節(jié)水灌溉技術(shù)在徐州市農(nóng)業(yè)水利工程中的應(yīng)用

摘 要 江蘇省徐州市是我國(guó)40個(gè)嚴(yán)重缺水城市之一，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用水量占總用水量的70%以上，因此在農(nóng)田水利工程中推廣應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)至關(guān)重要。為給徐州市農(nóng)田水利工程節(jié)水改造提供技術(shù)參考，提高農(nóng)業(yè)用水效率，促進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，介紹當(dāng)?shù)爻Ｓ玫墓?jié)水灌溉技術(shù)類(lèi)型，分析當(dāng)前節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中存在的灌溉技術(shù)選擇不當(dāng)、灌溉計(jì)劃不科學(xué)、監(jiān)管力度不夠及智能控制系統(tǒng)應(yīng)用滯后等問(wèn)題，并提出選擇適宜的節(jié)水灌溉模式、科學(xué)編制灌溉方案、強(qiáng)化監(jiān)管考核及發(fā)展智能節(jié)水控制系統(tǒng)等建議。

關(guān)鍵詞 農(nóng)田水利；節(jié)水灌溉技術(shù)；應(yīng)用要點(diǎn)；江蘇省徐州市

中圖分類(lèi)號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.05.042

江蘇省徐州市位于華北平原東南部，介于東經(jīng)116°22′～118°40′、北緯33°43′～34°58′，地處沂沭泗河流域中下游地區(qū)。徐州市總面積11 258 km2，屬溫帶季風(fēng)氣候，降水時(shí)空分布不均，屬于我國(guó)40個(gè)缺水嚴(yán)重城市之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，徐州市多年平均水資源總量?jī)H35億m3，人均占有量?jī)H為全國(guó)平均水平的1/6，正常年份缺水量在10億m3以上。徐州市農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的70%以上，加之受到干旱、高溫等不利氣候因素的影響，當(dāng)?shù)厮Y源短缺問(wèn)題日趨加劇。因此，在徐州市農(nóng)田水利工程建設(shè)中大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)用水效率，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用已經(jīng)迫在眉睫。分析研究徐州市農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用情況，找出存在問(wèn)題，提出切實(shí)可行的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)徐州市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1" 徐州市農(nóng)田水利節(jié)水概況

近年來(lái)，徐州市大力實(shí)施節(jié)水戰(zhàn)略，全面推進(jìn)農(nóng)田水利節(jié)水改造。截至2023年，該市已建成4個(gè)大型灌區(qū)和43個(gè)中型灌區(qū)，灌區(qū)服務(wù)面積達(dá)7.08萬(wàn)hm2，同時(shí)大面積推廣噴灌、微灌、膜下滴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)施高效節(jié)水灌溉面積占耕地面積的80%以上，工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)98%[1]。通過(guò)實(shí)施一系列節(jié)水措施，徐州市2023年萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值用水量和萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量分別比2020年下降19.19%和11.5%[2]。徐州市還將節(jié)水理念貫穿到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面，從源頭到終端，系統(tǒng)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。通過(guò)采取灌區(qū)建設(shè)、渠系防滲、農(nóng)藝節(jié)水等措施，努力實(shí)現(xiàn)用水總量和強(qiáng)度“雙控雙減”。堅(jiān)持因地制宜，注重對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的控制，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向集約化、節(jié)水化、生態(tài)化方向發(fā)展，努力走出一條農(nóng)業(yè)節(jié)水之路。然而，目前徐州市仍面臨較大的缺水壓力，農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力有待進(jìn)一步挖掘。加大節(jié)水灌溉技術(shù)推廣力度，是緩解徐州市農(nóng)業(yè)用水矛盾、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

2" 徐州市農(nóng)田水利工程中應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)

2.1" 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)是指將水分直接輸送到作物根系周?chē)囊环N高效節(jié)水灌溉技術(shù)，主要包括滴灌和微噴灌2種方式。滴灌技術(shù)在徐州市農(nóng)田中得到大面積推廣應(yīng)用。通過(guò)在作物行間鋪設(shè)滴灌管道（沿管道均勻分布有出水滴頭），將水分緩緩滴注到作物根區(qū)，能最大限度減少水分的無(wú)效蒸發(fā)和流失。應(yīng)用滴灌技術(shù)，可精準(zhǔn)控制供水量、時(shí)間及頻率，灌溉效率高、節(jié)水效果好。同時(shí)，可通過(guò)滴頭施肥，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，提高肥料利用率。微噴灌技術(shù)通過(guò)微型噴頭將水以霧狀或雨?duì)钚问骄鶆驀姙⒅磷魑锱c土壤表面，蒸發(fā)損失較小。微噴灌系統(tǒng)輸水壓力低，能耗少，非常適用于大田作物、果園等。徐州市將微噴灌技術(shù)應(yīng)用于大面積的糧棉油、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的灌溉上。

