農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉效果的要點分析及優(yōu)化建議

孫國光

（民樂縣義得渠水管所，甘肅 民樂 734508）

我國農(nóng)業(yè)有著悠久的歷史，作為農(nóng)業(yè)大國，水土資源的重要性不言而喻，尤其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要以足夠的水資源為前提[1]。但我國現(xiàn)階段水資源日益緊缺，對此就需要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上采取節(jié)水措施，包括科學(xué)的灌溉模式，減少水資源的浪費以及提高水資源的利用率，這些措施對農(nóng)業(yè)生態(tài)的維護有著重要意義，也利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進農(nóng)村經(jīng)濟迅速發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)水利的常見灌溉模式和發(fā)展探究

在農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)中，常用到5 種灌溉節(jié)水模式，渠道防滲灌溉模式、管道輸水灌溉模式、噴灌灌溉模式、微噴灌灌溉模式、滴灌灌溉模式等[2]。這些灌溉模式不僅能起到節(jié)水省水以及提高用水效率的作用，同時還起到了5 個方面的作用。一是在節(jié)水的同時能夠節(jié)約化肥，例如滴灌灌溉模式，不僅能夠?qū)τ盟坑幸粋€精準(zhǔn)的把控，同時對施肥量和施肥時間有著精準(zhǔn)地把控，直接將水和化肥運輸?shù)街参锏母浚够试谧疃痰臅r間內(nèi)被吸收，從而達到節(jié)水省肥的作用。二是能夠有效地增加作物產(chǎn)量，在科學(xué)的灌溉模式下，以農(nóng)作物的生長發(fā)育需求為前提，適時為農(nóng)作物提供適量的水分和養(yǎng)分，確保農(nóng)作物在良好的生存條件下發(fā)育成長，從而達到增產(chǎn)的目的。三是有效地減少病蟲害發(fā)生的可能，在科學(xué)的灌溉模式下，能夠?qū)ν寥赖臐穸群蜏囟葘崿F(xiàn)動態(tài)化監(jiān)控，同時還能起到對土壤溫度和濕度的調(diào)節(jié)作用，通過降低農(nóng)田的濕度、保持農(nóng)田的溫度以及增加農(nóng)田的通氣性等辦法進行調(diào)節(jié)。此外，合理適時適量施用化肥，減少土壤鹽堿化，保證土壤的健康。四是節(jié)約人力成本，提高勞動效率。灌溉設(shè)備和灌溉智能系統(tǒng)的運用，提高灌溉效率的同時還能方便管理。五是充分利于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境平衡。隨著水土資源的污染和破壞問題日益凸顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不得不采取科學(xué)的措施，包括保證灌溉技術(shù)的科學(xué)性、加大環(huán)境保護宣傳等，以此來減少水土流失，降低對土壤結(jié)構(gòu)的破壞，達到農(nóng)業(yè)高效、環(huán)保生產(chǎn)的目的。

農(nóng)業(yè)水利灌溉過程中，無論選擇哪種疏水灌溉模式，都要保證與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境有一定的適應(yīng)性，同時也要針對可能遇到的難題，如投資大、設(shè)備依賴度高等問題，要提前做好預(yù)測和分析，堅持實事求是和具體問題具體分析的原則，按照當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和需求，進行科學(xué)且嚴(yán)謹?shù)木C合評價和決策分析，保證灌溉模式的效用得到充分發(fā)揮[3]。

此外，在實際運用中，還有諸多新型的灌溉模式，例如：潮汐灌溉、毛細管灌溉、自然落差灌溉、光電直射灌溉等。因此，了解灌溉模式的發(fā)展趨勢，做到與時俱進，堅持科技創(chuàng)新，尤其是設(shè)備材料和制造技術(shù)的改進和創(chuàng)新。

