農(nóng)田水利工程規(guī)劃與灌溉措施探究

張 蓉，溫 勇

（新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000）

農(nóng)業(yè)發(fā)展與人們生活息息相關(guān)，為提高農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，應(yīng)加強對農(nóng)田水利工程技術(shù)的科學(xué)規(guī)劃，不斷改善灌溉方式，提高水資源利用率。節(jié)水灌溉工程可以改善農(nóng)田用水匱乏現(xiàn)狀，提高農(nóng)田水利灌溉效果，是解決“三農(nóng)”問題的重要舉措，亦是推動社會主義新農(nóng)村建設(shè)的基礎(chǔ)。水利灌溉技術(shù)在我國發(fā)展較早，傳承我國歷史灌溉經(jīng)驗，借鑒國外先進灌溉技術(shù)，并結(jié)合當前農(nóng)田所處區(qū)域的自然資源優(yōu)勢，科學(xué)規(guī)劃并設(shè)計農(nóng)田水利灌溉工程，不斷提高農(nóng)田灌溉技術(shù)水平，促進我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃

1.1 設(shè)計標準

河流徑流量會隨降水量的增加而增大，由于降水量對地表水有一定影響，大部分區(qū)域農(nóng)田灌溉用水受氣候影響較大。但目前新疆地區(qū)農(nóng)田灌溉用水以水庫蓄水及地下水為主，農(nóng)田灌溉工程設(shè)計應(yīng)結(jié)合氣候條件、農(nóng)田所處地理位置等客觀因素確定灌溉設(shè)計標準，確保農(nóng)田灌溉用水充足。灌溉設(shè)計保證率和抗旱天數(shù)應(yīng)符合科學(xué)灌溉設(shè)計標準，以提高水資源開發(fā)利用率。1）灌溉設(shè)計保證率是指相應(yīng)年份區(qū)間滿足灌溉用水需求年份占總年份的百分比，在水利工程灌溉設(shè)計中用“P”表示。設(shè)計過程中，還應(yīng)結(jié)合農(nóng)作物種類對水資源的需求狀況及當?shù)刈匀粴夂驐l件等因素［1］。如果地區(qū)所得P 值超過80%，可以選擇對水資源需求較高的作物，如瓜果、蔬菜類等；如果地區(qū)所得P 值較低，在選擇農(nóng)作物時應(yīng)重點考慮抗旱品種，遵循因地制宜原則，提高水資源利用率，促進農(nóng)作物產(chǎn)量提高。2）抗旱天數(shù)是持續(xù)高溫?zé)o雨自然條件下啟動灌溉設(shè)施滿足農(nóng)作物供水需求的總天數(shù)?？购堤鞌?shù)應(yīng)根據(jù)水利工程施工區(qū)域整體條件綜合確定，不是由某個設(shè)計人員制定的標準。

1.2 取水方式設(shè)計

為保護農(nóng)田、提高灌溉渠道使用年限、避免洪澇災(zāi)害損害農(nóng)田，應(yīng)加強水利灌溉工程的科學(xué)規(guī)劃和因地制宜設(shè)計。農(nóng)田水利工程灌溉設(shè)計應(yīng)重點考慮取水方式設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)區(qū)域水源自然條件來設(shè)計。目前我國主要有自流取水和提水取水2 種灌溉水源類型。水利工程項目主體在設(shè)計和施工建設(shè)過程中應(yīng)根據(jù)地形、地貌條件結(jié)合不同取水方式綜合考慮［2］。

農(nóng)作物生長主要以附近河流為水源，水利工程設(shè)計上大多選擇自流取水，自流取水灌溉根據(jù)施工地點不同，分為有壩取水和無壩取水2 種。有壩取水設(shè)計中，應(yīng)考慮到汛期泄洪排汛問題，采用溢流壩設(shè)計方式可提高河道水位，為農(nóng)作物提供充足水分，又可以避免因水量持續(xù)上漲造成河壩決堤的現(xiàn)象［3］。引水灌溉設(shè)計中可選擇建立進水閘門，根據(jù)用水需求自主控制河道水位及流量，并增設(shè)排沙閘門避免泥沙進入渠道，縮減河水徑流量對渠道蓄水能力的影響，建設(shè)防洪堤壩可避免汛期洪水給居民、農(nóng)田及交通設(shè)施等帶來隱患。

灌排渠系設(shè)計應(yīng)首先了解農(nóng)田水利建設(shè)區(qū)域的水文地質(zhì)，對地下水類型、埋深、地下水動態(tài)及流向等進行綜合分析，并了解水質(zhì)是否符合農(nóng)作物灌溉要求。根據(jù)開采量繪制水文地質(zhì)圖，對灌區(qū)歷年自然災(zāi)害進行匯總，對土壤飽和含水量、滲吸速度、田間持水量、鹽堿化程度、灌排渠系的干渠和支渠進行地質(zhì)勘探。同時設(shè)置排水系統(tǒng)，滿足防洪、除澇需求，有效控制地下水位，井灌井排結(jié)合，灌區(qū)有局部洼地的可修筑溝洫臺田。在工程建設(shè)時，對于地下深層承壓水及潛水區(qū)域，可借助豎井抽水結(jié)合明溝輸水方式。對于地下水結(jié)合外來地表水，為了實現(xiàn)蓄水和排水功能，可采用地下截水溝與地面排水溝結(jié)合方式，提高水資源利用率。農(nóng)田水利工程需投入巨額資金，與人們生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，對促進社會經(jīng)濟發(fā)展、保障社會和諧穩(wěn)定具有重大意義。

