農田水利工程建設中節水灌溉技術優化和高效運用的探討

本文的核心在于系統闡述節水灌溉技術在農田水利工程中的核心應用要點，特別是聚焦于輸水系統節水技術與田間節水技術的創新實踐案例。基于這些實踐，本文提出了一系列關鍵性建議：強化節水灌溉管理體系的構建，精確控制農田灌溉的用水量及時間分配，并依據具體條件合理選擇灌溉方式，旨在推動節水灌溉技術在農田水利工程中的不斷深化與廣泛應用，從而實現水資源的優化配置與高效利用目標。在深入探討農業可持續發展與水資源管理策略這一宏觀議題時，農田水利工程中節水灌溉技術的引入與應用顯得尤為關鍵且影響深遠。

一、農田水利工程中節水灌溉技術應用的意義

在探索農業灌溉策略的改進途徑時，我們專注于提高水資源的使用效率。傳統的灌溉方法由于其固有的水資源浪費和不均勻灌溉的問題，不僅直接加速了水資源的枯竭，還間接干擾了農作物的健康生長周期。為了解決這些問題，引入節水灌溉技術變得至關重要。先進的滴灌和噴灌技術通過精確控制水量和灌溉時間，實現了水分直接輸送到作物根部的高效路徑，從而顯著減少了水分的無效蒸發和流失，確保了水資源的最高效利用。

從保護和改善土壤環境質量的角度來看，傳統的地面灌溉常常伴隨著過量灌溉和表土流失的問題。當灌溉量超過土壤的自然吸收能力時，不僅會引發地表徑流和深層滲漏，導致寶貴水資源的進一步浪費，還會加劇土壤表層的沖刷侵蝕，破壞土壤結構的穩定性。節水灌溉技術的應用通過精細管理水量和灌溉頻率，有效抑制了水分流失和土壤侵蝕的趨勢，為土壤環境的持續改善提供了有力支持。

從農業生產成本的經濟角度分析，隨著灌溉用水量的減少，直接降低了灌溉成本。此外，這項技術還能精確滿足作物生長的水分需求，避免了因水分供給不足或過剩導致的生長障礙，從而促進了農作物產量和品質的雙重提升，為農業生產的可持續發展奠定了堅實的基礎。

二、農田水利工程中節水灌溉技術的應用要點

1、輸水系統節水技術

（1）渠道防滲技術

渠道防滲技術，作為一種創新的加固與防護策略，特別針對傳統土渠的局限性而設計。其主要目標是顯著減少渠道的滲漏問題，有效抑制水資源的無端流失，并大幅提升水資源的利用效率。該技術的核心在于運用混凝土、塑料薄膜等高性能材料對土渠進行加固和全面覆蓋，形成一道堅固的防滲屏障，確保水資源在輸送過程中的完整性和有效性。與傳統土渠相比，防滲渠道展現了多方面的顯著優勢。①其結構設計的優化顯著減少了水流阻力，從而加快了水流速度，這一改進直接提升了農田灌溉的效率，為農業生產的節水增效提供了堅實保障。②渠道防滲技術極大地增強了渠道的整體穩定性，通過加固處理有效減少了渠道塌陷的風險，確保了輸水過程的安全與穩定，進而保障了灌溉作業的連續性和可靠性。

（2）低壓管道灌溉技術

低壓管道灌溉技術作為一種創新的灌溉解決方案，其核心在于利用精心設計的管道系統來高效輸送灌溉用水。該技術依賴于低壓環境下的管道運輸機制，將水直接且高效地引導至農田之中，從而顯著降低了水資源在傳輸過程中的損耗。相較于傳統的土渠灌溉方式，低壓管道灌溉展現出了諸多優勢。土渠灌溉因非密封性，在輸水過程中常伴隨有大量的水滲漏現象，導致水資源浪費嚴重。相反，低壓管道灌溉系統采用了嚴格的密封設計，有效遏制了水分的無端流失，確保了水資源能夠近乎無損地抵達田間，為農作物的生長提供了穩定且充足的水源保障。此外，低壓管道灌溉技術還在節約能源方面展現出優勢。不同于傳統土渠灌溉可能依賴自然坡度以維持水流速度，低壓管道灌溉系統則利用了重力流動的原理，或借助輔助泵站進行，從而大幅度降低了輸水過程中的能源消耗。這種能源效率的提升，不僅有助于減輕農田水利工程的運營成本負擔，還積極響應了當前社會對節能減排的迫切需求，為農業的可持續發展注入了新的活力。

