高效節水灌溉技術在農田水利中的實際應用探討

王建斌

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.05.036

近年，我國在農業生產方面投入了大量的資金，對于水利方面的建設愈加關注，并先后在各地區進行了灌區水利基礎設施的一系列改造，但也依然存在一部分問題尚未得到解決，影響了水資源的整體利用效率。針對這些問題，相關部門要予以高度重視，全面分析問題產生的原因，然后結合實際情況選擇針對性的高效節水灌溉技術，落實農田水利建設，有效提高灌區水資源利用效率，提高農作物的生產質量。

農業的發展離不開水土資源的大力支持，尤其是現階段環保理念的提出，促使農業在發展的過程中更加注重水資源節約問題。對此，在農田水利工程中做好節水灌溉具有十分重要的意義，需要相關人員能夠借助科學的手段進行合理灌溉，在提高農田水利工程經濟效益的同時，做到節約用水，以此來實現農業技術與生產層面之間的和諧發展。在調整農田水利工程灌溉作業水平的過程中，需要對原有的農業生產結構做出調整，同時堅持新農村建設發展的理念，保護生態平衡，增加農民收入，為全面推動鄉村振興奠定基礎。

一、高效節水灌溉技術綜述

在農田水利工程中，農作物在生長階段需要結合高效節水灌溉技術來實現水資源管理，節水灌溉技術可以綜合地區水文條件特征來提高水資源灌溉合理性，避免因為農田水利工程中的水資源過于浪費而影響到行業正常發展。就目前而言，最為常見的高效節水灌溉技術可以分為滴灌、噴灌等技術，其中應用最多的是噴灌技術，相較于傳統灌溉方法，噴灌灌溉能夠讓農作物順利獲取大量水資源，滴灌技術在實際應用期間，需要針對農作物根部進行灌溉處理，滴灌技術在應用中具有較強的針對性，灌溉周期也將受到影響。

二、高效節水灌溉技術的應用價值

1、提高水資源利用率

進行農田水利工程建設主要是給農作物生長發育帶來足夠的水分，加快其不斷生長。和傳統漫灌手段比較來說，高效節水灌溉技術能夠促進水利循環系統的建立，在保證農作物可以良好生長的前提下增加水資源利用率，防止水資源被大量浪費。特別是對于一些干旱以及半干旱區域來說，通過高效節水灌溉技術能夠最大程度凸顯出水資源價值和效果，而且同樣可為農田水利工程的進一步改善創造有利的條件。

2、提高減災工作效率還有農業收益

近年來，我國的經濟發展得到了很大的提高，然而氣候同樣開始愈加不穩定起來。大部分區域氣候都存在不規律的情況，而且自然災害層出不窮，包括干旱還有冰雹天氣等，給農業發展造成了極大的阻礙和破壞。使用高效節水灌溉技術，既能夠有效保護水資源，降低浪費，還可以給減災工作的良好實施帶來保障，提高減災工作整體效率，基于此，也一定會加快農業經濟效益最大化目標的實現，而且同樣可以提高水資源利用率，減少用水成本支出，加快農業產量進一步提高。

3、優化生態環境

現階段，我國一些地區的自然環境被過度開發，給水資源帶來了極大的危害，導致水資源匱乏，制約著當地農業發展。而且，因為地形以及氣候，還有水資源分布的影響，部分干旱區域水資源極為缺失，導致農業發展被長時間制約。應用高效節水灌溉技術，能夠緩解水資源匱乏的情況，給農業生產帶來有利條件，而且還能夠優化自然生態環境，增加生態資源利用率，加快生態環境達到良性循環發展的目標。

三、節水灌溉技術可采取的有效措施

1、輸水過程中的節水措施

傳統的溝渠漫灌的方式在很大程度上對水資源造成了浪費，且不能對灌溉質量有所保障，不能夠徹底滿足農作物生長對水資源所提出的各項要求。最為重要的是，這種灌溉方式會在很大程度上造成水資源的浪費，不利于生態平衡的維持。因此，做好輸水過程中的水資源節約具有十分重要的意義。目前，隨著農田灌溉節水理念的提出，在實際操作中主要采取了以下兩種方式，一種是管道運輸，另一種是渠道防滲技術。這兩種方式都可以起到節水的作用，二者應用的理論也大體相同，只是在形式上有所差異。具體來說，管道運輸是通過在地上安裝灌溉管道，灌溉水通過管道的傳輸流入農田，這樣在降低傳輸過程中水分的蒸發方面可以發揮出良好的作用。不僅如此，通過管道輸送灌溉水還能有效避免水資源在流通過程中所發生的滲漏而導致的水資源浪費問題。對于渠道防滲技術的使用，則是運用建筑材料來對水溝渠道進行處理，如在渠道內鋪設混凝土預制板、砌塊石等，通過這些手段來改善水溝渠道的滲漏，以此來達到節約用水的目的。盡管這兩種技術手段是現階段輸水過程中較為常用的節水措施，但是從節水成本以及節水效能上來說還是存在著很大的差異，具體的使用還需要依據農田的實際情況加以確定。

