新時代農田水利灌溉管理與效率提升技術探究

農業水資源作為維系國家糧食安全與生態平衡的核心要素，其可持續利用面臨日益嚴峻的挑戰。傳統灌溉模式在效率與精準度上的局限，進一步加劇水資源短缺與農業發展間的矛盾。在新時代背景下，以智能灌溉系統、微灌技術及生態灌溉等為代表的精準調控技術，通過傳感器網絡與智能決策，顯著提升了水資源的時空利用效率與精準度。同時，灌溉管理的制度性保障與優化同等關鍵，涵蓋水資源科學配置體系的完善、適應性政策法規的制定，以及農戶節水能力與意識的系統性培育，為技術潛能釋放構筑堅實基礎。因此，深入探究技術創新與管理優化雙輪驅動下的農田水利高效灌溉路徑，對實現農業水資源集約利用與可持續發展，具有重要的現實意義。

一、新時代農田水利灌溉管理的重要性

（一）加強灌溉管理是實施節水戰略的基石

發展節水灌溉是破解困局的必由之路，其在節水、增產與增收方面均有顯著優勢，直接關系到糧食安全。近年，田間工程、渠道建設等節水設施規模持續擴大，但唯有依賴系統化、精細化的長效管理，才能真正激活這些設施的巨大潛力，將每一滴水轉化為實實在在的豐收保障。

（二）提升管理水平是增加農業效益的關鍵

健全管護機制，壓實工程維修責任，才能確保持續高效的渠系輸水。同時，深化農民技術培訓，普及測墑灌溉、滴灌、噴灌等精準技術，方能引導農民轉變用水習慣，在高效節水的基礎上實現豐產增收，使有限的水資源發揮最大的生產價值。

（三）現代化灌溉管理是建設農業強國的引擎

農業現代化不僅要求適度用水規模，還追求用水效率與效益的提升。加強灌溉管理，推動規劃設計、建設實施到運行維護全鏈條標準化、規范化，是農業基礎設施提檔升級的內在要求。更為關鍵的是，加強管理創新，大力推廣微灌、智能水肥一體化等先進技術，發展精準化、智能化灌溉，才能驅動農業用水從粗放低效向集約高效的根本轉變。這種轉變正是農業現代化不可或缺的維度：農田水利現代化為節水新科技的落地鋪平道路，農業科技進步又為灌溉工程注入強勁新動力。

二、新時代農田水利灌溉面臨的挑戰

（一）水資源短缺與水質惡化

1.水資源短缺。氣候變化導致降水時空分布更加不均，人口持續增長對糧食生產提出更高要求。農業作為水資源消耗的主要領域，承受著日益加劇的分配壓力。尤其是在干旱與半干旱區域，可用灌溉水源的稀缺性已直接威脅著農業的根基。

2.水質惡化。工業廢水排放、城鎮生活污水侵襲，以及農業自身生產過程中產生的化肥農藥殘留等面源污染，使得本已緊張的水資源更加供不應求。重金屬、有機污染物、富營養化等問題不僅直接損害作物生長與農產品安全，還顯著降低了水資源實際可利用的安全性與質量。有效灌溉水資源的“量”與“質”正遭受著雙重侵蝕。

（二）極端氣候頻發與多變的自然環境

1.極端氣候頻發。全球氣候系統的深刻演變，正以前所未有的力度重塑著農田水利灌溉的外部環境。極端氣候事件的頻發與強度攀升，毀滅性的干旱與突發性的洪水輪番登場，對農業生產構成直接沖擊，嚴重威脅灌溉水源供應的可靠性與穩定性。

2.多變的自然環境。降水模式的系統性改變，季節性降水規律被打亂，年際間降水波動性加劇，使得水資源在時間和空間上的分布愈發難以預測。這直接導致傳統灌溉計劃與策略的失效，要求管理者必須具備高度的動態調整能力。與此同時，溫度持續升高正悄然改變著作物的生長周期、生理需水規律及田間蒸散過程。這意味著，基于歷史經驗的灌溉制度極可能不再適用，需要構建更具氣候韌性的灌溉響應機制。環境變化帶來的不確定性，使得灌溉需求的預測與管理變得異常復雜。

