節(jié)水技術(shù)在甘肅省農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用探討

摘 要 甘肅省長期面臨水資源短缺的挑戰(zhàn)，農(nóng)田水利工程對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言極為重要。為提高農(nóng)田水利工程的建設(shè)效果，滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水需求，以甘肅省為例，重點(diǎn)探討節(jié)水措施在農(nóng)田水利工程中的作用，分析存在的問題，提出優(yōu)化配置灌溉渠道與設(shè)備、加大節(jié)水措施推廣宣傳力度、結(jié)合農(nóng)業(yè)水利發(fā)展科學(xué)規(guī)劃設(shè)計水利工程、明確農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)等對策。

關(guān)鍵詞 節(jié)水措施；農(nóng)田水利工程；灌溉；甘肅省

中圖分類號：S274 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.10.027

甘肅省位于我國西北內(nèi)陸，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期面臨著水資源短缺的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。農(nóng)田水利工程作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈，其灌溉效率的高低直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。自2020年以來，甘肅省水利廳在《甘肅省“十四五”水利發(fā)展規(guī)劃》中提出了新增供水能力、農(nóng)田有效灌溉面積等目標(biāo)，計劃建設(shè)或改造水庫（池）25座，新（改）建淤地壩100座，以期進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)田水利工程的建設(shè)和發(fā)展。目前，甘肅省為農(nóng)田水利工程項(xiàng)目設(shè)定的年度總投資額為35億元，已實(shí)施6處大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造項(xiàng)目，以及16處中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，甘肅省農(nóng)業(yè)用水量占全省總用水量的比例超過70%，但灌溉水有效利用系數(shù)卻相對較低，這意味著在灌溉過程中大量的水資源被浪費(fèi)。因此，節(jié)水措施在甘肅省農(nóng)田水利工程中的作用日益凸顯，深入探討其應(yīng)用策略有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 節(jié)水措施在甘肅省農(nóng)田水利工程中的作用

1.1 提高減災(zāi)效率

甘肅省由于其特殊的地理位置和氣候條件，經(jīng)常面臨干旱、半干旱等自然災(zāi)害的威脅，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的影響。在這一背景下，節(jié)水灌溉技術(shù)能確保更多的水分被有效地輸送到作物的根部，滿足作物生長的需求，在遭遇干旱等極端天氣時農(nóng)田能得到及時有效的灌溉，從而顯著減少因缺水而導(dǎo)致的農(nóng)作物受災(zāi)面積并降低受災(zāi)程度[1]。此外，節(jié)水灌溉技術(shù)可以與現(xiàn)代化的農(nóng)田水利工程相結(jié)合，通過智能化的水資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田灌溉的精準(zhǔn)控制和實(shí)時監(jiān)測，可以第一時間發(fā)現(xiàn)并響應(yīng)農(nóng)田的水分需求變化，確保在災(zāi)害發(fā)生前或發(fā)生時，能夠迅速調(diào)配水資源，對農(nóng)田進(jìn)行及時有效的灌溉，從而最大限度地減輕災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

1.2 提高水資源利用率

甘肅省長期面臨著水資源嚴(yán)重匱乏的情況，而傳統(tǒng)的灌溉方式不僅浪費(fèi)了大量的水資源，還導(dǎo)致了灌溉效率低下，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，節(jié)水灌溉技術(shù)的引入和普及變得至關(guān)重要。這種技術(shù)通過精確控制灌溉水量和時間，能夠最大限度地減少水分在輸送和灌溉過程中的蒸發(fā)和滲漏損失，將水分直接輸送到作物的根部，確保水資源被高效利用。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用節(jié)水灌溉技術(shù)后，甘肅省農(nóng)田灌溉水的有效利用系數(shù)可在0.6以上，相較于傳統(tǒng)灌溉方式，水資源利用率提升了30%～50%[2]。由此可見，在相同的水資源條件下，采用節(jié)水灌溉技術(shù)可以灌溉更多的農(nóng)田面積，滿足更多作物的生長需求。

