滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中的運(yùn)用分析

現(xiàn)代化滴灌節(jié)水灌溉模式，廣泛應(yīng)用在我國農(nóng)田水利行業(yè)。以微小水滴流量，將水分直接輸送到作物根部，精準(zhǔn)灌溉能夠減少水分損失，提高水資源利用率。相較傳統(tǒng)的灌溉手段，滴灌技術(shù)能夠減少水資源浪費(fèi)，改善土壤結(jié)構(gòu)，保障農(nóng)作物的良好生長。浙江省杭州市融通農(nóng)業(yè)發(fā)展（杭州）有限責(zé)任公司工作人員從滴灌節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用意義出發(fā)，根據(jù)滴灌系統(tǒng)組成，分析了滴灌前期準(zhǔn)備、施工過程技術(shù)要點(diǎn)及施工后驗(yàn)收內(nèi)容三個施工流程，有助于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)田水利灌溉模式，且維護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，助力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一、滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中的運(yùn)用意義

（一）精準(zhǔn)灌溉，提高水資源利用率

相對于漫灌、噴灌等傳統(tǒng)工藝，滴灌技術(shù)能夠利用管道系統(tǒng)，直接將水資源運(yùn)輸?shù)阶魑锔浚乐顾终舭l(fā)，減少滲漏量，高效灌溉，最大化利用水資源。

（二）改善土壤結(jié)構(gòu)，維持良好肥力條件

滴灌技術(shù)能夠以微小水分流量，持續(xù)性向植被供給水分，防止土壤濕度較大或較小，體現(xiàn)出均勻灌溉的優(yōu)勢，能夠維持土壤結(jié)構(gòu)的良好透水性，確保根系正常呼吸。此外，還可以整合施肥后將肥料輸送到作物根部，精準(zhǔn)施肥可以提高資源利用率，且保證土壤肥力條件。

（三）提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量

滴灌技術(shù)能夠給作物生長提供所需水分與養(yǎng)分，創(chuàng)造良好的作物生長環(huán)境，提升種植產(chǎn)量與質(zhì)量。

（四）維護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境

為解決傳統(tǒng)灌溉中出現(xiàn)的農(nóng)田土壤鹽堿化、板結(jié)等問題，大力推廣滴灌技術(shù)很有必要。滴灌技術(shù)能夠降低灌溉時污染物排放量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展速度。

二、滴灌系統(tǒng)的組成

滴灌系統(tǒng)主要包括首部樞紐、管路系統(tǒng)、滴頭三個部分，其中，作為整個系統(tǒng)的核心，首部樞紐涉及水泵、動力機(jī)、施肥罐、過濾器等多個部分。水泵能夠給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水壓，在動力機(jī)的作用下驅(qū)使水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員在施肥罐內(nèi)裝入肥料，灌溉的同時還能夠及時給作物輸送養(yǎng)分。由于水資源中摻雜很多雜質(zhì)，經(jīng)由過濾器能夠提高水灌溉質(zhì)量，更加純凈的水質(zhì)有助于提高作物生長品質(zhì)。滴灌系統(tǒng)中，滴頭是終端零部件，微小的孔道能夠?qū)⑺Y源以點(diǎn)滴方式注入土壤，滴頭流量、壓力等會對滴灌效果產(chǎn)生影響，工作人員必須根據(jù)農(nóng)作物需求選擇適合的滴頭類型與型號。合理應(yīng)用滴灌系統(tǒng)，能夠?qū)⑺Y源直接輸送到作物根部，減少水分蒸發(fā)量與損失量，提升水資源利用率；合理布置管路系統(tǒng)、滴頭等零部件，均勻性灌溉可以給作物生長提供必需的水分和養(yǎng)分。依靠人工或自動化控制閥門、流量計(jì)，滴灌系統(tǒng)便于管理，有助于節(jié)約勞動力。維持滴灌系統(tǒng)良好使用性能，需注意滴頭流量與壓力，一般而言，每小時滴頭流量需維持在2～12 L，根據(jù)作物類型、土壤情況靈活調(diào)整滴頭間距即可。

