現代水利灌溉工程的節水與高效技術分析

中圖分類號：S274 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0239-03

我國水資源相對匱乏，存在水資源分布不均、人均占有量遠低于世界平均水平以及水資源浪費與污染等問題。因此，現代水利灌溉工程不可避免地面臨水資源緊缺、提升用水效率等挑戰，水資源匱乏問題嚴重制約了現代水利灌溉工程的可持續發展。當前，現代水利灌溉工程為有效應對挑戰，廣泛應用節水與高效技術，如管道輸水技術、噴灌技術、渠道防滲技術、滴灌技術、微灌技術，提高灌溉用水效率、促進水資源可持續利用及保障農業生產[]。現代水利灌溉工程中應用節水與高效技術有重要意義。為促進節水與高效技術的科學應用與有效應用，關鍵在于充分掌握各種節水與高效技術應用的要點及注意事項。結合已有的文獻資料，現進一步分析探討現代水利灌溉工程中節水與高效技術的應用要點。

1現代水利灌溉工程的節水與高效技術

當前，現代水利灌溉工程中的節水與高效技術得到良好發展，越來越多的節水與高效技術應用于現代水利灌溉工程。管道輸水技術、噴灌技術、滴灌技術、微灌技術、渠道防滲技術是當前較為成熟的節水與高效技術，這些節水與高效技術的推廣應用對現代水利灌溉工程有重要意義。此外，智能化灌溉系統在現代水利灌溉工程中有一定的應用，應用的傳感器技術、人工智能等發揮著重要作用，可以實現灌溉管理的精準化與智能化。

1.1管道輸水技術

管道輸水技術是利用機泵或天然水頭及管道系統將水資源引入田間，然后進行灌溉作業，可以避免渠道輸水中的滲漏損失問題與蒸發問題。在北方井灌區，低壓管道輸水灌溉技術的應用十分廣泛，且管道輸水不易受到地形影響，通常可以節水 30% O

1.2 噴灌技術

噴灌技術是利用專門設備將水加壓，或是利用自然水源落差，通過噴頭將水噴射到空中，形成的細小水滴均勻灑落于灌溉區域。噴灌技術有較多顯著的優點，如適用性廣、灌溉均勻、灌溉效率高，但噴灌技術應用時易受到風的影響，因此不適合應用于風力大、干旱的地區。噴灌系統中，噴頭是核心部件，當前主要有大射程噴頭、小射程噴頭、中等射程噴頭，可以滿足不同面積的灌溉需求。

1.3 滴灌技術

滴灌技術是利用干管、支管和毛管上的滴頭，在低壓狀態下以水滴狀濕潤土壤，確保農作物主要根區的土壤保持濕潤狀態。滴灌技術具有先進性，可以顯著提高水資源利用率，通常水資源利用率可以達到95% ，并且滴灌時土壤表面濕潤面積小，可以有效減少水資源蒸發損失，森林、果蔬、沙漠植被的灌溉工程中均可以應用滴灌技術[2]

1.4 微灌技術

微灌技術是應用管道系統，并將灌水器安裝于末級管道上，將水資源以較小的流量輸送至農作物根部附近土壤。微灌技術的應用，主要包括小管出流灌溉、微噴灌、滲灌，可以有效實現局部灌溉，灌溉均勻，其灌溉均勻度能夠達到 80%～90% ，而且微灌系統的輸水全部通過管道實現，幾乎不會出現滲漏問題和蒸發損失問題。

1.5 渠道防滲技術

渠道防滲技術中，會利用當前先進的施工工藝與渠道材料，減少或防止渠道在輸水過程中的滲漏損失。當前主要應用防滲墻技術、高壓噴射灌漿、防滲帷幕灌漿。以防滲墻技術為例，關鍵之處是修建出耐候性與耐久性良好的防滲墻，同時確保渠道輸水效率。

2現代水利灌溉工程中節水與高效技術的應用要點2.1管道輸水技術的應用要點

現代水利灌溉工程中，管道輸水技術的應用較為廣泛，當前主要有半固定式管道、可移動式管道、固定式管道3種管道輸水形式。為實現管道輸水技術的科學應用，相關人員要著重把握管道線路規劃、管道設計、附屬設備配置、穿越工程設計、施工與安裝等方面的要點。

管道線路規劃方面，一是注重利用地形落差實現重力輸水，從而減少能耗；二是在充分滿足現代水利灌溉工程灌溉需求的基礎上，將管道總長度限制到最短；三是基于灌溉均勻度這一要求確定出給水栓位置，通常將橫向間距、縱向間距分別控制在80＼～100、40～50m ；四是盡量使管網布置與渠、路、溝、林帶保持平行。

管道設計方面，重點關注管道材料的選擇，可以選擇抗滲漏與耐腐蝕的管材，如PVC-U管道、PE管道；還需要根據多方面因素確定管徑，充分保證輸水效率，主要是考慮農作物需水要求、管道輸水損失等因素。

