高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用

郭捷山

（滄州水利勘測規劃設計院有限公司，河北 滄州 061000）

我國地貌廣闊，南北降水資源不均衡，合理地使用水資源是實現可持續發展的保障。目前，節水灌溉已經在國內外得到了快速發展，并不斷應用于農業生產，對于提高農作物產量、推動農業現代化發展、有效利用水資源起到了一定的作用。

1 高效節水灌溉技術概述

與傳統土渠輸水灌溉技術及表面漫灌技術相比，高效節水灌溉技術具有顯著的優勢。就目前而言，在我國高效節水灌溉技術中，噴灌技術、微灌技術、滴灌技術、低壓管道灌溉技術應用極為廣泛。近年來，高效節水灌溉技術的應用已成為推動我國農業事業發展的一項重要舉措，依托高效節水灌溉技術能夠提高農業生產工作質量，有效緩解我國水資源供應緊缺問題，對于推動我國農業事業可持續發展具有積極的現實意義。目前，高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用具有以下幾點意義。

第一，高效節水灌溉技術具有顯著的社會效益。與傳統灌溉技術相比較，高效節水灌溉技術在應用過程中能夠節約30%～40%的水分，可以提高水資源利用效率，促進傳統農業生產環節的改變與創新。第二，高效節水灌溉技術具有顯著的生態效益，依托高效節水灌溉技術能夠避免次生鹽漬化及水土流失的問題出現。第三，高效節水灌溉技術具有顯著的經濟效益。高效節水灌溉技術在應用過程當中能夠有效降低人力成本及物力成本投入，費用支出也能夠得到明顯的控制，人工管理工作效率及質量能夠得到明顯的提升。

2 農田水利工程節水灌溉技術的應用價值

2.1 優化地區資源

我國是名副其實的水資源大國，據不完全統計，全國淡水儲量達到2.8萬億m3，但是同時我國也是水資源極度匱乏的國家，由于人口眾多，工農業用水量較大，在經濟社會發展過程當中一直存在著淡水資源不足的問題，我國人均淡水資源的占有量在世界上排名靠后。因此，通過在農業發展過程當中引入高效節水灌溉技術，可以有效地促進淡水資源缺乏的地區在農業生產中取得更好的生產效果。此外，部分水資源特別緊張的地區，只有選擇運用高效節水灌溉技術，才能夠將本地農業灌溉的成本降到最低，使農業生產能夠獲得最大的經濟效益。

2.2 有利于提高減災效率

現階段，我國氣候的不穩定性日益凸顯，部分地區氣候不規律，甚至會發生更加復雜的自然災害。此外，很多區域會出現冰雹和干旱等極端天氣，嚴重影響了當地農業發展。通過應用高效節水灌溉技術，使水資源節約效果明顯增強，為減災工作的開展提供了必要保障，更有利于農業收益的增加。在此基礎上，高效節水灌溉技術的應用有利于提高農作物產量，農田的用水成本顯著下降，極大地促進了現代農業的發展。

2.3 提高農業收益

我國領土廣袤，東西跨度與南北跨度都比較大，在全國范圍內，不同地區可能會同時受到不同氣候的影響。此外，部分地區由于自然環境的限制，經常面臨嚴重的自然災害，這些問題都將會對當地的農業生產行為造成一定的不利影響。通過將高效節水灌溉技術應用于農業生產當中，可以幫助農戶在農業生產中，最大限度地減少由于突發的自然災害而對農業經濟效益造成的損失，幫助農戶提升農業生產的收益。

3 高效節水灌溉技術具體應用方法

3.1 噴灌技術

在農田水利灌溉環節當中，噴灌技術的應用依托于相應的噴灌設備，在經過一系列的參數調整工作后，利用噴灑的方式完成相應的灌溉任務。在此環節中，為了提高噴灌技術的應用水平，技術人員應做好相應的計算及分析工作，以此使水分噴射范圍能夠覆蓋在灌溉區域內，通過這種方式提高水資源利用效率。當前，在農田水利灌溉期間，噴灌技術應用十分廣泛，受動力設施及壓力設施影響，水分能夠在壓力條件下形成落差，進而噴射出來。當水由噴頭噴出后，能夠分散成多個細小水滴并落入地面，以此提高灌溉工作效果。該項技術的應用能夠及時解決傳統農業灌溉過程中存在的水資源浪費現象，技術人員還可靈活選擇多種噴灌設備，根據農作物種植的實際情況，對灌溉模式及過程進行優化與調整。

