蒲城縣農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)選擇

摘 要：農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開高效節(jié)水灌溉技術(shù)的支持，這直接影響到我國優(yōu)質(zhì)作物的生產(chǎn)。但由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇上存在一定的差異。在選擇農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況選擇灌溉技術(shù)。本文對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇進(jìn)行了深入分析，以期為不同地區(qū)采用不同的節(jié)水灌溉技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)；高效節(jié)水；灌溉；技術(shù)選擇

中圖分類號(hào)：S277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）24-0127-02

1 前 言

蒲城縣地處關(guān)中東部渭北旱源，總面積1584km2，耕地面積151萬畝，是典型的農(nóng)業(yè)大縣，也是重要的商品糧及優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)縣，同時(shí)，又是一個(gè)水資源貧乏縣，素有“十年九旱”之稱。全縣多年平均降雨量553mm，且時(shí)空分布差異較大；地表水僅有一條過境洛河，也因近年流量銳減難以繼續(xù)開發(fā)利用；地下水較豐富，但埋藏較深。全縣水資源總量1.9億m3，其中地表水0.4億m3，地下水1.5億m3，人均占有水資源量260m3，畝均116m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于省、市的平均水平，所以，干旱缺水歷來是制約蒲城縣農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。

至2016年底，全縣有效灌溉面積占耕地面積的62.69%；節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積53.06%，其中渠道防滲面積占有效灌溉面積占77.18%，高效節(jié)水灌溉面積占22.83%（其中低壓管灌面積占14.35%，微灌面積占8.48%）。蒲城縣屬黃土塬區(qū)，雖經(jīng)五十多年農(nóng)田水利建設(shè)，但是農(nóng)田灌溉用水仍屬高額耗水，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，用水、管水制度不健全。近年來，節(jié)水灌溉工程全面推廣運(yùn)用，但是總體來說，節(jié)水灌溉工程實(shí)施面積占全縣總面積的比例過小，造成水資源既嚴(yán)重不足，又嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，對緩解水資源不足、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有十分重要的意義。

2 高效節(jié)水灌溉的必要性

蒲城縣是一個(gè)農(nóng)業(yè)大縣，農(nóng)業(yè)發(fā)展依賴灌溉。高效節(jié)水灌溉是依據(jù)當(dāng)?shù)刈魑锏膶?shí)際生長環(huán)境、規(guī)律及當(dāng)?shù)厮Y源覆蓋率和年降雨量，為提高當(dāng)?shù)厮Y源利用率而采用的新的灌溉技術(shù)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，蒲城縣各行業(yè)需水矛盾進(jìn)一步加大，如何充分利用好有限的水資源，最大限度地發(fā)揮其效益是十分重要和緊迫的，同時(shí)也對蒲城縣農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求。解決好這一突出矛盾最有效的辦法之一就是發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)、推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)。發(fā)展高效節(jié)水灌溉，一方面可以有效地減少水資源的過量開采和不合理利用，從而防止水環(huán)境的惡化，另一方面通過充分挖掘降水資源和土壤水資源的內(nèi)在潛力，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。通過結(jié)合其他農(nóng)業(yè)綜合措施，可促進(jìn)優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)增產(chǎn)及農(nóng)民增收。高效節(jié)水灌溉的推廣，還可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化、集約化、現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁。因此，在水資源短缺且利用率低的情況下，發(fā)展高效節(jié)水灌溉已成為蒲城縣一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略任務(wù)，開展高效節(jié)水灌溉勢在必行。

3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中存在的問題

3.1 區(qū)域高效節(jié)水灌溉技術(shù)的不合理選擇

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是一項(xiàng)長期而持久的工程。特別是我縣水資源短缺問題十分嚴(yán)重。在一些地方，由于節(jié)水灌溉技術(shù)的使用不符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，缺水問題不僅不能從根本上得到解決，反而會(huì)使農(nóng)業(yè)的用水量不斷增加。部分農(nóng)民為了防止干旱，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，便在作物附近打井，認(rèn)為井的數(shù)量越多，相應(yīng)的灌溉水量就越多，對作物的生長越有益。雖然這有利于農(nóng)作物的生長，但節(jié)水問題沒有得到有效的控制，導(dǎo)致大量的水資源浪費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，有關(guān)部門應(yīng)建立更加科學(xué)合理的節(jié)水制度，從而加大節(jié)水理念的宣傳力度。

3.2 節(jié)水意識(shí)淡薄

由于節(jié)水宣傳力度不夠，農(nóng)民對發(fā)展節(jié)水灌溉的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足。此外，一些農(nóng)民在水資源利用上存在理解誤區(qū)，這嚴(yán)重阻礙了高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和推廣。因此，應(yīng)完善行之有效、科學(xué)合理的節(jié)水灌溉制度，以此來促進(jìn)公眾節(jié)水灌溉與可持續(xù)發(fā)展理念。

