高效節水灌溉技術在農田水利建設中的應用

高效節水灌溉技術是當前農田水利建設的主要發展方向。本文以甘肅省民勤縣為例，從微噴灌、滴灌、移動噴灌、地下灌溉和膜下滴灌5種主要的節水灌溉技術出發，介紹了節水灌溉技術在民勤縣的具體實施過程和應用效果。通過科學規劃、精細設計，引入先進實用的節水灌溉技術等措施，可以有效提高民勤縣高效節水灌溉技術的應用效果。同時，要重視系統的運行管理和維護，強化科技支撐和人才培養，優化服務體系，鼓勵社會資本投入，完善政策環境。

一、民勤縣的水資源狀況

（一）水資源的地理分布

民勤縣的水資源主要來源是地下水和天然降水。地下水資源主要集中在縣城及一些大的鄉鎮，這些深層含水層的地下水資源質量較好，符合農田灌溉和居民生活用水的要求。然而，由于地處內陸干旱地區，民勤縣的年降水量總體偏少，且分布不均，主要集中在夏季，局部地區甚至出現長期無有效降水的情況。

（二）水資源利用現狀

民勤縣的水資源主要用于農業灌溉，占全部用水量的大部分，居民生活用水和工業用水次之。近年，通過積極開發地下水資源和建設小型水庫，民勤縣在一定程度上緩解了水資源的供應壓力，但受年降水量的持續減少以及地下水資源的過度開采的影響，導致水資源短缺的問題依然十分嚴重。

（三）水資源存在的問題

1.受氣候變化影響，年降水量持續減少，導致水資源總量有所下降。

2.由于農業灌溉技術和設備的落后，灌溉效率不高，大量水資源在運輸和使用過程中被浪費，進一步加劇了水資源的短缺。

3.隨著工業化和城市化的發展，居民生活和工業生產對水資源的需求持續增加，使水資源的供需矛盾日益突出。

因此，改善和優化民勤縣的水資源利用，對民勤縣來說顯得尤為緊迫和重要。高效節水灌溉技術的研究和推廣，可以在保障農業生產和居民生活用水安全的同時，顯著提高水資源利用效率，對改善民勤縣的水資源狀況具有重大的現實意義和深遠的發展價值。

二、高效節水灌溉技術概述

水資源的有效利用和保護是農業持續健康發展的重要支撐。在干旱和半干旱地區，如何通過技術手段提高灌溉效率、減少水資源浪費、實現節水灌溉，是農業領域長期以來探索的重要課題。高效節水灌溉技術的發展和應用，為解決這一問題提供了有效的技術措施。

（一）高效節水灌溉技術的定義與特點

1.高效節水灌溉技術的定義。高效節水灌溉技術指的是可顯著提高農田灌溉水利用效率，減少水資源浪費的現代灌溉方式。這種技術能夠將水直接準確地輸送到作物需要的部位，從而提高水分利用率，節約水資源，提高農作物的產量和質量。

2.高效節水灌溉技術的特點。第一，該技術可準確控制灌溉水量，避免因過度灌溉而造成的水資源浪費。第二，該技術可以使水分更直接、更有效地送到作物需要的部位，從而提高作物的生長效率。第三，該技術可以通過靈活調整灌溉方式和時間，適應各種氣候和土壤條件，使農田灌溉更加科學、合理。

（二）高效節水灌溉技術的種類

1.微噴灌技術。微噴灌是一種利用壓力將水噴射到空中，形成微小水滴，通過空氣傳播到作物上的灌溉方式。微噴灌可以準確控制灌溉水量，避免過度灌溉和水分蒸發損失，適用于各種土壤和作物。

2.滴灌技術。滴灌是將水通過管道系統直接輸送到農作物的根部或土壤表面的灌溉方式。滴灌可以使水分和肥料更直接、更有效地送到作物需要的部位，提高水分利用率，節約水資源，提高作物的產量和質量。