3.2 微灌溉技術

微灌溉技術是高效節水灌溉技術當中的典型代表，一般情況下微灌溉技術在大棚內的農作物生產過程當中應用比較多，對于微灌溉技術的應用比其他技術需要投入更多的資金和人力。一般而言，在微灌溉技術應用的過程當中，需要搭建起兩套系統，一套是水資源過濾系統，另一套則是灌溉控制系統，通過對這兩套系統進行配合使用，可以使大棚內的農作物充分地得到水資源灌溉，從而使大棚農作物的生長得到充分保障。在對微灌溉系統進行建設完成之后，只需要通過根據農作物的基本生產情況對灌溉量的大小進行適當的調節即可，在操作上比較簡便。此外，在對農作物進行施肥的階段，無需通過人工或機械在農作物壟間進行肥料的釋放，只需要將肥料放入管道當中，通過水流的溶解就能夠將肥料當中的養分送到農田各處，使農作物獲得充分的滋養。需要注意的是，在利用微灌溉技術對農作物進行灌溉的過程當中，需要首先對所使用的水資源做凈化處理，即通過過濾系統對水資源當中的雜質進行一定的過濾，從而確保水資源的質量能夠符合農業灌溉的需求。

3.3 雨水收集利用技術的應用

降雨是對灌溉的自然補充，合理將雨水進行收集，在干旱季節和灌溉用水高峰進行灌溉用水的補充，可以有效解決用水不均勻問題。因此，發展雨水的收集和儲存技術，建設相關的基礎設施，是節水灌溉水利工程中重要的一環。雨水收集利用技術是將雨水通過工程措施進行收集，并通過管道輸送至用水現場使用的技術。該技術還可以保護生態環境，防止水土流失，有利于改變農民的種植方式。特別適用于干旱、季節性缺水地區，不僅補充了人畜飲水，還解決了農田灌溉問題。

3.4 低壓管網灌溉技術

低壓管網灌溉技術主要以管網替代傳統的水渠，通過利用能耗較低的水泵或者自然水壓力為灌溉水加壓，然后通過管道輸送至農田。低壓管網灌溉技術的優勢主要體現在以下幾方面：其一是管網輸水所需壓力相對較小，能耗比較低，但出水量較大，并且不易出現堵塞的情況；其二是管網全部深埋地下，灌溉過程中相較于傳統的水渠蒸發量較小，滲漏損失也較小；其三是輸水效率比較高，不會占用或者浪費耕地資源，雖然一次性投入較大，但從長遠來看，整體成本較低，并且后期的維護管理也較為簡單，不需要投入太多人力物力，適用于大面積農田。這種技術的缺陷主要表現在以下幾個方面：其一是灌水均勻性相對較差，不適用于水肥管理較為嚴格的農作物；其二是適用范圍較窄，一般來說低壓管網僅適用于地形相對平坦，并且土壤透水性小的區域，若地形起伏較大，則低壓管網很難完成灌溉任務。

3.5 渠道防滲透技術

提升農田水利工程水資源輸送質量與效率是工程建設的重點，在輸送水資源方面，要高度重視其效率與防滲透情況。為此，科研工作人員應在工程建設期間，對防滲技術予以科學應用，以改善輸送水資源質量，有效規避滲漏所引發的水資源浪費情況。對工程建設方法的有效利用即可避免以上問題的發生，且水資源可向農田灌溉區域高質量地輸送，為灌溉質量、效率的提升奠定了重要基礎。建設水資源輸送設備期間，防滲漏技術的運用也十分關鍵。長期以來，農田水利工程輸送設施一般選擇砌塊與石頭砌建渠道，在渠道表面則選用混凝土處理，該技術要求構建U型輸送渠道，以實現水輸送效率的提升，以免出現水資源浪費與滲漏現象。

