農業水利工程對提高農田灌溉效率的影響

姚義鵬

（新疆生產建設兵團第一師阿拉爾市水利工程管理服務中心塔北灌區管理服務站，新疆 阿拉爾 843300）

農業水利工程在農田灌溉中發揮著重要作用，對提高農田灌溉效率具有顯著影響。隨著人口的增長和農業生產的發展，有效利用水資源、提高水分利用效率以及實現農田灌溉的均勻性和精確控制變得越來越重要。農業水利工程涵蓋了多種灌溉方式和技術，如表面灌溉工程、微灌工程、噴灌工程和地下灌溉工程，這些工程的建設和應用能夠直接影響農田的灌溉效果和農業生產的發展。通過對農業水利工程對農田灌溉效率的影響和相關策略的論述，本文旨在為農業生產和水資源管理提供指導和參考，促進農田灌溉的可持續發展。

1 農業水利灌溉工程的類型和特點

1.1 表面灌溉工程

表面灌溉工程是一種傳統的灌溉方式，通過引水渠將水引入農田，并通過灌溉溝渠或地面覆蓋來進行灌溉。其特點是簡單易行、成本較低，并適用于廣大的農田。表面灌溉工程的優點是容易實施和維護，能夠滿足大面積農田的灌溉需求。然而，它也存在一些缺點，如水分蒸發損失較大、土壤滲漏導致的水分浪費、灌溉均勻性較差等。

1.2 微灌工程

微灌工程是一種將水以滴灌或微噴的方式直接供應給植物根系的灌溉方式。它通過在植物根部附近設置微噴頭或滴灌管道，使水分直接供應到植物的根系區域。微灌工程的特點是節水高效、灌溉均勻性好、減少土壤侵蝕和水分蒸發損失等。微灌工程能夠減少水分浪費，提高水分利用效率，并且有利于植物的根系生長和發育。但是，微灌工程的建設和維護成本較高，對灌溉系統的設計和管理要求較為嚴格。

1.3 噴灌工程

噴灌工程是一種通過噴嘴將水以霧狀或噴射狀形式噴灑到農田的灌溉方式。噴灌工程的特點是灌溉均勻性較好、噴射范圍廣、可覆蓋較大的面積。噴灌工程能夠減少水分浪費和土壤侵蝕，提高灌溉的均勻性，適用于不同作物和土壤條件。然而，噴灌工程也存在一些問題，如水分蒸發損失較大、灌水時易受到風速和風向的影響等。

圖1 噴灌工程

1.4 地下灌溉工程

地下灌溉工程是一種將水通過埋設在土壤下方的管道或滲漏管進行灌溉的方式。地下灌溉工程的特點是水分利用效率高、減少水分蒸發損失、土壤侵蝕和草害等。地下灌溉工程能夠將水直接輸送到植物根系區域，減少了水分浪費和表面水分蒸發的可能性。它適用于各種土壤條件和作物類型，但對于地下灌溉系統的設計和管理要求較高，施工難度也較大。

2 農業水利工程對農田灌溉的影響

2.1 影響水資源的利用效率

農業水利工程對水資源的利用效率有著顯著影響。通過科學規劃和建設農業水利工程，可以減少水分的浪費和損失，提高水資源的有效利用。在微灌工程中，采用滴灌和微噴的方式將水直接供應到植物的根系區域，避免了水分的表面流失和蒸發，大大減少了水分的浪費。此外，通過合理設計灌溉系統和控制器，精確供水量和灌溉時間，能夠避免過度灌溉和不必要的水分損失，進一步提高水資源的利用效率。同時，利用現代化的灌溉設備和自動化控制系統，根據作物需水量、土壤濕度和氣象條件等因素進行精確調節和控制，實現智能化供水，減少水分的浪費。

