農田水利灌溉工程規劃設計與灌溉技術研究

陳生國

摘要 當前，農田水利灌溉在國內農業發展過程中起到的促進作用越來越大。為了最大限度地滿足農業生產需求，提升農業生產水平，需要重視農田水利灌溉工程的建設和實施，根據實際情況科學、合理規劃和設計農田設計建設灌溉工程，加大對多元化光刻技術的應用力度和推廣力度，為農作物的健康生長營造良好的環境條件。基于此，分析了農田水利灌溉工程的規劃設計以及灌溉技術，提出了相關的優化策略，希望為相關工作者提供參考。

關鍵詞 農田水利灌溉工程；規劃設計；灌溉技術；優化策略

中圖分類號：S277 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0269-03

為實現節水農業的目標，需要在農田水利灌溉工程建設實施的過程中，提高對農田水利灌溉工程規劃設計的科學性和合理性，實現對新型灌溉技術的大力推廣和應用，努力打造精準節水灌溉系統，滿足農作物的灌溉需求，實現對水資源和土地資源的科學、合理利用，推動我國農業健康可持續發展。

1 農田水利灌溉工程規劃設計分析

1.1 農田水利灌溉工程規劃設計的標準

為進一步提高農田水利灌溉工程規劃設計的科學性和合理性，需要在規劃和設計前有效明確相關的標準。當前，針對農田水利灌溉工程的規劃和設計，我國并未出臺明確統一的標準和規定。農田的灌溉以地表水為主，當地的氣候環境條件會直接影響地表水的含量。因此，在農田水利工程規劃與設計標準制定的過程中需要充分考慮當地的環境氣候條件，綜合分析當地的河流徑流量情況和當地的各個季節的降雨量情況，明確不同季節不同農作物種類對灌溉水量的需求，確保設計的農田水利工程規劃與設計標準具有較高的科學性、合理性。

通常水資源利用率（P）是體現農田水利工程灌溉合理性的重要標準，各地區可以根據水資源的利用率種植適合的農作物[1]。如果P>0.8，說明當地的水資源比較充足，能夠滿足農作物的用水需求，如果P值比較小，說明當地的水資源利用率較低，不具備充足的水資源，在種植農作物過程中需要優先考慮一些耐旱能力較強的農作物。同時，抗旱天數也是衡量農田水利工程灌溉設計的一個既定標準，即農田水利灌溉設施在當地連續晴天的天氣情況下可以最大限度地滿足當地農作物灌溉需求的天數。因此，在農田水利工程規劃與設計的過程中，其規劃與設計標準的制定離不開以下4個因素：（1）灌溉區域水源的來源情況；（2）灌溉區域水利設施的建設情況；（3）灌溉區域農作物的種植情況；（4）灌溉區域經濟的發展情況。全面準確了解以上4個因素后，能夠準確確定農田水利工程的整體規模，進而開展更加科學、合理的規劃與設計工作。

1.2 農田水利灌溉工程規劃設計的原則

農田水利灌溉工程規劃與設計工作開展的過程中還需要遵循相關的原則。在遵循經濟性原則同時還需要分析研究其他的影響因素，確保當地的各方面發展能夠與農田水利灌溉工程的規劃和設計保持和諧關系，最大限度地滿足當地人畜的用水需求，并遵循安全性原則。安排專業性的人員開展實地勘察工作，準確了解和掌握各地區的實際情況，明確其中存在的一些安全隱患，采取相關的措施避開危險區域，以免后續農田水利灌溉工程在運行過程中出現危險事故。

此外，還要在規劃設計的過程中堅持節水灌溉的理念，加大對節水灌溉技術的應用力度，有效整合和應用各類資源，提升水資源的利用率。在具體工作落實的過程中需要規劃和設計人員重點關注地下水的綜合應用，不斷擴展灌溉渠道，擴大灌溉的覆蓋范圍。綜合考慮和分析農田水利灌溉工程所處地區的地勢情況，并在規劃和設計的過程中，充分發揮當地地勢結構的優越性，科學、合理設計排水渠道。