三、農(nóng)田水利工程中滴灌技術(shù)施工流程

（一）滴灌施工前的準(zhǔn)備工作

做好滴灌施工前期準(zhǔn)備工作，能夠提高灌溉效率與質(zhì)量，節(jié)約水資源。施工人員詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)場情況，深入分析設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)調(diào)查結(jié)果制訂施工方案，精準(zhǔn)計(jì)算施工現(xiàn)場各個灌溉數(shù)據(jù)。通常而言，農(nóng)田水利滴灌技術(shù)實(shí)踐過程，主要涉及放線、開挖、管道安裝等幾個工序，各個環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，勢必會影響整體施工成效。參與農(nóng)田水利滴灌施工的所有人員，都必須具備良好專業(yè)能力，做好事前技術(shù)交底、準(zhǔn)備萬全施工資源等事項(xiàng)。

（二）滴灌施工中的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

1.測量放線。準(zhǔn)確推進(jìn)施工放線一環(huán)，施工人員必須選擇現(xiàn)代化測試設(shè)備，搭配施工現(xiàn)場加壓泵站，優(yōu)化基坑橫縱軸線開挖細(xì)節(jié)，且高質(zhì)量進(jìn)行建筑物外周圍開挖。根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定基坑開挖區(qū)間，在整個建筑物覆蓋范圍內(nèi)做好現(xiàn)場標(biāo)注。嚴(yán)格控制基坑開挖誤差，通常要求間隔20～40 m進(jìn)行1次打樁標(biāo)記，確保管道安裝線路更加精確，且能夠堅(jiān)決落實(shí)設(shè)計(jì)圖紙要求。施工人員按照作業(yè)進(jìn)度，可以在現(xiàn)場布設(shè)測量控制網(wǎng)，維護(hù)現(xiàn)場安全，完成施工任務(wù)后撤除即可。

2.開挖施工。施工人員選擇全站儀等先進(jìn)設(shè)備，按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確標(biāo)記地面上的開挖線位置，選擇適合土壤性質(zhì)、開挖深度的作業(yè)模式。相對較軟的土壤可以選擇機(jī)械化作業(yè)，較硬的土壤結(jié)構(gòu)最好選擇爆破或者人工開挖模式。對施工人員的專業(yè)能力提出明確要求，需控制開挖深度與開挖量，嚴(yán)禁超挖、欠挖。施工人員根據(jù)V=L×W×H計(jì)算公式，可以確定具體開挖量。其中，V為土方量，L為長度，W為寬度，H為深度。同時，開挖時應(yīng)該根據(jù)地形、排水量設(shè)置排水溝或者是集水井，第一時間排出現(xiàn)場多余水分，順利推進(jìn)開挖工作。完成開挖后及時檢查施工質(zhì)量，確定開挖深度、寬度等滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，維持穩(wěn)定的邊坡結(jié)構(gòu)，保證排水系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

3.管道安裝。在農(nóng)田水利滴灌工程施工中，管道安裝為最終環(huán)節(jié)。施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，安裝并切割管道，有序連接并進(jìn)行施工鋪設(shè)。施工人員落實(shí)埋深差異理念，對地下與地面管道分開鋪設(shè)，兩者分支需要進(jìn)行“冷接”處理。一方面，能夠確保管道接口部位更加密實(shí)；另一方面，能夠達(dá)到較高的安全防護(hù)級別。施工人員可以采取承插模式連接地下管道，安裝好三通、閘閥等。在鋪設(shè)地面管道時，應(yīng)先根據(jù)作物行距與株距選擇適合的毛管類型，控制好安裝距離，有序連續(xù)支管與地管。確保毛管連接更具緊固性，施工人員可以站在其管壁部位，再次安裝三通。同時，地面管道孔距嚴(yán)禁過大或過小，要求充分連接毛管、三通、旁通，高質(zhì)量完成整體管道安裝任務(wù)。規(guī)范管道安裝作業(yè)流程，為避免三通球閥脫落及滲漏隱患，施工人員不僅需要事先制訂防滲漏施工方案，還需要落實(shí)以下細(xì)節(jié)：第一，做好支管孔眼清潔，嚴(yán)禁存在雜質(zhì)、流沙等，按照孔眼類型選擇適合的止水橡膠閥，安裝時不能連接膠卷，以免發(fā)生滲漏。第二，在旁通部位安裝好滴灌管套，相對厚度較大的管壁應(yīng)在管口部位提前預(yù)熱，達(dá)到熱脹狀態(tài)后再次連接。第三，處理地管滲漏，施工人員可以在周邊開挖1 m左右的基坑，暴露管道連接口，然后拆除地管。及時更換損壞位置，并對其纏繞生膠、擰緊管道。