3.3 缺乏社會(huì)資本、民間資金對高效節(jié)水灌溉的投入

由于沒有形成高效節(jié)水灌溉投入的激勵(lì)機(jī)制，難以吸引社會(huì)資本、民間資金對高效節(jié)水灌溉的投入，加之蒲城縣財(cái)力困難，發(fā)展高效節(jié)水灌溉對國家投入和群眾自籌的依賴仍較強(qiáng)。隨著農(nóng)村稅費(fèi)改革的發(fā)展，“兩工”（義務(wù)工、勞動(dòng)積累工）的取消，組織群眾投工投勞發(fā)展高效節(jié)水灌溉的難度加大，需要國家加大投入的力度，調(diào)動(dòng)用水農(nóng)戶、灌區(qū)管理單位、社會(huì)資金投入高效節(jié)水灌溉的積極性，引導(dǎo)廣大農(nóng)民群眾積極組建農(nóng)民用水合作組織，以民主的方式組織農(nóng)民群眾投身高效節(jié)水灌溉工程的建設(shè)。

3.4 重建設(shè)輕管理

在農(nóng)業(yè)節(jié)水的實(shí)際操作中，很多地方政府投入了大量的財(cái)力物力建設(shè)節(jié)水灌溉項(xiàng)目，但是項(xiàng)目建成投入使用后并未達(dá)到所期望的效果，而是進(jìn)入無人管理的狀態(tài)，往往幾年的時(shí)間節(jié)水灌溉的設(shè)備就報(bào)廢了，甚至有些節(jié)水項(xiàng)目建成后就沒有人使用，大量的投資卻不能夠帶來足夠的回報(bào)收益，導(dǎo)致節(jié)水工程一直處于被邊緣的狀態(tài)，節(jié)水設(shè)備成為了“樣子工程”。

4 高效農(nóng)業(yè)節(jié)水中的低壓管灌技術(shù)

低壓管道灌溉在很大程度上既節(jié)約了水資源，又節(jié)約了大量的人力物力。低壓管灌技術(shù)的工作原理和渠道灌溉的工作原理比較相似，管道輸水灌溉是由水泵加壓或自然落差形成的有壓水流，通過管道輸送到田間給水裝置，采用地面灌溉的工程。這種灌溉模式，能夠有效減少水在流動(dòng)過程中的滲漏和蒸發(fā)，而且相對渠道灌溉而言，能夠有效減少對土地的占有率，相對噴灌技術(shù)而言，技術(shù)要求低，養(yǎng)護(hù)也比較容易，在許多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。但這樣一來，土地灌溉就有了一個(gè)很大的局限性，就是灌溉的投資較大?；谶@一原因，它在我國的大范圍內(nèi)沒有得到推廣和應(yīng)用。實(shí)際條件下，我縣可以充分利用這類項(xiàng)目來開發(fā)灌溉農(nóng)作物，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源，進(jìn)一步保障我們的長遠(yuǎn)發(fā)展。

4.1 低壓管灌系統(tǒng)的構(gòu)成

低壓管道灌溉系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、田間灌水裝置、附屬設(shè)施等五大部分構(gòu)成。這五個(gè)部分相輔相成，有機(jī)結(jié)合組成了一整套灌溉系統(tǒng)。其中整個(gè)系統(tǒng)的核心是首部樞紐和輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)兩個(gè)部分，主要任務(wù)是對水源進(jìn)行有效調(diào)節(jié)和合理分置。

4.2 低壓管灌系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

低壓管道灌溉系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)灌溉中運(yùn)用比較廣泛，尤其是在農(nóng)業(yè)灌溉中井灌區(qū)和輸水系統(tǒng)比較缺乏的地區(qū)，低壓管道灌溉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)更加凸顯，而對于小型灌溉的使用最為適合。低壓管道灌溉系統(tǒng)具有以下幾方面優(yōu)勢。①具有節(jié)水性。該系統(tǒng)在灌溉過程中能夠大大減少水的滲漏和蒸發(fā)，有效提高了水資源的利用率，減少了浪費(fèi)。②可以節(jié)能，用管道輸水灌溉，一般比土渠輸水多消耗一定能耗，但與通過節(jié)水，提高水的有效利用率所減少的能耗相比，一般可節(jié)省能耗20～25%。③提高了土地使用率。由于該系統(tǒng)沒有在地面布置，減少了地面占用面積，相對的還增加了土地有效耕地面積和種植面積，大大提高了土地使用率和農(nóng)作物生長的空間。④提高了效率。低壓管灌系統(tǒng)由于進(jìn)行了技術(shù)上的革命和進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了快速輸水，大大提高了水流的速度，有效的節(jié)省了灌溉時(shí)間。而且在使用操作中方便了很多。⑤有效降低了成本。低壓管道灌溉系統(tǒng)大大提高了農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)中的安全系數(shù)，有效減少了安全事故的發(fā)生概率，從而間接的降低了生產(chǎn)成本，加上其具有的穩(wěn)定性和及時(shí)性，為農(nóng)作物供水提供了有力保障，農(nóng)作物能夠更好的生長，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量能夠得到穩(wěn)步的增加。

