農(nóng)田水利灌溉及節(jié)水研究

張恒平

（山東省商河縣水務(wù)局，山東 商河 251600）

在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下，農(nóng)業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的重要組成部分，對(duì)水資源使用體系進(jìn)行優(yōu)化是重中之中的工作。但考慮到現(xiàn)階段農(nóng)田水利灌溉體系具有特異性，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化會(huì)對(duì)用水量等數(shù)據(jù)產(chǎn)生直觀影響，故而工作人員需要進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘查，針對(duì)性地制定解決方案，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，收成穩(wěn)定。

1.農(nóng)田水利灌溉節(jié)水的意義

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，其農(nóng)田灌溉是農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中的重要組成部分，為進(jìn)一步保障農(nóng)田種植中水分的充足性，并且有效地避免水資源浪費(fèi)，因此需要加大對(duì)農(nóng)田水利措施和節(jié)水灌溉技術(shù)的有效應(yīng)用。積極通過(guò)各項(xiàng)節(jié)水措施的應(yīng)用，大幅度提高了水資源的利用效率，從而減少農(nóng)田出現(xiàn)旱澇的問(wèn)題，進(jìn)而幫助我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)增收、增產(chǎn)的重要目的，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。尤其在當(dāng)前我國(guó)水資源短缺的背景下，農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用更加重要，遵從可持續(xù)發(fā)展理念，節(jié)約用水，減少水資源消耗，緩解能源緊張現(xiàn)狀現(xiàn)象，促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，其具體的意義如下：

1.1 防止水資源浪費(fèi)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量的水資源進(jìn)行灌溉，如果工作人員沒(méi)有針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)水管理，未結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)相關(guān)規(guī)章制度，就會(huì)導(dǎo)致工藝開(kāi)展時(shí)造成大量的水資源浪費(fèi)，輕則帶來(lái)不必要的成本損耗，重則影響土地質(zhì)量，出現(xiàn)干旱等自然災(zāi)害，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，使農(nóng)民收成過(guò)低。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，我國(guó)本身對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就比較重視，多年前，我國(guó)工業(yè)化水平較低，主要通過(guò)農(nóng)業(yè)種植來(lái)支撐國(guó)家發(fā)展，我國(guó)也逐漸變?yōu)榧Z食大國(guó)。但當(dāng)時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)手段較為落后，工作人員沒(méi)有針對(duì)性地進(jìn)行深入研究，灌溉工作都是按照以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，自由灌溉，其水源分布不均勻，很容易導(dǎo)致部分土地未收到足夠的水源滋養(yǎng)，部分土地卻已經(jīng)過(guò)渡灌溉，致使初步灌溉工作完畢后，農(nóng)民還要針對(duì)性地對(duì)部分水源缺乏的農(nóng)田進(jìn)行二次灌溉，這會(huì)造成大量的水資源浪費(fèi)。但現(xiàn)階段，隨著技術(shù)手段的不斷更新，許多新型設(shè)備不斷投入使用，大幅提升工作效率，這也使得各項(xiàng)參數(shù)和傳統(tǒng)體系產(chǎn)生變化。如果農(nóng)民依舊沿用傳統(tǒng)的手法來(lái)利用機(jī)器進(jìn)行工作，會(huì)造成更大數(shù)量的水資源浪費(fèi)，其灌溉效率也無(wú)法得到明顯提升，二者價(jià)值不對(duì)等，設(shè)備升級(jí)的優(yōu)勢(shì)也就無(wú)法體現(xiàn)。另外，我國(guó)現(xiàn)階段隨著環(huán)境污染問(wèn)題的不斷加劇，淡水資源越來(lái)越少，部分地區(qū)甚至連人民的基本用水都無(wú)法保障，環(huán)境治理問(wèn)題也逐漸成為我國(guó)各單位重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，尤其是水資源，眾所周知，水是生命之源，水資源匱乏的結(jié)果是極其嚴(yán)重的，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，管控水資源使用量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)水措施勢(shì)在必行。合理落實(shí)后能夠提升灌溉技術(shù)工作效率，防止水資源浪費(fèi)，提升能源利用率，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供更良好的環(huán)境，節(jié)約的水資源也可以通過(guò)調(diào)水工程支援災(zāi)區(qū)，促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展，解決能源短缺問(wèn)題。