1.3 改善生態(tài)環(huán)境

甘肅省地處西北內(nèi)陸，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源短缺，傳統(tǒng)的灌溉方式往往導(dǎo)致地下水位下降、土壤鹽堿化等。而節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用，不僅能提高水資源的利用效率，還有助于減少對地下水的過度開采，從而有效防止地下水位的大幅下降。在甘肅省部分地區(qū)實(shí)施節(jié)水灌溉后，地下水位年均下降速度明顯減緩，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)回升趨勢。此外，節(jié)水灌溉能減輕土壤鹽堿化的程度，實(shí)施科學(xué)合理的灌溉制度，可以洗鹽壓堿，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，為甘肅省的生態(tài)安全提供有力保障[3]。

2 存在的問題

2.1 節(jié)水灌溉的技術(shù)與設(shè)備更新較少

根據(jù)甘肅省水利廳發(fā)布的《2022年甘肅省水資源公報》，截至2022年底，甘肅省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.572。此外，從設(shè)備更新的角度來看，甘肅省農(nóng)田水利工程的灌溉設(shè)備普遍面臨陳舊老化，運(yùn)行效率低下的問題，部分設(shè)備甚至存在嚴(yán)重的漏水、滲水現(xiàn)象，不僅無法滿足現(xiàn)代化節(jié)水灌溉的需求，還造成大量的水資源浪費(fèi)。這些問題的根源在于資金投入不足，限制了新技術(shù)與設(shè)備的引進(jìn)和更新，盡管2021年甘肅省投入了數(shù)十億元用于農(nóng)田水利建設(shè)，支持節(jié)水灌溉工程的建設(shè)和改造，但由于甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，資金投入仍顯不足，這種資金短缺的情況限制了新技術(shù)與設(shè)備的引進(jìn)和更新，從而影響了甘肅省農(nóng)田水利工程的整體發(fā)展。

2.2 節(jié)水灌溉理念宣傳不到位

農(nóng)民作為農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的直接受益者和主要參與者，其節(jié)水意識的高低直接關(guān)系到節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣和應(yīng)用效果。然而，據(jù)甘肅省水利廳統(tǒng)計，截至2021年底，甘肅省開展農(nóng)田水利節(jié)水灌溉宣傳活動的村落覆蓋率僅為60%左右。這意味著仍有大量農(nóng)村地區(qū)未能接受到有效的節(jié)水灌溉宣傳，導(dǎo)致農(nóng)民對節(jié)水灌溉的了解程度有限，生產(chǎn)中仍然沿用傳統(tǒng)的漫灌、畦灌等浪費(fèi)水資源的灌溉方式，對新技術(shù)、新設(shè)備的接受度不高，甚至產(chǎn)生抵觸情緒，嚴(yán)重影響了節(jié)水灌溉技術(shù)的普及和應(yīng)用。

2.3 工程規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)合理性不足

在實(shí)施節(jié)水灌溉技術(shù)時，科學(xué)的工程規(guī)劃和設(shè)計是確保節(jié)水效果的關(guān)鍵，然而，甘肅省在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的規(guī)劃設(shè)計方面，往往存在過于依賴個人經(jīng)驗(yàn)、缺乏全面計劃的問題。設(shè)計人員在制訂節(jié)水灌溉方案時，未能充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和地質(zhì)情況，導(dǎo)致設(shè)計方案與實(shí)際情況脫節(jié)，不僅降低了設(shè)計的效率，還使得節(jié)水灌溉量無法達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)與要求，造成水資源浪費(fèi)，以及設(shè)備損壞、灌溉效果不佳等一系列后果[4]。盡管一些項(xiàng)目在短期內(nèi)取得了一定的節(jié)水效果，但長期來看，由于缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計，其節(jié)水效果難以持久，甚至可能對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.4 農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)不明確

甘肅省在節(jié)水灌溉方面由于沒有統(tǒng)一、科學(xué)的節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針，農(nóng)田灌溉實(shí)踐中難以準(zhǔn)確量化節(jié)水效果，農(nóng)民在灌溉過程中往往無法準(zhǔn)確掌握節(jié)水技術(shù)和方法，導(dǎo)致水資源利用效率普遍偏低。此外，缺乏明確的節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)也使得政府部門在推進(jìn)節(jié)水灌溉工作時難以制定有效的政策和措施，從而影響了節(jié)水灌溉工作的推進(jìn)和實(shí)施效果。