2、田間節水技術

（1）畦灌技術

畦灌技術作為一種高效的農田灌溉方法，其核心在于農田內部精心布局的輸水壟溝與暗管系統。這一技術通過構建田間薄水層，并借助重力驅動的自然下滲機制，將灌溉水精準輸送至農作物根部，從而充分滿足作物生長的水分需求。具體而言，畦灌技術的實施首先將農田劃分為若干獨立的畦田單元，每個單元內均設有專門的輸水壟溝與隱蔽的管道系統。通過精確調控輸水壟溝中的水流量，能夠在畦田表面形成一層均勻的薄水膜。這層薄水膜隨后會順應畦田的自然坡度，以自由流動的方式逐漸擴散，同時，在重力作用下，水分逐漸滲透入土壤，最終抵達農作物根部區域。此灌溉模式不僅確保了農田內水分分布的均衡性，還有效促進了水分對作物根系的直接供給，為農作物的健康生長和發育提供了堅實的水分基礎。通過這種方式，畦灌技術不僅提高了灌溉效率，還有助于提升農作物的產量與品質，對于推動農業可持續發展具有重要意義。

（2）膜上灌技術

膜上灌技術作為一種創新的農田灌溉方式，其核心在于農田表層的薄膜鋪設及通過薄膜預設孔洞實施精準灌溉，以此精準滿足農作物的水分需求。這一技術的應用，經深入研究證實，相較于傳統的溝灌技術，展現出顯著的水資源節約效果。具體而言，在玉米田塊，其節水效率更是提升至58%，這一成效對于緩解農業用水壓力具有重要意義。此外，膜上灌技術還帶來了農作物產量的提升，體現了其在促進農業生產效率方面的潛力。這一措施顯著降低了土壤水分的無效蒸發，維持了較高的土壤濕度水平，為農作物的健康生長提供了更為穩定的水分條件。在寒冷季節，薄膜的覆蓋還起到了保溫作用，提高了地溫，為農作物提供了更加適宜的生長環境，進一步保障了作物的產量與質量。

（3）噴灌技術

噴灌技術，作為一種先進的農田灌溉手段，巧妙地借助了管道系統，將灌溉用水精準輸送至農田的每一個角落。此技術通過噴頭釋放高壓水流，使水流在空中細化為均勻分布的小水滴，進而全面覆蓋農田區域，實現了灌溉的全方位與高效性。此技術的應用，顯著地提升了農田灌溉的均勻性，確保每一寸土地都能獲得適量的水分滋養。同時，噴灌技術極大地促進了水資源的有效利用，有效遏制了水資源的無謂浪費，對于水資源日益緊張的現狀具有積極的意義。噴灑而出的細小水滴能夠深入農作物的葉面與根部，為作物的生長提供充足的水分支持。進一步的研究數據表明，在農田水利工程中引入噴灌技術，水資源的利用率可高達90%。此外，噴灌技術還賦予了灌溉過程更高的可控性，使得灌溉用水量的調節變得既精確又靈活，有效避免了因灌溉量不當而對農作物生長造成的不利影響。

（4）微灌技術

微灌技術作為一種先進的灌溉手段，其核心在于利用壓力系統高效地將灌溉用水輸送至田間，隨后通過精細的分流機制，實現水分以微小且均勻的流量直達農作物根部，從而達到精準且局部的灌溉效果。此過程確保了農作物根部獲得適量的水分，滿足了其生長發育的需求。該技術的顯著優勢在于其節水性能。通過精心設計的灌水器，能夠實現對出口流道及流量的精確調控，不僅保證了水資源的高效利用，還避免了不必要的浪費。這種精準灌溉的策略，不僅促進了水資源的合理分配，還確保了農作物能夠在最佳的水分條件下生長，提升了灌溉效果。

