農田水利灌溉及節水研究

張恒平

（山東省商河縣水務局，山東 商河 251600）

在可持續發展理念不斷深化的背景下，農業作為我國經濟體系中不可或缺的重要組成部分，對水資源使用體系進行優化是重中之中的工作。但考慮到現階段農田水利灌溉體系具有特異性，現場環境的變化會對用水量等數據產生直觀影響，故而工作人員需要進行詳細的現場勘查，針對性地制定解決方案，實現節能減排，收成穩定。

1.農田水利灌溉節水的意義

我國是農業大國，其農田灌溉是農業種植過程中的重要組成部分，為進一步保障農田種植中水分的充足性，并且有效地避免水資源浪費，因此需要加大對農田水利措施和節水灌溉技術的有效應用。積極通過各項節水措施的應用，大幅度提高了水資源的利用效率，從而減少農田出現旱澇的問題，進而幫助我國農業實現增收、增產的重要目的，提升農業生產的經濟效益。尤其在當前我國水資源短缺的背景下，農田水利節水灌溉技術的應用更加重要，遵從可持續發展理念，節約用水，減少水資源消耗，緩解能源緊張現狀現象，促進農業穩定發展，其具體的意義如下：

1.1 防止水資源浪費

農業生產需要大量的水資源進行灌溉，如果工作人員沒有針對性地進行節水管理，未結合實際情況落實相關規章制度，就會導致工藝開展時造成大量的水資源浪費，輕則帶來不必要的成本損耗，重則影響土地質量，出現干旱等自然災害，影響農作物生長，使農民收成過低。詳細來說，我國本身對農業生產就比較重視，多年前，我國工業化水平較低，主要通過農業種植來支撐國家發展，我國也逐漸變為糧食大國。但當時因為技術手段較為落后，工作人員沒有針對性地進行深入研究，灌溉工作都是按照以往的經驗來進行，自由灌溉，其水源分布不均勻，很容易導致部分土地未收到足夠的水源滋養，部分土地卻已經過渡灌溉，致使初步灌溉工作完畢后，農民還要針對性地對部分水源缺乏的農田進行二次灌溉，這會造成大量的水資源浪費。但現階段，隨著技術手段的不斷更新，許多新型設備不斷投入使用，大幅提升工作效率，這也使得各項參數和傳統體系產生變化。如果農民依舊沿用傳統的手法來利用機器進行工作，會造成更大數量的水資源浪費，其灌溉效率也無法得到明顯提升，二者價值不對等，設備升級的優勢也就無法體現。另外，我國現階段隨著環境污染問題的不斷加劇，淡水資源越來越少，部分地區甚至連人民的基本用水都無法保障，環境治理問題也逐漸成為我國各單位重點關注的內容，尤其是水資源，眾所周知，水是生命之源，水資源匱乏的結果是極其嚴重的，為實現可持續發展，管控水資源使用量，實現農業生產節水措施勢在必行。合理落實后能夠提升灌溉技術工作效率，防止水資源浪費，提升能源利用率，為農作物生長提供更良好的環境，節約的水資源也可以通過調水工程支援災區，促進社會穩定發展，解決能源短缺問題。

1.2 抵御自然災害

如果不注重水資源的節約使用，也沒有根據實際情況落實全新的節水灌溉技術，會使得農業種植能源消耗情況逐漸加劇，一旦出現干旱或少雨天氣時，儲備水量無法應對農田種植的需求，會導致農民收成過低，影響居民生活和安全。另外，水資源合理利用可以使得周邊生態系統趨于穩定，提升內部生物多樣性數目等大型植被也能良好生長，當地如果出現沙塵暴等極端惡劣天氣或自然災害，穩定的生態系統也能起到抵御危害的作用，但如果工作人員沒有針對性地進行節水，會導致水土平衡無法維持，甚至會出現土地荒漠化的問題，一旦遇到自然災害，植被天然屏障便無法起到作用，會對農民的收成造成影響，甚至會危害人身安全。

1.3 提升農作物產量

農作物在種植過程中必要的兩個生長條件便是陽光和水分，與舊時代相比，現階段的農業種植體系不斷翻新，不僅是設備和技術得到優化，其種子的質量也開始不斷提升，許多常見的農作物種子已經可以利用設備進行獲取，存活率高，環境適應能力強，但對水源的需求也開始出現變化。如果農民沒有針對性地進行體系更新，仍然使用傳統的大水漫灌的方式，不僅會導致水資源浪費，還有可能影響部分農作物的存活，過多的澆水會導致其根基不穩，使得土壤結構不蓬松，遇到大風天氣會出現倒苗的現象。但節水灌溉技術和傳統的灌溉技術有著本質區別，其體系的建立，是通過對近些年新型種植體系的研究之后，不斷積累經驗，優化體系所形成的新型技術手段，能夠適應當前農作物的生長需求，同時調節水土平衡，滿足農作物不同時期的水資源需求，在避免浪費的同時，提升成活率，帶動產量上升，增加農民收入，提高生活水平。基于此，農民和基層管理人員更應該明確節水灌溉技術的重要性，結合實際情況，選用合適的技術手段為農民普及相關技術的應用方法，手把手地進行教學，幫助農民掌握新技術，促進產量上升和品質提升，更好地拓寬銷售渠道，提升個人經濟收益，帶動地方經濟發展。

