農田水利灌溉現狀及其優化策略研究

摘 要：從農業發展的角度看，合理使用水利灌溉技術可以優化灌溉模式，提高水資源的利用效率。通過統一規劃和科學布局農田水利工程，可以提高經濟效益。然而，隨著水資源匱乏及環境污染問題愈加嚴重，水資源利用的科學性和合理性不足，因此需要結合農田水利灌溉的實際情況制定優化對策，加強農田水利灌溉工程建設，推動農業穩定發展，維護我國社會與經濟的穩定。基于此，論述了農田水利灌溉的發展現狀，分析了農田節水灌溉存在的問題并提出了優化策略。

關鍵詞：農田水利灌溉；工程建設；節水技術；農業發展

中圖分類號：S274 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

灌溉工程是為了農田灌溉興建的水利工程，主要類型包括蓄水工程、引水工程和提水工程。例如，坎兒井作為我國歷史悠久且具有地域特色的水利灌溉系統，主要集中在新疆吐魯番地區，直到今天，坎兒井依然在農業灌溉方面發揮著重要作用。可見，合理、科學的農田水利灌溉工程是促進農業發展、實現水資源節約的基礎。結合農田節水灌溉的實際情況進行分析，越來越多的先進技術得到廣泛應用，但部分地區由于資金匱乏，無法完全落實農田灌溉技術；還有部分地區對農田灌溉技術缺乏足夠的重視，在管理方面存在一定的問題，同時缺少專業的人才，難以為灌溉技術的應用提供保障。對此，在節水灌溉技術應用中結合我國農業發展的具體情況，重視農田灌溉技術的普及與落實，致力于通過使用農田水利灌溉手段，達到節約水資源、保護生態環境的目的，提高農作物的產量與質量，為我國農業的綠色、持續、健康發展奠定基礎。

1 農田水利灌溉的發展現狀

水資源是農業的命脈。截至2023年，全國耕地灌溉面積達7 033萬hm2，在占全國55%的耕地灌溉面積上生產了全國77%的糧食和90%以上的經濟作物。但農業用水量占總用水量的60%以上。我國水資源短缺問題愈加嚴重，既要保證農業灌溉和糧食豐收，又要不斷提高農業水資源利用效率，確保農業經濟效益。為實現農田用水節流，要從工程、管理、技術等方面入手。到2023年底，全國高效節水灌溉面積達2 733萬hm2，

全國農業用水量已從2014年的3 869億m3降至3 600億m3，農田灌溉畝均用水由原來的402 m3減少到不足350 m3，而農田灌溉水有效利用系數從0.530提高到0.576。在保證全國糧食產量“二十連增”的前提下，灌區耗水量也保持了“零增長”。

建設農業節水灌溉工程是節水灌溉的重點內容。近幾年來，我國持續加強灌區續建配套現代化建設和改造。在大規模節水灌溉方面，如“東北節水增產”“華北節水壓采”“南方節水減排”等，均推動大中型灌區節水改造，完善灌溉排水工程系統，有效地提升輸水配水的效能。例如，河套灌區是我國的三個特大型灌區之一，以渠道漫灌方式為主。從2023年起，河套灌區對461 km長的主渠進行襯砌，將其襯砌率大幅度提升至50%，灌溉改良區域達26萬hm2，灌溉效率大幅度提高，水資源浪費情況減少。我國耕地節水利用率從2022年的0.478上升至2023年的0.527，節水系數得到了明顯提高。

從2019年起，我國大力推進高標準農田建設，以節水灌溉為核心，推進取水、輸水和灌溉全過程的深度節水。為規模較大的農田配備相應的噴灌設備；在一般分散的農田中鋪設灌溉管。以往進行大水漫灌時，農田畝均用水量為80 m3；改用“小白龍”水帶以后，雖然用水量減少，但該方式對人力的要求較高，灌溉30 hm2的土地需要10多個人耗費10多天的時間，成本較高。后續應用噴灌設備時，在農田內每隔13 m設置一個噴頭，灌溉33.33hm2的土地僅需一個人耗費幾天時間，并且噴灌設施應用后畝均用水量為20～30 m3，

相比之前的80m3下降幅度較大。

噴灌與滴灌都是我國農業當前常用的節水灌溉設備。相較于漫灌、畦灌，噴灌能節省20%～30%的水，滴灌的節水量更大，可節省30%～50%的水[1]。我國工程院專家表示：水資源緊張的情況下，我國的耕地灌溉面積大約增加了2 180萬 hm2，農業節水和高效用水形成了1 100億m3以上的年農業綜合節水能力，其中農藝節水占比為45.76%，工程節水占比為54.24%。灌溉面積的擴大且糧食產量不斷提高的情況下，農業用水總量下降300億m3，膜下滴灌以及淺埋滴灌水肥一體技術也得到廣泛的應用，實現了區域性的大幅度節水、節肥以及增量效果。