1.3 農田水利灌溉工程取水方式的規劃設計

取水方式設計的科學性和合理性直接影響著后續農田水利灌溉工程灌溉的效果。因此在農田水利灌溉工程規劃設計的過程中，取水方式的規劃和設計是至關重要的一個環節，需要工作人員加以重視。當前，大部分地區在農田水利灌溉工作開展過程中采用的灌溉方式主要有2種：（1）提水取水灌溉方式；（2）自流取水灌溉方式。灌溉方式設計需要在這2種灌溉方式的基礎上進行相應的優化和改進。

自流取水灌溉方式作為最常見的一種農田灌溉方式，也是使用率最高的一種灌溉方式，它主要包括2種方式：（1）無壩取水方式；（2）有壩取水方式。無壩取水方式在應用過程中需要充分考慮農田水利工程的建設地點。一般建設地點又分為2種：（1）不建閘地點；（2）有建閘地點。有建閘的取水方式，在灌溉過程中能夠科學、合理地調整河流的汛期和河流的流量，降低災害發生的概率，有助于最大限度地發揮農田水利灌溉工程的作用，實現對水利工程的保護。與無壩取水方式相比，有壩取水方式在應用過程中，需要根據實際需求通過堤壩的修筑進一步提升河流的水位，最終達到自流灌溉的目的，同時也增加了農田水利灌溉工程的建設成本。

當前，在有壩取水方式設計和規劃的過程中，工作人員經常會采用溢流壩的設計方式，它不僅可以在汛期達到排汛的目的，而且還可以提升河流水位，既實現了對灌溉渠的水流量的有效控制，又實現了引水灌溉的功能，同時還為洪水期的農田安全提供了有效的保障。此外，為了避免泥沙進入灌溉渠道還可以科學、合理設計排沙閘，保障最終設計和規劃的取水方式滿足當地農田水利灌溉的需求。

1.4 農田水利灌溉工程灌溉渠的規劃設計

在灌溉渠規劃與設計的過程中，工作人員既要考慮經濟效益又要考慮社會效益，在這基礎上才能夠確保設計的灌溉渠最大限度地發揮自身的功能，提高土地資源的利用率。一般在設計和規劃灌溉渠的過程中需要嚴格落實以下幾個原則。首先，要堅持自流灌溉的原則，充分發揮灌溉地區的優勢[2]。規劃和設計人員可以選擇地勢較高的地區合理修建灌溉區。選擇地勢較低的區域科學修建排水溝。同時，在設計過程中還要注重處理高低洼地區。其次，堅持綜合利用的原則，針對地勢復雜的區域，可以科學、合理應用多種方式，實現對水資源的重復利用，針對地勢平坦的區域可以在設計和規劃過程中采用上下水聯動的運用方式，確保灌溉渠規劃設計的科學性和合理性。

2 農田水利灌溉工程的灌溉技術概況

在現代農業飛速發展的背景下，農田水利灌溉技術也在不斷創新。目前，各地區在農田水利灌溉工程建設和實施的過程中采用的灌溉技術越來越多元化，且效果良好。由于每個地區所具備的水文地質條件和環境條件不同，其對灌溉技術的需求也存在很大的差異性，具體在實踐過程中還需要根據實際情況和各地區的具體需求科學、合理地挑選和應用不同的灌溉技術，確保灌溉技術使用價值和作用的最大限度發揮，滿足當地農業灌溉的需求。當前，農田水利灌溉工程中使用的灌溉技術主要有以下7種。

2.1 滴灌技術

滴灌技術在農田水利灌溉工程的應用主要是在了解不同農作物特征需求的基礎上發揮管道的作用和價值，向植物的根部輸送需要的水資源，滿足農作物的用水需求，促進農作物健康生長。當前滴灌技術在應用過程中所具有的優勢主要體現在以下3個方面：（1）能夠合理調配水資源，提高水資源的利用率；（2）不會嚴重損壞土壤層；（3）滴灌過程中還可以進行施肥，提高農作物對肥料的吸收率。為了提高滴灌技術應用的效果，需要設計人員根據農作物的生長情況，科學、合理地設計滴灌管道的位置。一般會將滴灌管道的位置設計在地表下1 m左右的土層位置處，并且需要結合農作物的種植情況科學、合理地布局。此外，還需要合理設置減壓閥和水泵。減壓閥可以在管道水量充足水壓較大的情況時合理調控管道的出水量，確保水資源的科學、合理利用，避免出現水資源浪費的情況。

