試析農業水利工程中高效節水灌溉技術

張東榮

（高臺縣大湖灣水管所，甘肅高臺 734300）

0 引言

農業水利工程主要以農業灌溉為主，也涉及城市和工業用水領域，進行水利工程（農業防控防澇、城市污水排放、雨水集畜利用等）的勘測、規劃和設計。伴隨著社會經濟的不斷提升，農業產業得到全新發展空間，種植規模快速擴大，對于水資源的需求量日漸提高。高效節水灌溉技術的合理運用，已然成為農業水利工程建設的必然選擇[1]。對農業發展而言，高效節水灌溉技術優勢突出，既能節約水資源，保護生態環境，又能夠降低農業生產成本投入，獲取可觀的經濟效益。如何采取有效手段，將高效節水灌溉技術靈活運用在農業水利工程中，是本文的重點研究課題。

1 農業水利工程中高效節水灌溉技術應用的意義

我國屬于水資源短缺國家，人均水資源占有量明顯不足，與世界其他國家相比，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。另外，受氣候條件的影響，部分地區干旱災害時有發生，進一步加重了水資源的枯竭問題，在一定程度對我國農業經濟的發展產生了不良影響。我國屬于農業大國，農業經濟的發展占主導地位，而農業生產對于水資源的消耗較大。為確保農業用水充足，避免農業生產出現水資源短缺現象，國家應重視農業水利工程的建設，重視高效節水灌溉技術的引進與應用。高效節水灌溉技術屬于一種先進技術，其具有減少水資源浪費、提高水資源利用率的作用，可在一定程度上節約農業水資源的使用量。

其一，節約水資源。該技術的應用可以提高水資源利用率，減少水資源在運輸及灌溉過程中的浪費，從而解決農業生產中水資源短缺的問題。其二，提高農業生產率。高效節水灌溉技術的應用可以根據不同階段農作物的用水需求完成水資源的灌溉任務，具有靈活控制以及調節灌水量的功能，可以滿足不同農作物生長期間對水資源的需求，且具有保持土壤濕潤度的作用，有助于農作物的健康生長。其三，節約人工勞動力。高效節水灌溉技術的應用主要依靠于自動化設備，無需太多人工勞動力，優化勞動力配置的同時，還可以有效減少人工投資成本。其四，提高農業生產經濟效益。高效節水灌溉技術屬于自動化信息技術，人員可以進行遠程操控，極大地提高了灌溉效率，促進了農業生產向自動化及機械化的方向發展。

2 技術要點分析

2.1 噴灌技術

噴灌技術是我國農產品種植澆灌領域中的常見技術，噴灌類型選擇性多，比較適用于大面積農業種植。該項技術的運用原理，主要借助水泵、種植區域內自然落差，在經過施壓處理后，將水源輸送至種植區域，進而通過噴頭噴射形成小水滴，實現對種植范圍的大面積均勻鋪灑，實現對農作物的有效營養補充（圖1）。噴灌技術具有明顯優勢：灌溉方式均勻，噴灌系統選擇形式多，農耕占用面積小，地形要求不高。該項技術在果樹等農作物種植方面也比較適用，與傳統地面式灌溉方式相比，節水量能夠達到30%～50%。弊端是設備投資需要大量資金，且極易受到風力影響。

圖1 噴灌技術示意圖

在我國農田灌溉技術不斷發展、完善的今天，噴灌技術類型呈現多樣化的特點，可選擇性高。例如：固定管道式、滾移式、中心支軸式、噴灌機組式、半移動式等。以固定管道式為例，將部分管道系統埋設于地面下，在灌溉季節中不會出現移動現象，減少了管理期間勞動力的投入與浪費，具有較高的穩定性。管道多數以PPR、PVC等材質為首選，整體使用壽命長，水阻力偏低，具有可操作性。