1.3 灌溉渠布置原則

農(nóng)田水利工程設(shè)計灌溉渠時，應(yīng)綜合考慮建設(shè)帶來的經(jīng)濟效益和社會效益，結(jié)合工程建設(shè)地的自然資源進行綜合規(guī)劃，提高自然資源利用率，在確保其他用水需求的前提下，使灌溉渠與當?shù)刈匀粭l件互融互通、和諧呼應(yīng)。在規(guī)劃水利工程時，應(yīng)確保符合可持續(xù)發(fā)展目標。1）根據(jù)當前地形、地貌等工程建設(shè)區(qū)域的自然條件實施自流灌溉，滿足不同地形農(nóng)田作物用水需求。如果水利工程建設(shè)區(qū)域地勢過低應(yīng)規(guī)劃排水溝；如果地勢過高應(yīng)建設(shè)灌溉渠；如果地勢高低不平，可根據(jù)地形特點采取小片提灌形式進行規(guī)劃設(shè)計。2）農(nóng)田水利工程設(shè)計施工過程中，應(yīng)做好安全防護措施。如規(guī)劃渠道時，應(yīng)綜合考慮周邊地勢及土層結(jié)構(gòu)，避免深挖方、高填方等，因為如果水利工程建造區(qū)域周邊土層結(jié)構(gòu)被河水滲透，高難度挖方和填方工作會導(dǎo)致土層松動，給施工安全帶來較大隱患［4］；如果農(nóng)田水利建設(shè)用地處于山地丘陵地帶，應(yīng)開展多種修建形式，擴大水資源利用范圍；如果農(nóng)田水利建設(shè)用地處于平原地區(qū)，應(yīng)充分借助地下水資源，采取地表水與地下水結(jié)合的規(guī)劃設(shè)計方案，構(gòu)建科學(xué)合理的灌溉體系。

2 農(nóng)田水利灌溉模式

隨著工業(yè)化進程加快，資源消耗量逐漸增加，水資源日益匱乏，給農(nóng)業(yè)灌溉工作提出了更高的技術(shù)要求。在提高農(nóng)田水利工程灌溉技術(shù)的同時，還應(yīng)提高農(nóng)民的節(jié)水意識。應(yīng)選擇種植抗旱農(nóng)作物、應(yīng)用保水劑、覆蓋地膜保墑及限額灌溉等措施，提高水資源利用效率。

當前我國農(nóng)田主要灌溉方式是渠道輸水，因此日常工作中應(yīng)對輸水渠道滲漏問題做好維保措施，避免出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象，影響農(nóng)田水利灌溉效果。農(nóng)田水利工程灌溉及規(guī)劃設(shè)計中，堤壩修建應(yīng)選擇具備防滲透功能的混凝土型號，并定期檢查是否出現(xiàn)裂縫，對出現(xiàn)裂縫的部位要及時修復(fù)，避免裂縫一步擴大。只有確保輸水過程中有效控制滲漏問題，才能提高水渠灌溉能力，提高水資源利用率。為確保農(nóng)田水利灌溉效果。在水利工程規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)施工地點、季節(jié)等采取適宜的灌溉模式，如噴灌、步行式灌溉及管道輸水等方式，既可以滿足農(nóng)田用水需求，又能避免水資源過度浪費，提高單位水資源利用率［5］。

3 農(nóng)田水利灌溉中存在的問題

由于當前農(nóng)田水利水土流失問題較為嚴重，因此國家大力推行節(jié)水灌溉技術(shù)，但在實際農(nóng)田水利灌溉過程中，仍不可避免出現(xiàn)諸多問題。

3.1 缺乏對農(nóng)田水利灌溉工作的重視、技術(shù)研發(fā)資金投入不足

部分地區(qū)沒有向農(nóng)戶宣傳國家節(jié)水政策，農(nóng)戶缺乏節(jié)水意識，錯誤地認為多灌溉對農(nóng)作物更好。農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展需要先進灌溉技術(shù)的輔助，如果政府職能部門沒有足夠的資金啟動農(nóng)田水利工程建設(shè)，將會制約農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在資金投入有限的情況下，灌溉技術(shù)缺乏創(chuàng)新性，日常對灌溉設(shè)備及設(shè)施的維修保養(yǎng)也不到位，影響農(nóng)田水利的灌溉效果。

