農(nóng)田水利節(jié)水灌溉存在的問題及解決途徑研究

尤麗紅 中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司上海分公司

農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)存在的問題主要是未能完成灌溉技術(shù)的提升改進，農(nóng)田水利灌溉本身的管理工作沒有同步升級，導(dǎo)致獲取的灌溉技術(shù)運行成果運行質(zhì)量下降。在本文的全面研究過程中，從當前問題成因的角度分析，讓農(nóng)田水利節(jié)水灌溉的應(yīng)用得到提升。

1.農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)存在的主要問題

1.1 灌溉系統(tǒng)建設(shè)問題

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉通常使用漫灌技術(shù)，尤其是在水稻等需水量較高的農(nóng)作物栽培中，漫灌技術(shù)成為了最為核心的灌溉技術(shù)之一。該項技術(shù)的使用過程，一方面用水量過大，在灌溉過程中用水需求較大，會大幅提高供水量，另一方面土壤的存水質(zhì)量也無法得到全面性的保障，該技術(shù)的使用過程，一些存水質(zhì)量較低的土地需要全時段向其中供水，除了無法確保農(nóng)田中始終存在足量的水資源，也會導(dǎo)致水土流失問題，導(dǎo)致農(nóng)田的需水量進一步提高，無法達到節(jié)水目的。

1.2 灌溉項目規(guī)劃問題

目前的大部分農(nóng)田水利規(guī)劃的局限性較大，不能完全覆蓋農(nóng)田水利建設(shè)過程中遇到的大部分問題。農(nóng)田水利灌溉項目的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)該要具有合理性、高效性和科學性；要做到如下幾點；首先，從項目的設(shè)計規(guī)劃中，可以建立高效的合理的灌排體系，從而使農(nóng)田水利基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)施得到提高，增強灌區(qū)的輸排水能力，減少過程中的水損失。其次項目設(shè)計規(guī)劃中應(yīng)明確合理的灌溉制度，合理的灌溉制度不僅可以增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平還可以提高水資源的利用率，從而提高灌溉保證率。最后農(nóng)田水利規(guī)劃應(yīng)當能使灌區(qū)建設(shè)達到“田成方、林成行、渠成網(wǎng)、路通暢”的目標。

1.3 管理方法升級問題

在管理方法的升級中，基礎(chǔ)性的工作方案是依靠人工管理的模式分析當前灌溉系統(tǒng)的運行質(zhì)量，尤其是在建成了新型灌溉技術(shù)的情況下。而新型的管理方法使用過程，需要向其中加入各類自動管理系統(tǒng)，從而讓整個農(nóng)田水利節(jié)水灌溉系統(tǒng)的運行方案和工作數(shù)據(jù)可以得到性的獲得、傳遞和分析。在目前的工作中，管理方法主要是利用當前已經(jīng)開發(fā)出的工作方法和運行方案，派遣人員在較長的運行間隔，甚至每年農(nóng)作物播種之前參與質(zhì)量檢查工作，這就導(dǎo)致最終獲取的工作結(jié)果相對質(zhì)量較低，針對節(jié)水保障能力的記錄精度不足。

1.4 管理技術(shù)改革問題

農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)要通過專業(yè)化管理技術(shù)的使用分析節(jié)水性能，比如自動控制技術(shù)、管道壓力監(jiān)管技術(shù)、官網(wǎng)資源調(diào)配技術(shù)等，需要建成的管理技術(shù)體系要根據(jù)建成的綜合性管理形式，自主調(diào)配水資源。由于新型管理技術(shù)的改革過程，除了要建設(shè)自動控制體系，也需要升級現(xiàn)有的水利設(shè)施，才可讓自動控制系統(tǒng)和水利灌溉系統(tǒng)適配。從現(xiàn)有的技術(shù)改革成果來看，會受限于資源儲備、資金投入、管理思想儲備等缺陷，導(dǎo)致管理技術(shù)的改革質(zhì)量不足。

2.農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)存在問題的解決方法

2.1 灌溉系統(tǒng)建設(shè)方法

在灌溉系統(tǒng)的建設(shè)過程，需要分析整個管理體系的綜合建設(shè)模式，以提高該系統(tǒng)的綜合作用表現(xiàn)。對于農(nóng)田水利節(jié)水灌溉系統(tǒng)來說，包括的建設(shè)項目有水利工程、灌溉管網(wǎng)、自動控制系統(tǒng)、綜合管理系統(tǒng)等，方可充分提高該系統(tǒng)的綜合運行質(zhì)量。