3.移動噴灌技術。移動噴灌是利用移動設備，將水以噴霧的形式均勻噴灑到田地的灌溉方式。移動噴灌設備可以根據田地的形狀和大小，靈活地進行灌溉，降低灌溉成本，提高灌溉效率。

4.地下灌溉技術。地下灌溉是通過在地下鋪設管道，將水分輸送到農作物根部的灌溉方式。地下灌溉可以減少水分在地面的蒸發損失，使水分更有效地被作物吸收，適合在旱地農業中應用。

5.膜下滴灌技術。膜下滴灌是將滴灌與地膜覆蓋相結合的灌溉方式，可以顯著提高水分利用效率，減少水分蒸發，同時，對土壤溫度有一定的調控作用，有利于作物生長。

三、高效節水灌溉技術在民勤縣的應用措施

（一）微噴灌技術在民勤縣的應用

1.微噴灌技術在民勤縣的實施過程。第一，制訂灌溉方案。基于該地的氣候條件、土壤類型、作物需求以及水資源情況，需要設計一份詳細且精準的灌溉方案，包括確定微噴灌系統的配置。例如，選擇合適的噴頭類型和大小，以便達到最優的灌溉效果。同時，還需要確定灌溉時間和水量，以滿足作物的需求，避免水分的浪費。第二，安裝設備。在設計完成灌溉方案后，需要安裝微噴灌系統。這包括選擇合適的地點安裝水泵，連接管道，并在農田中布置噴頭。在這一過程中，需要確保所有設備的正確安裝和連接，以保證灌溉系統的完整性和有效性。第三，調試系統。安裝完畢后，需要對微噴灌系統進行調試。這包括檢查水泵的運行狀態，確保管道無漏水現象以及驗證噴頭能夠均勻且精確地分散水流。調試階段至關重要，因為只有當所有元素都正常運行時，灌溉系統才可達到預期的效果。第四，操作和維護。在調試完成后，微噴灌系統即可投入使用。因此，為了確保其持續、高效地運行，需要定期進行系統的操作和維護。這包括根據天氣變化和作物生長階段，適時調整灌溉時間和水量以及定期清洗噴頭，防止堵塞。同時，還需要定期對水泵和管道進行檢查，一旦發現問題應立即修復，以防止水資源的浪費。

2.微噴灌技術在民勤縣的應用效果。微噴灌技術在民勤縣的應用，取得了顯著的節水效果。由于微噴灌可以將水精確地送到作物需要的部位，大幅提高了水分利用效率，減少了因過度灌溉和蒸發造成的水資源浪費。同時，微噴灌技術還有助于提高農作物的產量和質量。微噴灌提供了更均勻的水分，有利于作物的生長，能夠提高作物的產量。另外，由于微噴灌能夠減少農田表面的水分蒸發，有助于防止病蟲害的發生，進一步提高了農作物的質量。

（二）滴灌技術在民勤縣的應用

1.滴灌技術在民勤縣的實施過程。在民勤縣，滴灌技術的實施過程具有嚴謹、精準的特性，主要包括以下步驟：第一，制訂滴灌方案。根據民勤縣的土壤類型（主要為輕壤土和沙壤土）、氣候條件（年均降水量在116～169.2 mm，年均蒸發量在2500～2700 mm）和作物種植結構（主要為玉米、葵花、瓜果、蔬菜）制訂滴灌方案。一般情況下，玉米和葵花的滴灌帶間距設置為0.5～0.6 m，瓜類根據不同作物情況設置在1～1.5 m。灌溉頻率和水量會根據不同作物的生長階段進行調整，通常情況下，幼苗期和結果期的灌溉頻率較高，水量較大。第二，安裝滴灌系統。滴灌系統的主要組成部分包括水源、主管、分管和滴頭。其中，水源通常選擇地下水，主管和分管選用直徑為110～315 mm的PVC管材，滴頭的流量控制在1.8～3.2 L·h-1。在安裝過程中，需要考慮地形和作物種植結構，以保證滴灌系統的覆蓋效果。第三，調試滴灌系統。通過開啟系統，檢查每一段滴灌帶和滴灌管是否能均勻流水，流量是否達到設計要求。同時，需要檢查主管和分管的連接是否密實，滴頭是否工作正常。第四，運行和維護滴灌系統。在運行過程中，需要根據作物的生長狀況和氣候變化，實時調整灌溉頻率和水量。例如，在高溫干旱期，需要每天灌溉1～2次，每次灌溉2～3 h。同時，每周至少進行1次系統檢查，清理滴頭和管道中的雜質，保證系統正常運行。