3 對策

3.1 優(yōu)化配置灌溉渠道與設(shè)備

目前，甘肅省的農(nóng)田灌溉渠道多為傳統(tǒng)的土渠或簡易襯砌渠道，在輸水過程中存在較大的滲漏和蒸發(fā)損失。因此，應(yīng)對現(xiàn)有灌溉渠道進(jìn)行全面排查和評估，針對不同渠道的狀況和輸水效率，制訂科學(xué)合理的改造方案。具體來說，對于老化嚴(yán)重、滲漏損失大的渠道，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行改造或重建，采用混凝土、塑料等新型材料對渠道進(jìn)行襯砌，可以有效減少輸水過程中的滲漏損失，輸水效率能提高20%以上[5]。同時，對渠道的斷面形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，例如，采用U型、梯形等斷面形狀，可以進(jìn)一步降低輸水過程中的水頭損失，提高灌溉效率。此外，甘肅省許多農(nóng)田的灌溉設(shè)備陳舊老化，運(yùn)行效率低下，無法滿足現(xiàn)代化節(jié)水灌溉的需求，因此應(yīng)對現(xiàn)有灌溉設(shè)備進(jìn)行全面檢修和更新。對于無法修復(fù)或修復(fù)成本過高的老舊設(shè)備，及時進(jìn)行淘汰和更換，引進(jìn)具有節(jié)水、節(jié)能、灌溉均勻等優(yōu)點(diǎn)的新型節(jié)水灌溉設(shè)備，如滴灌設(shè)備、噴灌設(shè)備等，提高灌溉效率和節(jié)水效果。實(shí)踐證明，采用滴灌設(shè)備進(jìn)行灌溉，灌溉水利用系數(shù)在0.9以上，比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水50%以上。對于仍有一定使用價值的設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)改造和升級，通過加裝計量控制裝置、自動化控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對灌溉設(shè)備的精準(zhǔn)控制和智能化管理，不僅可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率，還可以減少人為操作失誤和水資源浪費(fèi)。當(dāng)然，為了得到更充足的資金支持，政府應(yīng)加大對農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的資金投入力度，將其納入財政預(yù)算，同時通過公私合營、政府購買服務(wù)等方式，吸引更多的社會資金參與節(jié)水灌溉項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營。

3.2 加大節(jié)水措施推廣宣傳力度

農(nóng)民作為農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉措施的直接執(zhí)行者，其知識水平和技能掌握程度對于節(jié)水措施的有效實(shí)施極為關(guān)鍵，因此，必須高度重視并加強(qiáng)對農(nóng)民的培訓(xùn)與教育。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括節(jié)水灌溉技術(shù)的原理、設(shè)備操作、維護(hù)保養(yǎng)等方面，并且要針對不同地區(qū)的實(shí)際情況和農(nóng)民的實(shí)際需求進(jìn)行定制化的培訓(xùn)[6]。例如，在甘肅省的干旱地區(qū)，重點(diǎn)培訓(xùn)農(nóng)民如何應(yīng)用滴灌、滲灌等節(jié)水灌溉技術(shù)；在土壤鹽堿化嚴(yán)重的地區(qū)，培訓(xùn)農(nóng)民如何應(yīng)用排水和洗鹽技術(shù)來減少灌溉水的浪費(fèi)。培訓(xùn)方式應(yīng)具有多樣性和靈活性，可采取現(xiàn)場教學(xué)、示范演示、實(shí)踐操作等方式，讓農(nóng)民親身體驗(yàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)勢，并逐步掌握相關(guān)技能。同時，可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，如網(wǎng)絡(luò)直播、在線課程等，打破時間和空間的限制，為農(nóng)民提供更為便捷的培訓(xùn)途徑。

此外，為了加大節(jié)水措施推廣力度，政府應(yīng)制定一系列支持性政策。例如，可以設(shè)立節(jié)水灌溉專項(xiàng)資金，用于購置節(jié)水灌溉設(shè)備、建設(shè)節(jié)水灌溉示范區(qū)、開展農(nóng)民培訓(xùn)等，為節(jié)水措施的推廣提供資金保障；制定稅收減免、貸款優(yōu)惠等政策，鼓勵企業(yè)和社會資本積極投入節(jié)水灌溉技術(shù)的研發(fā)和推廣；選擇在自然條件、土壤類型、種植結(jié)構(gòu)等方面具有代表性的區(qū)域作為示范區(qū)，以展示節(jié)水灌溉技術(shù)在不同條件下的應(yīng)用效果，并且建立完善的監(jiān)測和評估體系，對示范區(qū)內(nèi)的節(jié)水效果進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和評估，為農(nóng)民提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