2.2" 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)是以加壓的方式，通過(guò)噴頭將水以小水滴的形式均勻噴灑在作物根區(qū)的灌溉技術(shù)，可適用于多種作物和地形。噴灌系統(tǒng)主要由水源、加壓設(shè)備、管道輸配水系統(tǒng)、噴頭及控制設(shè)施等組成。噴頭類(lèi)型有圓形旋轉(zhuǎn)噴頭、微霧噴頭、平移式線(xiàn)狀噴頭等，適用于不同作物和地形。噴灌技術(shù)采用小流量均勻噴水，可有效減少水分的無(wú)效流失和土壤侵蝕，具有較高的灌溉效率和水資源利用率[3]。在實(shí)際運(yùn)行中，農(nóng)戶(hù)可根據(jù)作物需水規(guī)律和土壤含水量，精確控制噴灌時(shí)間、壓力及流量等參數(shù)，做到需水即噴、適量供給，既滿(mǎn)足作物需求，又避免浪費(fèi)。如果配合自動(dòng)化控制，噴灌技術(shù)的節(jié)水性能將更佳。

2.3" 膜下滴灌技術(shù)

膜下滴灌技術(shù)是將滴灌管道埋設(shè)于地膜下的作物根區(qū)，通過(guò)滴頭緩緩滲出水分，直接供給作物根系的一種節(jié)水灌溉新技術(shù)。該技術(shù)將滴灌與地膜覆蓋有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。滴頭將水分均勻、連續(xù)地供應(yīng)到作物根區(qū)，減少了水分蒸發(fā)和流失；地膜能有效減少土壤水分蒸發(fā)，保持土壤濕度，還可抑制雜草生長(zhǎng)，降低田間管理成本。在實(shí)際應(yīng)用中，農(nóng)戶(hù)可根據(jù)作物需水量和土壤墑情，精確控制水量和灌溉時(shí)間，避免供水過(guò)多或過(guò)少。同時(shí)，可通過(guò)滴頭施肥，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，提高肥料利用率。膜下滴灌技術(shù)操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，既解決了水分利用率低的問(wèn)題，又避免了地面滲漏和水分流失。

2.4" 渠道防滲技術(shù)

渠道防滲技術(shù)主要通過(guò)在渠道底部和渠岸上鋪設(shè)防滲材料，阻隔渠水向土壤滲透，從而減少滲漏損失。常見(jiàn)的防滲材料有水泥混凝土、塑料薄膜、環(huán)氧樹(shù)脂等。其中，水泥混凝土襯砌防滲效果好、耐久性強(qiáng)，但成本較高；塑料薄膜價(jià)格便宜，施工方便，但防滲性能有待提高，使用年限有待延長(zhǎng)；環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的抗?jié)B性和耐老化性能，但價(jià)格昂貴，應(yīng)用范圍有限。除材料層面外，渠道防滲施工工藝也直接影響防滲效果。一般需要對(duì)基層進(jìn)行壓實(shí)處理，確保平整度，并對(duì)襯砌層施加錨固措施，防止開(kāi)裂脫落。對(duì)于大型灌渠，還需要考慮防滲層的變形問(wèn)題，采取適當(dāng)?shù)匿摻罨炷良庸谭绞健Ｍㄟ^(guò)該技術(shù)，可將滲漏控制在允許范圍內(nèi)，輸水效率可超過(guò)95%，有效控制“跑冒滴漏”問(wèn)題。

3" 徐州市節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

3.1" 忽視區(qū)域差異，灌溉技術(shù)選擇不當(dāng)