2.2 影響農田灌溉均勻性

農業水利工程對農田灌溉的均勻性有重要影響。不同作物對水分的需求不同，而均勻的灌溉可以確保每片土地獲得適量的水分供應。通過合理設計灌溉系統和布置灌溉設施，如噴頭、滴灌管道等，可以使水分均勻地分布在農田中，避免出現水分過多或過少的情況。特別是微灌工程，通過滴灌和微噴的方式，可以精準地將水分輸送到植物的根系區域，提高灌溉的均勻性，確保作物各部位獲得相同的水分供應。此外，農業水利工程還可以采用分級灌溉和交錯灌溉等技術手段，改善灌溉水流的分布，提高農田灌溉的均勻性。

2.3 影響灌溉水量控制

農業水利工程對灌溉水量的控制起著重要作用。適量的灌溉水量能夠滿足作物的需水量，同時避免水分的過度浪費。通過灌溉系統的設計和管理，可以實現對灌溉水量的精確控制。在噴灌工程中，可以通過調節噴頭的水流速度和噴射角度來控制灌溉水量的大小。這種灌溉水量的控制可以根據作物的生長階段和土壤條件進行調整，從而實現最佳的水分供應，提高水資源的利用效率。

2.4 影響灌溉時間和灌溉頻率

農業水利工程對灌溉時間和灌溉頻率的控制也具有重要影響。不同作物在不同生長階段對水分的需求是不同的。通過科學合理地設計和管理農業水利工程，可以確定最佳的灌溉時間和頻率，以滿足作物的生長需求，避免過度或不足的灌溉。這不僅可以提高作物的生長和產量，還可以減少水分的浪費和土壤侵蝕的風險。灌溉時間的合理安排和灌溉頻率的控制，可以根據作物的需水量、土壤濕度以及氣象條件進行調整，確保作物獲得適量的水分供應，促進作物的正常生長發育。

3 農業水利工程對農田灌溉效率的提升策略

3.1 管理提升策略

3.1.1 加強農業水利工程建設

加強農業水利工程建設是提高農田灌溉效率的關鍵策略之一。這包括改善灌溉設施、修復和維護灌溉渠道、完善水源保護措施等。具體措施可以根據實際情況進行調整。在現有灌溉系統中，可以進行渠道的清淤疏浚，修復漏水和破損的渠道段，確保水流暢通；對老化的噴灌設備進行更新換代，提高噴頭的噴射效果和均勻性；修復和擴建水庫、水塘等水源設施，增加水資源供給。通過加強農業水利工程建設，可以改善灌溉設施的性能和效率，提高灌溉的穩定性和可靠性。

3.1.2 推廣現代灌溉技術與農業水利工程的結合

推廣現代灌溉技術與農業水利工程的結合是提高農田灌溉效率的重要途徑。現代灌溉技術包括滴灌、噴灌、局部根區浸漬等，這些技術能夠實現精準供水、節水灌溉和灌溉自動化控制。農業水利工程與現代灌溉技術相結合，可以提高灌溉的精確性和均勻性，減少水分浪費。在微灌工程中，通過布置滴灌管道和微噴頭，將水分直接供應到植物根系區域，提高水分利用效率。結合現代灌溉技術，可以在不同作物和土壤條件下選擇最適合的灌溉方式，實現精細化灌溉管理。

3.1.3 建立科學的農業水利工程管理與運營體系

建立科學的農業水利工程管理與運營體系是提高農田灌溉效率的關鍵。這包括制定灌溉計劃、灌溉制度和操作規程，加強灌溉設備的監測和維護，進行水資源的動態管理等。例如，通過建立定期的灌溉計劃和水量監測系統，根據作物需水量和土壤含水量，制定合理的灌溉方案。同時，加強灌溉設備的定期維護和檢修，確保其正常運行和高效性能。建立科學的管理與運營體系，可以提高農業水利工程的管理效率和操作準確性，從而提高灌溉的效率和穩定性。

3.1.4 增強農業水利工程與水資源可持續利用的協調性

增強農業水利工程與水資源可持續利用的協調性是提高農田灌溉效率的必要策略。這涉及水資源的科學管理和合理利用。通過建立水資源利用評估和監測體系，對水資源進行動態監測和調控。在干旱地區或水資源短缺的地區，可以采取節水灌溉技術、灌溉排水一體化、農田水土保持等措施，提高水資源利用效率。此外，加強水資源保護和水土保持工作，減少水源污染和土壤侵蝕，確保農業水利工程的可持續發展。

