農業高效節水灌溉技術發展現狀
——以高臺縣地區為例

趙凌彩

高臺縣紅崖子水利管理所，甘肅高臺 734300

在農田水資源有限的情況下，如何最大限度地提高水資源的利用效率，實現農作物的高產、高質、高效種植，成為農業領域的一項緊迫任務。農業高效節水灌溉技術以其精確的供水方式、智能的調控手段、綜合的管理理念，為農業生產帶來了新的可能性。因此，對農業高效節水灌溉技術現狀進行分析，掌握技術操作要點非常重要。

1 農業高效節水灌溉工程開展要求

農業高效節水灌溉工程的開展要求是為了在農田水資源利用中實現最佳效益，提高農作物的產量和品質，降低用水量，保護環境，促進農業的可持續發展。在此過程中，首先，科學規劃與設計是關鍵，相關部門必須根據地形、土壤特性、氣候條件等因素制定合理的灌溉方案和設備布局。

同時，應采用先進的灌溉技術，如滴灌、噴灌等，精確供水，減少水分蒸發和流失，結合作物需水量，實現智能供水調控；應堅持水肥一體化，通過同時施肥和灌溉，提高養分利用效率，降低肥料的浪費；應建立科學的用水管理制度，精確計算灌溉量，避免過度灌溉造成水資源浪費。

此外，智能監測和調度系統也不可或缺，可以通過實時監測土壤濕度、氣象數據等，及時調整灌溉方案，確保供水與作物需求相匹配。生態保護和環境友好是重要要求，應避免灌溉引起的土壤侵蝕和水污染，采取生態修復措施，確保生態平衡。工程的綜合管理和定期維護也很重要，可確保灌溉設施的正常運行，防止故障影響用水效率。推廣與宣傳也是關鍵一環，應建立示范區，培訓農民掌握高效節水灌溉技術，加強社會參與。

2 農業高效節水灌溉技術發展現狀

在我國，農業活動耗水比重較高，因此農業高效節水灌溉技術的發展具有重要意義。目前，我國農業高效節水灌溉技術主要包括滴灌、噴灌、微噴灌等多種形式。這些技術通過將水分直接供應到作物根部，減少了水分蒸發和流失，實現了對水資源的高效利用。其中，滴灌技術以其高效的水分利用率和精確的供水方式，廣泛應用于棉花、果樹、蔬菜等農作物的種植中；噴灌技術則通過噴嘴將水霧均勻噴灑在農田上，覆蓋作物生長區域，適用于小面積農田的灌溉；智能化技術的引入也為農業高效節水灌溉技術增色不少，自動化控制系統能夠根據作物需水量和土壤濕度實現精確的供水和調控。

在實際應用中，農業高效節水灌溉技術已經取得了顯著的成效。多項研究表明，與傳統灌溉方式相比，高效節水灌溉技術可以使農田用水量減少20%以上，同時還能夠提高作物產量，提升作物品質[1]。尤其在我國干旱地區，這些技術在解決水資源短缺和提高農業產值方面發揮了重要作用，為農民增收、改善生活條件提供了有力的支撐。

然而，農業高效節水灌溉技術的推廣和應用仍面臨一些挑戰。技術的推廣需要充分考慮地方氣候、土壤條件等因素，進行針對性的調整和優化。同時，技術投入和培訓也需要得到有效的解決，以確保農民能夠充分掌握和運用這些技術。此外，政策支持和市場機制的完善也是促進技術推廣的關鍵因素。

3 農業節水灌溉技術分類

3.1 滴灌技術

滴灌技術主要是通過管道灌溉以及加壓系統實現水資源的傳輸，并聯合應用農田水利灌溉和農作物施肥，通過水滴的方式直接灌溉農作物根部，改善土壤環境，滿足農作物的生長需要。應用滴灌技術后，能夠有效節約水資源，促進農業領域的全面發展，對保持生態平衡也有著重要的價值[2]。

滴灌技術的優勢主要包括：(1)滴灌技術可以依據不同農作物的需水量，定量灌溉農作物根系，具備較高的節水性，應用價值較為明顯。(2)滴灌系統可以實現自動化管理，工作人員只需要按照系統要求設定相關灌溉時間，并加強灌溉量的控制就能實現無人化運行[3]。(3)滴灌技術可以實現精準性控制灌溉量，以達到覆蓋范圍擴大的效果，具備較高的節水價值，且可以避免受到外部自然環境以及其他因素的影響。(4)滴灌技術在多種土壤條件之下都能夠運行，可實現同步灌溉、施肥處理，促進水分和養分利用率的提升，對農業領域的發展有著重要意義[4]。

