節(jié)水措施在農(nóng)田水利工程灌溉中的應用

摘要：隨著人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，許多地區(qū)面臨水資源緊缺問題，尤其是在干旱地區(qū)或水資源貧乏地區(qū)。為了更加高效利用有限的水資源進行灌溉，節(jié)水成為一種必要的選擇。本文分析了傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉方式存在的問題，提出了農(nóng)田水利工程灌溉中節(jié)水措施的綜合應用策略，以期為相關(guān)同行提供一些參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)水措施；農(nóng)田水利工程；灌溉

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定發(fā)展對于國家經(jīng)濟社會的繁榮具有重要意義。然而，隨著全球氣候變化和水資源日益緊張，傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉方式已無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。因此，推廣和應用節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)田水利工程灌溉效率，成為當前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

1 傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉方式的問題與挑戰(zhàn)

家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制是我國農(nóng)村改革歷程中的一項具有里程碑意義的制度。這一制度源自安徽等地區(qū)的農(nóng)民自發(fā)實踐，其核心思想在于將過去集體所有的土地經(jīng)營權(quán)下放至農(nóng)戶，讓每個家庭成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本單位，打破了傳統(tǒng)人民公社體制下集體經(jīng)營、集體分配的束縛，賦予了農(nóng)民更大的經(jīng)營自主權(quán)。在這一制度下，農(nóng)戶獲得了對土地的自主經(jīng)營權(quán)，這意味著他們可以根據(jù)市場需求、土壤條件、自身技能等因素，自主決定種植何種作物、如何種植以及如何進行田間管理，極大地激發(fā)了農(nóng)民的生產(chǎn)熱情和創(chuàng)造力。家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制的實施，不僅提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，也促進了農(nóng)村經(jīng)濟的繁榮發(fā)展。但隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求也越來越高。如何在家庭聯(lián)產(chǎn)承包的基礎(chǔ)上實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，特別是傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉成了一個亟待解決的問題。

傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉方式長期以來是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，然而隨著時代的進步和資源的日益緊張，其存在的問題與挑戰(zhàn)也逐漸凸顯。傳統(tǒng)的灌溉方法，如漫灌、溝灌等，往往依賴于大量的水資源，且無法精確控制灌溉量。這不僅導致了水資源的極大浪費，還增加了農(nóng)田的鹽堿化風險。同時，由于缺乏科學的灌溉管理，農(nóng)田灌溉往往缺乏針對性，無法根據(jù)作物生長的實際需求進行合理調(diào)整，從而影響了作物的生長和產(chǎn)量。此外，傳統(tǒng)灌溉方式還容易造成土壤侵蝕和水土流失，對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負面影響。長時間的過量灌溉會破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本不斷上升。同時，由于灌溉設(shè)施老化、維護不善等問題，灌溉效率往往較低，無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，尋求節(jié)水、高效、環(huán)保的灌溉方式已成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。通過引入先進的節(jié)水灌溉技術(shù)和管理理念，可以有效地解決傳統(tǒng)灌溉方式存在的問題，提高農(nóng)田水利工程灌溉效率，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

2 節(jié)水灌溉技術(shù)的構(gòu)成

2.1 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)是一種高效的節(jié)水灌溉方式，它利用塑料管道將水通過直徑約10 mm的毛管上的孔口或滴頭，以水滴的形式緩慢而均勻地滴入作物根部的土壤中。這種灌溉方式能夠確保作物根系直接吸收所需的水分和養(yǎng)分，極大地提高了水的利用率。滴灌技術(shù)一方面顯著減少了水分的蒸發(fā)和流失，避免了傳統(tǒng)灌溉方式中因水分過量而導致的土壤鹽堿化問題；另一方面，其能夠結(jié)合施肥，使肥料直接作用于作物根部，提高了肥料的利用率，減少了肥料的浪費。此外，滴灌還能有效防止土壤板結(jié)，保持土壤良好的通透性，有利于作物的生長。在實際應用中，滴灌技術(shù)適用于各種作物，包括果樹、蔬菜、經(jīng)濟作物以及溫室大棚內(nèi)的作物。在干旱缺水地區(qū)，滴灌技術(shù)更是成為大田作物灌溉的首選方式。通過精確控制灌溉量和灌溉時間，滴灌技術(shù)能夠滿足作物不同生長階段的需求，促進作物健康生長，提高產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。但是滴灌技術(shù)也存在一些挑戰(zhàn)和需要注意的問題。例如，滴頭容易堵塞，需要對水源進行嚴格的過濾處理；滴灌系統(tǒng)的安裝和維護成本相對較高，需要投入一定的資金和人力；由于滴灌只濕潤作物根部土壤，可能會限制根系的生長范圍，因此在應用時需要注意滴頭的布置和灌溉量的調(diào)整。