2.2 噴灌技術

在農田水利灌溉工程運行的過程中，噴灌技術的應用概率比較高。此灌溉技術在應用的過程中主要是在水泵的作用下促使水從管道的噴頭中以水霧或水滴的形式噴灑出來。當前噴灌技術在應用過程中所具有的優勢主要體現在以下4個方面：（1）灌溉比較均勻，能夠滿足農作物對水分的需求；（2）具有較強的實用性，適用范圍比較廣，適用于多種地形；（3）可以更好地利用水資源；（4）可以調節局部地區環境條件。但此灌溉技術在應用過程中也存在一些不足。一方面灌溉的基礎設施需要投入的成本較大；另一方面在灌溉過程中受到風力的影響，會降低灌溉的效率和質量。

2.3 滲灌技術

滲灌技術在農田水利灌溉工程中的應用主要是利用地下管道向已經設置好的深水管道中輸送相關的水資源，以達到灌溉農作物的目的。與其他的灌溉技術相比，屬于一種比較先進的前沿性的智能灌溉技術。當前，在應用過程中滲灌技術的優越性主要體現在以下5個方面：（1）灌溉不會明顯地損害土層結構，灌溉后土層表層仍處于疏松狀態，不會發生板結現象，有助于農作物的良好生長；（2）灌溉過程中地表土層的含水量較低，降低了地表蒸發所帶走的水分；（3）滲灌管道一般設置在土層中，不會影響農作物種植活動的開展和交通的運行；（4）能夠減少病蟲害的滋生；（5）可以有效控制水流量和動力能耗，提高資源的利用率。但滲灌技術在應用過程中也存在一些不足：（1）表層土層不具備較高的濕度，不利于植物種子健康、高效地生長；（2）需要投入的成本比較高，施工工序比較復雜；（3）在灌溉過程中易發生深層滲漏問題，當灌溉區域土層的透水性較好時采用滲灌技術易發生高頻率的滲漏問題，降低了水資源的利用率。

2.4 渠道灌溉技術

渠道灌溉技術的應用歷史比較悠久，其在長期的發展和實踐過程中也在不斷優化和完善。以往在傳統農田水利灌溉系統中渠道灌溉技術的應用主要采用的是泥土渠道，即以泥土作為建筑材料修筑渠道，這種渠道在灌溉的過程中易出現水分下滲的情況，不利于水資源的科學、合理利用，導致水資源出現嚴重浪費的情況。當前，在渠道灌溉技術應用過程中人們采用防滲技術降低了渠道灌溉技術在應用過程中水分下滲問題的發生概率，提高了水資源的利用率。例如，可以選擇隔水性較好的塑料薄膜設置在渠道的內。不過當前渠道灌溉技術在應用過程中常會受到地形和當地灌溉蓄水量較高的限制。

2.5 低壓灌溉技術

低壓灌溉技術在應用的過程中是將采用壓力管道的方式取代了原有的明渠灌溉技術，一般在灌溉過程中需要有效控制其壓力，確保其處在規定的范圍內。操作和管理比較簡單方便。根據以往低壓灌溉技術的應用效果來看，其水力參數達到0.95時具有良好的防滲漏效果，提高水資源的利用率。不過，在具體的實踐過程中，與噴灌技術和滴灌技術相比，其節水性能還需要進一步提升和優化。但由于低壓灌溉技術需要投入的成本較少，灌溉的效率較高，在各地區農作物灌溉過程中得到了廣泛應用，尤其是在西北地區得到了人們的青睞。

2.6 微潤罐技術

與其他的農田水利灌溉技術相比，微潤灌技術具有一定的先進性特征。其在具體應用的過程中主要是在土層中放置高分子半透膜，然后依靠高分子半透膜將肥料和水源輸送至農作物的根部，為農作物提供充足的養分和水分，促進農作物健康生長。微潤灌技術的應用有效地整合灌溉和施肥，可以達到節水節肥的目的。但在其具體應用的過程中微潤灌系統的水量較小，易發生堵塞現象，目前在各地區農作物灌溉過程中并未得到大范圍的推廣和應用。

2.7 步行灌溉技術

當前，步行灌溉技術在農田水利灌溉過程中比較常見。與其他的灌溉技術相比，其操作比較簡單、方便。不過，在灌溉過程中需要借助拖拉機或三輪車等相關的機具設備，通過機具設備的移動以實現對農作物的有效灌溉。此灌溉技術的適用性較強，適用于所有種類的農田灌溉。在實踐過程中不需要修建管道和渠道就可以達到灌溉農作物的目的，在一定程度上節省了灌溉過程中人力、物力的投入，同時還提高了農作物灌溉的效率。