3.2 噴灌技術

當前，噴灌技術發展速度較快。隨著現代噴灌技術的應用，噴灑范圍逐步擴大，使得農作物能夠獲得充足的水源，其生長質量和效率均得到了一定的提升。噴灌技術順利應用的前提是噴槍、管道、水源等各個部分滿足當前噴灌作業的要求。噴槍是將水資源以水滴的方式噴灑出去，這與下雨的效果基本相同；對管道，選擇合適的材料非常重要，必須具備較高的耐腐蝕性，避免在長期的地下空間運行發生腐蝕、老化現象，否則會影響農田灌溉的效率和質量；對水源，通常要選擇水質良好的水庫以及河流等進行灌溉[5]。

3.3 痕灌技術

痕灌技術是現代科學技術研發應用和傳統灌溉模式改革之下形成的。在具體操作的環節，痕灌技術可以根據農作物的品種選擇合適的灌溉方式，增強灌溉效果，并且可以根據農作物生長實際情況補充水量，加強水量控制，提高灌溉質量和效率。痕灌技術還能和信息化技術融合應用，在操作的過程中將水頭裝置和互聯網相連，利用信號傳輸裝置整體控制系統，精準輸水作業。

相較于傳統工作方式，痕灌技術在投入使用后具備較高的自主性，不需要投入較多的人力資源進行管理，并且能夠實現實時控制和管理，減少水資源的浪費，提高農作物的產量，具備較高的經濟效益和社會效益。

3.4 灌溉渠道防滲技術

灌溉渠道防滲技術能夠減少輸水環節造成的水資源浪費問題，對節水效果的提高有著重要價值。在應用灌溉渠道防滲技術前，工作人員應加強灌溉的準備工作，選擇合適的防水性材料，避免在水資源傳輸的過程中出現嚴重浪費。目前，很多工程會使用反滲透膜來減少水資源浪費，具備較高的應用價值[6]。

4 高臺縣地區節水灌溉技術的應用

4.1 區域概況

高臺縣地區位于黃河上游地帶，為大陸性半濕潤和半干旱氣候，每年6～9月為雨季，南部地區降水較多。然而，在干旱地區，年均降水量僅為400 mm，即便是黃河引水灌溉區域，平均降水僅有157 mm。據統計數據，該地區的年蒸發量高達1 000 mm，干旱問題愈發嚴峻。此外，該區域發生自然災害的概率也相對較高。

4.2 輸配水工程節水技術應用現狀

在農田灌溉的過程中，水資源傳輸階段極易導致水分流失，損失情況較為嚴重，特別是干旱地區，流失的問題難以解決。經過統計區域內數據發現，全區2016年干渠、支干渠砌護率為59.30%，流量1.00 m3/s以上支斗渠砌護率為60.70%；2017年，全區渠道總砌護率為54.00%；2018年，全區渠道總砌護率為61.00%；2019年，全區渠道總砌護率為62.00%；2020年，全區渠道總砌護率為68.68%。

4.3 微灌技術應用現狀

微灌技術是一種局部灌溉的操作方式，主要設備是管道與灌水器，操作時結合植物分布狀況將水分、養分準確地輸入植物根系，可達到良好的灌溉節水效果。該地區的微灌系統建設日益完善，覆蓋范圍從2016年的5.08萬hm2發展到了2020年的12.59萬hm2，每年都有新建的設施，極大地推動了當地農業的發展。

4.4 管灌技術應用現狀

在運行的過程中，管灌技術容易發生水資源的流失，該技術應用低壓輸送管道運行作業時能一定程度地減少水分流失，但是無法避免。據統計數據，2016—2020年，管灌面積不斷擴大，有著較為明顯的優勢，極大地減少了水資源的浪費。

4.5 噴灌技術應用現狀

噴灌是通過噴頭的方式進行水資源的噴射和應用。該地區噴灌面積從2016年的1.21萬hm2增加到了2020年的2.85萬hm2。

4.6 節水灌溉技術

經過對表1數據分析，該地區內的節水灌溉面積不斷增大，比例也不斷提高。

表1 高效節水灌溉占總灌溉面積比例

5 農田水利工程高效節水灌溉技術的發展和應用策略

5.1 加強節水灌溉工程設施管理

相關部門必須根據當前的農作物灌溉的實際需求，建設完善的水利工程管理制度，確保農田水利工程能夠穩定運行，促進灌溉效果和質量全面提高[7]。同時，管理部門應全面落實各項內部管理工作，明確人員管理責任，明確各級人員工作責任并按照標準要求開展工作，切實提升管理效果，為水利工程的建設和運行奠定基礎。若在工作中發現存在違規操作或管理不善的情況，立即追究相關人員責任，確保各項維護管理工作順利完成。