2.水利灌溉技術

2.1 渠道防滲技術

我國對水資源輸送的方式主要是通過運河，但曾有專業人士對過去幾年運河輸水的情況進行調查，發現過程中有一半以上的水，因為管道泄漏而流失，帶來龐大的資金浪費，也違背水資源輸送工程的初衷。基于此，工作人員必須要明確對渠道滲流情況進行優化，已經成為專家人士重點關注的課題，也成為我國水資源主動體系優化的關鍵。所以，工作人員首先要對設備材料進行管控，結合實際情況，分析市面上常見的材料選擇防滲性能最好的一種應用到輸水設備中，并將保護層加固，在原有的三級保護層之上，增加塑料薄膜和瀝青保護層，利用其本身穩定性高，不宜和其他化合物產生化學反應，同時具有較長的使用壽命，受水資源侵蝕的情況下，短時間內也不會出現漏洞的特點，實現良好的渠道防滲漏。但渠道防滲節水技術在應用時，需要明確其主要的節水方法是通過控制水資源浪費，提高能源利用率來達到預期效果的。因此，工作人員需要對設備運行情況和外部保護層質量進行定期檢查，當其安全可靠性無法滿足使用需求時，便需要根據固定工藝進行更換，將損失降到最小。

2.2 滴灌技術

所謂滴灌技術是一種新型的灌溉方式，其主要的工作原理是通過對現場進行實地勘察，明確農作物對水分的需求量和生長所需養分，在針對性地進行水資源混合物調配，通過低壓管道滴入植物根系中，并將灌溉器放到毛細管中，進而實現循環穩定供水。市面上最常見的滴灌工作系統由四部分組成，分別是水源、樞紐、輸水管和水頭，至于低壓管道系統內的核心壓力設備則是由電機、水泵、柴油機組成，當需要開展滴灌工藝時，各設備會迅速啟動，利用設備將水引入毛細管中，通過電機的輔助將水流帶動到滴灌場地中，通過輸送裝置對農作物進行給水。整個工作結構中，最核心的部分毛細管，且滴灌工藝是可以通過自動管理實現自主運行的，經專業人士調查后發現，利用滴灌技術來進行農作物灌溉，其效果優于傳統體系，施肥效率甚至能提高一倍，而且隨著技術手段的不斷更新和科學研究的不斷深入，現階段市面上的滴灌系統，已經可以分為固定和半固定兩種，根據實際情況，不斷調整合適的灌溉方案，可以快速提升灌溉效率，提升農作物產量。

2.3 噴灌技術

噴灌技術的目標就是將水源撒入到空氣中，利用水資源自身的重力，將水分配到農作物上。該工藝和滴灌技術有著本質區別，其本身結構較為簡單，且過程仍然會出現部分水資源流失的問題，但和傳統的灌溉手段相比，會節約大量能源。而且噴灌技術造價較低，對部分量產且生命力頑強的農作物來說，使用噴灌技術性價比要高于滴灌技術。詳細來說，農作物種植種類繁多，部分農作物其本身營養價值高，培育過程繁瑣，需要定期控制陽光水分等生長條件，方能確保質量和口感。例如，對于土豆等生存能力較強的農作物來說，如果每一個區域都使用滴灌技術會浪費大量時間，耗費大量成本，但產量卻不會出現明顯提升。但利用噴灌技術，可以快速對大面積土地進行給水，即使沒有細致的進行水源分配，也能達到接近預期生產量的效果。二者對比，噴灌技術和滴灌技術各有優勢，只有結合實際情況，選用合適的技術手段，才能控制成本，提升經濟營收能力。同時將地下水資源充分利用、合理分配，避免地下水使用過度，造成水土流失等問題，影響農田的種植和作物產量。