（三）滴灌施工后的驗(yàn)收工作

施工單位收集施工圖紙、施工記錄、材料驗(yàn)收報(bào)告等資料，組織驗(yàn)收人員開展培訓(xùn)，引導(dǎo)其能夠遵循驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。先對滴灌系統(tǒng)管道、滴頭等完整性進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保所有零部件安裝位置準(zhǔn)確，不存在損壞、遺漏等隱患；利用現(xiàn)代化工具測量管道長度、坡度等參數(shù)，比較設(shè)計(jì)圖紙，滿足設(shè)計(jì)所需，允許偏差在正常區(qū)間內(nèi)；開啟滴灌系統(tǒng)進(jìn)行壓力測試，對比設(shè)計(jì)要求，對不同壓力條件下流量、壓力損失等參數(shù)進(jìn)行調(diào)查，充分發(fā)揮滴灌系統(tǒng)的使用價(jià)值，始終保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；對使用水源pH、懸浮物含量、重金屬含量等水源指標(biāo)進(jìn)行檢測，提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確保水源不會對滴灌系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響；觀察滴灌系統(tǒng)運(yùn)行一段時間狀態(tài)，檢查是否存在滴頭出水、管道滲漏等，及時處理施工隱患。

四、滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中的運(yùn)用策略

（一）采用先進(jìn)的滴灌設(shè)備，不斷優(yōu)化滴灌技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，深受行業(yè)人士青睞的智能化滴灌系統(tǒng)，能夠通過實(shí)時監(jiān)測到土壤濕度、作物生長等條件，自動化調(diào)整灌溉方案，提高灌溉效率與質(zhì)量，維護(hù)水資源。在整個滴灌系統(tǒng)中，滴頭作為主要零部件，與整體灌溉效果有著很大的關(guān)系。施工單位應(yīng)采用先進(jìn)滴灌設(shè)備，均勻灌溉，控制灌溉成本。當(dāng)前市場上存在的高效能滴頭，有著穩(wěn)定流量與抗堵塞等優(yōu)勢，能夠積極應(yīng)對復(fù)雜灌溉環(huán)境。同時，選擇抗堵塞過濾器能夠維持滴灌系統(tǒng)始終保持可靠運(yùn)行狀態(tài)，避免雜質(zhì)對系統(tǒng)的影響，通過清洗、過濾等作用，延長滴灌系統(tǒng)使用年限，降低維護(hù)成本。此外，行業(yè)內(nèi)應(yīng)大力推廣水肥一體化技術(shù)，充分整合灌溉與施肥的技術(shù)手段，通過滴灌系統(tǒng)將肥料溶解后，連同水資源一起輸送到作物根部，同步供應(yīng)水肥，提升肥力作用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（二）加強(qiáng)節(jié)水灌溉宣傳，深化落實(shí)滴灌灌溉制度

具備高效性、節(jié)水性等優(yōu)勢的農(nóng)田水利滴灌系統(tǒng)，推廣并運(yùn)用現(xiàn)代化節(jié)水灌溉模式，必須加強(qiáng)節(jié)水灌溉宣傳，深化落實(shí)滴灌灌溉制度。

1.利用電視、媒體等多種方式大力宣傳滴灌技術(shù)的作用。引導(dǎo)農(nóng)民正確認(rèn)識其在水資源節(jié)約、提高作物產(chǎn)量等方面的優(yōu)勢。根據(jù)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，采取案例講解、專家講座等多種方式，深入激發(fā)農(nóng)民利用滴灌技術(shù)的信念。面向各個農(nóng)村地區(qū)設(shè)置宣傳欄，定期更新節(jié)水內(nèi)容，通過最前沿的技術(shù)動態(tài)，共建良好的節(jié)水灌溉環(huán)境。