2.2 雨水收集

雨水收集的過程是一個復雜但精細的系統(tǒng)工程，它始于雨水降落時的收集面，涉及多個環(huán)節(jié)，最終將收集到的雨水用于農(nóng)田灌溉。雨水收集通常從建筑物的屋頂、道路和其他硬化地表開始，這些表面在設(shè)計時就考慮到了雨水的引導和收集。屋頂可以設(shè)計有傾斜的角度，使雨水能夠順利流向預設(shè)的排水口或收集管道。道路則可以通過設(shè)置雨水收集口和排水系統(tǒng)，將雨水引入收集系統(tǒng)。一旦雨水被引導至收集系統(tǒng)，如雨水收集管道，這些管道就會發(fā)揮關(guān)鍵作用，將雨水輸送至儲存設(shè)施，這些設(shè)施通常是地下蓄水池或?qū)ｉT的雨水收集罐。這些儲存設(shè)施不僅要有足夠的容量來容納大量雨水，還要具備保持水質(zhì)的功能。儲存設(shè)施的設(shè)計非常關(guān)鍵，通常配備有過濾系統(tǒng)，包括粗濾網(wǎng)、沉淀池等，用以去除雨水中的大顆粒雜質(zhì)和污染物，有效凈化雨水，確保其質(zhì)量達到一定的標準。儲存后的雨水還需要經(jīng)過進一步的處理，涉及更精細的過濾、消毒或其他必要的凈化步驟，以滿足灌溉用水的標準。雨水灌溉方式具有多重優(yōu)點，首先，它減少了對地下水或淡水資源的依賴，有助于保護這些寶貴的水資源；其次，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，提高了經(jīng)濟效益；再次，由于雨水通常含有較為豐富的天然養(yǎng)分，它能夠促進作物的生長，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；最后，雨水灌溉還有助于改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的水分保持能力，從而提高土壤的肥力[2]。

2.3 循環(huán)灌溉

循環(huán)灌溉系統(tǒng)通常由水源、輸水管道、灌溉設(shè)備、回收裝置和處理設(shè)備組成。水源可以是地下水、河流、水庫等，經(jīng)過輸水管道輸送至灌溉設(shè)備，如噴頭、滴灌管等，對作物進行灌溉。在灌溉過程中，部分灌溉水會滲透到土壤中，滿足作物生長需要，而多余的水則會通過回收裝置進行收集。回收裝置是循環(huán)灌溉系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它能夠有效收集灌溉過程中產(chǎn)生的多余水分。這些水分可能含有一些雜質(zhì)和鹽分，因此需要經(jīng)過處理設(shè)備進行處理，確保水質(zhì)達到再次灌溉的標準。處理后的回收水再次被輸送到灌溉設(shè)備，對作物進行灌溉。這樣的循環(huán)過程不僅減少了新鮮水源的使用量，還降低了灌溉水對環(huán)境的影響。同時，循環(huán)灌溉還可以減少因水分流失和蒸發(fā)造成的損失，提高灌溉水的利用效率。循環(huán)灌溉技術(shù)的優(yōu)點顯著。首先，它有效節(jié)約了水資源，緩解了農(nóng)業(yè)用水緊張的問題。其次，循環(huán)灌溉降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益。最后，通過減少新鮮水源的使用，循環(huán)灌溉還有助于保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 節(jié)水措施在農(nóng)田水利工程灌溉中的綜合應用