2.2 微灌技術

目前，我國農業種植中應用到的微灌技術主要有3種，分別為微型滴灌式、微型噴霧式、脈沖灌溉式。在農業種植中應用微灌技術時，要綜合衡量種植規模、農作物品種、灌溉周期、種植環境等要素，一般微型滴灌式、微型噴霧式技術比較適宜在大棚種植中應用[2]。技術主要操作方式：將便于灌溉管道設置在種植區域內部中，作物根部留有適當距離，便于植物吸收。同時，將灌水器安裝在管道附近，以此對可溶于水的固體肥料、液體肥料進行融合處理。結合植物本身生長需求，合理安排肥料投入，通過管道與肥料自身重力，將其準確輸送至種植區域中，以此完成農作物生長期間的灌溉處理工作。

微灌技術的優點：灌溉水流量小，水利用率高；灌溉面積均勻，效果良好；可對指定區域開展高頻率灌溉作業，減少了資源浪費。微灌技術主要從農作物的根部位置進行灌溉處理，使以往灌溉作業中地表水分蒸發的問題得到有效改善。灌水周期整體縮短，相比于傳統地面灌溉作業，用水量節約50%左右。值得注意的是，該項技術極易造成鹽分累積，所以應用在干旱地區，要盡可能選擇淡水洗鹽的方式，避免濕潤體外部發生鹽殼現象。

2.3 渠道防滲技術

渠道防滲技術應用率相對較高，能有效降低渠道輸水期間的滲漏現象，以此來控制地下水位，節省水資源，避免種植區域出現土壤鹽化現象。目前，防滲層設置、渠床滲透性能改變是渠道防滲技術的主要操作方式。

前者的材料選擇性較多，需要結合實際種植情況、種植面積、作物品種進行妥善選擇，在水泥土、混凝土、鋼筋混凝土、瀝青、塑料薄膜等材料的輔助應用下設置防滲層。其中，塑料薄膜材料防滲層發展悠久，技術成熟、經驗豐富，整體資金投入不高，防滲效果比較理想，一般在流速較小的種植渠道中比較適用。而后者是對土壤進行壓實、抹光、淤淀等處理后，起到縮減土壤孔隙、減少滲透的效果。在特定化學材料的輔助下進行渠床土壤補充，可控制土壤透水性，避免水分流失過快而影響作物健康生長。

2.4 井灌式節水灌溉

井灌式節水灌溉技術主要以水資源為著眼點，通過合理劃分應用，實現高效節水灌溉的目的[3]。在技術的具體應用期間，應廣泛搜集種植區域的資料信息，結合種植區域、種植品種、土壤性質、當地氣候等，對植物生長的急需用水時節進行確定。并且，在此時節中設置井灌高峰期，在其他時節中減少田地種植灌水量投入，結合實際情況調整灌水周期，保證水資源的高效利用。

為進一步提高井灌式節水灌溉技術的應用效果，需要在種植區域中心位置設置井灌設施。與干管、直管融合運用，逐步形成可移動式井灌系統。可以同時安裝兩套井灌系統，以取得最佳節水灌溉效果。該項技術的優點：解決地下水位較低的問題，水資源合理得到有效運用，實現節水高產。

2.5 滴灌工程技術

滴灌工程技術的應用與噴灌技術相類似，技術應用需要首部控制樞紐、水源工程以及輸配水管網等。該技術主要是利用壓力將水資源通過毛管輸送至灌水器當中，隨后水資源再從灌水器中滴入農田完成灌溉工作。此種灌溉技術具有增加土壤濕潤度、滿足農作物生產需水量的作用。此外，該技術的應用節水優勢較為突出，與噴灌技術相比，其節水率提高了約15%；與地面灌溉技術相比，其節水率提高了約40%。同時，在滴灌期間，種植人員可以搭配使用施肥設備，形成水肥一體化的種植模式。將水資源與肥料注入農作物根部土壤，既可以減少水肥資源的浪費，又可以提高水肥灌溉效率，促進農作物的快速生長。

2.6 管灌工程技術

低壓管道輸水灌溉工程技術，簡稱管灌工程技術。該技術的應用需要使用機泵進行抽水，隨后通過向機泵施加低壓的方式，將水資源順著塑料水管或水泥管等輸送至農田間，完成農作物的灌溉操作。該技術主要是利用輸水軟管對農作物進行灌溉，不僅可以降低水資源的滲漏量及蒸發量等，還可以提高水資源的利用率，減少水資源浪費現象。

