農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉的發(fā)展思路

徐文成

（河南省豫東水利工程管理局）

0 引言

河南是農(nóng)業(yè)大省又是水資源嚴(yán)重短缺省，據(jù)調(diào)查，河南省的人均水資源量僅是全國平均值的1/5，并且還正在日益下滑，屬于嚴(yán)重缺水省份。基于這樣的情況，河南省各級(jí)政府和水利部門對(duì)農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展都十分注重，每年都投入巨額資金用于高效節(jié)水灌溉工程，以此來提升農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉效果，在保障農(nóng)田灌溉需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水資源的嚴(yán)格管理。

1 河南省農(nóng)田水利節(jié)能灌溉的發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年來，利用國家重視和加強(qiáng)水利設(shè)施建設(shè)的有利時(shí)機(jī)，以節(jié)水挖潛改造為中心，切實(shí)加強(qiáng)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。實(shí)施了小型農(nóng)田水利工程、灌區(qū)節(jié)水改造與續(xù)建配套、節(jié)水增效示范、末級(jí)渠系改造、水權(quán)轉(zhuǎn)換等工程項(xiàng)目，有效提高了水資源調(diào)控能力和利用效率。在設(shè)施農(nóng)業(yè)和特色農(nóng)業(yè)種植區(qū)，推行了低壓管灌、滴灌、噴灌等現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù)，推動(dòng)了現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。截止目前，經(jīng)過歷年來的建設(shè)，河南省有效灌溉面積達(dá)533.33 hm2，高效節(jié)水灌溉面積達(dá)133.33 hm2，灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.62，取得了優(yōu)異成績，但是，我們還應(yīng)該看到幾個(gè)問題：一是還有五六千萬畝沒有實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉，二是133.33 hm2高效節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)還是比較低，灌溉系數(shù)僅達(dá)到0.62，離0.85 的目標(biāo)差距還是很大的。還有很大潛力，灌溉水利用系數(shù)高的灌溉方式（如噴灌、滴灌）應(yīng)用較少。三是智能化應(yīng)用較少，對(duì)作物的需水規(guī)律研究較少，沒有做到科學(xué)灌溉，浪費(fèi)水的現(xiàn)象還很嚴(yán)重。另外還有就是多年來存在的重建設(shè)輕管理的問題還沒有解決，節(jié)水灌溉設(shè)施沒有得到充分的利用。

2 高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用

2.1 滴灌技術(shù)

對(duì)于水資源匱乏的地區(qū)而言，可用水源常常無法滿足植物的生長需求，所以在農(nóng)田灌溉中，可引進(jìn)滴灌技術(shù)。該技術(shù)主要是借助于管道系統(tǒng)和毛管上安裝的灌水器，將農(nóng)作物生長所需的水分和養(yǎng)分緩慢均勻地滴入到農(nóng)作物生長的土壤中，這樣不僅可以為農(nóng)作物提供充足的水分，也更加有利于用水量的節(jié)約（滴灌比噴灌節(jié)水33%，比畦灌節(jié)水81.60%）。且該方法操作簡(jiǎn)單，具體應(yīng)用中，可按照實(shí)際需求，通過固定式灌溉法和移動(dòng)式灌溉法來進(jìn)行灌溉。通常情況下，農(nóng)作物更加傾向于自動(dòng)灌溉，以此來保障農(nóng)作物需要水分時(shí)得到及時(shí)灌溉，這樣不僅能滿足農(nóng)作物生長需求，也可以最大限度節(jié)約用水量。但是這種灌溉方式很容易出現(xiàn)管道堵塞情況，所以在具體應(yīng)用時(shí)，需先將水中雜質(zhì)清除，做好管道的疏通，再開始滴灌，以此來保障灌溉質(zhì)量。

2.2 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)是當(dāng)今農(nóng)田水利工程中的一種主要灌溉方式，噴灌技術(shù)也分為固定式和移動(dòng)式這兩種方式。固定式噴灌讓噴頭的位置固定，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的均勻灌溉。移動(dòng)式噴灌是根據(jù)實(shí)際需求來設(shè)置噴水頭位置，這種噴灌方式不會(huì)對(duì)噴水頭的位置造成限制，通過機(jī)械可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴水頭位置的移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單便捷[1]。同時(shí)，噴灌技術(shù)投入的資金也比較少，可以在大面積農(nóng)田水利工程中應(yīng)用和推廣。這種灌溉方法不僅比傳統(tǒng)的地面灌溉節(jié)水40%左右，還有保土、保水、保肥、省工和改善田間小氣候等優(yōu)點(diǎn)。噴灌的主要優(yōu)點(diǎn)如下：①節(jié)水效果顯著，水的利用率可達(dá)80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1 m3水可以當(dāng)2 m3水用。②作物增產(chǎn)幅度大，一般可達(dá)20%～40%。其原因是取消了農(nóng)渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%～20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗；改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。③大大減少了田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)和平整土地等的工作量。④減少了農(nóng)民用于灌水的費(fèi)用和投勞，增加了農(nóng)民收入。⑤有利于加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化。

