水利灌溉工程的節(jié)水策略

丁昕昕

高臺(tái)縣水務(wù)局，甘肅高臺(tái) 734300

水利灌溉工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，在實(shí)踐階段中節(jié)水措施的有效應(yīng)用，能夠推動(dòng)水利灌溉工程項(xiàng)目的有序開展。因此，在該項(xiàng)工作開展的階段中要綜合實(shí)際，明確節(jié)水措施的應(yīng)用范圍和標(biāo)準(zhǔn)，通過更新節(jié)水理念和完善節(jié)水措施，提高水利灌溉工程的整體效率。

1 水利節(jié)水灌溉工程的基本內(nèi)容

在水利灌溉工程的建設(shè)中，節(jié)水策略可以減少水資源的浪費(fèi)，還能保證農(nóng)作物正常生長。通過合理地應(yīng)用節(jié)水灌溉工程，發(fā)揮出各項(xiàng)節(jié)水措施的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以避免發(fā)生旱澇的問題，且在水資源的開發(fā)和利用方面成本較低，資源利用率較高，可以全面實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，很多現(xiàn)代化技術(shù)不斷被研發(fā)和應(yīng)用，通過設(shè)置多種類型的節(jié)水設(shè)備，可以提高節(jié)水效果，提升節(jié)水灌溉能力和水平，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展[1]。

2 水利節(jié)水灌溉方法

2.1 水資源輸送環(huán)節(jié)的節(jié)水措施

2.1.1 明渠襯砌輸水灌溉技術(shù)明渠襯砌輸水灌溉技術(shù)是一種極為廣泛的節(jié)水措施，其通過減少水資源輸送時(shí)的蒸發(fā)量以防止浪費(fèi)。在建設(shè)輸水設(shè)施時(shí)，施工人員通過使用預(yù)制混凝土板防滲、黏土壓實(shí)防滲、復(fù)合土工材料防滲、漿砌石防滲等方式，建設(shè)明渠襯砌的施工方式，降低因運(yùn)輸環(huán)節(jié)而造成的水資源損失，提高資源利用率，降低水資源運(yùn)輸環(huán)節(jié)的成本[2]。該方式的應(yīng)用，有助于調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，解決水資源供需矛盾，推動(dòng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。但要注意到，明渠襯砌輸水灌溉技術(shù)方式應(yīng)用于丘陵地帶，資源節(jié)約效果并不高。較地面灌溉節(jié)水技術(shù)而言，其生產(chǎn)力水平相對(duì)較低，灌溉水利用率還需進(jìn)一步提高。因此，目前我國的很多地區(qū)都會(huì)優(yōu)先選擇使用低壓管道技術(shù)以實(shí)現(xiàn)節(jié)水。

2.1.2 低壓管道輸水灌溉技術(shù)該技術(shù)通常運(yùn)用于較多管道輸水灌溉的方式，通過建設(shè)管道的方式取代傳統(tǒng)的明確輸水的方式。在農(nóng)業(yè)灌溉中，使用比較低的壓力將水順利地輸送至田間地溝內(nèi)，為農(nóng)作物提供充足的水資源。這種方式的應(yīng)用，輸配水系層次較少的小型灌區(qū)應(yīng)用效果良好，管道內(nèi)部的輸水壓力在0.2 MPa以內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)包含灌水設(shè)置、排水閥、出水口、機(jī)井、輸水管等。從實(shí)際運(yùn)行效果分析，相較于明渠襯砌輸水灌溉技術(shù)，運(yùn)用低壓管道輸水灌溉技術(shù)水資源節(jié)約30%，有效地規(guī)避蒸發(fā)、滲漏所造成的水資源浪費(fèi)的問題，且輸送速度快、效率高，灌溉人工成本投入也較少，不會(huì)占用過多的耕地面積建設(shè)渠道，尤其是在一些土地資源匱乏的地區(qū)，應(yīng)用價(jià)值較高。

