農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉發(fā)展思路

□薛中良

（鄢陵縣水利局）

0 引言

河南省是水資源嚴(yán)重短缺的省份，據(jù)調(diào)查，河南省的人均水資源量?jī)H是全國(guó)平均值的1/5，并且還處于日益下滑趨勢(shì)，屬于嚴(yán)重缺水省份?；谶@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)展都十分重視，每年都投入巨額資金用于高效節(jié)水灌溉工程，以此來(lái)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)水灌溉的發(fā)展現(xiàn)狀

河南省是農(nóng)業(yè)大省，國(guó)家將河南省確定為糧食生產(chǎn)核心區(qū)，農(nóng)田水利工程是糧食安全的重要保障，事關(guān)河南省農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)程度及全省的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平。加快和推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)一直是河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。新形勢(shì)下各級(jí)政府把與農(nóng)村和農(nóng)民問(wèn)題密切相關(guān)的基地項(xiàng)目建設(shè)放在十分重要的位置，而高效節(jié)水灌溉又是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重中之重，提高農(nóng)田高效灌溉水平，有利于提高水利現(xiàn)代化支撐力度，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，使農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化早日實(shí)現(xiàn)。

近年來(lái)，河南省重視和加強(qiáng)水利建設(shè)，實(shí)施了灌區(qū)節(jié)水改造與續(xù)建配套，末級(jí)渠系改造，節(jié)水增效示范，顯著提高了有效灌溉面積、噴灌面積、微灌面積、低壓管道面積等，有效提高了水資源調(diào)控能力和利用效率，推動(dòng)了現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，截止目前河南省有效灌溉面積達(dá)500多萬(wàn)hm2，高效節(jié)水灌溉面積超過(guò)100 萬(wàn)hm2，取得了優(yōu)異成績(jī)，但是，全省農(nóng)田水利工程高校灌溉還存在以下問(wèn)題：一是還有300 萬(wàn)hm2沒(méi)有實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉；二是灌溉水有效利用系數(shù)較低，僅達(dá)到0.62，離0.85 的目標(biāo)差距還很大，具有較大的節(jié)水空間。高效節(jié)水灌溉方式（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(méi)有做到科學(xué)灌溉，存在嚴(yán)重浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象。此外，多年來(lái)存在的重建設(shè)輕管理的問(wèn)題還沒(méi)有有效解決，節(jié)水灌溉設(shè)施沒(méi)有得到充分利用。

2 高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用

高效節(jié)水灌溉的一般方式：噴灌、滴灌、微噴灌、地下灌溉（滲灌）、涌灌、霧灌、波涌灌溉、膜上灌、膜下灌等。在河南省常用的有以下幾種：

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(wú)法滿足植物的生長(zhǎng)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(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分緩慢均勻地滴入到農(nóng)作物生長(zhǎng)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33.00%，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(guò)固定式灌溉法和移動(dòng)式灌溉法來(lái)進(jìn)行灌溉，以此來(lái)保障農(nóng)作物需要水分時(shí)及時(shí)得到灌溉，這樣不僅能滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)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(kāi)始滴灌，以此來(lái)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)分為固定式和移動(dòng)式兩種方式。固定式噴灌讓噴頭的位置固定，以此來(lái)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(lái)設(shè)置噴頭位置，這種噴灌方式不會(huì)對(duì)噴頭的位置造成限制，通過(guò)機(jī)械可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴頭位置的移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單便捷。同時(shí)，噴灌技術(shù)投入的資金也比較少，可大面積地應(yīng)用和推廣。這種灌溉方法不僅比傳統(tǒng)的地面灌溉節(jié)水約40.00%，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)水效果明顯，水的利用率可以達(dá)到或接近80.00%。②有效提高作物產(chǎn)量，由于噴灌采取的是小水多次灌溉模式，保持土壤含水率在一個(gè)最佳的狀態(tài)，此外，通過(guò)噴霧改善田間小氣候，為作物提供最佳的生長(zhǎng)環(huán)境；噴灌有利于保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)，保持土壤透氣性能，給作物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。③降低田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)的工作量，減少人力成本。④減少灌溉勞動(dòng)量，提高灌溉水有效利用效率。