3.現存問題

我國現階段雖然大部分種植區域已經完成農田水利工程，但因為節水技術的應用具有一定局限性，農民如果沒有結合實際情況選用合適的手段，無法達到預期效果，水資源浪費問題也會始終存在。因此相關人員應該明確水利灌溉工程落實過程中出現的問題和危害性，具體情況如下：首先，節水灌溉技術在應用過程中，使用者缺乏節水意識。由于水利設施長時間在戶外擺放，很容易受到極端惡劣天氣或其他因素的影響，致使其外殼出現損壞，連接處出現氧化等等，如果沒有定期維護，很容易出現水源泄漏等問題，這需要農民具有節水意識和設備維護能力。但事實上，絕大部分農民并沒有足夠的知識儲備，對設備的維護也只是簡單的外殼擦拭，致使設備問題難以解決。另外，水利工程在建設過程中會投入大量資金，但建成之后，絕大部分資金都會撤出，使得維護資金嚴重不足，設備長期無法更換，隱患問題也沒有定期排查，設備維護工作也只能在出現故障時開展，這樣無法保障設備的運行穩定性，更加難以應對現代農業生產的多樣化需求，節水灌溉技術的發展也會受到制約。另外，現階段絕大部分農戶手中的設備老化極其嚴重，內部零件氧化，如果不及時維護，不僅會影響工藝穩定性，更會影響水利工程的使用壽命，甚至會出現經濟收益不增反降的問題。其次，水利工程建設時，設備管控不嚴。水利工程中的設備會長期處于開啟狀態，并且每天的工作量極大，正常情況下只有確保質量，完好設備運行穩定，能夠達到節水標準后才能使用。但事實上，農戶在使用設備時都不會進行詳細的檢測，部分人員為減少成本甚至會長期使用舊設備，認為其只要沒有報廢就可以正常使用。上述問題致使水利工程在優化過程中，新型工藝和傳統設備參數不匹配，長時間運行會導致損失不斷加大，過程中水源不斷泄漏，擁有的節水效果也無法達到，農作物生長不穩定。再次，基礎設施不完善。農田灌溉體系在應用過程中，要根據農作物需求和水源疏通情況，建立完善的安全防護體系，力求在確保資源合理利用的前提下，保障工作人員生命財產安全，減少水土流失等問題的出現。但事實上，工作人員考慮的只有農作物收成和水源灌溉需求，沒有針對性地對設施進行完善過程的水資源浪費也被忽視，雖然短期內不會出現巨大的成本虧損，但經年累月的使用后，會發現成本不增反降，新設備就失去擁有的效用。最后，由于資金鏈不穩定，現有的條件無法滿足定期的設備維修和養護需求，工藝運行穩定性無法得到保障，節水效果極低。

4.優化策略

4.1 工程優化

首先，各級地方政府和水資源監管部門要對防滲渠道建設進行重點關注，加強河道整治力度，對中小型水庫的防護裝置進行優化，結合實際情況考慮風險來源，有針對性地進行加固改善現有工作條件，合理把控水資源使用情況。其次，要對野外水體環境進行調整，不僅要加強滴灌和其他體系的應用力度，還要不定時引進新型技術體系，改良現有的工作結構，解決傳統的疑難問題，以保護幼苗為核心，在確保收成的前提下，改良用水工藝，實現水源合理利用。最后，要加大水庫蓄水工程的建設力度，擴充規模，加固水閘，對傳輸設備和結構進行定期檢查，找出潛在的安全隱患，進行有針對性地治理。

4.2 優化技術

節水技術在農田灌溉中應用非常普遍，例如，渠道防滲技術和噴灌技術受地方環境影響，絕大部分農作物都可以合理利用上述兩項技術，并且效果較為明顯。但工作人員需要明確上述技術手段，關乎農田、農作物收成，所以要結合實際情況，對節水灌溉體系的優缺點進行分析，有針對性地進行工藝調整，結合實際情況提升實用性。詳細來說，工作人員要根據防滲材料的特點，在有針對性地選擇規格滿足節水特性的同時，要盡可能保障供水穩定性。另外，在噴灌技術應用時，需要借助動力機械管道等特殊設備，將水源引入到灌區中，再通過設備向空中噴灑，促使水滴均勻沖洗，不斷地深入探索。

4.3 提升節水意識

農田灌溉工程是一項復雜并且精細的工作，在建設過程中往往需要專業的技術人員從宏觀的角度出發，在對周圍環境、影響因素進行綜合考慮才能夠建設出符合實際需求的灌溉工程。同時，為保障農田灌溉工程的長遠發展，其節水措施不應該單純在設備上進行優化，其使用者也要改變觀念，加強對節水灌溉系統的維護，制定完善的管理措施，向有關部門報備。另外，還要普及可持續發展理念，提升農民節水意識，通過宣講會等形式，為農民普及相關知識，為農業發展奠定理論基礎。

5.結論

綜上所述，推廣農田節水方案是造福國家和人民的重大決策，為促進其應用效果，應該根據農田的實際情況進行合理規劃，建立穩定可行的規章制度，要求工作人員嚴格遵守，減少用水量，利用科技設施實現大面積的農田灌溉，合理利用水資源提高作物產量，推動農業建設進程，為社會進步保駕護航。