相較于傳統的灌溉方式，微灌技術在節約水資源方面展現出了顯著的優勢。傳統灌溉方法往往采用大面積漫灌，不僅耗水量大，且易造成水資源的低效利用。而微灌技術則通過精確控制灌溉過程，顯著降低了用水量，進而減輕了農田水利工程的運營負擔，實現了經濟效益與環境效益的雙重提升。因此，微灌技術在現代農業的發展中具有重要的推廣價值和應用前景。

三、節水灌溉技術在農田水利工程中的應用建議

1、加強節水灌溉管理

（1）科學規劃設計農田灌溉工程

在探討農田灌溉工程的設計與實施策略時，①綜合考量農田的地理位置特異性、土壤類型多樣性、氣候條件復雜性以及農作物獨特的需水特性，從而量身定制科學合理的灌溉方案。這一過程要求深入細致的現場調研與數據分析，旨在確保灌溉系統能夠精準匹配農作物的水分需求，有效促進其生長，同時保證了水資源利用率的最大化，減少不必要的浪費。②保障水源的穩定供應與可持續性，是灌溉工程設計中不可忽視的一環。針對不同地理區域的水資源分布情況，應靈活采取策略，如合理開發利用地下水、水庫蓄水和河流引水等多種水源，以確保灌溉水源的充足與可靠。這一措施不僅關乎當前灌溉需求的滿足，更是對未來農業用水安全的重要保障。③提升農田水利工程的自動化水平，是現代農業發展的必然趨勢。通過引入先進的現代技術與智能控制系統，如自動化灌溉設備、智能監測傳感器等，能夠顯著提升灌溉作業的精確性與效率，實現水資源的精準調配與利用。這不僅能夠進一步降低水資源的消耗，還能優化作物生長環境，提高農產品的產量與質量。

（2）落實節水灌溉管理工作

為實現節水灌溉管理的有效實施，農田水利工程領域的相關管理工作顯得尤為關鍵。①構建并完善一套健全的管理制度體系。此過程需農田水利管理部門與農民、農業合作社及各方利益相關者緊密協作，結合地方實際，共同策劃并推行一系列節水灌溉政策。這些政策應涵蓋財政激勵、技術培訓及補貼措施等多個方面，旨在激發農民群體積極采納節水灌溉技術，促進水資源的高效利用。②加強技術培訓是不可或缺的一環。農民及農田水利管理人員需深入了解節水灌溉系統的操作原理與維護技巧。為此，可定期舉辦專業培訓課程與工作坊，向參與者傳授必要的專業知識與實操技能，從而確保灌溉系統的穩定運行，并有效減少因操作不當導致的系統故障。③實施嚴格的監測與評估機制同樣重要。通過對灌區水資源利用狀況、灌溉效率及農作物生長態勢的持續監控，能夠及時發現潛在問題并迅速采取相應糾正措施。同時，對節水灌溉技術的效益進行科學評估，不僅能為后續決策提供堅實的數據支持，還能促進技術應用的持續優化與調整。④鼓勵科研與技術創新是推動節水灌溉技術持續發展的動力源泉。農田水利工程領域需不斷探索新技術、新方法，以適應不同地區及農作物的個性化需求。為此，政府、農業科研機構及農業企業應攜手合作，加大資源投入力度，共同推動節水灌溉技術的研發與應用，以期實現農田水利工程效率與可持續性的雙重提升。