3.3 科學(xué)規(guī)劃設(shè)計水利工程

相關(guān)部門在推進(jìn)農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計時，必須將節(jié)水理念貫穿始終，確保在實(shí)現(xiàn)灌溉目標(biāo)的同時，達(dá)到節(jié)約用水的目的。在農(nóng)田水利工程的頂層設(shè)計階段，應(yīng)將節(jié)水作為核心考量因素之一，組織專業(yè)的設(shè)計團(tuán)隊(duì)進(jìn)行詳盡的調(diào)研和論證。在此過程中，充分考慮甘肅省的地貌特征、氣候條件、土壤類型及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)等因素，確保設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性[7]。例如，針對甘肅省干旱少雨的特點(diǎn)，可以設(shè)計采用雨水收集系統(tǒng)，儲存雨季的降水用于農(nóng)田灌溉，從而減少對地下水和地表水的依賴。此外，在農(nóng)田水利工程的實(shí)施過程中，應(yīng)注重節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇和應(yīng)用。甘肅省地形復(fù)雜，不同區(qū)域的農(nóng)作物種植習(xí)慣和灌溉需求差異較大，在選擇節(jié)水灌溉技術(shù)時必須因地制宜，充分考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。例如，在山區(qū)和丘陵地區(qū)，可以采用微噴灌、滴灌等節(jié)水效果顯著的灌溉方式；在平原地區(qū)，則可以推廣使用噴灌、滲灌等技術(shù)，不僅可以有效減少灌溉過程中的水分蒸發(fā)和滲漏損失，還能提高灌溉水的利用率，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)水技術(shù)與農(nóng)業(yè)水利發(fā)展的有機(jī)結(jié)合，還需要加強(qiáng)農(nóng)田水利工程的管理和維護(hù)，建立健全工程管理體系，明確各部門和人員的職責(zé)分工，確保工程的正常運(yùn)行和維護(hù)。

3.4 明確農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)

在甘肅省農(nóng)田水利工程中，明確農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。這不僅有助于量化節(jié)水目標(biāo)、規(guī)范節(jié)水行為，還能為節(jié)水技術(shù)的選擇和應(yīng)用提供指導(dǎo)。具體實(shí)施中，需要關(guān)注以下4方面。1）水量計量與統(tǒng)計。引入先進(jìn)的流量計量設(shè)備，如超聲波流量計、電磁流量計等，對農(nóng)田灌溉用水進(jìn)行準(zhǔn)確計量。建立水量統(tǒng)計制度，定期記錄和分析農(nóng)田灌溉用水量、用水時段等數(shù)據(jù)[8]。2）灌溉效率評估。采用灌溉效率評估指標(biāo)，如灌溉水利用系數(shù)、灌溉均勻度等，對農(nóng)田灌溉效果進(jìn)行科學(xué)評價。通過對比分析不同灌溉方式下的效率指標(biāo)，選擇節(jié)水效果最佳的灌溉方式。3）節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。參考國內(nèi)外先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合甘肅省實(shí)際情況，制定適合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。4）監(jiān)管與考核。建立健全農(nóng)田水利灌溉節(jié)水監(jiān)管機(jī)制，對節(jié)水措施的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督檢查。設(shè)立節(jié)水考核指標(biāo)，將節(jié)水成效納入相關(guān)部門和人員的績效考核體系。

4 結(jié)語

針對目前甘肅省農(nóng)田水利工程中節(jié)水措施應(yīng)用存在的問題，提出了優(yōu)化灌溉渠道與設(shè)備、加大節(jié)水措施推廣力度、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計水利工程、明晰農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)等建議。通過這些措施的綜合應(yīng)用，有望實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程的可持續(xù)發(fā)展，提高水資源利用效率，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善，為甘肅省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

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（責(zé)任編輯：張春雨）

作者簡介：談守楨（1994—），本科，助理工程師，從事水利水電工程施工。E-mail：464871845@qq.com。