2.滴灌技術在民勤縣的應用效果。滴灌技術在民勤縣的應用，實現了顯著的節水和增產效果。從節水方面看，滴灌技術將水直接輸送到作物的根部，極大地減少了灌溉過程中的蒸發和滲漏，節水效率明顯提高；從增產方面看，滴灌技術提供了作物生長所需的均衡、穩定的水分供應，避免了過度灌溉或水分不足帶來的影響，有利于作物的生長和產量的提高。因此，滴灌技術在民勤縣的應用，對于改善當地的水資源狀況、提高水資源利用效率、保障農業生產具有重要的意義。

（三）移動噴灌技術在民勤縣的應用

1.移動噴灌技術在民勤縣的實施過程。移動噴灌技術的實施過程在民勤縣具有其獨特性，主要包括以下步驟。第一，制訂移動噴灌方案。根據民勤縣的地形地貌、土壤特性、氣候條件及作物種植情況制訂合適的移動噴灌方案。在方案制定過程中，需要確定噴灌機的選型（例如移動式噴灌機，中距離噴頭等），噴灌機的移動路徑和速度以及灌溉的頻率和水量。第二，安裝移動噴灌設備。移動噴灌設備主要包括水源、供水管道、噴灌機及其配套的移動設備。在安裝過程中，需要將噴灌機安裝在預定的位置，連接好供水管道，并調試好移動設備。第三，對移動噴灌系統進行調試和測試。開啟系統，檢查噴灌機是否能夠按照預定的路徑和速度進行移動，噴灑的水霧是否均勻，覆蓋范圍是否符合設計要求。第四，系統的運行和維護。在運行過程中，根據作物的生長狀況和氣候變化，實時調整灌溉的頻率和水量。同時，定期進行系統的檢查和維護，防止噴頭堵塞，保證系統正常運行。

2.移動噴灌技術在民勤縣的應用效果。在民勤縣，移動噴灌技術的應用效果顯著。第一，通過靈活移動噴灌，可提高灌溉效率和灌溉均勻度，減少了灌溉過程中的水資源浪費。第二，通過精確的灌溉控制，可根據作物的生長需求和氣候條件，提供適量的水分，從而提高了作物的質量和產量。第三，由于移動噴灌技術的靈活性和自動化程度較高，有效降低了人工操作的強度和復雜性，減輕了農民的勞動負擔。

（四）地下灌溉技術在民勤縣的應用

1.地下灌溉技術在民勤縣的實施過程。實施地下灌溉技術的過程需要嚴密的計劃和精細執行，涉及以下主要步驟：第一，進行綜合的田間調研和系統設計。這涉及對土壤物理性質（如土壤類型、顆粒大小、孔隙度、滲透系數等）進行詳細的測定，以及對作物需水量、生長階段、根系分布等進行研究。在此基礎上，確定灌溉管網的深度（通常在30～50 cm）、管道間距（一般在0.5～1.5 m），并根據土壤水力傳導性能和作物需水量，設計灌溉頻次和灌溉量（每次為5～20 m3·hm-2）。第二，安裝地下灌溉系統。這包括挖掘深度為30～50 cm的溝渠，按設計間距布置并埋設滴水管（直徑通常在16～20 mm），然后連接主供水管道（直徑通常在63～110 mm）和配套的水泵（流量一般在10～50 m3·h-1）。這一過程需要保證管道連接處的密封性，防止泄漏，確保滴水孔（間距通常在30～50 cm）的位置準確，以保證灌溉均勻。第三，進行地下灌溉系統的調試和測試。這包括啟動水泵，檢查管道內的水流狀態（壓力通常控制在1～2 Pa，流速在1～2 m·s-1），觀察滴水孔的滴水情況（滴水速度為每秒2～4滴），并對系統進行全面的泄漏檢查。第四，進行地下灌溉系統的運行和維護。根據作物生長情況和氣候條件，適時調整灌溉次數和灌溉量。同時，定期進行管道的清洗和檢修，保證系統正常運行。