附屬設備配置方面，主要的附屬設備是給水栓、分水調壓井、控制閥。給水栓要保證均衡布置，通常將間距控制在 30～100m ，保證單個給水栓可以有效控制0.200～0.533hm² 的灌溉面積；分水調壓井的主要功能是調壓、分水、進排氣，可以用于開式管道輸水灌溉系統；控制閥設置于支管進口處、干管進口處。

穿越工程設計方面，切實解決好管道穿越各種障礙物的問題，常見障礙物是公路、河流。管道穿越公路時，需要加套管或是砌筑涵洞，避免管道受損；管道穿越河流時，落實好排水措施，并且對暴露在外部環境中的管道進行防腐蝕處理，最大限度延長管道使用壽命。

施工與安裝方面，嚴格按照設計方案進行管道輸水系統的施工與安裝，例如在施工現場準備好固定件、密封材料、管道材料等，在穿越點的兩側有效固定管道，充分確保連接牢固性，并進行管道的密封處理。

2.2 噴灌技術的應用要點

現代水利灌溉工程中，通過科學應用噴灌技術可以提高水資源的利用效率，可以將水均勻噴灑于土壤表面與農作物上[3]。其中，中心支軸式噴灌系統與移動噴灌系統的應用較為廣泛。中心支軸式噴灌系統由1根支軸、控制器、噴頭、水泵組成，關鍵是利用1個中心支軸，將噴頭有效固定于1根水平旋轉的桁架上，從而將水有效引至灌溉區域，旋轉噴機可以將水均勻噴灑給農作物。移動噴灌系統由移動設備、供水管道、噴灌頭、水泵組成，巧妙結合了移動設備與噴灌技術，由于是安裝在1個移動平臺上，所以可在農田中進行移動灌溉作業。

為在現代水利灌溉工程中科學應用噴灌技術，相關人員需要重點把握以下4個要點。首先，在噴灌系統中選用節水型噴頭，確保節水型噴頭的流量、工作壓力、射程、噴灑均勻度等性能參數均良好，同時保證節水型噴頭有效覆蓋整個灌溉區域。選用節水型噴頭，可以有效減少或避免灌溉過程中的水資源浪費。其次，綜合分析灌溉需求、土壤類型、農作物種類、經濟成本、地形條件等因素條件，基于分析結果選擇科學合適的噴灌系統。例如，位于農作物種類多樣、灌溉面積適中的地區，選用半固定式噴灌系統；位于地形復雜、灌溉面積小的地區，則選用較為靈活的移動式噴灌系統[4]。再次，為進一步提高水資源的利用效率，應嘗試利用雨水收集與循環系統，并有效結合噴灌系統。將雨水收集裝置安裝在灌溉區域上方，便于收集并儲存雨水，后續將收集到的雨水應用于噴灌系統中，從而降低灌溉成本和促進水資源的可持續利用。最后，噴灌系統的應用過程中水泵、管道、噴頭等容易出現問題，相關人員要加強設備維護與檢查，對水泵、管道、噴頭等關鍵部件進行定期或不定期的檢查和維修，以確保噴灌系統和關鍵部件始終保持良好的工作狀態。

2.3滴灌技術的應用要點

滴灌技術是一種高效節水灌溉技術，值得推廣應用。應用滴灌系統可以充分保證在農作物根部有效滴水，使水滴均勻且持續滴人土壤中，確保農作物獲得充足的水分。滴灌系統的核心是滴灌管，滴灌管上有一系列小孔，通過科學應用滴灌管可以減少水資源的浪費。當前，現代水利灌溉工程中地下滴灌系統的應用較為成熟，其由水泵、滴灌管道、滴灌噴頭等組成，主要是將細小的滴灌管道埋設于地下，確保水滴有效地滴人農作物的根部土壤。為科學應用滴灌技術及滴灌系統，要注重把握管道布置與滴頭選用、灌溉時間頻率、施肥與灌溉結合、灌水量控制、系統維護與清洗這些方面的要點。

管道布置與滴頭選用方面，根據實際情況進行管道布置，保證管道有效覆蓋農作物灌溉區域，同時結合實際需要選用滴頭，科學設置滴頭的流量和間距，使水準確滴入農作物根部土壤。灌溉時間頻率方面，農作物生長旺盛期、土壤干燥期、干旱季節都需要適當增加灌溉次數，條件滿足時優先使用全自動滴灌系統，提高灌溉效率和有效性，在大風、暴雨等極端天氣條件下避免進行滴灌作業。施肥與灌溉結合方面，可以有效結合施肥裝置與滴灌系統，實現水肥一體化管理。為有效結合施肥與灌溉，關鍵做法是將肥料溶解于水中，借助滴頭將肥料與水均勻滴入農作物根部土壤，從而減少肥料的流失和浪費，提高肥料的利用率。灌水量控制方面，通過滴灌系統精準控制灌水量，可以應用全自動滴灌系統或半自動滴灌系統，科學調節滴頭流量和灌溉時間，實現節水與高效的目標。系統維護與清洗方面，定期或不定期進行滴灌系統的維護與清洗，如定期檢查滴頭、管道等關鍵部件是否完好以及是否具有良好的密封性，及時更換損壞的部件，并清洗管道、滴頭等部件內部的雜質和沉積物，避免出現堵塞問題。

