農田水利工程的節水灌溉技術優化措施

摘要：在應對氣候變化挑戰、水資源供需矛盾日漸凸顯的嚴峻形勢下，農田水利工程作為農業生產的重要支撐，其節水效能直接關乎國家糧食安全和生態安全的戰略大局。然而，當前相關技術面臨推廣受限、資金不足以及設備管理不善等困境，農民認知不足、財政支持有限、設備維護缺位等問題突出。為此，需從多維度優化，強化技術創新適配，融合物聯網與人工智能開發智能系統；構建多元推廣體系，整合政府、企業、農戶多方力量；創新資金保障機制，完善財政補貼、引入社會資本、優化金融服務，助力節水灌溉技術廣泛應用與農業高質量發展。

關鍵詞：農田水利工程；節水灌溉；技術優化

在全球水資源短缺與農業高質量發展的雙重背景下，農田水利工程作為農業生產的命脈，其節水灌溉技術優化至關重要。我國農業用水占比超60%，但傳統灌溉方式水資源浪費嚴重，水資源利用率不足50%。如何通過技術升級、模式創新破解用水困局，是確保糧食安全、促進農業可持續發展的重要舉措。本文聚焦節水灌溉技術應用瓶頸，探索適配我國國情的農田水利工程節水灌溉技術優化路徑，以期為農業綠色轉型提供理論參考。

1 農田水利工程節水灌溉技術的重要性

在全球氣候變化和水資源短缺的雙重挑戰下，農田水利工程節水灌溉技術的已經成為現代農業發展的核心議題。作為農業大國，我國人均水資源量僅為世界平均水平的四分之一，且時空分布極不均衡，華北平原的春旱、西北地區的常年缺水等問題長期制約農業生產。傳統漫灌方式每畝次用水量高達100～150 m3，水利用率不足40%，而滴灌、噴灌等節水技術通過壓力管道輸送與精準控制，可將水利用率提升至75%～95%，以新疆棉花滴灌系統為例，每年節水超30億m3。從作物生長機制來看，節水灌溉技術能將土壤含水率精準維持在田間持水量的60%～80%，避免因過度灌溉導致的根系缺氧與土壤鹽漬化。山東壽光蔬菜基地采用膜下滴灌結合水肥一體化技術后，黃瓜產量提高28%，維生素C含量提升15%，同時，減少30%化肥使用量。在農業可持續發展層面，節水灌溉不僅降低地下水開采強度，還通過減少面源污染保護流域生態。寧夏引黃灌區推廣低壓管道灌溉后，年減少農田退水氮磷排放量超1 200 t，有效緩解黃河水體富營養化問題。這些實踐充分證明，節水灌溉技術已成為保障國家糧食安全、推動農業綠色轉型的戰略選擇。

2 農田水利工程節水灌溉技術應用現狀

2.1 技術推廣受阻

在推廣節水灌溉技術的過程中，農民群體對新技術的接受程度不足構成了主要的障礙。受長期農耕習慣影響，部分地區農民仍固守大水漫灌的傳統灌溉方式，對滴灌、噴灌等節水技術存在認知誤區。部分農民認為新設備安裝流程繁瑣，操作界面復雜，擔心難以掌握設備使用方法；同時，考慮到節水灌溉設備前期采購、鋪設管道等成本較高，對投資回報持懷疑態度，即便知曉節水技術的優勢，也不愿輕易嘗試。從技術宣傳層面來看，當前的推廣模式較為單一，多以發放宣傳手冊、舉辦短期講座為主，缺乏系統性、持續性的宣傳策略[1]。宣傳內容往往側重于理論知識，未結合當地實際農業生產情況，難以引起農民共鳴。培訓體系也存在明顯短板，專業培訓課程數量有限，且培訓時間與農忙時節沖突，導致農民參與積極性不高。此外，基層水利服務體系不健全，專業技術人員數量嚴重不足，分布不均衡。偏遠農村地區缺乏常駐技術指導人員，農民在設備調試、故障排查等操作過程中遇到問題時，無法獲得及時有效的幫助，問題長期積壓使得農民對節水灌溉技術的信心受挫，進一步加劇了新技術落地的難度。