常規情況下，管灌工程技術的應用可以連接軟管，也可以不連接軟管。種植人員若想提高水資源的利用率，提升農業灌溉的節水效果，可選擇接入軟管，雖然其操作略微復雜，但實際的節水灌溉效果良好。實踐證明，在農業生產灌溉過程中，管灌工程技術的應用可以將水資源的利用率提升至95%，還能夠極大地提高農業灌溉的速度。當前，該技術已在我國北方井灌區域獲得了廣泛應用。

3 優化應用措施

3.1 優化種植結構

為促進農業水利工程的順利建設，保證水資源合理使用，需要在高效節水灌溉技術應用前期，做好相關規劃。結合地區農業生產項目、地質水文條件等，適當調整種植結構，為農業水利工程建設打好基礎。對農業種植結構進行調整，應通過分區發展生產的方式開展，以農業項目、種植品種為基礎，做好單項農業區分，結合種植地勢特點，做好建設方案的優化改良。

在農業種植區劃期間，要著重觀察以下幾點內容：一是對農作物本身的經濟與自然條件進行評價。二是充分了解當下農業生長狀況，掌握農作物構成與耕作特點，挖掘其增產潛力。三是按照地區經濟情況與種植地理位置，合理規劃未來發展方向。在優化種植結構、劃分種植品種后，要妥善選擇相應的節水灌溉技術，并要求相關技術人員參與到決策制定中，為最佳節水灌溉目標的實現做出努力。

3.2 合理配置水資源

我國土地遼闊，類型多樣。在農田水利工程中應用節水灌溉技術，需要專業人士做好前期調查工作，深入基層走訪考察，詳細了解種植區域內的實際情況，進而對癥下藥選擇適宜的技術手段，推動高效水資源灌溉技術的高效利用。充分了解土地情況，深入分析地貌類型，確定該地區是否屬于水資源豐富地區，若水資源豐富則無需從外界引水。如果該地區水資源存在短缺現象，則需適當進行水資源調度。根據水資源具體情況，進行對應節水灌溉技術的選擇與應用，以此更好發揮技術優勢，提高水資源利用率[4]。

值得注意的是，無論地區水資源是否豐富，都需對農業用水情況、儲水量進行監測，準確掌握水資源使用量及變化情況。目的是保證水資源儲備充足，需要用水時能夠在最短時間內完成調度處理，便于用水不當問題的及時發現和妥善處理。可有效規避不當行為的出現，進而實現地區水資源的合理規劃及高效利用，最大限度減少資源的浪費與流失[5]。

3.3 提升新型高效節水技術

農業水利工程涉及的領域廣泛。為促進我國高效節水灌溉技術的進一步發展，應科學借鑒國內外成熟先進的技術手段，做好節水灌溉技術的應用補充，取長補短，實現農作物產量與質量的同步提升。

一方面，以全自動控制系統為基礎，不斷優化其技術形式。具體來講，在現有高效節水系統基礎上，搭建全自動化灌溉控制系統，在各類傳感器的輔助應用下，做好數據搜集、匯總與分析，進而對植物生長環境與生長狀況做出客觀判斷，發揮計算機的系統優勢，實現智能化的灌溉作業。另一方面，加大節水灌溉技術人才培養力度。逐步打造一支高專業水平、高素質的節水灌溉隊伍，為節水灌溉技術推廣、農業經濟發展助力[6]。

4 結語

綜上所述，農業水利工程是帶領農業產業發展的基礎工程，在地區發展與社會經濟建設中占據重要地位。其中，高效節水灌溉技術在農業生產、水資源保護中有著十分關鍵的作用。新時期背景下，各地區要著重加強對高效節水灌溉技術的關注，將其靈活運用在農業水利工程建設中，充分發揮技術優勢，促進低投入、低消耗、高效率建設目標的順利實現，有利于發展循環經濟。