1.2 抵御自然災(zāi)害

如果不注重水資源的節(jié)約使用，也沒(méi)有根據(jù)實(shí)際情況落實(shí)全新的節(jié)水灌溉技術(shù)，會(huì)使得農(nóng)業(yè)種植能源消耗情況逐漸加劇，一旦出現(xiàn)干旱或少雨天氣時(shí)，儲(chǔ)備水量無(wú)法應(yīng)對(duì)農(nóng)田種植的需求，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)民收成過(guò)低，影響居民生活和安全。另外，水資源合理利用可以使得周邊生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，提升內(nèi)部生物多樣性數(shù)目等大型植被也能良好生長(zhǎng)，當(dāng)?shù)厝绻霈F(xiàn)沙塵暴等極端惡劣天氣或自然災(zāi)害，穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)也能起到抵御危害的作用，但如果工作人員沒(méi)有針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)水，會(huì)導(dǎo)致水土平衡無(wú)法維持，甚至?xí)霈F(xiàn)土地荒漠化的問(wèn)題，一旦遇到自然災(zāi)害，植被天然屏障便無(wú)法起到作用，會(huì)對(duì)農(nóng)民的收成造成影響，甚至?xí)：θ松戆踩?/p>

1.3 提升農(nóng)作物產(chǎn)量

農(nóng)作物在種植過(guò)程中必要的兩個(gè)生長(zhǎng)條件便是陽(yáng)光和水分，與舊時(shí)代相比，現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)種植體系不斷翻新，不僅是設(shè)備和技術(shù)得到優(yōu)化，其種子的質(zhì)量也開(kāi)始不斷提升，許多常見(jiàn)的農(nóng)作物種子已經(jīng)可以利用設(shè)備進(jìn)行獲取，存活率高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，但對(duì)水源的需求也開(kāi)始出現(xiàn)變化。如果農(nóng)民沒(méi)有針對(duì)性地進(jìn)行體系更新，仍然使用傳統(tǒng)的大水漫灌的方式，不僅會(huì)導(dǎo)致水資源浪費(fèi)，還有可能影響部分農(nóng)作物的存活，過(guò)多的澆水會(huì)導(dǎo)致其根基不穩(wěn)，使得土壤結(jié)構(gòu)不蓬松，遇到大風(fēng)天氣會(huì)出現(xiàn)倒苗的現(xiàn)象。但節(jié)水灌溉技術(shù)和傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)有著本質(zhì)區(qū)別，其體系的建立，是通過(guò)對(duì)近些年新型種植體系的研究之后，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化體系所形成的新型技術(shù)手段，能夠適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，同時(shí)調(diào)節(jié)水土平衡，滿足農(nóng)作物不同時(shí)期的水資源需求，在避免浪費(fèi)的同時(shí)，提升成活率，帶動(dòng)產(chǎn)量上升，增加農(nóng)民收入，提高生活水平?；诖?，農(nóng)民和基層管理人員更應(yīng)該明確節(jié)水灌溉技術(shù)的重要性，結(jié)合實(shí)際情況，選用合適的技術(shù)手段為農(nóng)民普及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方法，手把手地進(jìn)行教學(xué)，幫助農(nóng)民掌握新技術(shù)，促進(jìn)產(chǎn)量上升和品質(zhì)提升，更好地拓寬銷售渠道，提升個(gè)人經(jīng)濟(jì)收益，帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.水利灌溉技術(shù)

2.1 渠道防滲技術(shù)

我國(guó)對(duì)水資源輸送的方式主要是通過(guò)運(yùn)河，但曾有專業(yè)人士對(duì)過(guò)去幾年運(yùn)河輸水的情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)過(guò)程中有一半以上的水，因?yàn)楣艿佬孤┒魇?，帶?lái)龐大的資金浪費(fèi)，也違背水資源輸送工程的初衷?；诖?，工作人員必須要明確對(duì)渠道滲流情況進(jìn)行優(yōu)化，已經(jīng)成為專家人士重點(diǎn)關(guān)注的課題，也成為我國(guó)水資源主動(dòng)體系優(yōu)化的關(guān)鍵。所以，工作人員首先要對(duì)設(shè)備材料進(jìn)行管控，結(jié)合實(shí)際情況，分析市面上常見(jiàn)的材料選擇防滲性能最好的一種應(yīng)用到輸水設(shè)備中，并將保護(hù)層加固，在原有的三級(jí)保護(hù)層之上，增加塑料薄膜和瀝青保護(hù)層，利用其本身穩(wěn)定性高，不宜和其他化合物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)具有較長(zhǎng)的使用壽命，受水資源侵蝕的情況下，短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)出現(xiàn)漏洞的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)良好的渠道防滲漏。但渠道防滲節(jié)水技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，需要明確其主要的節(jié)水方法是通過(guò)控制水資源浪費(fèi)，提高能源利用率來(lái)達(dá)到預(yù)期效果的。因此，工作人員需要對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況和外部保護(hù)層質(zhì)量進(jìn)行定期檢查，當(dāng)其安全可靠性無(wú)法滿足使用需求時(shí)，便需要根據(jù)固定工藝進(jìn)行更換，將損失降到最小。