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(zhǎng)收獲期全過(guò)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(guò)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(wú)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，更有效地防止滴水器的堵塞，降低日后的維護(hù)成本。

微噴技術(shù)的原理和滴灌技術(shù)較為相似，是以節(jié)流為目的所進(jìn)行的局部農(nóng)作物灌溉。該方法的應(yīng)用不僅可以讓農(nóng)作物局部缺水問(wèn)題得到有效解決，同時(shí)也可以節(jié)約水資源和資金投入。利用少量的水資源就可以有效滿足局部的灌溉需求，讓農(nóng)田種植需求和資源投入這兩者之間達(dá)到平衡。

2.4 智能化渠道灌溉技術(shù)

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(lái)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)，水資源的運(yùn)輸過(guò)程中，智能化渠道的應(yīng)用也可減少水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的高效節(jié)能灌溉效果。因此，在近年來(lái)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(lái)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)水灌溉的發(fā)展思路

3.1 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(guò)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(guò)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(lái)良好把握用水總量，并以此為基礎(chǔ)來(lái)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)從而達(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)

高效節(jié)水灌溉示范區(qū)建設(shè)，有利于逐步提升高效節(jié)水灌溉發(fā)展質(zhì)量及推廣高效節(jié)水灌溉發(fā)展模式，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效及農(nóng)民持續(xù)增收，有利于提高農(nóng)業(yè)用水效率和展示現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景。高效節(jié)水示范工程的建設(shè)為引導(dǎo)和帶動(dòng)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)，發(fā)揮重要作用。

2014年，許昌市決定用3 a時(shí)間，連片建設(shè)3.34萬(wàn)hm2高效節(jié)水灌溉示范區(qū)。項(xiàng)目涉及建安區(qū)、長(zhǎng)葛市等十幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)二百多個(gè)行政村，概算總投資7.00億多元，預(yù)計(jì)每年節(jié)水2 000萬(wàn)m3，節(jié)省電費(fèi)約600多萬(wàn)元，節(jié)省人工費(fèi)8 000多萬(wàn)元，每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1.00億多元。示范區(qū)通過(guò)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。在示范區(qū)的帶領(lǐng)下，許昌市的高效節(jié)水灌溉面積大幅度提升。

在節(jié)水灌溉措施的應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)使高效節(jié)水灌溉影響力得以不斷擴(kuò)大，讓高效節(jié)水灌溉在更多區(qū)域的農(nóng)田灌溉中發(fā)揮出充分優(yōu)勢(shì)。在完成了一個(gè)地區(qū)的高效節(jié)水灌溉措施使用，并收獲了良好應(yīng)用成效后，應(yīng)該由該地區(qū)主動(dòng)帶動(dòng)周圍地區(qū)共同進(jìn)行高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際情況，合理運(yùn)用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，讓節(jié)水灌溉措施在水資源匱乏地區(qū)的農(nóng)田灌溉中得以應(yīng)用和推廣，以此來(lái)滿足農(nóng)田灌溉需求，并達(dá)到合理節(jié)約水資源的目的。

在高效節(jié)水灌溉的實(shí)施過(guò)程中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)交流、解決，例如：高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于電力方面有著比較高的需求，所以，保障電力資源的供應(yīng)也是保障高效節(jié)水灌溉措施良好應(yīng)用的關(guān)鍵，各地要探索這個(gè)問(wèn)題的解決辦法。