5.2 優化水資源配置

雖然我國很多地區的水資源比較充足，但是仍有部分地區水資源匱乏非常嚴重，人們的飲水還無法得到保障，農作物的灌溉量也不足，無法滿足當前日常生產生活的需要。在這種情況下，應選擇合適的農業灌溉技術，實現水資源優化配置，提高水資源的利用率，促進農作物生長發育、質量的提升。

第一，在進行灌溉工程設計的環節，首先要充分了解當地的水資源情況，制定科學、合理的規劃設計方案，促進水利工程運行效果的提升。第二，在選擇節水灌溉技術時，應重視對周邊自然環境的保護工作，加強生態環境監測管理，增強節水效果，并使其具備較高的安全性和穩定性。第三，在水資源分配的過程中，應確保每個單位的用水量都滿足要求，且具備較高的科學性、合理性，使水資源得到充分的利用[8]。

5.3 合理應用高效節水灌溉技術

當前科學技術高速發展，節水灌溉技術研發應用不斷地拓展，水平日益提升，目前廣泛應用的技術有如下幾種：

第一，噴灌技術。該技術主要是應用先進的設備進行水資源噴灑量的控制，既能夠滿足當前農作物灌溉的需求，也能夠保證水資源利用率較高，不會發生水資源嚴重浪費的問題。

第二，微灌技術。該技術是通過管道進行水資源的傳輸，通過灌水器將其轉變為小流量的水，使水資源均勻地傳輸到農作物的根部，具備較高的節水性，且適應能力較強，各種條件之下都能夠滿足使用需要。

第三，渠道防滲灌溉技術。這是一種應用非常普遍的節水灌溉技術，以傳統灌溉技術作為基礎，應用防滲性較高的材料進行渠道的修補處理，具備較高的防滲漏效果，可顯著促進水資源利用率的提升。在具體的應用環節，相關部門應結合實際情況選擇合適的節水技術，并不斷地進行推廣和應用，促進節水灌溉效果的提升，促進現代社會的發展和進步。

5.4 推廣使用土壤水分傳感器和智能灌溉系統

在農業高效節水灌溉工程中，土壤水分傳感器可以實時監測土壤水分狀況，提供準確的灌溉需求數據；智能灌溉系統則可以根據土壤水分傳感器的數據，調節灌溉水量和灌溉時間，實現精確的灌溉控制。

第一，在推廣應用土壤水分傳感器方面，需要對農民進行相關培訓，使他們了解傳感器的原理、安裝方式和數據解讀等知識。可通過開設技術培訓班、示范農田和技術咨詢等方式，向農民介紹土壤水分傳感器的作用和使用方法。同時，利用信息化手段，如手機應用程序或互聯網平臺，提供實時的土壤水分監測數據，讓農民能夠隨時了解土壤水分狀況[9]。

第二，農業高效節水灌溉工程中，在智能灌溉系統的推廣應用方面，需要政府支持和農業技術服務機構的協作。政府制定相關政策，鼓勵農民使用智能灌溉系統，并提供財政補貼或獎勵等激勵措施。農業技術服務機構可以提供智能灌溉系統的選擇、安裝和調試等技術服務，確保系統的正常運行。

第三，農業高效節水灌溉工程還需加強智能灌溉系統的研發和技術創新，提高其性能和可靠性。例如，結合氣象數據和農作物需水特性，優化智能灌溉系統的算法，精確計算作物的需水量并自動調節灌溉水量和灌溉時間。同時，應加強對智能灌溉系統的監測和評估，定期檢查系統的工作狀態和性能，確保其穩定可靠地運行[10]。

第四，要開展示范推廣和經驗分享，提高農民對土壤水分傳感器、智能灌溉系統的認知和信任。建立智能灌溉示范基地，展示系統的實際應用效果和經濟效益，讓農民見證技術優勢。

6 結束語

農業高效節水灌溉技術的不斷發展與應用為農業領域注入了新的生機。通過精確的供水、智能的調控、綜合的管理，能夠在有限的水資源下，獲得更多的農作物產量，并且可以提高農產品質量，減少水資源浪費、環境污染。農業高效節水灌溉技術的應用，不僅是提高農業生產效益的手段，還是保障食品安全、推動農村經濟發展的關鍵舉措。在今后工作開展的過程中，相關部門應當繼續加強科研創新，促進技術的推廣與應用，使農業高效節水灌溉技術成為農業可持續發展的強大引擎，為人類糧食安全、生態平衡作出積極貢獻。