性。相關部門應安排專業推廣人員深入基層，向農民詳細解讀國家在節水灌溉模式的相關政策，讓農民全面了解節水灌溉技術，相信節水灌溉系統會給農民帶來好處，減輕勞動強度。相關部門應該建立節水灌溉技術示范基地，將節水灌溉技術更好地向農民進行展示，讓農民切實感受到新技術的操作方法與灌溉技術帶來的成效，提高農業種植生產質量，讓農民積極地將節水灌溉技術應用到農業生產當中[5]。

6 總結

我國作為農業大國同時也是一個缺乏水資源的國家，所以節水技術是我國農業發展過程中不可或缺的部分。不僅需要普及節水灌溉的應用范圍，還應根據不同地區的實際環境和種植模式對節水灌溉技術進行調節，以增加該技術的適應性，將節水灌溉技術所產生效益充分發揮，推動中國農業在可持續發展道路上越走越遠。