2、噴灌與局部灌溉的節水技術

噴灌式節水灌溉技術在農田水利工程中也是一項較為常見的技術，這種技術通常在大規模種植區域內應用。噴灌式節水灌溉技術的應用原理是利用壓力輸送水，在一定的高度下將水資源噴灑到需要灌溉的農田中。而在實際的農田灌溉中，采取這樣的灌溉方式需要結合農田的面積合理計算并分布輸送管道，盡量做到在滿足農作物生長需求的基礎上減少管道，同時還要保障整個噴灌工作具備一定的均勻性。目前，噴灌式節水灌溉的適用性極強，無論是在高原還是低洼區域，都具有較強的實用性。再加上灌溉效率極高，因此這種灌溉方式受到了農業部門的青睞。但在實際應用中，這種灌溉方式在前期的管道鋪設等工作上需要投入較多的財力和物力，使得這種灌溉技術在實際應用方面僅能在經濟較為發達、種植面積較大的區域內得到應用。在農業高速發展的今天，為了更好地滿足人民對農產品所提出的各項需求，相關人員在農田灌溉方面也采取了新的形式，局部灌溉就是其中之一。局部灌溉通常也被稱為重點灌溉管理，即將有效的水資源直接灌溉到植物的根系，避免了傳統灌溉方式所造成的中間環節浪費現象。局部灌溉多應用在大型果園或者蔬菜種植區，對目標形體較大的農作物更為適用。值得注意的是，在采取局部灌溉的農田區域，需要通過鋪設地膜的方式來減少水分的蒸發，以保障有限的水資源可以保持土壤濕潤，進而滿足農作物生長需求。

四、農田水利中高效節水灌溉技術的應用

1、滴灌技術

滴灌技術主要根據農作物的實際情況和生長需求來控制澆灌水量，在整個操作過程中，技術人員在灌水器中安裝相應的低壓管道系統，通過兩種管道的結合來達到控制水量的目的。基于這一系統，技術人員也可以根據不同季節、不同農作物的需求將水資源均勻分布到土壤中，滿足農作物自身生長的需求，可以有效代替人工操作，緩解工作人員的工作壓力。關于滴灌系統的構成需要考慮三個方面的問題，分別是管道分布、樞紐問題及滴頭的選擇。這種技術對水滴的控制能力很強，在整個灌溉過程中可以有效延長滴水時間，而且滴水周期較短，能夠在短時間內滿足農作物的水量需求，在保證均勻澆灌的同時，也能減少水資源浪費問題的出現。除此之外，滴灌技術還可以同自動化技術相互結合，實現自動化的滴灌，在節約水資源的同時，達到提高水資源利用效率的目的。

2、噴灌技術

在具體應用過程中，噴灌技術通常是通過增壓的形式來實現的，通過適當的壓力將水資源從管道傳輸到噴頭，農田澆灌更加均勻，可以有效滿足農作物的生長需求。在農業生產中應用噴灌技術，可以確保田間農作物被全面覆蓋，而且水量噴灌十分均勻，相較于傳統的灌溉模式來說，噴灌技術更符合田間農作物的生長需求。同時，應用這種方法能夠有效減少水資源浪費問題的出現，提高水資源的利用效率。從另外一個角度來看，應用噴灌技術還能在一定程度上節省勞動力成本，幫助工作人員緩解灌溉工作的壓力，而且經過噴灌之后，農作物可以增加產量。從當前實際情況來看，噴灌技術也存在一定的缺點和弊端，對于周圍自然環境的要求較高，不能在惡劣條件下應用，因此導致這項技術在實際操作過程中具有一定的難度，并不是任何環境下都能使用。

3、低壓管道輸水

管道輸水屬于明渠輸水灌溉的一種替代工程，把灌溉水通過分水設施借助管道輸送到田間，能夠在各種農田水利工程中良好應用。比如，對于大中型灌區來說，在作物灌溉過程中就可實施明渠以及管道輸水相結合的措施，除了為地面噴灌供水的壓力輸水管道外，還有能夠為田間溝畦灌的低壓輸水管道。和一般土壟溝比較而言，低壓管道能夠降低5%水資源損失，其對于水資源的利用率會高出一般土渠30%～40%；在機井灌區使用低壓管道輸水，能夠緩解水分蒸發問題，既可以節水又能夠減少整體的能耗。同時，和土渠輸水比較來說，在防止跑水、漏水的前提下還可增加土地利用率。除此之外，在同等水源情況下，管道輸水有著較低的投資成本，不僅符合農作物生長需求，而且還可減少成本支出，實現效益最大化。

4、渠道防滲透技術

對于水資源保護工程來說，提高水資源整體輸送質量就是工程的關鍵內容，在進行農田水利建設過程中一定要避免出現滲漏。所以相關研究人員就要在施工時使用防滲技術手段，確保輸水質量，防止在運輸時發生泄漏，使得水資源流失浪費。通過有效的施工措施，能夠避免問題發生，確保給灌區提供高質量水資源，提高實際灌溉效率以及質量。在水資源輸送設備中，提高防滲技術水平也是至關重要的。對傳統工程施工來說，其往往是石頭和磚構建而成的渠道，使用現代化工程處理手段，借助混凝土對渠道展開處理，可以實現防滲的目的。