隨著制造技術(shù)的提升，很多新型管材具有耐高溫、耐腐蝕、抗老化等優(yōu)勢，運用在水利灌溉項目建設(shè)中，能夠延長管材的使用壽命。同時大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)的興起和運用，促進農(nóng)田輸水灌溉系統(tǒng)朝著智能化方向發(fā)展。從而，打造出智能化節(jié)水灌溉控制管理系統(tǒng)，通過遠程程序進行監(jiān)控，實現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境的動態(tài)化管理，使灌溉的精度和效率大幅提升。同時，保證用水、用肥的精準(zhǔn)把控，實現(xiàn)水肥一體化，從而降低水資源的浪費，也能起到環(huán)境保護的作用，智能化節(jié)水灌溉控制管理系統(tǒng)模型，見圖1。

圖1 智能化節(jié)水灌溉控制管理系統(tǒng)模型

2 農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉效果的要點分析

2.1 保證水利灌溉節(jié)水方案的科學(xué)性

農(nóng)業(yè)水利節(jié)水灌溉關(guān)乎民生，與農(nóng)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系，保證水利節(jié)水灌溉方案的科學(xué)性、有效性、可靠性，能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，減少資源浪費，保護生態(tài)環(huán)境。倘若方案缺乏合理性，將導(dǎo)致農(nóng)民的利益受損，農(nóng)作物減產(chǎn)，不利于新農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展[4]。首先，需要聯(lián)合包括農(nóng)業(yè)專家、相關(guān)農(nóng)業(yè)水利機構(gòu)等多方面，共同設(shè)計水利節(jié)水灌溉方案。要注意方案的設(shè)計不僅要通過專業(yè)性強、素質(zhì)高的農(nóng)業(yè)專家來實現(xiàn)，還要考慮方案的適用性，因此應(yīng)該主動接受農(nóng)民的意見和建議，尤其是認真聽取當(dāng)?shù)氐墓?jié)水實踐經(jīng)驗。其次，要進行綜合分析和實地考察，進一步掌握當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟情況、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況、自然條件等，尤其是調(diào)查當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，有針對性地設(shè)計、調(diào)整灌溉模式，提高灌溉模式的適用性和實用性，對此要考慮以下3 個方面的因素。一是當(dāng)?shù)氐耐寥李愋秃唾|(zhì)地，土壤類型的不同導(dǎo)致其蒸發(fā)量和滲透性存在差異，為保證綜合灌溉效果，還要考慮水分的蒸發(fā)和滲漏情況，因此在灌溉模式的選擇上，要先考慮當(dāng)?shù)氐耐寥李愋汀６钱?dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物的生長條件和生長要求。三是調(diào)查當(dāng)?shù)鼗蛑苓吽词欠竦某渥悖M行水質(zhì)調(diào)查，基于此來選取灌溉模式。最后，還應(yīng)該保證方案的經(jīng)濟適用性，為農(nóng)民提供一個性價比高的節(jié)水灌溉方案，目的是減少經(jīng)濟投入，降低資源浪費，才能更好地被接受和應(yīng)用推廣。

2.2 保證種植方案的科學(xué)性

為減少水土資源的破壞，保證土壤的健康，要采取科學(xué)的休耕輪作方案，堅持免耕少耕的原則，讓土地能得到休息和恢復(fù)，以此來保證土壤的肥力。同時還要制定科學(xué)的種植方案，包括科學(xué)管理方法、栽培技術(shù)，并做好提前的干預(yù)，選擇適應(yīng)強、產(chǎn)量高的優(yōu)質(zhì)品種，同時做好種子處理，保證種植密度的科學(xué)性等。選擇科學(xué)的施肥技術(shù)和灌溉技術(shù)，使農(nóng)作物既達到高產(chǎn)，又不破壞土壤的整體性，還能夠提高水資源的利用率。