2.建立健全完善滴灌灌溉體系。踐行制度標(biāo)準(zhǔn)，政府等相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)發(fā)揮宏觀調(diào)控作用，增加財(cái)政補(bǔ)貼，適時推出各項(xiàng)扶持政策，為農(nóng)民使用滴灌技術(shù)提供政策保障。農(nóng)業(yè)部門應(yīng)做好滴灌技術(shù)服務(wù)，向農(nóng)民講解技術(shù)應(yīng)用方法，注重滴灌系統(tǒng)維修保養(yǎng)，通過建立區(qū)域滴灌技術(shù)示范站點(diǎn)，清楚展示技術(shù)實(shí)踐成效，激發(fā)農(nóng)民應(yīng)用滴灌技術(shù)積極性.

3.強(qiáng)化市場監(jiān)督與管理，是滴灌技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。農(nóng)田水利部門應(yīng)建立完善的監(jiān)管制度，全程精細(xì)化監(jiān)管滴灌設(shè)備質(zhì)量、安裝、使用等過程，確保滴灌系統(tǒng)更具針對性。

（三）合理選擇滴灌設(shè)備

合理應(yīng)用滴灌系統(tǒng)，選擇適合的滴灌設(shè)備很有必要。全面了解市場上的各種滴灌設(shè)備類型，常見設(shè)備有全固定、半固定、移動式3種，各類滴灌設(shè)備種類有著相應(yīng)的使用要求。可以引導(dǎo)農(nóng)民根據(jù)農(nóng)作物生長條件，合理選擇滴灌技術(shù)。例如，總體灌溉區(qū)域較大的農(nóng)田，通常以半固定與移動式為主。由于二者實(shí)踐中存在一定難度，還應(yīng)當(dāng)開展預(yù)熱管口模式，確保管口部位更加膨脹，之后再連接管道即可。此外，積極應(yīng)對管道滲漏問題，預(yù)防性措施至關(guān)重要。工作人員可以在管道周邊開挖1 m左右的基坑，保持管道連接口外露，拆除地管，及時修復(fù)損壞的管道，損壞嚴(yán)重時及時更換，上述操作完成后檢查管道狀態(tài)，確保緊固，預(yù)防滲漏。同時，工作人員布置管道時最好選擇UPVC材質(zhì)管道，埋放在地下要求埋深大約為0.8 m，配合三通為分干管供水。

（四）滴灌技術(shù)對不同作物的適用性

1.根據(jù)作物生長所需水分、養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)，制訂針對性的灌溉方案。對相對發(fā)達(dá)根系的果樹類作物，應(yīng)該進(jìn)行深層灌溉；對土壤表面水分較為敏感的蔬菜類作物，應(yīng)該進(jìn)行淺層灌溉。不同作物的生長需求不同，必須優(yōu)化滴灌系統(tǒng)管道布局，嚴(yán)格控制滴頭間距，科學(xué)調(diào)整灌溉頻率等，為作物提供均勻的養(yǎng)分與水分，保障作物良好生長。

2.根據(jù)作物不同生長時期，必須合理配置滴灌系統(tǒng)。一是選擇適合的滴灌帶、滴頭等零部件，順暢輸送水分與養(yǎng)分；二是控制灌溉壓力、流量等參數(shù)，動態(tài)化控制灌溉全過程；三是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，自動化灌溉，保障灌溉效率，提升作物產(chǎn)量。

3.滴灌技術(shù)的全面實(shí)施，與田間管理水平密不可分。灌溉中密切關(guān)注作物生長狀態(tài)、土壤濕度、氣象等條件，適當(dāng)優(yōu)化灌溉細(xì)節(jié)。充分落實(shí)精細(xì)化田間巡查要求，確保滴灌系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。通過田間管理能夠確保滴灌技術(shù)有效實(shí)施，且有效彰顯出節(jié)水、提升作物產(chǎn)量等方面的作用。