4 提升高效節水灌溉技術應用水平的幾點建議

4.1 科學選擇高效節水灌溉技術

為了提高農作物灌溉過程中高效節水灌溉技術的應用成效，應根據作物生長狀況及特點，綜合考慮多項因素，秉持因地制宜原則，科學選擇相應的技術手段進行應用。不同地區的氣候條件及土壤性質存在著明顯的差異，這使得各地作物生長期間水分需求也存在著明顯的不同。為了使水源能夠得到科學合理的應用，在高效節水灌溉技術應用期間，還應做好區域內部水量考察工作，根據多種信息選擇最為適宜的技術手段進行利用。

4.2 提升節水灌溉技術的普及率

高效節水灌溉技術要想達到對水資源進行節約利用的目的，就需要不斷地促使其得到廣泛的普及應用，只有這樣才能夠使水資源節約的目的得到實現。因此在我國農業發展過程當中，應當建立起完善的高效水資源節約技術應用推廣體系。將部分高效節水灌溉技術應用效果較好的地區作為示范典型，從而促進其他地區對該技術的應用，使農民認識到對水資源進行節約的重要性，從而不斷地提升其高效節水灌溉技術水平，最終實現節水灌溉效率的提升。

在對高效節水灌溉技術進行推廣應用的過程當中，地方政府應當充分發揮促進作用，使技術人員在對相關技術進行推廣時，能夠得到一定的幫助，從而減少在技術推廣過程中所遇到的阻礙，使技術推廣效率得到提升。

4.3 建立完善的高效節水灌溉體系

應從節水技術、節水負荷、節水設備、節水管理等方面，建立健全高效節水灌溉設施服務管理體系。對于具有大面積新作物苗木種植基地的特殊地區，特別是當新作物苗木進入新梢生長發育加速期時，充分采用高效節水施肥技術和灌溉管理，實現新作物苗木定期節水灌溉，確保新作物苗木持續健康生長。

4.4 管道水錘保護

水錘指的是壓力管流中由于水流速度發生劇烈變化繼而導致動量轉換，使管道中出現一系列壓力變化的水力撞擊現象，這是遠距離輸水管道比較常見的一種破壞現象，受水壓力作用的影響，會造成管道破損，從而導致水流滲漏，不僅影響灌溉效果，還會造成水資源浪費。輸水管道中發生水錘現象跟時，管道內部的壓力會驟然增加，甚至會超越正常壓力值的數十倍之多，管道在超高壓力作用下會發生劇烈振動，輕則閥門被破壞，重則管道發生爆裂，甚至于還可能對操作人員造成傷害，因此必須采取相應的保護措施。最為簡單也是最為有效的方法是開啟管道閥門時盡可能保持緩慢，速度不宜過快。除此之外，也可以在管網中較為重要的節點選擇安裝超壓泄壓閥或者是調壓塔，也可以安裝恒速緩沖排氣閥，這些設備均能起到防護作用，有效降低發生水錘現象的風險。

4.5 水量的科學化監測

基于科技水平的提高，農田水利工程節水技術明顯改善。在融合現代信息技術和農業灌溉技術的基礎上，可對農作物各時期需水量加以明確，在實時監測的同時制定農作物的水量灌溉規劃，實現精準灌溉的目標，為農作物灌溉現代化發展提供必要保障。針對種植面積較大的農作物，或是在農作物進入生長加速期，可借助高效節水灌溉技術定期灌溉，促進農作物健康生長。為減少噴灌技術應用期間的水分蒸發量，要結合實時監測數據進行精準化判斷，將地膜鋪設于地表，增強噴灌水利用率。

5 結論

綜上所述，農田水利工程節水灌溉技術能夠優化我國地區資源，幫助提升農田淡水資源利用率，同時還能增收農業收益，具有不可替代的作用。為了提高農田水利工程節水灌溉技術，應當不斷地提升節水灌溉技術的普及率，提升節水灌溉技術的成熟度以及適當加大技術資金投入，從各方面對高效節水灌溉技術的應用給予足夠的支持，從而確保農田水利工作順利開展。