徐州市區(qū)域遼闊，氣候、地形等自然條件有較大差異，但其在農(nóng)田水利工程的節(jié)水灌溉技術(shù)選擇上，往往忽視這些區(qū)域差異，存在“一刀切”的做法。西北部的丘陵山區(qū)地形起伏大，部分地區(qū)采用了與地形不太匹配的噴灌技術(shù)，導(dǎo)致水分分布不均、灌溉效率低下[4]。而在東南部的平原地區(qū)，雖然推廣了節(jié)水滴灌技術(shù)，但是由于滴頭防堵能力差，常出現(xiàn)堵塞，影響灌溉效果。另外，徐州市東部臨海，地下水位較高，土壤鹽堿化程度嚴(yán)重。而這些地區(qū)采用的傳統(tǒng)地面灌溉方式，不僅浪費(fèi)水資源，還加劇了土地鹽漬化，不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。部分地區(qū)由于水源條件差，水質(zhì)渾濁，在使用噴灌或微灌設(shè)備時(shí)，常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，影響灌溉效果。

3.2" 未考慮作物用水特點(diǎn)，灌溉計(jì)劃不科學(xué)

徐州市農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中，普遍存在未充分考慮不同作物用水特點(diǎn)，導(dǎo)致灌溉計(jì)劃不夠科學(xué)合理的問(wèn)題。例如，對(duì)于淺根系作物，部分地區(qū)仍沿用行間漫灌或大水漫灌的傳統(tǒng)方式，造成大量水資源被浪費(fèi)。對(duì)于這些作物，本應(yīng)采用噴灌或小流量微灌等技術(shù)，可使水分直接供給根系區(qū)域，減少無(wú)效損失。對(duì)于棉花、水稻等耗水量大的作物，缺乏科學(xué)的用水定額管理，常出現(xiàn)過(guò)度灌溉的情況，不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源，還可能導(dǎo)致作物爛稈倒伏、面源污染等問(wèn)題。

3.3" 缺乏灌溉制度保障，監(jiān)管力度不夠

徐州市在農(nóng)田水利工程中推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)雖取得一定成效，但仍普遍存在缺乏完善的灌溉制度保障、監(jiān)管力度不夠的問(wèn)題。一些地區(qū)雖然建設(shè)了節(jié)水灌溉設(shè)施，但缺乏科學(xué)的運(yùn)行管理制度，設(shè)備啟閉時(shí)間、供水量等往往完全依靠農(nóng)戶(hù)自主把控，極易造成偏差，失去了節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)有效果。同時(shí)，部分管理人員缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)設(shè)備的日常檢修、維護(hù)保養(yǎng)工作履職程度不高，設(shè)施運(yùn)行效率大打折扣。另外，對(duì)于一些違規(guī)用水行為，如超計(jì)劃、超定額用水，管理部門(mén)監(jiān)管不力，懲戒力度不夠，加之農(nóng)戶(hù)節(jié)水意識(shí)淡薄，導(dǎo)致節(jié)水灌溉設(shè)施的使用受到影響。

3.4" 自動(dòng)化程度低，智能控制系統(tǒng)應(yīng)用滯后

目前，徐州市大多數(shù)灌溉系統(tǒng)仍然依賴(lài)人工操作，缺乏自動(dòng)化控制設(shè)備。即使有少部分安裝了自動(dòng)控制裝置，功能也十分簡(jiǎn)單和單一，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的需求響應(yīng)。現(xiàn)有的自動(dòng)化設(shè)備與作物生長(zhǎng)模型、氣象變化等數(shù)據(jù)之間缺乏智能關(guān)聯(lián)，無(wú)法根據(jù)多維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉策略，易出現(xiàn)供給超額或不足的情況。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)田領(lǐng)域的覆蓋率低，農(nóng)戶(hù)難以及時(shí)掌握用水動(dòng)態(tài)，也無(wú)法實(shí)時(shí)把控設(shè)施運(yùn)行狀況。

4" 徐州市農(nóng)業(yè)水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用建議

4.1" 因地制宜，選擇適宜的節(jié)水灌溉模式

為充分發(fā)揮節(jié)水灌溉技術(shù)的效能，必須因地制宜，根據(jù)不同區(qū)域的實(shí)際情況，選擇最適宜的灌溉模式。例如，在丘陵地區(qū)，地形起伏較大，農(nóng)戶(hù)可采用低壓微灌或小流量噴灌等技術(shù)，避免因地形影響造成水分分布不均；在平原地帶，則更加適宜推廣經(jīng)濟(jì)實(shí)用的噴灌和滴灌技術(shù)；在臨海地區(qū)，由于地下水位較高，土壤鹽堿化問(wèn)題突出，農(nóng)戶(hù)宜采用能夠減少土壤鹽漬化的膜下滴灌等技術(shù)[5]。此外，需要考慮水源水質(zhì)情況，對(duì)于水質(zhì)渾濁的地區(qū)，設(shè)備選型時(shí)要注重防堵性能。只有真正根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境特征和實(shí)際需求，科學(xué)匹配最合適的節(jié)水灌溉模式，才能最大限度發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。