2.3 做好項目整體的監(jiān)控和管理

在農(nóng)業(yè)水利灌溉工作中，要做好整個過程的全面把控和動態(tài)化監(jiān)督，確保整個水利節(jié)水灌溉工程有序推進，對此要明確任務(wù)目標(biāo)，將責(zé)任落實到崗，實現(xiàn)精細化管理保證管理的效率和質(zhì)量，保證各項資源的優(yōu)化配置和合理利用，確保整個體系能夠有效運行[5]。同時，還要在環(huán)境污染、水土資源破壞和浪費的問題上做好監(jiān)督管理，保證農(nóng)業(yè)水利節(jié)水灌溉的環(huán)境友好性，要重視各項措施的落實和后續(xù)監(jiān)督問題。此外，還要注重水利節(jié)水灌溉模式的優(yōu)化升級，積極引進先進的灌溉技術(shù)和設(shè)備，始終保持水利節(jié)水灌溉項目的先進性、時效性。

3 農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉方案的優(yōu)化建議

3.1 完善農(nóng)作物種植灌溉體系

為保證農(nóng)業(yè)水利節(jié)水灌溉方案的科學(xué)性、合理性，保證農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量，就要建立規(guī)范化的農(nóng)作物種植灌溉體系，在減少對水資源浪費的同時，達到保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡的目的。農(nóng)作物種植灌溉體系的建立，首先，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r選擇適合的灌溉模式，要考慮當(dāng)?shù)氐耐恋仡愋汀夂驐l件、經(jīng)濟情況等；其次，要考慮市場需求，確保農(nóng)作物經(jīng)濟適用，能夠為農(nóng)民節(jié)支增收；最后，要盡可能降低農(nóng)作物的種植成本，選擇科學(xué)的灌溉方式，降低水資源運用和化肥、農(nóng)藥的使用。同時相關(guān)機構(gòu)在節(jié)水灌溉體系的構(gòu)建過程中，要注重管理和監(jiān)督，要建立配套的制度體系和監(jiān)督體系，尤其是針對資金的投入和資源的配置問題，堅持硬件設(shè)施的實用性，確保設(shè)備投入后能獲得相應(yīng)的長期經(jīng)濟效益，促進農(nóng)業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。另外，尤其研發(fā)機構(gòu)，要積極創(chuàng)新，學(xué)習(xí)和引進先進的科技和設(shè)備，為當(dāng)?shù)卦O(shè)計高效的具有先進性的節(jié)水灌溉方案，來用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進整體農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、科學(xué)化發(fā)展。

3.2 加大人員培育，強化落實方案

農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉體系的運作離不開人力資源這一關(guān)鍵要素[6]。對此，要從3 個方面做好對人力資源的培養(yǎng)和開發(fā)。首先，針對水利工程建設(shè)人員，要加強管理和培育，通過技術(shù)培訓(xùn)的方式，提高人才質(zhì)量，同時提高招聘要求，來引進先進人才，保證水利工程的先進性、科學(xué)性。以此確保建設(shè)的節(jié)水灌溉水利工程在投入使用后能滿足當(dāng)?shù)氐男枨蟆Ｆ浯危匾晫r(nóng)業(yè)技術(shù)人才的培育，可以與高校進行合作，讓高校人才走進田野，讓高校人才獲得實踐機會，將理論落實于實踐，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民進行經(jīng)驗交流，在更好地了解農(nóng)村實際情況和實際需求的基礎(chǔ)上，為之后的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展提供條件。最后，要重視對農(nóng)民技能的培訓(xùn)和環(huán)保意識的強化，讓農(nóng)民了解先進的節(jié)水灌溉技術(shù)，掌握節(jié)水灌溉設(shè)施的使用方法。對此，可以通過課程培訓(xùn)、現(xiàn)場指導(dǎo)等方式，讓農(nóng)民學(xué)習(xí)到相關(guān)知識，掌握操作技能，從而養(yǎng)成節(jié)水意識。