3.2 技術提升策略

3.2.1 灌溉系統的優化設計

灌溉系統的優化設計是提高農田灌溉效率的關鍵。根據具體情況，可以采取一系列措施進行優化設計。首先，通過合理布置灌溉設施，優化灌溉系統的結構和布局，減少水分在輸送過程中的損失。在表面灌溉系統中，可以合理規劃灌溉溝渠和堤壩的位置和形狀，使水流更加順暢，減少漏水和滲漏。其次，根據作物需水量和土壤水分狀況，合理選擇灌溉方法和灌溉量。通過灌溉制度的科學設計，使灌溉水量與作物需水量相匹配，減少水分浪費。此外，考慮到灌溉的時間和頻率，根據氣候條件和作物特性，確定最佳的灌溉時間，避免在高溫和風速較大的時段進行灌溉。

3.2.2 高效節水灌溉技術的研究與應用

研究和應用高效節水灌溉技術是提高農田灌溉效率的重要策略。這些技術可以減少水分浪費、提高水分利用效率。滴灌技術通過將水直接供應到植物根系區域，減少了水分的蒸發和滲漏損失，節約水資源。噴灌技術利用霧化噴頭將水霧化為小水滴，使水分均勻地分布在農田中，減少水分的表面流失。局部根區浸漬技術將水分集中供應到植物根系附近，避免了非生長區域的水分損失。這些高效節水灌溉技術的應用可以根據具體作物和土壤條件進行調整和優化，以達到最佳的灌溉效果。

3.2.3 農田水利設施的改造與升級

農田水利設施的改造與升級是提高農田灌溉效率的重要手段。通過對現有設施的改進和升級，可以提高其性能和效率。對老化的灌溉設備進行更新換代，采用節水型噴頭、滴灌器等新型設備，提高灌溉的精確性和均勻性。對于灌溉渠道，可以進行渠道疏浚、防滲漏處理，提高輸水效率和減少水分損失。此外，加強農田排水系統的改造與升級，合理排除積水，防止土壤過濕，提高土壤的通氣性和保水性。通過農田水利設施的改造與升級，可以提高灌溉系統的效率和穩定性。

3.2.4 智能農田水利工程技術的應用

智能農田水利工程技術的應用可以提高農田灌溉的效率和精確性。這包括使用傳感器、自動控制系統、遠程監測等技術來實現對灌溉過程的實時監測和精確控制。通過智能化的灌溉系統，可以根據作物需水量、土壤水分狀況、氣象條件等參數進行實時調節和控制。利用土壤水分傳感器監測土壤濕度，結合氣象數據預測，實現智能灌溉的精確供水。此外，利用遠程監測和控制技術，農民可以通過手機或電腦對灌溉系統進行遠程管理和操作，提高灌溉的便捷性和靈活性。智能農田水利工程技術的應用可以實現精細化的灌溉管理，提高灌溉的效率和水資源的利用。

4 結語

農業水利工程對農田灌溉效率的提升至關重要。通過綜合運用管理提升策略和技術提升策略，可以顯著改善農田灌溉的效率和水資源利用效益。在管理提升方面，加強農業水利工程建設是關鍵，包括改善灌溉設施、推廣現代灌溉技術與農業水利工程的結合，建立科學的管理與運營體系，增強農業水利工程與水資源可持續利用的協調性。在技術提升方面，灌溉系統的優化設計、高效節水灌溉技術的研究與應用、農田水利設施的改造與升級、智能農田水利工程技術的應用都是關鍵策略。通過綜合運用管理和技術策略，可以實現農業水利工程對農田灌溉效率的提升。這將有助于優化水資源利用、提高作物生長和產量、減少水資源浪費，進一步推動農業的可持續發展。