（五）計(jì)算干管、支管的水力

由水源、水泵、過濾器、干管、支管等多個部分的滴灌系統(tǒng)，干管與支管作為輸水管道，能夠?qū)⑺摧斔偷睫r(nóng)田當(dāng)中。滴灌系統(tǒng)高效運(yùn)行，必須準(zhǔn)確計(jì)算干管、支管水力參數(shù)。工作人員根據(jù)管道長度、管徑、流量等計(jì)算水力，常見計(jì)算公式如下：

Q=A×V （1）

其中，Q為流量，m3·h-1；A為管道截面積，m2；V為流速，m·s-1。

hf=f×L×（V2/2g×D） （2）

其中，hf為沿程水頭損失，m；f為摩阻系數(shù)；L為管道長度，m；V為流速，m·s-1；g為重力加速度，m·s-2；D為管道內(nèi)徑，m。

hj=ζ×（V2/2g） （3）

其中，hj為局部水頭損失，m；ζ為局部阻力系數(shù)；V為流速，m·s-1；g為重力加速度，m·s-2。

計(jì)算干管、支管水力，必須遵循以下幾個步驟：

1.明確設(shè)計(jì)流量。結(jié)合農(nóng)田灌溉區(qū)域、作物類型以及現(xiàn)有灌溉體系等，確定最佳設(shè)計(jì)流量。

2.選擇管徑。從設(shè)計(jì)流量、管道長度等多個部分出發(fā)，確定最佳管徑參數(shù)，一般要求達(dá)到經(jīng)濟(jì)性要求，且以較大管徑為主，能夠最大限度減少水頭損失量。

3.計(jì)算流速。計(jì)算流速時需要結(jié)合流量、管徑，控制流速大小，避免數(shù)值較大增加水頭損失流量，且造成噪聲污染。

4.計(jì)算沿程水頭損失。按照管道長度、流速、摩阻系數(shù)等計(jì)算沿程水頭損失，其中，經(jīng)過試驗(yàn)可以得到最佳摩阻系數(shù)。

5.計(jì)算局部水頭損失。計(jì)算局部水頭損失需要結(jié)合滴灌系統(tǒng)彎頭、三通等局部阻力元件類型。

6.校準(zhǔn)系統(tǒng)壓力。根據(jù)水源的壓力和總水頭損失，校核系統(tǒng)是否滿足壓力要求。如果不滿足條件，應(yīng)增加增壓設(shè)備，或者調(diào)整水泵揚(yáng)程等處理。正確計(jì)算滴灌系統(tǒng)干管、支管水力參數(shù)，能夠在穩(wěn)定設(shè)計(jì)流量下，確保系統(tǒng)始終保持良好運(yùn)行狀態(tài)，提高水資源利用率。合理的水利設(shè)計(jì)，也能夠降低滴灌系統(tǒng)維修次數(shù)，控制養(yǎng)護(hù)成本，保證農(nóng)田灌溉活動高效進(jìn)行。

五、結(jié)語

上述內(nèi)容分析了滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中的應(yīng)用要點(diǎn)，根據(jù)滴灌系統(tǒng)主要組成部分，為充分提高滴灌技術(shù)應(yīng)用效果，施工人員應(yīng)該做好事前、施工中及驗(yàn)收技術(shù)性措施。同時，合理選擇適合的滴灌系統(tǒng)管道、滴頭等類型，根據(jù)作物生長情況制定灌溉方案，加強(qiáng)節(jié)水灌溉宣傳，深化落實(shí)滴灌灌溉制度，激發(fā)廣大農(nóng)民應(yīng)用滴灌技術(shù)的積極性。通過多元化措施，彰顯出高效性、節(jié)水性等滴灌技術(shù)特點(diǎn)，推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。隨著科技實(shí)力的不斷提升，我國農(nóng)田水利節(jié)水灌溉中，必將持續(xù)發(fā)展滴灌技術(shù)實(shí)踐意義。相信在政府、農(nóng)田水利等多個部門共同參與下，滴灌技術(shù)將更為廣泛推廣，為鄉(xiāng)村振興與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

作者簡介：李鑫（1987—），男，河南南陽人，碩士，工程師，主要從事工程建設(shè)工作。