2.2 灌溉過程中的節(jié)水方法

2.2.1 噴灌法噴灌法主要通過管道系統(tǒng)、水泵完成灌溉作業(yè)，將具備壓力的水噴射到空中，形成噴霧的形式，為農(nóng)作物提供充足的水源，其包含噴頭、配水管、抽水機(jī)、進(jìn)水管等多種部件。與以往的大水漫灌的灌溉方式相比，該方式的水資源節(jié)約效果良好，且不會(huì)受到地形條件的限制和損壞土壤結(jié)構(gòu)，還能預(yù)防地表徑流和深層滲漏，降低灌溉作業(yè)的成本，實(shí)現(xiàn)水利工程自動(dòng)化、機(jī)械化運(yùn)行，綜合效益較高。

2.2.2 微灌法微灌法是通過在末級(jí)管道內(nèi)安裝灌水器的方式，以管道循環(huán)利用的方式，結(jié)合不同農(nóng)作物的需要進(jìn)行灌溉，直接將水資源輸送至農(nóng)作物的根部，水流量小，且灌溉位置精準(zhǔn)，水資源傳輸也比較均勻。相較于大水漫灌、地面灌溉等方式，微灌法能夠避免發(fā)生地表蒸發(fā)的問題，直接將水資源輸送至根部，灌溉效果得到提升，水資源節(jié)約效果良好。同時(shí)，該方式與施肥相結(jié)合，分周期進(jìn)行，定期清洗過濾器，既可以達(dá)到微灌的效果，又可以提高農(nóng)業(yè)收益。

2.2.3 滴灌法滴灌法與微灌法比較相似，都是通過塑料管道對(duì)植物的根部實(shí)現(xiàn)灌溉處理，局部有足夠的水分，但不同的是，滴灌法的位置更加精確，水資源利用率也會(huì)更高，基本上可以達(dá)到95%以上，該方式一般是應(yīng)用于干旱或者半干旱的地區(qū)。通過使用低壓管道系統(tǒng)，在作物灌溉的部位上安裝毛細(xì)管灌水器，將水資源均勻輸送至各個(gè)部位，達(dá)到灌溉的效果。灌水器通常設(shè)定為2～12 L/h的流量，持續(xù)灌溉輸送效果好。為了能夠減少蒸發(fā)損耗，設(shè)置自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過微量灌溉的方法減少水資源的浪費(fèi)。但該方法成本較高，因此多用于花卉、茶葉種植，目前并未大范圍推廣。

3 水利灌溉工程的主要方式

以某地區(qū)內(nèi)的輸水灌溉節(jié)水工程為案例進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析節(jié)水灌溉的方案和策略。該灌溉區(qū)域內(nèi)，地形條件復(fù)雜多變，海拔為260～350 m之間，地勢(shì)起伏變化比較明顯，高低之間的落差約為40 m。因地形地貌條件較為特殊，在以往的農(nóng)業(yè)種植時(shí)，設(shè)置階梯狀的地面形式，通過自流輸水的方法實(shí)現(xiàn)灌溉處理，同時(shí)采用管道輸水方式進(jìn)行局部灌溉，以滿足農(nóng)作物的生長需要；對(duì)于平原地帶，通過明渠防滲結(jié)構(gòu)形式，提升水資源利用率，達(dá)到節(jié)水的效果。下面以該灌溉項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，總結(jié)出節(jié)水措施。

3.1 明渠防滲施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1 渠道土方開挖在水利工程的節(jié)水措施應(yīng)用中，通常需要對(duì)渠道實(shí)施預(yù)浸水處理，并建設(shè)多條填方渠道，保證表面密實(shí)度合格，進(jìn)行夯實(shí)施工。然后通過經(jīng)緯儀控制渠道中心線，傾角2次偏差控制在30°以內(nèi)，在間隔50 m布置1條中心樁，高程閉合精度滿足設(shè)計(jì)要求。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定高程控制點(diǎn)與中心線，再進(jìn)行土方回填，并落實(shí)坡面修整處理。