2.2 滴灌技術(shù)

所謂滴灌技術(shù)是一種新型的灌溉方式，其主要的工作原理是通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，明確農(nóng)作物對(duì)水分的需求量和生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，在針對(duì)性地進(jìn)行水資源混合物調(diào)配，通過(guò)低壓管道滴入植物根系中，并將灌溉器放到毛細(xì)管中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)穩(wěn)定供水。市面上最常見(jiàn)的滴灌工作系統(tǒng)由四部分組成，分別是水源、樞紐、輸水管和水頭，至于低壓管道系統(tǒng)內(nèi)的核心壓力設(shè)備則是由電機(jī)、水泵、柴油機(jī)組成，當(dāng)需要開(kāi)展滴灌工藝時(shí)，各設(shè)備會(huì)迅速啟動(dòng)，利用設(shè)備將水引入毛細(xì)管中，通過(guò)電機(jī)的輔助將水流帶動(dòng)到滴灌場(chǎng)地中，通過(guò)輸送裝置對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行給水。整個(gè)工作結(jié)構(gòu)中，最核心的部分毛細(xì)管，且滴灌工藝是可以通過(guò)自動(dòng)管理實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行的，經(jīng)專業(yè)人士調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，利用滴灌技術(shù)來(lái)進(jìn)行農(nóng)作物灌溉，其效果優(yōu)于傳統(tǒng)體系，施肥效率甚至能提高一倍，而且隨著技術(shù)手段的不斷更新和科學(xué)研究的不斷深入，現(xiàn)階段市面上的滴灌系統(tǒng)，已經(jīng)可以分為固定和半固定兩種，根據(jù)實(shí)際情況，不斷調(diào)整合適的灌溉方案，可以快速提升灌溉效率，提升農(nóng)作物產(chǎn)量。

2.3 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)的目標(biāo)就是將水源撒入到空氣中，利用水資源自身的重力，將水分配到農(nóng)作物上。該工藝和滴灌技術(shù)有著本質(zhì)區(qū)別，其本身結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且過(guò)程仍然會(huì)出現(xiàn)部分水資源流失的問(wèn)題，但和傳統(tǒng)的灌溉手段相比，會(huì)節(jié)約大量能源。而且噴灌技術(shù)造價(jià)較低，對(duì)部分量產(chǎn)且生命力頑強(qiáng)的農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，使用噴灌技術(shù)性價(jià)比要高于滴灌技術(shù)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，農(nóng)作物種植種類繁多，部分農(nóng)作物其本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，培育過(guò)程繁瑣，需要定期控制陽(yáng)光水分等生長(zhǎng)條件，方能確保質(zhì)量和口感。例如，對(duì)于土豆等生存能力較強(qiáng)的農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，如果每一個(gè)區(qū)域都使用滴灌技術(shù)會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，耗費(fèi)大量成本，但產(chǎn)量卻不會(huì)出現(xiàn)明顯提升。但利用噴灌技術(shù)，可以快速對(duì)大面積土地進(jìn)行給水，即使沒(méi)有細(xì)致的進(jìn)行水源分配，也能達(dá)到接近預(yù)期生產(chǎn)量的效果。二者對(duì)比，噴灌技術(shù)和滴灌技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)，只有結(jié)合實(shí)際情況，選用合適的技術(shù)手段，才能控制成本，提升經(jīng)濟(jì)營(yíng)收能力。同時(shí)將地下水資源充分利用、合理分配，避免地下水使用過(guò)度，造成水土流失等問(wèn)題，影響農(nóng)田的種植和作物產(chǎn)量。