2.2 完善灌溉項目規(guī)劃的方法

完善灌溉項目規(guī)劃的方法主要分為以下四個部分；第一對現(xiàn)狀資料做到全面調(diào)查與收集，根據(jù)當?shù)胤N植習慣、作物種類、土地制度，以及最大限度的提高農(nóng)機器械工作效率的原則，將農(nóng)田整理成田面平整、形狀規(guī)則、尺寸適度的規(guī)范化田塊。第二根據(jù)規(guī)劃管網(wǎng)、水源等因素進行確定灌溉泵站，并且按照因地制宜一田一渠一灌的原則布置灌溉系統(tǒng)；根據(jù)灌溉泵站的服務(wù)面積，泵站流量等因素確定地下管道的規(guī)格。第三田間澇水按照排水系統(tǒng)分級就近排放的原則布置排水系統(tǒng)。第四為了便于農(nóng)機操作和糧食運輸和節(jié)省投資，交通系統(tǒng)結(jié)合排水系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)進行布置。

比如某工程項目建設(shè)中，項目區(qū)劃分四個灌區(qū)，每個灌區(qū)新建了1個泵站。以1#灌溉泵站為例介紹；1#泵站的控制面積為662畝，灌溉設(shè)計流量按式1計算確定。

式中：Q0—設(shè)計流量，m3/h；

α—灌水高峰期作物的種植比例，本項目為1；

m泡—水稻泡田定額；

T—灌水高峰期作物一次灌水延續(xù)時間，要求3～5d內(nèi)泡田完成，1#灌溉泵站取3d；

t—天開機時間，本次設(shè)計取20h；

η—灌溉水利用系數(shù)取0.85；

經(jīng)計算，1#灌區(qū)：Q0=1066（m3/h）=0.296（m3/s）。

1#泵站控制地塊布置3條干管，17條支管。每條支管間距為70m～100m，每條支管平均25m設(shè)置一個田間放水口。采取輪灌的方式灌溉設(shè)計。

由輪灌工作制度表（見表1），每天2組輪灌，平均每組綜合給水口工作時間為10h。根據(jù)輪灌組劃分設(shè)置控制閘門。灌區(qū)管道分6組輪灌，田間水利用系數(shù)ηf=0.95；田間渠道的凈流量以公式2計算確定。

表1 1#泵站輪灌工作制度表

表2 1#泵站管徑選擇方案

式中：Qn—輪灌渠道的設(shè)計流量，m3/s；

N—該渠道輪灌組數(shù)；

qs—設(shè)計灌水率，m3/s·畝；

具體的管道選擇方案如表2（1#泵站）。

在管徑的選擇中，要高于設(shè)計值，既提高管道的供水能力，也為后續(xù)的體系升級提供幫助。

2.3 管理體系升級方法

在管理體系的升級過程中，核心工作是借助已經(jīng)生成的相關(guān)工作體系，實現(xiàn)對于該項工作系統(tǒng)的全面優(yōu)化和完善任務(wù)。在新型工作方法的升級過程，首先要建成基于自動控制系統(tǒng)的監(jiān)管模型，其次在管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)運行問題時第一時間發(fā)出警報信號，最后是建成專業(yè)化的規(guī)章制度，方可提高該系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

2.4 管理技術(shù)改革方法

農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的綜合改革中，可以使用目前已經(jīng)開發(fā)出的節(jié)水構(gòu)件提高節(jié)水能力，如在某工程項目中，在田間放水口使用了農(nóng)田灌溉節(jié)水閥，選擇的節(jié)水閥材質(zhì)為ABS材料，型號為FN-150，節(jié)水閥中的硬件設(shè)備包括節(jié)水閥閥體本身和出水消能箱，出水箱的材料為PC材料，安裝過程按照管道直徑、閥門直徑和密封圈等設(shè)施，將其合理裝配或/和固定。

3.結(jié)論

綜上所述，農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的使用過程中，目前存在的主要問題包括灌溉系統(tǒng)建設(shè)不全面、灌溉項目規(guī)劃不完善、管理方法待升級以及管理技術(shù)待提高等，針對這類問題的解決方法包括自動控制技術(shù)的加入、灌溉技術(shù)的升級和改造、管理制度和相關(guān)規(guī)范的升級等，從而讓節(jié)能灌溉技術(shù)的質(zhì)量提升。