4.2nbsp; 結(jié)合農(nóng)作物特點(diǎn)，科學(xué)編制灌溉方案

不同農(nóng)作物由于生理結(jié)構(gòu)和生育特點(diǎn)的差異，對(duì)水分的需求量和需求時(shí)間都存在明顯區(qū)別。因此，在徐州市農(nóng)田水利工程建設(shè)中，必須根據(jù)作物自身特性，科學(xué)編制灌溉方案，才能真正做到因地制宜、因物施策，發(fā)揮節(jié)水灌溉技術(shù)的最大效能。對(duì)于淺根系作物，宜采用噴灌或小流量微灌方式，把有限的水資源精準(zhǔn)供給根系周邊區(qū)域，避免大面積的漫灌。而對(duì)于耗水量大的棉花、水稻等作物，則需要根據(jù)其生育階段的變化，分期分批制定用水定額，并嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)，防止過(guò)度灌溉造成水資源浪費(fèi)。

4.3" 完善灌溉管理制度，強(qiáng)化監(jiān)管考核

徐州市需重視構(gòu)建科學(xué)、高效的管理體系，強(qiáng)化監(jiān)管考核，為節(jié)水灌溉提供制度保障。針對(duì)不同區(qū)域、不同作物的實(shí)際情況，制定切實(shí)可行的灌溉管理規(guī)章制度，對(duì)用水定額、灌溉時(shí)間、灌溉方式等做出明確規(guī)范，防止出現(xiàn)違規(guī)浪費(fèi)的情況。同時(shí)，建立健全巡查、檢查、維護(hù)等日常管理機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)節(jié)水灌溉設(shè)施的維修保養(yǎng)，確保設(shè)備長(zhǎng)期處于良好狀態(tài)。要加大對(duì)違規(guī)用水行為的處罰力度，建立相應(yīng)的舉報(bào)監(jiān)督機(jī)制，懲防農(nóng)戶(hù)超計(jì)劃、超定額用水等違規(guī)行為，從根本上扭轉(zhuǎn)重視程度不夠的被動(dòng)局面。對(duì)現(xiàn)有的各類(lèi)節(jié)水灌溉設(shè)施要制訂科學(xué)周密的管護(hù)方案，對(duì)可能出現(xiàn)的改建、拆除等行為實(shí)施嚴(yán)格把關(guān)，避免資源浪費(fèi)。

4.4" 發(fā)展智能節(jié)水控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)節(jié)水控制

徐州市應(yīng)推進(jìn)節(jié)水灌溉設(shè)施的智能化升級(jí)，發(fā)展先進(jìn)的智能節(jié)水控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的精準(zhǔn)調(diào)配和高效利用。具體而言，可將自動(dòng)控制設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)相結(jié)合，融入作物生長(zhǎng)模型、氣象變化預(yù)測(cè)等多維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物實(shí)時(shí)需水量的動(dòng)態(tài)評(píng)估，根據(jù)這些信息自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉時(shí)間、流量等參數(shù)，避免出現(xiàn)供給超額或缺口。同時(shí)，借助遙感監(jiān)測(cè)等手段，建立覆蓋全市的農(nóng)田遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，讓管理人員能夠及時(shí)掌握各處灌溉設(shè)施的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)并解決故障隱患，確保設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

5" 結(jié)語(yǔ)

徐州市在農(nóng)田水利工程中推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，對(duì)緩解當(dāng)?shù)厝找鎳?yán)峻的水資源短缺壓力、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重要意義。徐州市應(yīng)因地制宜選擇合適的灌溉模式，根據(jù)農(nóng)作物的具體用水特點(diǎn)編制科學(xué)的灌溉方案，完善相關(guān)的管理制度并強(qiáng)化監(jiān)管考核，并大力發(fā)展智能節(jié)水控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水資源的精準(zhǔn)高效配置。只有從多方面落實(shí)好各項(xiàng)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用要求，才能充分發(fā)揮節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)有優(yōu)勢(shì)，最大限度節(jié)約寶貴的水資源，推動(dòng)徐州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：張春雨）

收稿日期：2025-02-16

作者簡(jiǎn)介：李祥林（1988—），本科，工程師，主要從事水利設(shè)計(jì)、水利勘察設(shè)計(jì)。E-mail：2934200241@qq.com。