3.1 技術(shù)改進

在家庭聯(lián)產(chǎn)承包的背景下，農(nóng)田的面積和分布往往較為分散，這給統(tǒng)一的灌溉管理帶來了挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，可以引入智能灌溉系統(tǒng)。這種系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器，可以實時監(jiān)測農(nóng)田的土壤濕度、作物生長狀況等信息，并根據(jù)這些信息自動調(diào)整灌溉水量和灌溉時間。這樣即使農(nóng)田分散，也能實現(xiàn)精準灌溉，避免水資源的浪費。針對家庭聯(lián)產(chǎn)承包導致的農(nóng)田管理分散問題，可以推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、噴灌等，根據(jù)作物的實際需求進行精確灌溉，不僅提高了灌溉效率，還節(jié)約了水資源，進而實現(xiàn)灌溉的集中管理和控制，降低管理成本，提高灌溉效果。此外，農(nóng)田水利工程灌溉中技術(shù)的改進還可以包括建設(shè)節(jié)水型灌溉設(shè)施。例如，修建蓄水池、水窖等儲水設(shè)施，收集雨水和生活用水等非傳統(tǒng)水資源用于農(nóng)田灌溉；對灌溉渠道進行防滲處理，減少輸水過程中的滲漏損失，提高灌溉水的利用效率。

3.2 作物需水管理

作物需水管理是農(nóng)田水利工程灌溉中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它要求深入細致地研究不同作物在不同生長階段的需水特性。每一種作物都有其獨特的生長周期和需水規(guī)律，從播種到成熟，每個階段對水分的需求都有所不同。因此，通過科學研究和長期實踐，農(nóng)業(yè)專家能夠積累豐富的經(jīng)驗，準確掌握各類作物的需水規(guī)律，為制定合理的灌溉計劃提供了有力的依據(jù)。在制定灌溉計劃時，不僅要考慮作物當前的生長狀態(tài)，還需要結(jié)合當?shù)氐奶鞖鈼l件、土壤濕度等多種因素進行綜合分析。例如，在干旱季節(jié)或高溫天氣下，作物對水分的需求會增加，灌溉量應相應增加；而在濕潤季節(jié)或陰雨天氣下，作物對水分的需求會減少，灌溉量則應適當減少。綜合考慮這些因素，可以確保作物在需要時得到適量的水分供應，避免水分過多或過少對作物生長造成不利影響。作物需水管理還注重實時監(jiān)測與動態(tài)調(diào)整。隨著科技的進步，現(xiàn)代農(nóng)田水利工程灌溉系統(tǒng)已經(jīng)配備了先進的傳感器和監(jiān)測設(shè)備，能夠?qū)崟r獲取土壤濕度、作物生長狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并將這些信息傳輸?shù)焦喔裙芾硐到y(tǒng)中。管理人員可以通過分析這些數(shù)據(jù)，了解作物當前的水分狀況和需求，從而及時調(diào)整灌溉計劃。當監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示作物水分不足時，灌溉系統(tǒng)可以迅速增加灌溉量，以滿足作物的需求；當作物水分過多時，則可以減少灌溉量，避免水分浪費和作物受害。土壤是作物生長的基礎(chǔ)，其保水能力直接影響到灌溉效果。因此，通過改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤有機質(zhì)等措施，可以提高土壤的保水能力，減少水分的蒸發(fā)和滲漏損失。同時，采用保水劑等新材料和技術(shù)，也能有效增強土壤的保水性能，使土壤能夠更好地儲存和釋放水分，為作物提供良好的生長環(huán)境。

