農業節水灌溉設備的應用及相關技術分析

賈 超

（張掖市甘蘭水利水電建筑設計院，甘肅張掖 734000）

0 引言

農業生產是我國支柱型產業，為提高國民經濟作出了巨大貢獻，然而隨著工業時代的不斷發展，我國水資源匱乏現象愈發嚴重，這對農業生產與種植提出全新的標準要求，節水灌溉的重要性愈發顯著[1]。在傳統的農業灌溉方式中，往往會造成大量的水資源浪費現象，這與水資源節約與保護背道而馳，需要積極采取有效的節水灌溉設備與技術，在滿足農業生產需求的同時，實現水資源的有效節約，充分發揮節水灌溉作用，真正實現“精細灌溉”的建設發展目標。

1 農業節水灌溉設備

1.1 節水灌溉設備

現階段，我國農田灌溉中的節水灌溉設備主要包括：地面移動管道、噴灌機、噴灌地埋管道、不同規格的噴灌水泵等，不同設備的節水灌溉效果存在一定不同。結合國內目前自主研發大型噴灌機而言，DYP-415型電動圓形噴灌機、DPP-400型平移式噴灌機的應用頻率相對較高，并且應用覆蓋面比較廣泛、作業效率高、自動化效果理想，在機械化耕種中的農田區域應用普遍。而在中型噴灌機中，卷盤式噴灌機（如圖1所示）應用普遍，常見設備型號分別為JP90、JP50、JP40等，該類設備應用極易出現一定水損失現象，主要在供水管道、水渦輪等處體現，尤其在配置單配頭期間，將增加入機壓力，能量損耗較大，具體使用期間要考慮諸多操作要素。而手推式機組、手抬式機組是小型（或輕型）噴灌機的常見類型，操作便捷應用率高，適宜應用在多個農田種植區域中，自身具備明顯的技術優勢，在我國農田節水灌溉領域得到廣泛應用與推廣。

圖1 卷盤式噴灌機示意圖

1.2 噴灌專用水泵

不同的農業種植對節水噴灌要求存在一定差異，需要注重噴灌水泵、小型（或輕型）噴灌設備多方的聯合運用，以此來滿足不同農業種植領域的實際需要。一般情況下，我國目前普遍所采用的噴灌專用水泵主要分為兩種，分別為自吸泵和非自吸泵，其中前者常用水泵型號為50BPZ、65BPZ等，而后者則以65BP、80BP為主。除上述噴灌專用水泵之外，通用水泵在節水灌溉工程的利用率也比較高，其中最具代表性的有QJ系列井用潛水電泵，具有靈活性、可操作性特點，能夠根據實際需求情況進行補充應用。

1.3 管道灌溉

在農業節水灌溉設備中，管道灌溉屬于重要構成部分，是輸送水資源的基礎設施，也是提高節水效果的重要裝置，通常以地埋式固定埋藏方式為主?？v觀我國農業節水灌溉工程發展歷程，地埋式固定埋藏噴灌管道主要包括以下幾個類型：鑄鐵管、鋼筋混凝土管、硬質聚氯乙烯管等[2]。但由于管道規模較大、鋪設范圍廣、涉及領域多，在整個節水灌溉工程投資占比相對較高，需要相關部門給予高度重視，確保管道鋪設規范，減少不必要的資源浪費現象。為更好促進各項資源的優化配置，降低噴灌技術成本投入，應首選性價比較高管材，加強管材費用控制，以此來減少工程建設成本，利用有限資源創造最大效益，不斷提升管道實際利用率。例如：通過機組式噴灌、移動式管道噴灌的融合運用，逐步形成以新型環保材料為主體的管道，在鋼絲網水泥管的輔助應用下，促進節水灌溉工程的有序開展，取得更理想的應用效果。

2 農業節水灌溉相關技術分析

2.1 水資源配置技術

以農業生產規模與客觀發展需求為基礎，準確掌握地下水資源儲量、分布情況、區域地表等重要參數，詳細了解相關數據，按照實際生產需要，保證水資源的合理調度與分配，起到一定的水環境調節效果，在灌溉回歸水技術的輔助應用下，實現多水源（污水、雨水、洪水）的回收再利用，提高水資源利用率，最大限度降低農業灌溉用水流失與浪費，靈活選用適宜的防洪措施，實現防洪引流，為農業灌溉爭取更多水資源。