（三）技術壁壘與信息鴻溝

以智能灌溉系統、高效微灌技術及生態節水灌溉為代表的精準調控技術展現了巨大潛力。該技術物聯網傳感器網絡實時感知情，借助智能決策模型優化灌溉方案，顯著提升水資源的時空利用效率與精準度，但在基層的廣泛落地舉步維艱。

1.成本與技術門檻高。高昂的成本投入與相對復雜的技術門檻成了效率提升技術落地的首要障礙。對于資源稟賦有限、經濟基礎薄弱的基層農村地區，特別是小農戶而言，高昂的智能灌溉設備初始投資超出多數農戶的經濟承受范圍，系統的操作維護也超出其當前技術能力。

2.信息化基礎薄弱。農田基礎數據（如土壤、作物、氣象）采集不足，數據傳輸網絡覆蓋不全，智能分析平臺建設滯后，導致灌溉決策常常缺乏實時、精準的數據支撐，難以發揮“智慧”灌溉應有的效能。

3.農民對新技術的認知度、接受度及應用能力普遍不足。缺乏系統、持續且貼近生產實際的技術培訓與支持體系，使得許多先進設備安裝后未能物盡其用，甚至淪為擺設。技術潛能與田間實踐之間，橫亙著一條需要多方協力才能跨越的鴻溝。

（四）管理體制與運行機制不健全

管理主體不明確，責任難落實，導致田間灌溉工程管護不到位，正常運行難保障。多部門投資影響高效節水灌溉綜合效益的發揮。目前，在農田水利灌溉工程建設中，多個職能部門在實施的程序、標準上差異較大。各部門對項目建設和建后管理的重視程度難以統一協調，灌區骨干工程建設和田間工程及續建配套節水工程不協調，嚴重影響項目整體效益的發揮。機構改革后，各部門的管理職能尚未及時明確，機構改革方案雖已明確農田水利建設管理職能由水利部門劃轉到農業部門，但農業部門尚未接收建后管理、水價等工作，農田水利工程運行管護機制不夠健全。

三、新時代提升灌溉效率技術的應用

（一）微灌技術

微灌技術以革命性的精準性，成為應對水資源短缺的關鍵利器。微灌技術如同為作物鋪設了專屬的“供水管網”，將水分與養分直接、持續地輸送至作物根部。這種方式最大限度地規避了傳統漫灌中的地表蒸發、深層滲漏等巨大損耗，顯著提升水資源利用效率，同時減輕對土壤結構可能造成的沖刷破壞及養分流失。其在干旱半干旱地區的推廣價值尤為凸顯，是保障農業生產與生態平衡的雙贏之策。

微灌技術的生命力在于因地制宜。其成功應用必須建立在對區域水資源稟賦、土壤特性、主導作物需水規律等關鍵因素進行科學評估的基礎上，確保技術方案與當地實際契合。此外，政策杠桿的撬動不可或缺。財政補貼有效分攤農戶高昂的初期固定資產投入，能極大增強技術吸引力；而配套的技術培訓和持續宣導，則致力于轉變觀念，提升農戶對微灌節水增產效益的認知與接納程度。完善的技術服務體系更是長效運行的保障，涵蓋設計咨詢、專業安裝、故障維修、優化升級等環節，確保持續發揮微灌技術潛力。

（二）智能灌溉技術

以物聯網、大數據、自動控制為基石的智能灌溉系統，代表灌溉管理從經驗化轉向科學化。它通過部署在田間地頭的土壤熵情傳感器、氣象監測站等“神經末梢”，實時采集作物生長環境的核心數據（如土壤濕度、溫度、光照等)。這些海量信息匯聚至中央“大腦”一云端或本地數據處理平臺，經過智能算法解析，瞬間生成并自動執行最優灌溉決策，指揮田間電磁閥等執行機構精準啟閉。其核心價值在于實現了灌溉管理的動態優化、按需分配，在顯著提升水資源利用效率的同時，極大降低人工巡查、手動操作的強度與成本。