3 優化農田水利灌溉工程規劃設計效果的措施

3.1 做好規劃設計前的準備工作

在農田水利灌溉工程規劃與設計工作開展前，需要做好充足的前期準備工作。務必要全面準確地了解各地區的農業經濟發展情況、環境條件情況、各地區的農作物種類情況，利用先進的科學技術掌握灌溉區域的水文地質情況。在實施的過程中，首先，需要在當地發展規劃的過程中將農田水利灌溉工程列入其中，結合農村的發展規劃科學、合理地規劃和設計農田水利灌溉工程，以此提升當地的經濟效益和農業生產效益[3]。其次，根據當地農業的發展現狀以及農業灌溉的具體需求，綜合考慮經濟效益對施工工藝進行科學、合理的選擇。最后，要借助先進的專業儀器設備，全面、準確地搜集相關的水文地址信息和資料，為后續規劃設計工作的有效開展提供有效的資料支持。

3.2 提高施工工藝、設備設施的合理性

一般在農田水利灌溉工程規劃設計的過程中會采用定額設計的方法，也需要嚴格把控灌溉的水量。首先，結合當地農作物的灌溉需求科學、合理地選擇施工技術和施工工藝，以便更好地掌握灌溉區域的滴灌定額。其次，需要合理設計網管結構。在具體設計過程中需要科學、合理地整合溝渠輸水方式和管網輸水方式，最終以完整的管道系統呈現出來，確保后續管道系統在運行的過程中能夠將水源高效穩定的輸送至灌溉區域。再次，在設計過程中要深入貫徹和實施節能理念，綜合考慮各方面的實際情況不斷創新和完善管網結構，在提高水資源利用率的同時最大限度地滿足當地農作物的用水需求。最后，需要根據實際合理布置設施設備，嚴格檢查農田水利工作過程中所用到的相關設備，確保其滿足相關的規定和標準。進一步優化現有的水閘蓄水設施，確保其能夠在后續農田水利灌溉工程運行的過程中發揮自身截水作用，提高農田灌溉的效率和質量。

4 結束語

當前，在農業經濟發展的過程中農田水利灌溉工程扮演著至關重要的角色。為了實現科學、合理地規劃和設計農田水利灌溉工程，最大限度地發揮農田水利灌溉工程的作用，需要結合自身的實際情況制定相關的標準，不斷優化農田水利灌溉工程規劃設計，根據當地農田灌溉的具體需求選擇適合的灌溉技術，充分發揮不同灌溉技術的應用優勢和價值，達到節約水資源和滿足當地農田灌溉需求的目的，進一步優化和提升農田水利灌溉工程的綜合效益。

參考文獻

[1] 聶瑛.農田水利灌溉工程規劃設計研究[J].鄉村科技，2022，13（15）：153-155.

[2] 王潤鳳.淺析中小型農田水利灌溉工程設計與節水技術[J].南方農機，2022，53 （11）：86-89.

[3] 孫偉強.農田水利灌溉工程規劃設計方法探討[J].農業科技與信息，2022（9）： 122-124.

Planning and Design of Farmland Water Conservancy Irrigation Engineering and Research on Irrigation Technology

Chen Sheng-guo （Water Station of Zhongqu Irrigation District， Minqin Water Affairs Bureau， Minqin， Gansu 733300）

Abstract Currently， farmland water conservancy irrigation plays an increasingly important role in promoting the development of agriculture in China. In order to meet the needs of agricultural production to the maximum extent and improve the level of agricultural production， it is necessary to attach importance to the construction and implementation of farmland water conservancy irrigation projects， scientifically and reasonably plan and design farmland design and construction irrigation projects based on actual situations， increase the application and promotion of diversified lithography technology， and create good environmental conditions for the healthy growth of crops. Based on this， the planning， design， and irrigation technology of farmland water conservancy irrigation projects were analyzed， and relevant optimization strategies were explored， hoping to provide reference for relevant workers.

Key words Farmland water conservancy and irrigation engineering; Planning and design; Irrigation technology; Optimization strategy