3.3 土壤保水能力提升

安徽家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制下的農(nóng)田分散管理，一直是制約農(nóng)田水利工程灌溉效率和土壤保水能力提升的關(guān)鍵因素。面對這一現(xiàn)實挑戰(zhàn)，安徽正積極尋求解決方案，力求通過綜合應用各種措施來提升土壤的保水能力。通過推廣廢棄農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等有機肥料的應用，不僅豐富了土壤中的有機質(zhì)，改善了土壤結(jié)構(gòu)，還顯著增強了土壤的保水性能。這使得農(nóng)田在灌溉時能夠更好地吸收和儲存水分，減少水資源的流失。通過添加改良劑、合理翻耕等措施，土壤的物理性質(zhì)得到顯著改善，透水性和保水能力得到增強。這些措施不僅提高了土壤的保水能力，還有助于作物根系的生長和發(fā)育，為農(nóng)作物的健康生長提供了良好的土壤環(huán)境。同時，節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣也是提升土壤保水能力的重要手段。滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的應用，使得灌溉過程更加精準高效，減少了水分的浪費和蒸發(fā)。通過修建蓄水池、水窖等設(shè)施，安徽收集并利用雨水和生活用水等非傳統(tǒng)水資源，有效解決了灌溉水源問題，不僅提高了灌溉效率，還通過儲水的方式增強了土壤的保水能力。

3.4 智能灌溉系統(tǒng)應用

智能灌溉系統(tǒng)是農(nóng)田水利工程灌溉中節(jié)水措施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其通過先進的傳感器網(wǎng)絡，能夠精準捕捉農(nóng)田的實時狀態(tài)。這些傳感器如同農(nóng)田中的“眼睛”，實時監(jiān)測土壤濕度、作物生長狀態(tài)以及氣象條件等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅反映了農(nóng)田的當前狀況，也為灌溉決策提供了重要依據(jù)。一旦傳感器收集到數(shù)據(jù)，它們會迅速將這些信息傳輸至中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)是智能灌溉系統(tǒng)的“大腦”，會對這些數(shù)據(jù)進行深入分析和處理，通過專業(yè)的軟件算法，精準計算出作物在不同生長階段所需的水量，并結(jié)合實時的土壤濕度和降雨量數(shù)據(jù)，制定出最佳的灌溉方案。這種方案不僅確保了作物得到充足的水分，也避免了水資源的浪費。在得到灌溉決策后，智能灌溉系統(tǒng)的自動化控制功能開始發(fā)揮作用。系統(tǒng)能夠自動向灌溉設(shè)備發(fā)送控制指令，無論是噴灌機還是滴灌管，都能按照指令進行自動啟停、調(diào)整灌溉速度和灌溉量，這不僅提高了灌溉的準確性和效率，還大大減輕了農(nóng)民的工作負擔，使他們能夠有更多的時間和精力投入到其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中。此外，智能灌溉系統(tǒng)還提供了遠程監(jiān)控和管理功能。用戶只需通過手機或電腦等終端設(shè)備，就能隨時查看農(nóng)田的實時數(shù)據(jù)、灌溉狀態(tài)以及作物生長情況，及時應對各種突發(fā)情況，使得灌溉管理更加便捷和靈活，確保農(nóng)田灌溉的安全和穩(wěn)定。

4 結(jié)語

節(jié)水措施在農(nóng)田水利工程灌溉中的應用，對于緩解水資源緊張、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率具有重要意義。通過采用有效措施，可以有效減少農(nóng)田灌溉中的水資源浪費，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時，宣傳教育在推廣節(jié)水灌溉技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，應加強對農(nóng)民和公眾的節(jié)水灌溉知識宣傳和培訓，增強他們的節(jié)水意識和能力。未來，隨著科技的不斷進步和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，節(jié)水灌溉技術(shù)將不斷完善和創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護作出更大貢獻。

參考文獻

[1] 黃志華.水利工程灌溉中節(jié)水措施的應用探討[J].水上安全，2023（16）：22-24.

[2] 田培旭.節(jié)水措施在西北干旱地區(qū)農(nóng)田水利灌溉中的應用[J].新農(nóng)業(yè)，2023（22）：90-91.