2.2 資金投入不足

在應用節水灌溉技術時，資金短缺問題如同攔路虎，嚴重制約其推廣與發展。節水灌溉技術從設備采購、工程建設到后期維護均需大量資金，以滴灌系統為例，每畝設備購置與安裝成本約800～1 500元，微灌工程的建設成本更是高達每畝2 000～3 000元。然而，地方財政在農田水利建設方面的資金分配捉襟見肘，受限于區域經濟發展水平，一些經濟欠發達地區的財政收入存在局限性，能夠劃撥給節水灌溉項目的資金遠不能滿足大規模推廣的需求。一些縣級財政每年用于節水灌溉的專項資金不足百萬元，僅能覆蓋少量農田的改造升級。農民作為節水灌溉技術的直接使用者，卻面臨著經濟實力薄弱的困境。我國多數農戶以小規模種植為主，鑒于年收入有限，難以承擔昂貴的設備購置及安裝成本。對于普通農戶而言，一次性投入數千元甚至上萬元購置節水灌溉設備，無疑是一筆沉重的經濟負擔，即便知曉節水灌溉技術能帶來長期收益，也因缺乏啟動資金望而卻步。資金投入的長期不足，還使得已建成的節水灌溉設備面臨老化、損壞后無法及時維修更換的窘境。噴灌系統的噴頭、水泵等部件長期使用后易出現磨損、故障，滴灌系統的滴灌帶、過濾器也需要定期更換，但由于缺乏維護資金，許多地區的設備超期服役，滴灌帶破損漏水、噴頭堵塞無法正常噴灑的現象屢見不鮮，導致灌溉系統運行效率大幅下降，甚至完全癱瘓，不僅浪費前期建設資金，更嚴重影響農業生產的正常開展。

2.3 設備管理不善

在應用節水灌溉技術時，農田水利工程設備管理不善已成為制約其高效運行的突出問題。當前，許多地區尚未建立健全規范的設備維護管理機制，缺乏統一的管理標準與流程。以滴灌系統為例，其運行需要定期對滴灌帶進行壓力測試、對過濾器進行反沖洗，噴灌系統的噴頭角度和射程也需根據農作物生長情況適時調整，但由于缺乏標準化的維護規程，農戶往往忽視這些關鍵環節，僅憑經驗進行粗放式管理。農民群體普遍缺乏專業的設備保養知識，對節水灌溉設備的維護認知停留在表面[2]。部分農民錯誤地認為只要設備能出水就無需維護，不了解水質對滴灌系統的影響，未對灌溉水源進行必要的沉淀、過濾處理，導致泥沙、雜質堵塞滴頭。對于噴灌系統的水泵、管道等設備，農民也不清楚定期潤滑、防腐的重要性，使得設備加速老化。據調查，因缺乏專業維護，部分地區滴灌系統的滴頭堵塞率在使用2年后高達 30% 以上，噴灌設備的水泵故障率較規范維護地區高出近一倍。同時，設備維護保障體系缺失嚴重。在廣大農村地區，尤其是偏遠山區，專業維護隊伍極為稀缺。多數鄉鎮水利站人員配置不足，且身兼多項工作，難以對節水灌溉設備進行及時、有效的維護。當設備出現故障時，農民往往只能自行摸索維修，或等待上級部門協調維修人員，維修周期長。如遇灌溉高峰期管道爆裂、滴灌系統大面積堵塞等緊急情況，無法及時搶修，導致農作物錯過最佳灌溉時機，造成減產損失。設備長期帶病運行，不僅降低了灌溉效率，更使設備使用壽命從設計的5～8年縮短至2～3年，極大增加了后期設備更新成本，形成惡性循環。

3 農田水利工程中的節水灌溉技術優化措施

3.1 強化技術創新與適配

在節水灌溉技術的演進歷程中，強化技術創新與適配是突破現有瓶頸的核心路徑。依托產學研深度融合機制，鼓勵中科院、農科院等科研機構與農業科技企業建立聯合實驗室，圍繞智能感知、精準控制等關鍵技術展開攻關。將物聯網技術中的傳感器網絡部署于田間，實時采集土壤溫濕度、酸堿度、電導率等數據，同時，接入氣象部門的風速、降雨量、光照強度等信息，構建多源數據融合平臺。通過人工智能算法對數據進行分析處理，構建農作物需水模型，使智能灌溉系統能夠根據作物生長周期的需水規律，自動調整灌溉時間與水量，真正實現 “作物需多少水，就供多少水”，較傳統灌溉方式節水效率可提升40%以上[3]。

針對復雜多樣的地形條件與作物特性，開展專項技術研發。在噴頭設計方面，采用流線型導流結構與自清潔濾網相結合的方式，研發抗堵塞性能更強的噴頭，當水中雜質進入噴頭時，可通過自動旋轉沖洗功能清除堵塞物；針對山地坡度大、地形起伏的特點，設計具有自適應調節功能的山地專用滴灌設備，利用重力與壓力協同控制技術，確保不同海拔高度的農田都能獲得均勻灌溉。同時，積極探索復合式節水灌溉模式，在溫室大棚內推廣“微噴灌+滲灌”結合的方式，微噴灌用于調節空氣濕度、補充表層土壤水分，滲灌則滿足作物根系深層需水，既提高灌溉效率，又能有效抑制土壤水分蒸發與雜草生長。通過這些創新舉措，全面提升節水灌溉技術對不同場景的適配能力，為農業高效用水提供堅實的技術支撐。