構建高效可靠的智能灌溉系統，需要形成“感知一傳輸一決策一執行”的完整閉環。這包括穩定可靠的傳感器網絡、高效的數傳鏈路（如LoRa、NB-IoT)、功能強大的中央管理軟件平臺以及精準的執行機構。系統的生命力不僅在于硬件部署，還在于“人”的因素。對使用者（農戶或農場管理人員）進行充分的操作培訓和數據分析解讀能力建設，使其真正理解系統邏輯并信任其決策，是技術落地生根的關鍵。

（三）生態灌溉技術

生態灌溉跳出單一技術應用的框架，其精髓在于模仿和強化自然水循環過程，追求水資源高效利用與農業生態系統健康的協同統一。它構建了一套集技術與管理于一體的綜合體系：通過增施有機質、種植綠肥作物等措施改善土壤結構，提升其天然水庫般的蓄水保障能力；積極維護農田生物多樣性，利用生態系統的自我調節功能；優先利用雨水、再生水等非常規水源，并選擇地下滴灌等低擾動、低能耗的灌溉方式。其最終目標是構建一個富有活力且可持續的農業生態系統。

推廣生態灌溉，需要多維度協同發力。政策引導需明確鼓勵保水保肥的農藝實踐（如保護性耕作、有機培肥）及雨水收集利用、再生水灌溉等生態技術應用。創新管理模式至關重要，應建立農業部門、科研機構、基層社區、農民合作社及農戶共同參與、責任共擔的治理機制，確保項目的有效落地與長效監管。持續的能力建設是基礎，需通過針對性地培訓，提升農民對生態價值、技術要領的理解和操作水平。例如，山東省在鹽堿地上的“綠色奇跡”展現了生態灌溉的韌性。面對廣袤貧瘠的濱海鹽堿地，項目創新性地將耐鹽堿的“海水稻”品種與生態灌溉技術深度融合：修建大型雨水集蓄設施，巧妙利用雨季資源；探索微咸水（經適度淡化的海水或地下咸水）與淡水混合的安全灌溉模式；大面積推廣種植田菁等耐鹽綠肥作物進行土壤覆蓋，配合施用有機肥改良土壤。這一系列組合拳顯著提升了土壤有機質含量和生物活性，有效抑制鹽分表聚，改善根區微環境，使水稻產量穩步提升，實現鹽堿地生態系統的正向演替，為全球類似邊際土地的農業開發提供可復制的“中國樣本”。

四、新時代農田水利灌溉管理策略

（一）強化水資源剛性約束，構建量質協同管理體系

1.深化水權改革與精準配置。以區域水資源承載能力為剛性約束，科學核定農業灌溉用水總量紅線。推進灌區內農業水權確權登記，建立清晰、可交易的水權體系。運用市場機制，探索農業水權交易試點，引導水資源向高效益、低耗水作物流動。推廣“總量控制、定額管理”模式，將用水指標細化分解到用水戶、田塊，并配套智能計量設施（如超聲波流量計、遠程抄表系統)，實現取用水精準監控與超定額累進加價。

2.嚴控水質安全與污水資源化。建立覆蓋“水源地一輸配水系統一田間一排水口”的全鏈條水質監測網絡，重點監控重金屬、有機污染物及營養鹽指標。嚴格管控工業點源和農業面源污染入河（庫)，推廣生態溝渠、人工濕地等農田尾水自然凈化技術。大力推進城鎮再生水、煤礦疏干水等非常規水源經深度處理后用于農業灌溉，制定嚴格的再生水灌溉水質標準和安全利用技術規范（如適用作物類型、灌溉方式、安全間隔期)，顯著拓展灌溉水源，緩解用水壓力。

（二）提升氣候韌性，打造智慧彈性灌溉系統

1.建設智慧感知與預報預警體系。加密布設田間土壤情、作物長勢、小氣候（如溫濕度、風速、日照）、蒸散發自動監測站點，構建空天地一體化監測網絡。深度融合多源氣象預報數據與作物生長模型，發展基于人工智能的中短期精細化灌溉預報技術。建立干旱、洪澇等極端氣候事件預警信息發布與應急響應聯動機制，為提前調整灌溉計劃、規避災害風險提供決策支持。