3.1.2 敷設(shè)復(fù)合土工膜現(xiàn)場(chǎng)施工人員首先需要開展焊接試驗(yàn)，確定合適的焊接工藝方案，為了使土工膜的利用率達(dá)到最高，在敷設(shè)環(huán)節(jié)，膜與膜之間應(yīng)避免出現(xiàn)褶皺的情況，重合10 cm的左右，并落實(shí)鋪設(shè)施工，與水流方向保持垂直性設(shè)計(jì)。鋪設(shè)完成后，及時(shí)進(jìn)行固定處理，使用重物壓上。加強(qiáng)焊接控制，選擇使用熱氣焊接機(jī)，溫度不超過350℃，并利用封口機(jī)進(jìn)行下層土工布縫合處理，焊機(jī)焊接速度小于1 m/s，否則容易導(dǎo)致焊接不合格。在焊接后監(jiān)理人員和現(xiàn)場(chǎng)管理者進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，符合要求才能襯砌混凝土。

3.1.3 混凝土施工與澆筑嚴(yán)格落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)布置和管理工作，保證明渠施工材料符合要求，通常要達(dá)到明渠抗凍的標(biāo)準(zhǔn)，一般選擇使用普通硅酸鹽水泥即可滿足要求，中砂使用潔凈度高的天然河砂，級(jí)配性能良好，質(zhì)地硬度高，且內(nèi)部沒有任何雜質(zhì)與團(tuán)塊，耐久性較好，細(xì)度模數(shù)在2.2～3.0之間，含水量不足4%，經(jīng)過配制后含水量不超過3.0%。碎石材料的級(jí)配性能良好，硬度合格，粒徑在2 cm以內(nèi)，超徑含量不足15%；外加劑的選擇也極為重要，必須符合明渠抗?jié)B性能標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)水泥重量的0.6%配制，然后是拌和混凝土，水灰比在0.55以內(nèi)；嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案，使用槽鋼制作框架固定，各個(gè)連接部位焊接密實(shí)合格，不會(huì)發(fā)生漏液的問題。模板制作時(shí)，標(biāo)高達(dá)到一致性要求?；炷翝仓_始前，明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格落實(shí)澆筑施工措施，并達(dá)到連續(xù)性澆筑的要求，最大間歇時(shí)間在90 s左右，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在14 d以上，從而防止發(fā)生滲漏的問題，促進(jìn)灌溉效率的提升，符合節(jié)水性能標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 低壓管道灌溉技術(shù)的施工與應(yīng)用

低壓管道灌溉一般是在井灌區(qū)應(yīng)用，遵循出水距離和用水量的要求，落實(shí)管道規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，選擇線路短、輸水暢通性的方式。目前，管道材質(zhì)主要是硬塑管道和軟塑管道2種。軟塑管道在施工中，管護(hù)工作比較方便，可以有效控制水泵流量，盡量走高線，結(jié)合地形條件、井位合理的控制，資源利用率較高，同時(shí)還能減少傳輸?shù)木嚯x，防止發(fā)生水頭損失的問題，盡量采取對(duì)稱設(shè)置的方式。管道深入田間雙向輸水處理，每個(gè)分管的位置、長度、口徑應(yīng)盡量保持一致性，管口直徑在133 mm以內(nèi)，并滿足灌溉運(yùn)行的需要。通常來說，出水量越大時(shí)，管道的直徑也會(huì)越大，以達(dá)到正常傳輸使用的需要。

對(duì)于地下硬塑管的施工來說，應(yīng)按照如下工序進(jìn)行：第一步，開溝。設(shè)計(jì)溝寬度在0.8 m左右，確保溝直底平，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行放線開挖施工，深度以超過凍土層為宜。第二步，接管。將下節(jié)管道的一端經(jīng)過加熱軟化處理，與上節(jié)管插接連接，深度達(dá)到10 cm左右為合格。第三步，安裝排水閥。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用螺栓塞封閉處理，并確保安裝后不會(huì)受到土質(zhì)的污染，并保證水泵出水口和地下管道穩(wěn)定的連接。第四步，試水回填。開泵經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行，檢查末端放水口是否有漏水的情況，沒有的話則即可進(jìn)行回填處理。