3.2 構建多元推廣體系

構建多元推廣體系需打破傳統單一模式，整合政府、企業與農戶等多方資源，形成協同推進的節水灌溉技術普及新格局。第一，強化政府主導作用，農業農村部門聯合水利機構制定系統推廣方案，利用電視、廣播開設專題節目，邀請專家以通俗易懂的語言講解滴灌、噴灌等技術原理；第二，借助于抖音、快手等短視頻平臺，制作系列科普短視頻，通過動畫演示節水灌溉設備的運行過程，結合數據對比展示其節水增產效益。例如，通過短視頻直觀呈現采用滴灌技術后，棉花每畝節水150 m3、增產20%的真實案例，增強農戶對新技術的認同感[4]。第三，積極引入企業參與推廣，鼓勵節水設備生產企業與地方政府合作，在糧食主產區、果蔬種植基地等區域建設千畝級示范基地。示范基地內設置不同節水灌溉技術的對比試驗區，滴灌玉米區、微灌果蔬區、噴灌小麥區等分區展示，配套安裝數據監測大屏，實時顯示土壤濕度、用水量、作物生長指標等數據。定期組織農戶現場觀摩，邀請技術人員實地講解設備操作要點、維護方法以及帶來的經濟效益，讓農戶通過直觀體驗消除對新技術的疑慮。第四，深化產教融合，聯合職業院校開設農業節水技術相關專業課程與培訓項目。職業院校與地方農業部門、企業共同制定人才培養方案，課程涵蓋節水灌溉設備原理、安裝調試、故障維修等實用內容。培養“雙師型”技術指導員他們不僅擁有堅實的理論基礎，還積累了豐富的實踐經驗。可深入田間地頭為農戶提供設備安裝指導、使用培訓服務；同時，選拔有學習熱情的農戶參與培訓，將其培養為“農民技術員”，負責本村或本片區節水灌溉設備的日常維護與簡單故障處理。通過構建“技術指導員+農民技術員”的幫扶隊伍，為農戶提供從設備安裝到后期使用的全程技術支持，切實解決農戶在應用節水灌溉技術過程中所面臨的困難，推動節水灌溉技術在廣大農村地區落地生根。

3.3 創新資金保障機制

創新資金保障機制需構建多層次、多渠道的投入體系，整合政府、市場與金融資源，破解節水灌溉技術推廣的資金瓶頸。在財政支持層面，中央財政聯合地方政府設立農田水利節水灌溉專項補貼資金，通過差異化補貼策略激發農戶積極性。對經濟條件較好地區，對購置智能灌溉設備（如物聯網控制滴灌系統、自動氣象監測噴灌設備）的農戶給予40%～60%的購置補貼；重點針對三區三州地區深度貧困現狀，實施全額補貼政策，確保節水技術推廣“零門檻”。同時，建立動態補貼調整機制，根據設備市場價格波動、農戶承受能力等因素，每年調整補貼標準，并簡化申報流程，通過“一卡通”系統實現補貼資金直達農戶賬戶[5]。

推動政府與民間資本合作（PPP）模式的實施，制定《大型灌區節水改造PPP項目操作指南》，明確項目識別、準備、采購、執行、移交全流程規范。通過稅收優惠、運營補貼等政策，鼓勵水務集團、環保企業等社會資本踴躍參與大型灌區節水改造項目。以河套灌區節水改造工程為例，該工程成功應用了“建設—運營—移交（BOT）”模式，由企業投資建設智能化節水灌溉系統，政府通過水價收益分成、財政補貼等方式保障企業合理回報，既緩解地方財政壓力，又引入企業先進技術與管理經驗，實現社會效益與經濟效益雙贏。強化金融支持力度，鼓勵農業銀行、農村信用社等金融機構開發“節水貸”專屬產品。針對農戶資金需求特點，推出“一次授信、隨借隨還”的循環貸款模式，貸款額度根據種植規模、信用評級確定，最高可達50萬元；貸款利率較普通農業貸款下浮20%～30%，貸款期限延長至5～8年，與設備使用壽命相匹配。同時，創新金融服務模式，探索灌溉設備融資租賃服務，農戶只需支付設備價款10%～20%的保證金，即可獲得設備使用權，后續通過節水收益分期支付租金，有效降低前期資金投入壓力。

4 結語

優化農田水利工程中的節水灌溉技術，對于緩解水資源的匱乏以及促進農業的可持續發展具有至關重要的意義。面對當前技術推廣、資金保障及設備管理等方面的困境，需以技術創新為驅動，多元協同為抓手，資金支持為后盾。通過產學研深度融合提升技術適配性，整合多方資源構建推廣網絡，創新機制拓寬資金渠道，方能打破發展瓶頸。未來，隨著優化措施的持續推進與完善，節水灌溉技術將在農業生產中發揮更大效能，為我國農業現代化和生態環境保護注入強勁動力。

參考文獻

[1] 蓋茂金，趙玉屏.農田水利工程高效節水灌溉技術的推廣策略[J].農家參謀，2024（26）：78-80.

[2] 王巖赟.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].河北農機，2024（16）：97-99.

[3] 張晶晶.信息技術在農田水利工程節水灌溉中的發展措施[J].農機市場，2024（8）：66-67.

[4] 王曉聰.農田水利工程中高效節水灌溉技術[J].農業機械，2024（8）：95-97.

[5] 劉文書.關于農田水利工程節水灌溉技術的探討[J].河北農業，2024（7）：48-49.