2.4微灌技術的應用要點

現代水利灌溉工程中，鑒于微灌技術可以實現精準灌溉與高效節水，其應用越來越廣泛。相較于傳統的地面灌溉技術，微灌技術屬于局部灌溉技術，可確保以較小的流量實現對農作物根部土壤有效灌溉。在應用微灌技術時，主要應用重力微灌溉系統和常壓微灌溉系統。在應用形式上，目前主要有滴灌、微噴灌、滲灌、小管出流灌4種。

選用滴灌形式時，關鍵要考慮科學利用滴頭，確保壓力水是以水滴狀的方式濕潤土壤。常用的滴頭是發絲管滴頭、孔口滴頭，還可以應用內鑲式滴灌管。選用微噴灌形式時，關鍵是利用先進的微噴頭，如有旋轉式微噴頭、固定式微噴頭、多孔式微噴帶，使壓力水以噴灑狀的方式濕潤土壤，確保農作物根部周圍土壤得到有效濕潤。選用滲灌形式時，需要應用特制的滲灌毛管，并將滲灌毛管埋入地表以下 30～40cm 位置。通過滲水毛管管壁的毛細孔，壓力水可以以滲流形式有效濕潤農作物根部周圍土壤。選用小管出流灌形式時，常將直徑 4mm 的塑料管作為灌水器，并使水以細流狀的方式濕潤土壤，例如，果樹的節水灌溉中可以應用小管出流灌形式。

應用微灌系統時，要注重精準控制各個灌水器的出水流量，并保證灌水均勻度在 80%～90% 與此同時，利用低壓管道系統可以使水資源成功輸送至農作物根部附近，最大限度減少滲漏損失與水分蒸發損失，實現節水目標。若是經濟發達地區，在現代水利灌溉工程中注重應用微灌技術的同時，還可以嘗試有效結合微灌技術與智能化系統，由智能化系統根據土壤濕度、農作物需水量等信息進行精準灌溉，進而實現微灌作業的自動化控制[5]

3現代水利灌溉工程中節水與高效技術應用的保障工作

在現代水利灌溉工程中，節水與高效技術發揮出越來越重要的作用，為在現代水利灌溉工程中充分發揮節水與高效技術的作用，務必做好資金、技術、人才等方面的保障工作，有效推動農業健康發展。

在資金保障工作中，核心要求是在應用節水與高效技術的整個過程中做好資金保障工作，避免受到資金的限制。建設現代水利灌溉工程時，注重不斷豐富投資方式，主要是國家補助、集體出資、農民籌資。從政府部門的角度而言，政府部門要加強與社會力量進行溝通交流，鼓勵更多的社會力量參與現代水利灌溉工程的節水與高效技術投資活動，貫徹誰投資，誰收益”原則，以確保節水與高效技術應用過程中有良好的資金保障，并促進節水與高效技術的不斷創新。

在技術保障工作中，關鍵是充分發揮各種節水與高效技術的優勢，并注重各種節水科技設備的推廣應用，如智能灌溉施肥機、精量噴滴灌系列設備。與此同時，注重對現代水利灌溉工程中的節水與高效技術進行創新，引入新技術和新方法，加強對節水灌溉智能控制系統、農業節水灌溉計控系統、機井灌溉管理系統的推廣應用[]。

在人才保障工作中，相關部門要清楚意識到節水與高效技術應用的復雜性和專業性，注重專業人才的培養，培育出一批可以服務于現代水利灌溉事業的專業人才。基層農業部門要注重發揮好職能，堅持進行節水與高效技術的示范推廣，并通過建設農田節水灌溉示范區，引導農民有效掌握節水與高效技術，使其具備靈活應用節水與高效技術的能力，從而能在農業生產中靈活調整灌溉方案，增強節水灌溉與高效灌溉效果。

4結束語

在現代水利灌溉工程中應用節水與高效技術至關重要。現階段，現代水利灌溉工程中，噴灌技術、滴灌技術、微灌技術、管道輸水技術等節水與高效技術的應用效果值得肯定，相關部門要注重推廣并發揮出各種節水與高效技術的作用和價值，以求取得高效節水與精準灌溉的良好效果。未來，相關部門與技術人員要進一步研究節水與高效技術的應用要點及注意事項，持續提高現代水利灌溉工程中應用節水與高效技術的綜合水平。

參考文獻

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[2]臺淑萍.基于高效節水灌溉技術在農田水利工程中的實踐研究[J].當代農機，2023（11）：93，96.

[3]翟龍.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用要點[J].世界熱帶農業信息，2023（7）：39-41.

[4]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.

[5]吳海玲.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的運用[J]當代農機，2024（9）：35-36.

[6]李寶春.農田水利工程中高效節水灌溉技術的應用及優化策略[J].現代農業科技，2023（4）：131-133，144.