在地下軟塑管施工中，首先應(yīng)計(jì)算確定管道設(shè)置長度，明確具體的布置方式。結(jié)合不同機(jī)井和地塊的形式，落實(shí)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作，并沿著高處進(jìn)行管道設(shè)計(jì)處理，盡量保持直線布置的方式，從而可以縮短主管道和壟溝的長度。管道首端壓力通?？刂圃?.3 kg/cm2左右，流量在1.0 m/s左右；結(jié)合不同出水量明確管徑尺寸，以達(dá)到水資源傳輸和利用為標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于溝槽開挖，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案，深度在80 cm左右，將現(xiàn)場(chǎng)開挖出來的草根與石塊，根據(jù)2∶8的比例加入細(xì)土，充分?jǐn)嚢杼幚?，制作成為灰土，再進(jìn)行回填施工。其次，在管道敷設(shè)環(huán)節(jié)，連接后的管道放入溝內(nèi)，并均勻鋪設(shè)灰土，厚度為5 cm左右，且內(nèi)部水頭保持2～3 m，在確定沒有滲漏問題后，及時(shí)回填處理。

4 水利灌溉工程節(jié)水灌溉發(fā)展中存在的問題

4.1 管理模式比較落后

在水利灌溉工程管理中，管理模式單一、落后，無法滿足當(dāng)前發(fā)展需求，嚴(yán)重制約了灌溉領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展[3]。從具體情況分析，影響節(jié)水灌溉工程發(fā)展的因素較多，發(fā)展速度也比較緩慢，受到傳統(tǒng)思想的影響，再加上現(xiàn)階段水利工程項(xiàng)目的復(fù)雜性不斷提升，對(duì)管理人員的要求也越來越高，部分管理人員未能完全滿足相應(yīng)管理崗位的要求，從而影響管理工作的開展，使得無法達(dá)到節(jié)水灌溉的最佳效果。

4.2 節(jié)水灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理

在節(jié)水灌溉工程實(shí)施前，規(guī)劃設(shè)計(jì)顯然是十分重要的工作，但從實(shí)際情況來看，很多設(shè)計(jì)方案缺乏合理性，無法契合現(xiàn)場(chǎng)管理需要，嚴(yán)重影響了節(jié)水灌溉工程的使用效果。分析當(dāng)前的具體工作情況，節(jié)水灌溉工程的設(shè)計(jì)缺乏合理性、有效性，沒有從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展角度出發(fā)，導(dǎo)致灌溉工程的利用率較低。此外，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃環(huán)節(jié)，部分工作人員并未嚴(yán)格執(zhí)行工作標(biāo)準(zhǔn)和要求，往往根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)開展，先進(jìn)技術(shù)引入不到位，最終導(dǎo)致節(jié)水灌溉效果較差，影響了節(jié)水灌溉工程的總體應(yīng)用效果，也造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的增加。

4.3 農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)不合理

節(jié)水灌溉技術(shù)最終應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，所以農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)的影響是不容忽視的。當(dāng)前，我國的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)方面存在的問題較多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性，導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)難以得到充分發(fā)揮，水資源利用率難以從根本上提高，極大地影響節(jié)水灌溉工程的發(fā)展。同時(shí)，在節(jié)水灌溉工程的實(shí)施中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)理念的影響，農(nóng)田種植方式比較落后，尤其是部分農(nóng)民的灌溉理念仍處于傳統(tǒng)階段，加之節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)，未認(rèn)識(shí)到水資源短缺的嚴(yán)重性，對(duì)節(jié)水灌溉工程認(rèn)識(shí)度較低，導(dǎo)致無法推廣和應(yīng)用節(jié)水灌溉工程，也不能做出改進(jìn)和調(diào)整，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較為嚴(yán)重的影響[4]。

5 水利灌溉工程的節(jié)水策略分析

5.1 做好灌溉節(jié)水自動(dòng)監(jiān)測(cè)