2.地下灌溉技術在民勤縣的應用效果。地下灌溉技術在民勤縣的應用效果十分顯著。第一，由于地下灌溉可以直接將水分輸送到作物的根部，其灌溉效率高，水分利用率得以提高，從而顯著減少了灌溉用水量。第二，地下灌溉可以有效避免水分的蒸發損失，適應民勤縣的干旱和半干旱氣候條件。第三，地下灌溉對作物的生長環境影響小，有利于作物的健康生長，從而提高了農田品質。第四，地下灌溉系統的自動化程度高，降低了農民的勞動強度和管理難度。因此，地下灌溉技術在民勤縣得到了廣泛應用和推廣。

四、提升民勤縣高效節水灌溉技術應用效果的策略

（一）建設高效節水灌溉系統的基本思路

堅持科學規劃，根據民勤縣的氣候條件、地形地貌、土壤類型和作物需水特性，制訂科學合理的灌溉方案。盡可能采用先進、適用的節水灌溉技術。如滴灌、噴灌、膜下灌等技術，既要考慮技術的先進性，也要考慮其在實際條件下的適用性。重視系統的運行管理和維護。建立健全灌溉設施的運行維護制度，定期進行設備檢查和維護，保證系統的穩定運行。增強農民的節水意識和技術水平。通過培訓、演示等方式，使農民了解節水灌溉的重要性，掌握相關知識和技能，提高其節水灌溉的主觀能動性。

（二）提升技術應用效果的具體策略

1.加強科技研發和技術創新。基于民勤縣的地理、氣候和作物種植特點，與研究機構或高校合作，深入研發和創新適用于當地的節水灌溉技術。這需要投入更多的科研資金，引進專業研發團隊，開展有針對性的科技項目。

2.建立和完善人才培養機制。通過與專業教育機構合作，開展職業培訓和教育，培養具有專業知識和技能的農田水利建設技術人員。此外，還應該建立獎學金或獎勵機制，吸引和激勵更多的人才加入農田水利建設的研究和實踐。

3.優化服務體系。建立完善的農田水利服務體系，包括技術咨詢、項目設計、施工安裝和運行維護等服務。通過線上和線下的方式，提供方便快捷的服務，幫助農戶解決實際問題。

4.鼓勵社會資本投入。通過制定優惠政策，如減稅、補貼和低息貸款等，鼓勵和吸引社會資本投入農田節水灌溉設施的建設和改造中。通過公私合作伙伴關系（PPP模式），加快農田水利設施的建設和升級。

5.完善政策環境。政府應出臺更多有利于節水灌溉技術推廣應用的政策，包括提供資金支持、優化行政審批流程、加大執法力度等，以營造有利于高效節水灌溉技術發展的環境。

五、結語

高效節水灌溉技術在農田水利建設中的應用具有重要的理論和實際意義。民勤縣的實踐表明，這些技術在提高灌溉效率、節約水資源、促進作物增產、保護環境等方面發揮了積極作用。然而，如何進一步提高這些技術的應用效果，既需要不斷提高科技創新能力，又需要完善相關的政策支持和服務體系。希望該研究可為民勤縣乃至全國的農田水利建設提供有益的參考和啟示，推動我國農田灌溉事業的健康發展，為實現國家糧食安全和農業可持續發展做出貢獻。

作者簡介：趙一軍（1971—），男，甘肅民勤人，大專，工程師，主要從事水利運行管理工作。