2.2 水資源控制技術

該技術主要包括：灌溉水管道輸送技術、輸水渠道防滲漏技術、抗旱點澆技術、噴灌與微灌技術等技術形式，是節水灌溉工程中的重要組成部分。該技術的應用意義，便是對水資源灌溉過程實施追蹤管控，避免水資源在輸送與配置期間出現“跑、冒、滴、漏”等損失情況，減少農田灌溉中的深層滲漏損失，進一步提升灌溉效率。

2.3 農作物節水技術

農作物節水泛指農藝及生物節水技術，一般覆蓋在抗旱品種選擇、耕作、覆蓋保墑等技術。在該技術的應用期間，不但要抓好技術保障，同時還需做好節水灌溉期間的嚴格把控，充分借助現代化手段，精確管理灌溉用水。例如：通過輸配水自動量測技術、自動信息系統、監控技術等現代化手段，還可以構建相應的用水制度，實現對節水灌溉全過程的科學管理[3]。目前，我國節水灌溉技術在不斷發展，逐步從單項節水技術向綜合節水技術體系方向轉變，并在農藝節水技術、管理節水技術、工程節水技術等多學科的相互結合下，逐步形成相對完善的農業節水體系，要定期開展綜合性試驗，為農業灌溉提供更多技術保障。

3 農業節水灌溉設備和技術應用面臨的挑戰

3.1 管理水平需提高

當前，農業節水工程管理分為兩種：一是“村組+專管人員”模式。該模式采用民主決策方式，農民具有較高的參與意識，能夠做到統一播種、建設和管理，可以節省人力、運行成本，同時管理人員權責明確、制度完善、管理水平較高，但是村組和農民缺乏緊密的經濟利益聯系，缺乏農業產業化經營理念，并未實現統一經營和經銷，運行管理過程中需要農戶積極配合。有些農戶在病蟲害等統一防治行動進行時并未積極參與其中，甚至私自開閥，導致統一管理出現問題。同時，農戶參與管理需要耗費大量時間和精力。二是大戶自行管理模式。這種模式可以促進高效節水工程管理工作迅速推進，緩解地下水超采問題，統一管理品種、種植、耕作、管理和銷售這五項工作，而且管理人員比較固定，具有較強的責任心，管理經驗比較多，水平較高，也適合農業先進技術管理，可以推動農村勞動力轉移，增加農民收入。但是管理制度需要進一步完善，主要體現在水利部門對大戶自籌資金建設節水工程的監管力度不夠。

3.2 節水意識不強

農戶的節水認識不到位，過于看重節水，并不能徹底理解節水對農業發展的重要性，導致節水設備和技術應用受到影響。一方面，農戶有著強烈的傳統用水意識，及時了解了水資源的重要性，但是不會珍惜，并且認為水資源是無窮盡、無償的，缺乏自主地水資源保護意識和責任意識。另一方面，農戶的文化素質偏低，無法充分了解水資源短缺情況，認為這與自己無關，是政府需要考慮的。另外，大部分節水農戶只是將農業節水歸納到節約用水領域，認為只要采用了節水設備和技術就能夠有效利用水資源，完成節水目標，但是事實上農業節水不僅需要重視水資源節約，還需要提高可用水量，也就是利用現代設備和技術開源節流，擴大用水總量。還有些農戶誤認為只要有效開采水資源就可以充分灌溉作物，提高其產量，但是事實上區域水資源若是開采過度會破壞當地生態環境，水源匱乏現象會越發嚴重。

4 農業節水灌溉設備及相關技術的應用推廣策略

4.1 健全農業節水灌溉技術管理體系

為促進農業節水灌溉技術的深層推廣與應用，應結合地區農業發展現狀，合理制定農業管理機制，充分考慮地區經濟發展需求與農民經濟承擔等相關要求。完善節水灌溉工程體系，加強基層供水工程建設保障，合理設置水價，在滿足農業用水需求的同時，實現對農業種植及居民日常用水行為的嚴格約束。合理分配水權，結合實際適當調整農村用水規范，切實改變傳統模式下“低效益”的灌溉用水形式，靈活運用多種專業節水灌溉設備與技術，強調水資源的高效利用，嚴厲杜絕水資源浪費現象的出現。針對農業灌溉用水，要著重加大規范化管理力度，不斷完善水資源灌溉流程，充分發揮節水灌溉技術手段的作用。