要想全面提升水利灌溉工程的節(jié)水效率，相關(guān)部門應(yīng)引入專業(yè)技術(shù)開展工作，應(yīng)用動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)技術(shù)開展工作，在引入先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的同時(shí)，還要建設(shè)自動(dòng)化灌溉監(jiān)測(cè)工作平臺(tái)，將田間節(jié)水、渠系節(jié)水、灌水定額結(jié)合使用。了解農(nóng)作物的生長規(guī)律，編寫合理的控制程序，全面控制放水量、供水量，并合理地實(shí)施渠系引水的有效配置，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)灌區(qū)內(nèi)運(yùn)行的情況，以便于調(diào)整用水方案；通過水情信息系統(tǒng)的運(yùn)行，及時(shí)采集移動(dòng)站點(diǎn)內(nèi)含沙量、水位等數(shù)據(jù)信息，并了解氣象條件，為水情調(diào)度與管控提供足夠的信息。充分利用水情傳感器，將雨水信息傳輸至縣級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，及時(shí)發(fā)布信息。同時(shí)，積極與國土、氣象等部門保持聯(lián)系，共享系統(tǒng)信息，實(shí)現(xiàn)資源合理開發(fā)和利用，并在雨季來臨前不灌溉，干旱時(shí)應(yīng)定期灌溉，補(bǔ)充水分，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，達(dá)到抗旱管理的效果。該技術(shù)與以往的灌區(qū)灌溉方法相比，信息化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化是主要的特點(diǎn)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，可以提高灌溉效率和質(zhì)量，防止水資源浪費(fèi)，還能節(jié)約勞動(dòng)力，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)理念，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高效高質(zhì)發(fā)展。

5.2 進(jìn)一步優(yōu)化資源配置

總體來說，我國水資源比較短缺，短時(shí)間內(nèi)沒有徹底解決的辦法，需要全面優(yōu)化資源配置和升級(jí)改造農(nóng)田水利設(shè)施，提高節(jié)水灌溉的效果。在建設(shè)高效節(jié)水灌溉的過程中，結(jié)合農(nóng)業(yè)種植的具體情況，合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)灌溉系統(tǒng)，以達(dá)到科學(xué)性、合理性的要求，實(shí)現(xiàn)水資源合理的開發(fā)和利用。同時(shí)，還要以水資源科學(xué)利用為出發(fā)點(diǎn)，提高節(jié)水灌溉的總體效果，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要支撐。

5.3 全面建設(shè)農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉示范項(xiàng)目

在我國的水利工程節(jié)水灌溉系統(tǒng)建設(shè)中，對(duì)于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)生積極的意義。為了全面提升農(nóng)田水利灌溉質(zhì)量和效果，積極推廣示范性項(xiàng)目極為重要。首先，全面落實(shí)水利工程節(jié)水灌溉項(xiàng)目，加大建設(shè)力度，加強(qiáng)對(duì)節(jié)水灌溉的認(rèn)識(shí)和種植規(guī)范化管理。其次，綜合分析目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體情況，提高水資源利用效果，并制訂切實(shí)可行的規(guī)劃方案，提高方案的可行性。最后，提高示范項(xiàng)目的總體水平，豐富項(xiàng)目內(nèi)容，調(diào)整灌溉理念，達(dá)到水資源節(jié)約的效果，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體效益的提升[5]。

5.4 加大農(nóng)田水利管理力度

在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程建設(shè)中，為確保各項(xiàng)功能都有效，加大農(nóng)田水利管理力度尤為重要。因此，應(yīng)積極做好農(nóng)田水利管理的各項(xiàng)工作，不能只重視農(nóng)田水利建設(shè)，而輕視運(yùn)維管理。制訂合理有效的管理制度，總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極改進(jìn)管理方式和模式，保證農(nóng)田水利建設(shè)和管理的順利實(shí)施，提高節(jié)水灌溉綜合效益。

6 結(jié)束語

水利灌溉工程是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植效率，目前有很多輸水灌溉節(jié)水技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平產(chǎn)生了積極的作用。但從實(shí)際情況分析，我國的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程建設(shè)和管理還存在一些問題，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)，落實(shí)管理措施，才能從根本上消除隱患，以提升管理效果，提高節(jié)水灌溉水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)高效發(fā)展。