3.2 不能因地制宜地提高水資源利用率

部分區(qū)域在開展農(nóng)田水利工程規(guī)劃過程中，沒有結(jié)合當?shù)刈匀粭l件，制定科學(xué)合理的灌溉方案，導(dǎo)致農(nóng)田水利設(shè)施沒有最大程度地發(fā)揮水資源的價值，水利工程未能獲得應(yīng)有的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.3 監(jiān)管機制不健全

農(nóng)田水利工程建設(shè)完工后，忽視日常管理和維護。由于農(nóng)田灌溉區(qū)域所屬地與水利工程建設(shè)單位沒有制定完善的管控措施，沒有配備專職的管理人員，粗放的管理模式制約了農(nóng)田水利灌溉工作的有序進行。管理機制構(gòu)建不完善，農(nóng)田水利工程未能達到既定的使用年限，未能真正發(fā)揮農(nóng)田水利工程的作用，造成大量水資源浪費，嚴重破壞了自然生態(tài)平衡。

4 農(nóng)田節(jié)水灌溉措施改進方法

4.1 提高水利灌溉工作重視程度、加大資金投入

為提高水資源的利用率，管理部門應(yīng)提高對水利灌溉工作的重視程度，不斷加大資金投入，探尋更加先進的栽培技術(shù)，優(yōu)化灌溉技術(shù)。瓜果蔬菜類作為需水量較大的經(jīng)濟作物品種，也是人們?nèi)粘Ｉ畋匦璧氖称贩N類，應(yīng)加強對瓜果蔬菜經(jīng)濟類作物灌溉技術(shù)的優(yōu)化，確保滿足節(jié)水要求的前提下，保障水資源充足，提高瓜果蔬菜類作物產(chǎn)量。農(nóng)田節(jié)水灌溉體系建立應(yīng)注重對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的建設(shè)，遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略原則，優(yōu)化農(nóng)作物品種與種植結(jié)構(gòu)，研發(fā)和推廣抗旱農(nóng)作物。根據(jù)農(nóng)田所在區(qū)域氣候特點，適當擴大林業(yè)、草地等經(jīng)濟作物種植面積。在農(nóng)作物種類選擇上應(yīng)選擇抗旱澇能力強的農(nóng)作物，降低農(nóng)作物的耗水量。全面分析當前農(nóng)業(yè)需求特點，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進水資源合理利用，大力踐行農(nóng)田節(jié)水灌溉政策和要求。

4.2 遵循因地制宜原則

農(nóng)田節(jié)水灌溉過程中，還應(yīng)發(fā)揮地域優(yōu)勢，結(jié)合自然氣候條件、農(nóng)作物類型及土壤條件選擇適當?shù)墓?jié)水灌溉技術(shù)。1）對中低產(chǎn)田進行改良。鹽堿地應(yīng)采取相應(yīng)的灌溉技術(shù)，如以水沖鹽、壓堿的形式改良土壤結(jié)構(gòu)；對于濕陷性黃土面積較大的地區(qū)，在相同蒸發(fā)量的前提下，可探索不同灌溉定額及灌溉次數(shù)對植物生長的影響，并采用相適宜的灌溉技術(shù)補充土壤中的有機元素，提高土壤營養(yǎng)含量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，擴大農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的經(jīng)濟效益和社會效益。2）借助智能化灌溉系統(tǒng)。利用定時器控制灌溉，灌水器采用高均勻度的滴頭，同時配置雨量和風(fēng)速傳感器，利用效率在75%以上［6］；在灌溉配料機內(nèi)部設(shè)置噴藥泵、虹吸進水裝置，如果處于大棚區(qū)域，可智能控制灌溉區(qū)域的溫度、濕度及二氧化碳濃度等。

4.3 提高水利工程渠道建設(shè)監(jiān)督力度

各渠段安排專人負責(zé)，制定輪崗簽字巡檢制度，避免因維修養(yǎng)護不當出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，影響渠道的使用壽命。同時應(yīng)借助低壓管道輸水，提高水資源利用率。日常加強對水庫堤壩維護和檢修，提高田間灌溉效率，不斷創(chuàng)新研發(fā)節(jié)水灌溉措施。如當前新疆地區(qū)廣泛使用滴灌形式，可同時滿足室外及大棚2 種灌溉需求，同時可以結(jié)合施肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。使用過程中應(yīng)在進水處對水源進行過濾，避免滴頭出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞的問題。

5 結(jié)語

我國社會經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展依靠農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增長，農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)也是保障人們豐衣足食的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)發(fā)展與人們幸福生活密不可分。隨著人們對資源的過度開發(fā)利用，水資源短缺情況嚴重威脅生態(tài)平衡，農(nóng)田水利工程規(guī)劃與灌溉技術(shù)應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展，結(jié)合當前農(nóng)田對水資源的實際需求，不斷提高水利工程設(shè)計規(guī)劃的科學(xué)性和合理性，充分發(fā)揮灌溉技術(shù)優(yōu)勢，提高經(jīng)濟效益和社會效益，有效提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。