膜下滴灌以及淺埋滴灌水肥一體技術需要科學技術的持續研發作為支撐。我國近10年的農業節水科技不斷發展，在2022年建設了農業水資源高效利用全國重點實驗室以及旱區作物高效用水和抗災減損國家工程實驗室，尤其是大數據、云計算以及人工智能技術的創新應用，構建了智慧灌溉、智慧節水、數字孿生建設等新模式。以數字孿生灌區為例，2022年底水利部啟動了49處大中型灌區，開展數字孿生灌區先行先試工作，加強灌區數字化、監控自動化、調度智能化建設。以數字孿生灌區建設為基礎，結合衛星遙感等技術，構建流域需水、輸配水等專題模型，實現了閘站群的優化調控，有效提高了水資源節約集約利用效果。

2 農田節水灌溉存在的問題

2.1 用水不合理

灌溉用水的不合理是當前農田節水灌溉面臨的問題之一。部分地區無法根據作物的實際需求合理分配水資源以及選擇正確的灌溉模式，導致水資源浪費嚴重。這不僅嚴重影響了農業生產效率，也無法保障水資源的充分利用。

2.2 灌溉設施老化

部分地區的灌溉設施投入使用時間較久，甚至已經運行了幾十年，存在老化、破損的問題，這不僅嚴重影響了灌溉效果，還增加了設備維護成本。同時，設備老化必然會影響灌溉效率，還會浪費水資源，從而影響農田節水灌溉應用成效，因此加強設備管理的重要性不言而喻[2]。

2.3 缺乏完善的節水灌溉管理措施

有效、持續且合理的監管能保障節水灌溉的穩定性，對促進農業發展、提高節水灌溉工程質量具有重要意義。然而，雖然我國高度重視節水灌溉技術的使用及管理，監督力度也隨之加大，但部分農田的水利灌溉工程建設完成后，相關人員未能制定科學的管理對策和管理制度，導致監管力度持續減小，尤其是在工程投入運行一段時間后，對管理的重視度明顯降低，最終導致節水灌溉技術的機制和優勢無法充分地發揮。此外，節水設備的不合理使用也給節水灌溉工程的建設與發展帶來不小的阻礙[3]。

2.4 對田間工程缺乏重視

田間工程主要包括農渠與農溝的臨時渠道、田間道路、田埂、旱地的灌水溝等，加強田間工程管理可以保證灌溉效率和合理性。但從實際情況看，部分工程建設人員在建設過程中容易忽視田間工程，從而影響灌溉工作的開展。

2.5 節水灌溉的資金投入不足

在農田節水灌溉工程建設階段，建設資金主要應用于重要澆灌區的建設與維護，其他區域未能獲得充足的資金支持，難以保障整體建設水平。雖然，我國農田水利工程的相關管理部門致力于在灌溉中應用節水設備，以此來保證作物的產量，節省作物的灌溉水量。但是，國家投入的資金無法滿足設備購買需求，并且農民也缺乏足夠的資金購買節水設備，這導致資金問題成為阻礙農田節水灌溉發展的主要因素。

2.6 節水灌溉的技術人員缺乏

為加強農田水利灌溉工程建設，需要專業的技術人員以及管理人員的支持，但受資金、建設環境等因素的影響，多數農田節水灌溉工程建設存在人才不足的問題，嚴重影響節水灌溉技術的落實，使農田節水灌溉領域的發展面臨極大的挑戰。

3 農田節水灌溉的優化策略

3.1 促進節水灌溉技術的實踐應用

農田灌溉中常用的節水灌溉技術包括低壓管道輸水技術、噴灌技術和滴灌技術、防滲渠道及膜上灌溉技術。為獲得節約水資源的效果，需要合理選擇各種技術并制定完善的管理措施。因此，針對上述常用的節水灌溉技術進行分析，并提出一些優化策略。

3.1.1 低壓管道輸水灌溉技術

低壓管道輸水灌溉技術是采用管道輸水的方法，將灌溉用水送到地里，這解決了輸水過程中的水分蒸發和損失問題。同時，管道運輸和灌溉方式操作簡單、應用廣泛，提高了灌溉用水效率。該技術的優化重點在于加強管道建設，管道布設以及材料選擇都要滿足長期發展的需求。一方面，要選擇內徑符合灌溉需求、管壁厚度合理的管道，根據環境區域的不同，可進行一定的防腐處理，確保管材性能，可承受足夠的輸水壓力。另一方面，輸水管道布設合理可提高灌溉效率，在設計管道路徑時要注意縮短輸水距離，減少彎頭[4]。

3.1.2 噴灌技術和滴灌技術

噴灌技術和滴灌技術均在現代農業發展過程中取得了較好的節水效果，能滿足作物的用水需要，實現作物增產。噴灌技術和滴灌技術均需要構建完善的系統，管道式的噴灌技術和滴灌技術需要設置附屬管道，管道主要用于運輸灌溉水，附屬管道則設置出水口，使用噴灌技術則安裝噴頭，使用滴灌技術則安裝滴頭。噴灌技術可在節水的同時保證水分均勻噴灑，滴灌技術則直接將水滴到作物的根部，提高了水的利用率，減少了水在運輸、灌溉過程中的損耗，從而達到節水灌溉的效果。