5、步行式灌溉

步行式灌溉在實施過程中離不開電力和機械的支持，只有確保機械設備和電力輔助全部到位，而且還需專門的配套設備，才能達到應有的效果。從當前的實際情況來看，在我國農業生產中，步行式灌溉技術應用十分廣泛，在機械設備方面不需要投入過多的成本，也無須投入太多的勞動力，而且對周圍自然環境沒有太高的要求，整體田間適應能力較強，基本上可以滿足各類地質條件和各種自然環境的生產需求，也可以實現對不同農作物的灌溉。步行式灌溉技術相較于滴灌技術和噴灌技術來說具有一定的局限性，如果農田生產規模較大便難以應用這種技術，只能進行小范圍的使用。

6、薄、淺、濕、曬灌溉

薄、淺、濕、曬灌溉技術目前在廣西地區應用程度較高，此項灌溉技術的核心在于根據種植區域、作物類型來合理劃分灌溉水分標準。以水稻澆灌為例，應用薄、淺、濕、曬灌溉技術進行澆灌時，需在插秧期、分蘗前期、抽穗揚花期、乳熟期等階段分別采用不同的水分控制標準，確保各個階段土壤含水率達到田間持水率的85%～90%。基于每個階段農作物需水量來調節灌溉水量，能夠節約大量的水資源，在初期使用薄水確保農作物含有足量的水分，后續在曬田等階段保證農田濕潤，防止土壤干裂而影響農作物生長進度。

7、防滲漏

利用高效灌溉技術對農作物進行均勻澆灌的同時，需要關注到灌溉用水流通渠道是否穩定、安全，盡量避免流通渠道出現滲漏而導致水資源浪費，實現農田水利工程水資源高效利用。實際開挖農田灌溉水路通道時，可能會受到人為操作水平、地形條件等因素影響而出現管道滲漏。部分地區在修建農田灌溉通道時，為節約成本往往會通過就地取土來進行建設，而就地取土所建成的土地密實度較差，后期易出現地下水反滲的情況，與地表灌溉水形成壓力差，進而影響渠道土質結構，引發滲漏。此外，農田本身固有的生物鏈系統、渠道建設材料質量等也可能會影響渠道結構的牢固性。為防止上述管道滲漏情況發生，需要相關人員積極運用防滲漏技術確保澆灌用水順利流入農作物種植土壤。針對全年氣溫較穩定的地區，可采用簡單的土料、水泥防滲技術，配合防凍、防風技術來提升防滲效果。針對地形較復雜的農田灌溉管道建設區域，可采用混凝土防滲技術，發揮此項技術抗壓、牢固、適宜大規模使用等特點，充分適應農作物種植區域復雜的地形，需要注意的是，應用混凝土防滲技術期間需要對應用地段進行定期的養護，完善縫隙處理工作。針對部分全年氣溫較低的地區，可采用膜料防滲，此類防滲材料的抗凍性能優于土料防滲材料，且具備抗腐蝕優勢，但在使用周期上相對較短。由此可見，建設灌溉管道時，需根據地形、氣溫等條件靈活選擇防滲漏材料，最大程度減少灌溉水的浪費，實現高效節水。

8、其他節水灌溉技術分析

在高效節水灌溉技術中，可以通過不同的節水灌溉技術來進行綜合管理。就目前而言，噴灌技術在實際應用中能夠發揮出最佳節水效果，其他灌溉工藝雖然無法保證節水效果超越噴灌技術，但是卻能夠在不同的灌溉需求下保障施工質量。例如在步行式灌溉中，設備可以保障拆裝改進期間的操作便捷性，通過快速組裝灌溉設備組，可以讓灌溉效果得到進一步提高。而低壓管道輸水在灌溉期間，則可以實現對井內水源的快速抽取，并利用灌溉管道直接將水資源灌溉至所需的地區。需要注意的是，步行式灌溉在實際應用中，需要利用農機與相關電力裝置的組合來完成灌溉，因為無需在農田中搭建施工管道與渠道，所以在應用期間具有較強的靈活性。而低壓管道輸水在應用期間，則需要專門完善灌溉管道，通過在土壤深處埋設管道，能夠在低壓的情況下將水資源直接引入待灌溉區域。在實際應用中，這種灌溉方式需要通過預埋管道的方式來避免水源在應用期間不會與空氣進行接觸，因為自然蒸發而影響到灌溉效果，并影響到水資源的消耗量。

綜上所述，社會發展使得大眾對于水資源的需求量變得越來越高，導致水資源愈加匱乏。所以，一定要增加水資源利用率，提升節水灌溉技術水平，并加大對灌溉工程的監督和管理力度。高效節水灌溉技術既能夠緩解水資源浪費問題，又能夠加快農作物生長，而且合理使用節水灌溉技術滿足了現代化農業的發展需求，是解決水資源匱乏的關鍵措施，對于建設節約型社會來說有著重要的現實意義。

（作者單位：735000甘肅省酒泉市肅州區水務局豐樂河灌區水利管理所）