4.2 加大農業幫扶投入

農業節水灌溉關系到水資源保護及農業發展，涉及領域廣泛，是提高農業產量與效益的關鍵手段，需要采取有效的幫扶手段，及時轉變地區居民的用水觀念，形成自覺保護水資源的良好意識。地方政府機構應以身作則，發揮自身主導作用，著重加強對農業生產及節水灌溉技術的支持與幫扶力度，構建完善的投資幫扶體系，適時出臺多種福利優惠政策，為農業節水灌溉提供制度保障。在推廣農業節水灌溉技術設備期間，應做好地區經濟、農業發展及農民收入等情況的調查工作，以此選擇與實際相契合的節水灌溉技術。

4.3 做好節水灌溉技術宣傳

我國是人口大國，人均水資源量相對較低，為更好地迎接水資源短缺帶來的挑戰，應正確對待經濟發展、環境保護二者的關系，適當加大宣傳力度，不斷增強社會民眾對節水灌溉技術的深層認知。節水灌溉是一項較為煩瑣的工程項目，牽扯內容廣泛，需要定期召開宣傳會議，促使當地居民深入了解節水灌溉設備與技術的優勢，強調思想觀念轉變，深刻意識到農業與環保之間的密切關聯，合理運用各類農業節水灌溉基礎，保證做到既滿足農業生產需求，又能實現水資源的最優化開發與利用，減少不必要的水資源消耗、浪費等情況，為農業生產創造更多效益空間。

4.4 創新節水管理模式

農業高效節水灌溉管理模式存在的問題已經對農業規模化、集約化、標準化和節約化發展產生了影響。因此，相關部門需要創新節水管理模式，根據區域人文地理特征和經濟發展情況，制定符合區域發展的管理模式，將節水灌溉工程效益充分發揮出來。

5 農業節水灌溉設備及相關技術發展趨勢

我國人口多，是農業大國，但是人均水資源占有量少，屬于水源匱乏國家，因此發展農業節水灌溉設備和技術成為必然，不僅可以有效利用水資源，也能夠促進農業發展。今后農業節水灌溉工作需要逐步向適時適量、按需灌溉方向發展，這也是今后研究重點，具體體現在以下幾方面。

5.1 技術集成化

溫室節水灌溉屬于系統工程，其涉及了多個專業和領域，單獨研發生產某一部件無法將系統綜合效益充分發揮出來。溫室農業生產過程中，采用高效合理灌溉技術重點在于灌水均勻度的控制，通過適量水適時灌溉，在滿足作物水量需求的同時避免土壤含水量過大、空氣濕度過大，導致作物出現霉病，進而提高作物質量，達到節水節能目的，這也是農業節水灌溉設備和技術研究重點方向。需要對作物生長過程需求信息以及環境因素進行深入探究，通過計算機對灌水時間和數量進行自動控制，進而實現適時適量和按需灌水。而根據作物生長所需要開發不同作物所需的設備，綜合灌溉、施肥、植保、栽培和管理等技術，以滿足現代化農業發展需求。

5.2 灌溉多元化

農業節水灌溉設備和技術發展重點在于高效利用水資源、合理分配資源，有效提高設備的利用率和產出率。對此，灌溉系統需要增加不同服務功能，需要重點解決的問題包括：第一，微灌情況下水、肥和藥等資源的利用設備和技術，例如，精量注肥設備和技術、水動精量注肥設備和技術等；第二，開發微灌系統中的最小結晶度液體肥料，并對不同作物、蔬菜、果樹等研發專門的液體肥料；第三，為了達到最優產量和質量且避免地下水被污染這一目標，需要研發高效利用N、P、K肥料的設備和技術；第四，為了提高水肥利用率，在微噴灌和滴灌情況下，制定不同作物的用水需求灌溉精準控制制度；第五，根據作物生長過程的水肥藥和環境等要素需求情況，開發滿足不同設施農業作物的設備和技術，以滿足農業節水灌溉發展需求。

6 結語

綜上所述，節水灌溉是農業生產中的重要一環，在整個農業產業發展中扮演著重要的角色。在新時期背景下，各地區應著重加強對農業節水灌溉的關注，結合地區農業發展現狀，妥善選擇適宜的節水灌溉技術與設備，充分發揮現代技術的優勢價值，全力推動節水灌溉工程的順利開展，實現農業生產與水源節約一起抓，保護生態環境，促進農業的穩健發展。