3.3 結(jié)合灌溉工程工作量，制定灌溉方案

節(jié)水灌溉工程在投入使用后，灌溉人員要建立科學(xué)的灌溉方案。對此要先掌握灌溉面積、作物面積、灌溉水的需求量，結(jié)合農(nóng)作物的生長要求以及生長周期等來計算灌溉需水量。此外，灌溉人員還要把控好灌溉工程的運作時間，做好灌溉計劃的時間安排。最后，還要做好對灌溉工程工作量的科學(xué)把控，其中工作流量的計算公式為

式中：Q0為灌溉工程的標(biāo)準(zhǔn)流量；e 為被灌溉農(nóng)作物的具體數(shù)量；ai為第i 種農(nóng)作物的種植比；mi代表的是第i 種農(nóng)作物的用水量；Ti為第i 種農(nóng)作物的延續(xù)時間；A 代表設(shè)計的灌溉面積；t 為灌溉時長；η 為水資源的利用率。通過式（1） 計算灌溉工程的工作量，再結(jié)合農(nóng)作物的灌溉需求量，制定灌溉方案，能夠提高水資源的利用效率，并減少水資源的浪費。

3.4 結(jié)合實際情況，實現(xiàn)種植灌溉方案的調(diào)整

實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉的建設(shè)要不斷地改進和優(yōu)化，才能更好地滿足當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展需求。尤其是種植方案的優(yōu)化，保證了農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、適用性、合理性，不僅能減少水資源的浪費，保護了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，還能夠讓農(nóng)民獲得更高的經(jīng)濟效益。例如，我國西北地區(qū)因水資源匱乏，主要農(nóng)作物只能為青稞、小麥、大豆、棉花、土豆、大棗等旱作物，這些農(nóng)作物對水資源的需求較低，再配合使用塑料薄膜覆蓋技術(shù)、輪作移栽及間種技術(shù)、高效灌溉技術(shù)等，其中灌溉要以滴灌或噴灌為主，這些措施的使用能夠提高水土利用率，有效地緩解水土流失問題，還利于農(nóng)作物的養(yǎng)分吸收，保證農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。再比如我國平原地區(qū)，由于地理條件和氣候條件等原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以大棚果蔬種植、動物養(yǎng)殖等為主，由于水資源充沛，節(jié)水灌溉方案的選擇是以渠道灌溉為主，有效地提高了水資源的利用率。

3.5 學(xué)習(xí)先進的技術(shù)，保持種植灌溉方案的先進性

隨著科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展，促使我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著自動化、智能化方向發(fā)展。生物技術(shù)、3S 技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)科學(xué)運用，實現(xiàn)了對整個種植灌溉體系的全面、科學(xué)管控。其中3S技術(shù)運用在種植灌溉方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對當(dāng)?shù)厮临Y源的動態(tài)化監(jiān)控，便于灌溉人員進一步掌握土壤含水量、溫度以及當(dāng)?shù)氐慕邓俊⒄舭l(fā)量等數(shù)據(jù)，這也為節(jié)水灌溉方案的建立提供數(shù)據(jù)支撐。利于監(jiān)測當(dāng)?shù)赝寥赖柠}堿化情況、水土流失情況等，一旦超出某一界定范圍，監(jiān)測人員可以及時干預(yù)，采取土壤修復(fù)措施，保證土壤健康。因此，先進的農(nóng)業(yè)技術(shù)可以用于監(jiān)測當(dāng)?shù)厮廖廴厩闆r，用以判斷灌溉模式的合理性，判斷該灌溉模式下過度施肥、過度潑灑農(nóng)藥等問題發(fā)生的可能。

4 結(jié)束語

我國一直堅持可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，為保證水資源的合理利用，減少對土壤的破壞，保證當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，就需要做到具體問題具體分析，嚴(yán)格制定農(nóng)業(yè)水利節(jié)水灌溉方案，科學(xué)地運用節(jié)水技術(shù)，保證灌溉模式的科學(xué)性、實用性。本文從農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉效果的要點、灌溉方案的優(yōu)化建議等方面進行了分析，對提高水資源的利用率和農(nóng)作物的質(zhì)量產(chǎn)量具有一定的參考價值。