首先，噴灌技術優化需要應用先進的噴灌機組，如中心支軸式噴灌技術可提高噴灌精準度，其后期運行維護成本也更低，并且該機組實現了水肥一體化管理，保證了灌溉質量。其次，滴灌技術優化要合理配置設備，根據區域的不同情況安裝調節局部壓力的設備，以便相關人員通過傳感器了解各區域的灌溉壓力，從而保證灌溉均勻。最后，滴灌技術優化還需要注重提升管道防堵和自清潔的能力，從而增強滴灌的可靠性和穩定性。

3.2 加大對農田水利灌溉的資金投入

在農田節水灌溉階段，為獲得理想的節水效果，需要投入更多的資金購買設備，實現技術落實。一方面，相關部門應結合我國農田水利灌溉的發展現狀及農田對灌溉的實際需求，合理投入資金以建設節水灌溉工程。另一方面，農田水利灌溉工程在獲取了相應的建設資金后，需要保證資金的合理分配，選擇合適的技術、設備等。部門追加資金時要給出合理的理由，確保資金投入為促進農田節水灌溉工程的發展奠定基礎[5]。

3.3 優化節水灌溉流程

為提高節水灌溉工程質量，需要優化灌溉流程，以便有效保護和充分利用水資源。

根據圖1可知，灌溉流程的優化需要關注以下幾點。第一，重視引進灌溉技術。農民應了解農田的具體情況，咨詢當地管理部門與專家，選擇如滴灌、噴灌等技術并購置相應的設備，在保證灌溉質量的同時減少灌溉水使用量。第二，制定符合農田特點的灌溉制度，明確灌溉工作原則。管理人員和農民均要具備節水意識，分析作物生長的實際需要，選擇合適的灌溉時機、灌溉模式等。第三，實行精細化的用水管理，嚴格監督節水工作的開展。基層部門應統計灌溉用水量、灌溉次數等，構建檔案數據庫，加強對用水情況的監督與管理，及時發現不合理用水的情況并進行糾正。第四，重視新型節水灌溉技術的研發，做好節水灌溉技術的宣傳工作。相關部門應根據農田水利灌溉現狀進行技術研究，以便更新灌溉設備。同時，注重農機農藝相結合，在引進和推廣節水技術時要重視多方協作的重要性，將節水灌溉的理念滲透耕作過程。第五，通過加強多方合作，促進節水灌溉技術的應用。政府部門要加強農田道路及灌溉管道工程的建設，邀請專家講解合理使用灌溉設備的方法，幫助農民掌握灌溉設備的使用和維護方法[6]。

3.4 重視人才引進和培訓

農田灌溉工程需要引進高質量的人才，同時對農民和技術人員加強技術培訓，提高其對節水灌溉先進技術的認識。通過加強培訓，農民可以了解不同節水灌溉技術的優勢、劣勢以及應用方法，從而結合實際情況選擇合適的節水灌溉技術。加強技術人員的培訓可以幫助其了解我國農田水利灌溉的現狀，在掌握先進技術的同時積累豐富的經驗，這不僅能加強對節水灌溉工程的管理，還能為更好地進行技術研發提供支持。

3.5 制定完善的農田水利灌溉管理制度

在分析現有的農田水利灌溉技術的過程中，發現要采取有效的手段加強管理，以便提高灌溉質量。還要制定完善的管理制度，通過改善基層水利資金投入機制、拓寬融資籌資渠道、激勵民營資本投入等方式加強管理，明確灌溉工程管理和維護的主體，確保農田水利灌溉工程的效益得到提升，從而提高水利灌溉系統的工作效率，促進農業穩定、健康發展。

4 結束語

改善農田的灌溉條件是提高作物產量、增加農民收入的關鍵措施，我國農田水利節水灌溉工程在多個省份得到廣泛應用，先進的節水灌溉技術充分發揮著節約和保護水資源的作用。然而，農田水利的節水灌溉工程在應用中也存在一些問題，通過促進節水灌溉技術的實踐應用、加大對農田水利灌溉的資金投入、優化節水灌溉流程、重視人才引進和培訓等，可實現水資源的合理應用，改善農村地區的灌溉條件，促進我國農業的可持續發展。

參考文獻

[1] 張延濤.農田水利節水灌溉工程建設與管理的現狀、問題與措施[J].數字農業與智能農機，2024（7）：59-61.

[2] 龍平.農田水利節水灌溉發展現狀及優化措施[J].農機使用與維修，2024（6）：110-112.

[3] 唐健.農田水利建設現狀與節水灌溉技術的應用[J].農業災害研究，2024，14（1）：271-273.

[4] 孫妹杰，宮書鋒.山東莘縣農田水利建設現狀與節水灌溉技術的應用[J].農業工程技術，2023，43（10）：61-62.

[5] 魏玉升，郭祥松，王靜.小型農田水利灌溉工程管理機制現狀及對策探討[J].河北農業，2023（3）：52-54.

[6] 馮永梅.農田水利建設現狀與節水灌溉發展對策分析[J].農村實用技術，2021（4）：150-151.

收稿日期：2024-10-19

作者簡介：張志剛（1984—），男，甘肅高臺人，工程師，研究方向為農業水利工程。