4.3 低壓管灌在水利灌溉中的應(yīng)用

管道輸水灌溉是以管道代替明渠向田間輸水的新型節(jié)水灌溉技術(shù)。其灌溉系統(tǒng)由水源、輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)、給配水裝置、安全防護(hù)設(shè)施、田間灌溉設(shè)施等組成。而低壓是指末級灌溉管出口的工作壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于噴灌和微灌噴嘴的工作壓力，末級管道上最不利出水口的水壓力應(yīng)有3～5kPa。在田間利用低壓管灌技術(shù)時(shí)，首先要了解當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況（水資源、河流的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、土壤性質(zhì)、地下水位及其變化規(guī)律），然后再進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，管道設(shè)計(jì)主要根據(jù)出水量和輸水距離等條件，合理選用適宜的管材、管徑和長度，進(jìn)行管道合理規(guī)劃。要求線路短，控制面積大，輸水通暢。地勢平坦的地區(qū)，可沿田間道路、林網(wǎng)線路鋪設(shè)；地勢復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)選擇最佳路線。老灌區(qū)可沿原有土壟溝或順耕作壟鋪設(shè)。現(xiàn)使用較多的有塑料軟管和硬管兩種，主要從經(jīng)濟(jì)實(shí)力和使用壽命考慮。管道布局要根據(jù)水泵流量，井位和地塊形狀而定?？蓮娜矫婵紤]：①盡量走高線，以利向田間輸水；②力求管道伸入田間雙向配水，以縮短土壟溝長度；③少拐彎，避免局部水頭損失過大。多向同時(shí)輸水的管道，應(yīng)盡量對稱布置，使各分管的口徑、長度、位置等盡量相近，使水量均勻分布。合理修建灌溉區(qū)域，利用水泵加壓將水通過輸水管道輸送到需要灌溉的區(qū)域。各個(gè)支管也要相隔一定的距離來設(shè)置水栓，灌區(qū)通過運(yùn)用移動(dòng)式管子對作物進(jìn)行澆灌。

此外，利用低壓管灌進(jìn)行灌溉時(shí)還需計(jì)算出灌水定額及灌水周期，農(nóng)作物在生長發(fā)育階段對水有很大的需求。根據(jù)農(nóng)作物的種植面積，可采用輪作灌溉方式，因而還要算出一次灌水延續(xù)時(shí)間及輪灌組數(shù)，進(jìn)而制定出輪灌制度，從而確保灌溉期間對農(nóng)作物進(jìn)行充足的灌溉。對于灌溉時(shí)也需要設(shè)計(jì)灌溉流量及水頭的高度。在各個(gè)管道中其各個(gè)階段的水流速度也會(huì)有所不同，這時(shí)需要進(jìn)行最大限度的控制，將流速控制在1.5～2.5m/s左右，而且一定要大于管道的不淤流速。當(dāng)水流速度限制在管道最大流速以內(nèi)時(shí)，通常的限制時(shí)速可為2.0m/s左右。此外，在管道設(shè)計(jì)時(shí)各種管線應(yīng)該使用耐用質(zhì)量較好的管材，這樣才可以更好地保持輸水的穩(wěn)定性。

5 結(jié) 語

綜上所述，世界高效節(jié)水灌溉技術(shù)主要是結(jié)合區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因地制宜，根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況選擇更合理的節(jié)水灌溉技術(shù)。因此，考慮各地區(qū)的土壤環(huán)境對灌溉技術(shù)的選擇十分重要。結(jié)合我國的自然環(huán)境，采取適當(dāng)?shù)墓?jié)水灌溉技術(shù)，不僅能有效地灌溉農(nóng)業(yè)，而且減小了水資源的浪費(fèi)。就低壓管道灌溉技術(shù)來說，它是目前我國農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的灌溉技術(shù)。這種技術(shù)不僅可以節(jié)約大量的水資源，而且在許多情況下可以節(jié)省大量的投資，從而使低壓管道灌溉能夠更好地運(yùn)行。采用低壓管灌技術(shù)，可以大大節(jié)約現(xiàn)有資源，保證我們生活資源能夠繼續(xù)造福于后代，從而有助于我國制定長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。

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收稿日期：2018-7-21

作者簡介：張?jiān)评颍?973-），女，陜西渭南蒲城人，工程師，大學(xué)本科，主要從事小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃編制及設(shè)計(jì)工作。