2、控制農田灌溉用水量和灌溉時間

（1）考慮農作物生長需水期

在農業實踐中，不同農作物的生長周期展現出各異的水分需求特性，這一關鍵要素對灌溉管理策略的制定至關重要。一般而言，農作物的生長歷程可劃分為苗期、拔節期、灌漿期及成熟期等幾個關鍵階段，每階段均伴隨著對水分需求的顯著差異。因此，科學合理的灌溉實踐應緊密圍繞農作物的生長階段特性進行，以確保灌溉時間和用水量的精準調控。具體而言，在農作物的苗期與灌漿期，這兩個階段因其對水分的高度依賴性而成為灌溉管理的重點。苗期作為植物生長的初始階段，其根系尚未發達，對水分的吸收能力有限，而充足的水分供應對于促進幼苗生長、提高成活率至關重要。同樣，灌漿期作為籽粒充實的關鍵時期，水分的充足與否直接影響到作物的產量與品質，故需相應增加灌溉次數與水量，以滿足作物對水分的迫切需求。相反，在拔節期與成熟期，隨著農作物生長進程的推進，其生理機能逐漸成熟，對水分的敏感度與需求量也相應降低。拔節期作為植株快速生長的過渡期，雖仍需一定水分支持，但相較于前期已有所減少；而進入成熟期后，作物對水分的依賴進一步減弱，此時應適時調整灌溉策略，減少灌溉頻率與水量，以避免不必要的資源浪費，同時也有助于促進作物根系的健康發育與土壤結構的保持。

（2）靈活調整灌溉時間

在農業水資源管理中，通過深度整合土壤類型與農作物分布的特異性，實施分區灌溉策略顯得尤為關鍵。此策略旨在根據不同區域的土壤特性與作物生長需求，靈活調整灌溉水量的分配與灌溉時機的選擇，進而實現灌溉資源的高效與優化配置。分區灌溉技術的應用能夠確保每一片農田都能獲得其生長發育所需的最適水量，既避免了水資源的浪費，也促進了作物產量的提升與品質的改善。此外，鑒于降雨作為自然灌溉的重要補充，灌溉計劃的制定還需緊密結合降雨量的實時監測數據。在降雨充沛的時段，應當相應減少或暫停人工灌溉，以防過度灌溉導致的水資源浪費及潛在的土壤鹽漬化、作物根系病害等問題。這一動態調整機制要求建立高效的信息監測與反饋系統，確保能夠即時捕捉降雨變化，并據此迅速調整灌溉計劃，從而在保證作物正常生長需求的同時，最大化農田水資源的利用效率與可持續性。

3、合理選擇灌溉方式

在優化水資源利用效率的背景下，針對不同地區獨特的環境特征與條件，采取因地制宜的策略來選定灌溉方式顯得尤為關鍵。這一原則的核心在于精準匹配地理、氣候條件與水資源管理實踐，旨在實現資源的最大化利用。

（1）堅持因地制宜的核心理念，是提升灌溉效率與水資源管理效能的基石。具體而言，在降雨量充沛的區域，應充分利用自然資源優勢，通過收集并利用自然降雨進行農田灌溉，既滿足了農作物的水分需求，又減輕了人工灌溉的負擔及能源消耗。相反，在干旱或降水稀缺的地區，則需強化人工灌溉措施，確保農作物生長所需水分的穩定供給，維持農業生產活動的持續進行。

（2）土壤類型作為決定灌溉方式選擇的重要因素，其保水與透水性能直接影響灌溉效果與水資源利用效率。對于黏土質土壤而言，其卓越的保水能力要求灌溉方式需注重精準控制，以避免過度灌溉導致的水分流失與浪費。因此，滴灌與噴灌等現代化灌溉技術成為優選，它們能夠精確地將水分送達作物根部，減少地表徑流與深層滲漏，提高水分利用效率。而在沙質土壤區域，鑒于其良好的透水性能，傳統的溝灌與畦灌方式可能更為適宜，這些方式能確保水分迅速滲透至土壤深層，直達作物根系，促進作物生長。

綜上所述，節水灌溉技術在農田水利工程中的應用，對于促進農業可持續發展、保障水資源有效利用具有不可估量的價值。未來，我們應當繼續加大科研投入，深化技術研究，同時加強技術推廣與示范，為實現農業綠色、高效、可持續的發展目標貢獻力量。

（作者單位：122500遼寧省凌源市水務事務服務中心）