2.3 微噴技術(shù)

微噴又稱霧滴噴灌。微噴技術(shù)比噴灌更為省水，由于霧滴細(xì)小，其適應(yīng)性比噴灌更大，農(nóng)作物從苗期到成長收獲期全過程都適用。微噴灌溉是灌溉中經(jīng)常用到的一種灌溉方式，它的特點(diǎn)是結(jié)合了滴灌與噴灌兩種灌水方式，從而逐漸形成的一種新型節(jié)水灌溉技術(shù)，微噴灌是通過低壓管道系統(tǒng)將水流以較大的流速噴出，進(jìn)而用較小的流量將水噴灑到土壤表面，水流噴出后在空氣阻力的作用下分解成無數(shù)個(gè)小水滴落在土壤和作物表面上。微噴灌溉的出口流速大于滴灌，更有效的防止滴水器的堵塞，給日后的維護(hù)降低成本。

2.4 智能化渠道灌溉技術(shù)

在當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中，農(nóng)田灌溉的方式也越來越多樣化。目前，全渠道灌溉控制系統(tǒng)在很多地區(qū)的農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中都得到了科學(xué)利用。這種灌溉方式主要是將感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)作為依托，可在目標(biāo)范圍之內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行農(nóng)田灌溉，在滿足農(nóng)田用水需求的基礎(chǔ)上，讓農(nóng)田灌溉的用水量得到良好控制。同時(shí)，在進(jìn)行水資源的運(yùn)輸過程中，智能化渠道的應(yīng)用也可以讓水資源浪費(fèi)情況得到大幅度降低，以此來實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的高效節(jié)能灌溉效果。因此，在近年來的農(nóng)田水利工程高效節(jié)能灌溉中，智能化渠道灌溉技術(shù)也越來越受到重視，并在很多地區(qū)的農(nóng)田水利工程高效節(jié)能灌溉中發(fā)揮出了充分的作用。

3 農(nóng)田水利工程高效節(jié)能灌溉的發(fā)展思路

3.1 讓水資源得到優(yōu)化配置

為保障農(nóng)田水利工程的灌溉效果，最大限度優(yōu)化灌溉作業(yè)，技術(shù)人員在對(duì)農(nóng)田灌溉方式加以確定之前，應(yīng)深入到農(nóng)田灌溉區(qū)域，全面勘查和研究灌溉區(qū)域的實(shí)際情況，通過對(duì)灌溉區(qū)域自然條件、地理位置和水資源需求等各方面因素的綜合考慮，確定出最終的可行性農(nóng)田節(jié)水灌溉措施。在具體的農(nóng)田勘查過程中，應(yīng)注意量化分析用水需求位置、用水需求量和水源儲(chǔ)備量等的各項(xiàng)指標(biāo)，以此來良好把握用水總量，并以此為基礎(chǔ)來進(jìn)行用水量的科學(xué)分配，保障各個(gè)區(qū)域的灌溉用水得到隨時(shí)調(diào)節(jié)，以此來達(dá)到良好的灌溉效果。

3.2 加大力度進(jìn)行高效節(jié)水示范工程的建設(shè)

創(chuàng)建高效節(jié)水灌溉示范區(qū)，是探索中國特色高效節(jié)水灌溉建設(shè)道路的重要載體，是逐步提升高效節(jié)水灌溉發(fā)展質(zhì)量及展示和推廣現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉發(fā)展模式、發(fā)展成果的良好平臺(tái)，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效、農(nóng)民持續(xù)增收的重大舉措，對(duì)示范和引領(lǐng)高效節(jié)水灌溉建設(shè)具有重大意義。各級(jí)政府和有關(guān)部門要充分認(rèn)識(shí)加快推進(jìn)高效節(jié)水灌溉示范區(qū)建設(shè)的重要性和緊迫性，采取有效措施，以示范區(qū)建設(shè)為突破口，創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)，積極探索，進(jìn)一步促進(jìn)河南省高效節(jié)水灌溉又好又快的發(fā)展。