2.推廣適應性灌溉制度與技術。摒棄依賴歷史經驗的固定灌溉模式，發展基于實時監測數據和短期預報的“動態灌溉決策支持系統（DSS）”。研發推廣適應高溫脅迫、需水規律變化的節水耐旱作物品種及配套灌溉制度（如調虧灌溉、分根區交替灌溉)。對現有灌溉工程進行韌性改造：水庫加固增容以增強蓄洪抗旱能力，渠道防滲襯砌并配套節制閘門，以提升輸水效率與調控靈活性；在易澇區建設智能控制的強排泵站。大力推廣“小水源 + 管網化 + 高效節水灌溉”模式，提升系統應對降水時空不均的能力。

（三）突破技術壁壘，推動智慧灌溉分層落地

1.分層施策，降低應用門檻。針對規模化經營主體（合作社、家庭農場、農業企業)，提供財政貼息貸款、高額購置補貼，支持其規模化應用智能噴滴灌、水肥一體化、物聯網精準灌溉系統。對于小農戶，重點推廣“輕量化”智慧解決方案：如基于手機App的低成本土壤情監測儀、簡易太陽能自動閘門、小型移動式滴灌設備。政府主導建設區域性農業灌溉大數據云平臺，整合土壤、氣象、作物、用水數據，提供低成本的情預報、灌溉方案推薦等公共服務，讓小農戶“觸手可及”智慧灌溉。

2.夯實基礎，貫通數據鏈條。實施農田水利信息化基礎設施補強工程，優先保障重點灌區高速通信網絡（4G/5G、LoRa）全覆蓋。系統性開展灌區基礎數據普查與動態更新（土壤類型圖、作物種植結構、工程分布圖)。制定統一的數據采集、傳輸、接口標準，打通氣象、水利、農業部門間的數據壁壘，確保灌溉決策擁有實時、準確、多維的數據支撐。

3.強化能力建設與長效服務。建立“政府主導、企業參與、科研支撐”的多層次技術培訓與服務體系。組織農技推廣人員、種植大戶進行系統性智能灌溉技術培訓，培養“鄉土專家”。鼓勵設備供應商、社會化服務組織提供“設備安裝 + 技術培訓 + 托管服務”的一條龍服務，解除農民“不會用、不敢用、用不好”的后顧之憂。設立區域性灌溉技術服務熱線與在線診斷平臺，提供及時的技術支持。

（四）創新管理機制，激發多元主體活力

1.深化水管體制改革。推進灌區管理單位市場化改革，明晰工程產權、落實管護責任。推廣“水管單位 + 農民用水合作組織”的參與式管理模式，賦予用水戶在水量分配、水費計收、工程維護中的知情權、參與權、監督權。完善農業水價形成機制，在保障農民基本用水需求的前提下，實行分類水價、階梯水價，合理反映水資源稀缺程度和工程運行成本，發揮價格杠桿的節水激勵作用。明確各級財政對灌區骨干工程維修養護的投入責任，探索引入社會資本參與高效節水灌溉項目建設與運營（PPP模式）。

2.培育專業化灌溉服務市場。大力扶持發展提供智能灌溉設備租賃、托管運行、維修保養、情監測與灌溉方案定制等服務的專業化社會化組織。政府通過購買服務、以獎代補等方式予以引導支持。鼓勵保險機構開發針對干旱缺水、灌溉設施損毀等風險的農業保險產品，為灌溉管理提供保障。

五、結語

綜上所述，新時代農田水利灌溉管理與效率提升技術的應用策略，其核心在于以剛性約束守護水資源底線，以智慧韌性應對氣候之變，以務實創新打通技術梗阻，以機制改革激活管理效能。這是一項需要政府、市場、科研機構與農民協同發力的系統工程。唯有堅定不移地推進這些策略落地生根，方能在水資源緊約束與氣候變化加劇的背景下，筑牢國家糧食安全的水利根基，譜寫農業綠色可持續發展的新篇章。

作者簡介：高啟廣（1971—），男，山東梁山人，碩士，高級農藝師，主要從事水利移民管理、水利工程管理工作。