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

目前，河南省節(jié)水灌溉雖然處于較快的發(fā)展階段，但與水資源緊缺的嚴(yán)峻形勢(shì)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切要求以及轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展的預(yù)期需求仍不相適應(yīng)。加快引進(jìn)先進(jìn)的高效節(jié)水灌溉新技術(shù)是當(dāng)前一項(xiàng)重要的工作。將高效節(jié)水技術(shù)措施合理應(yīng)用到農(nóng)田水利工程中，不僅可以有效降低農(nóng)田灌溉的用水量，也可以有效避免水資源的不必要浪費(fèi)。多年的研究和實(shí)踐證明，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)高效的節(jié)水灌溉新技術(shù)發(fā)展很快，效果非常好，有很好的引進(jìn)和推廣的價(jià)值，但是情況并不是那么簡(jiǎn)單，引進(jìn)和推廣有很多工作要做，不是標(biāo)書(shū)照抄搬來(lái)就行的，把先進(jìn)的技術(shù)和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況相結(jié)合，需要大量的工作。

在節(jié)水措施的具體應(yīng)用中，主要應(yīng)該從減少用水量和改善水資源的配置入手，以此來(lái)達(dá)到節(jié)水灌溉的效果。更具科技性的灌溉技術(shù)讓農(nóng)田高效節(jié)水灌溉水平得到了顯著提升。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(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，在農(nóng)作物不同的生長(zhǎng)階段中采取不同的灌溉策略，以此來(lái)滿足農(nóng)作物的用水需求，保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)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(lái)保障農(nóng)田灌溉效果，實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約的目標(biāo)。

3.4 改革農(nóng)業(yè)水價(jià)，促進(jìn)節(jié)水灌溉工程的實(shí)施

合理的水價(jià)可以在一定程度上促使人們節(jié)約用水。而中國(guó)農(nóng)業(yè)水價(jià)整體偏低，致使農(nóng)民的節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)，大水漫灌的灌溉方式依然盛行，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)水資源供求矛盾日益加劇。為此，依據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的意見(jiàn)》要求，各地和有關(guān)部門因地制宜，圍繞保障國(guó)家糧食安全和水安全，加快建立健全農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制，對(duì)更好地促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水增效發(fā)揮價(jià)格杠桿配置水資源的作用、提高農(nóng)業(yè)用水效率具有重要意義。

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(wú)縫對(duì)接，通過(guò)遠(yuǎn)程控制，根據(jù)用水定額或水權(quán)以及農(nóng)戶土地及其耕作情況，可設(shè)定每一戶農(nóng)民每一年的用水量和每一眼機(jī)井每年取水量，來(lái)分配水量，超出使用的用水量則無(wú)法開(kāi)泵取水，強(qiáng)迫人們提高節(jié)水意識(shí)。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)，把水權(quán)作為商品，從中獲利，珍惜水權(quán)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段培養(yǎng)人們的節(jié)水意識(shí)。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)水灌溉的推行和實(shí)施。用水戶取用水過(guò)程可通過(guò)掃碼實(shí)現(xiàn)，需要取水灌溉時(shí)通過(guò)掃碼啟動(dòng)機(jī)泵取水，停泵；啟動(dòng)水泵后，自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄用水量，并自動(dòng)扣除可用水的定額，在剩余水量達(dá)到告警值時(shí)自動(dòng)告警，水量用完自動(dòng)停機(jī)，沒(méi)有授權(quán)任何人無(wú)法開(kāi)啟水泵。后臺(tái)對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)，進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量和有效管理。

把水價(jià)改革和節(jié)水灌溉有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)水價(jià)改革的推行，讓農(nóng)民在水價(jià)改革中體會(huì)到節(jié)約用水的好處，由此讓農(nóng)民感覺(jué)到節(jié)水灌溉工程對(duì)農(nóng)民的好處，提升農(nóng)民對(duì)節(jié)水灌溉設(shè)施的建設(shè)和保護(hù)的迫切感，提高節(jié)水灌溉設(shè)施（例如：噴灌、微噴、滴灌等）的使用率，反過(guò)來(lái)，通過(guò)節(jié)水灌溉設(shè)施的建設(shè)和使用，讓農(nóng)民確實(shí)感覺(jué)到節(jié)水灌溉就是省錢省水省勞動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)全面的節(jié)水灌溉。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的農(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(lái)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(wèn)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。