2014年，許昌市決定用3 a時(shí)間，連片建設(shè)3.33萬hm2高效節(jié)水灌溉示范區(qū)。項(xiàng)目涉及長葛市、許昌縣11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)267個(gè)行政村，概算總投資7.70億元，預(yù)計(jì)每年節(jié)水2 080萬m3，節(jié)省電費(fèi)約630萬元，節(jié)省人工費(fèi)8 000萬元，每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1.20 億元。示范區(qū)采用節(jié)水灌溉設(shè)備，比非示范區(qū)多澆2—3遍水，夏糧生產(chǎn)再創(chuàng)新高。

3.3 注重高效節(jié)水灌溉技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用

河南省節(jié)水灌溉水平還需提高，尤其是高效節(jié)水灌溉占比偏小，與水資源緊缺形勢(shì)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求以及轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式需求不相適應(yīng)。一是總體步伐偏慢。節(jié)水灌溉工程覆蓋率依然不高，僅占有效灌溉面積的45%，灌溉水利用系數(shù)僅為0.50，與根據(jù)節(jié)水灌溉工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算的達(dá)到0.62的水平還相差很遠(yuǎn)。二是技術(shù)水平不高。目前，中國節(jié)水灌溉技術(shù)水平整體偏低，高效節(jié)水灌溉面積只有0.12 億hm2，其中噴微灌面積500 萬hm2，占有效灌溉面積的8.30%。噴灌面積只有306.67 萬hm2，占有效灌溉面積的5.10%，與美國46%、歐洲普遍80%以上的噴灌面積比例相比差距較大。

目前，生物技術(shù)在農(nóng)田灌溉中的應(yīng)用就是一個(gè)典型實(shí)例。在這一新的發(fā)展形式下，技術(shù)人員可以對(duì)農(nóng)作物的生長特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，在農(nóng)作物不同的生長階段中采取不同的灌溉策略，以此來滿足農(nóng)作物的用水需求，保障農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。另外，在具體的農(nóng)田節(jié)水灌溉中，也應(yīng)該合理應(yīng)用信息技術(shù)，讓相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)發(fā)揮出充分的作用，以此來保障農(nóng)田灌溉效果，實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約目標(biāo)[3]。

3.4 利用農(nóng)業(yè)水價(jià)改革促進(jìn)節(jié)水灌溉

借助于智能掃碼灌溉方式，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)井”的無縫對(duì)接，并利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及電子信息技術(shù)，可設(shè)定機(jī)井取水量。根據(jù)農(nóng)戶土地及其耕作情況來分配水量，超出使用量則不能開泵取水。分配給農(nóng)戶的水使用量為其水使用權(quán)，若用不完，農(nóng)戶可以轉(zhuǎn)讓、出賣用水權(quán)，政府也可回購，為實(shí)現(xiàn)水權(quán)交易提供有力支撐。同時(shí)，也根據(jù)用戶用水量設(shè)置了幾個(gè)階梯，實(shí)行階梯收費(fèi)，利用價(jià)格杠桿撬動(dòng)節(jié)水灌溉的實(shí)施。

通過互聯(lián)網(wǎng)采用遠(yuǎn)程登入省級(jí)管理平臺(tái)的管理模式，完成農(nóng)業(yè)灌溉用水管理。主要包括農(nóng)業(yè)用水總量控制管理、水權(quán)管理、灌溉用水定額管理、用水限額管理、農(nóng)業(yè)水價(jià)管理等。實(shí)現(xiàn)縣級(jí)農(nóng)業(yè)灌溉用水信息數(shù)據(jù)維護(hù)管理，包括基礎(chǔ)信息庫、用水用電實(shí)時(shí)歷史庫、用水戶信息庫、種植結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、機(jī)井信息數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)水價(jià)數(shù)據(jù)庫、水權(quán)交易數(shù)據(jù)庫、決策支持庫的維護(hù)、支持稅務(wù)部門查詢統(tǒng)計(jì)并生成水資源稅納稅申報(bào)表等。

4 結(jié)語

當(dāng)前農(nóng)田水利工程建設(shè)與發(fā)展中，高效節(jié)水灌溉措施的應(yīng)用可進(jìn)一步滿足農(nóng)作物對(duì)水資源的需求，并實(shí)現(xiàn)水資源的最大限度節(jié)約。憑借著投資成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)等的諸多優(yōu)勢(shì)，高效節(jié)水灌溉措施在農(nóng)田水利工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，很多地區(qū)也加強(qiáng)了信息化建設(shè)與管理，結(jié)合相應(yīng)的農(nóng)田灌溉用水制度，讓水資源浪費(fèi)問題得以有效解決，在滿足農(nóng)田灌溉需求的基礎(chǔ)上達(dá)到了水資源嚴(yán)格管理的目的。這對(duì)于農(nóng)田灌溉水平的提升、農(nóng)業(yè)的良好發(fā)展和水資源的合理節(jié)約都有著深遠(yuǎn)的意義。