3.現(xiàn)存問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)階段雖然大部分種植區(qū)域已經(jīng)完成農(nóng)田水利工程，但因?yàn)楣?jié)水技術(shù)的應(yīng)用具有一定局限性，農(nóng)民如果沒(méi)有結(jié)合實(shí)際情況選用合適的手段，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，水資源浪費(fèi)問(wèn)題也會(huì)始終存在。因此相關(guān)人員應(yīng)該明確水利灌溉工程落實(shí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和危害性，具體情況如下：首先，節(jié)水灌溉技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，使用者缺乏節(jié)水意識(shí)。由于水利設(shè)施長(zhǎng)時(shí)間在戶外擺放，很容易受到極端惡劣天氣或其他因素的影響，致使其外殼出現(xiàn)損壞，連接處出現(xiàn)氧化等等，如果沒(méi)有定期維護(hù)，很容易出現(xiàn)水源泄漏等問(wèn)題，這需要農(nóng)民具有節(jié)水意識(shí)和設(shè)備維護(hù)能力。但事實(shí)上，絕大部分農(nóng)民并沒(méi)有足夠的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)設(shè)備的維護(hù)也只是簡(jiǎn)單的外殼擦拭，致使設(shè)備問(wèn)題難以解決。另外，水利工程在建設(shè)過(guò)程中會(huì)投入大量資金，但建成之后，絕大部分資金都會(huì)撤出，使得維護(hù)資金嚴(yán)重不足，設(shè)備長(zhǎng)期無(wú)法更換，隱患問(wèn)題也沒(méi)有定期排查，設(shè)備維護(hù)工作也只能在出現(xiàn)故障時(shí)開(kāi)展，這樣無(wú)法保障設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，更加難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求，節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展也會(huì)受到制約。另外，現(xiàn)階段絕大部分農(nóng)戶手中的設(shè)備老化極其嚴(yán)重，內(nèi)部零件氧化，如果不及時(shí)維護(hù)，不僅會(huì)影響工藝穩(wěn)定性，更會(huì)影響水利工程的使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益不增反降的問(wèn)題。其次，水利工程建設(shè)時(shí)，設(shè)備管控不嚴(yán)。水利工程中的設(shè)備會(huì)長(zhǎng)期處于開(kāi)啟狀態(tài)，并且每天的工作量極大，正常情況下只有確保質(zhì)量，完好設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，能夠達(dá)到節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)后才能使用。但事實(shí)上，農(nóng)戶在使用設(shè)備時(shí)都不會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，部分人員為減少成本甚至?xí)L(zhǎng)期使用舊設(shè)備，認(rèn)為其只要沒(méi)有報(bào)廢就可以正常使用。上述問(wèn)題致使水利工程在優(yōu)化過(guò)程中，新型工藝和傳統(tǒng)設(shè)備參數(shù)不匹配，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致?lián)p失不斷加大，過(guò)程中水源不斷泄漏，擁有的節(jié)水效果也無(wú)法達(dá)到，農(nóng)作物生長(zhǎng)不穩(wěn)定。再次，基礎(chǔ)設(shè)施不完善。農(nóng)田灌溉體系在應(yīng)用過(guò)程中，要根據(jù)農(nóng)作物需求和水源疏通情況，建立完善的安全防護(hù)體系，力求在確保資源合理利用的前提下，保障工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全，減少水土流失等問(wèn)題的出現(xiàn)。但事實(shí)上，工作人員考慮的只有農(nóng)作物收成和水源灌溉需求，沒(méi)有針對(duì)性地對(duì)設(shè)施進(jìn)行完善過(guò)程的水資源浪費(fèi)也被忽視，雖然短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)巨大的成本虧損，但經(jīng)年累月的使用后，會(huì)發(fā)現(xiàn)成本不增反降，新設(shè)備就失去擁有的效用。最后，由于資金鏈不穩(wěn)定，現(xiàn)有的條件無(wú)法滿足定期的設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)需求，工藝運(yùn)行穩(wěn)定性無(wú)法得到保障，節(jié)水效果極低。

4.優(yōu)化策略

4.1 工程優(yōu)化

首先，各級(jí)地方政府和水資源監(jiān)管部門要對(duì)防滲渠道建設(shè)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，加強(qiáng)河道整治力度，對(duì)中小型水庫(kù)的防護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合實(shí)際情況考慮風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源，有針對(duì)性地進(jìn)行加固改善現(xiàn)有工作條件，合理把控水資源使用情況。其次，要對(duì)野外水體環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，不僅要加強(qiáng)滴灌和其他體系的應(yīng)用力度，還要不定時(shí)引進(jìn)新型技術(shù)體系，改良現(xiàn)有的工作結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)的疑難問(wèn)題，以保護(hù)幼苗為核心，在確保收成的前提下，改良用水工藝，實(shí)現(xiàn)水源合理利用。最后，要加大水庫(kù)蓄水工程的建設(shè)力度，擴(kuò)充規(guī)模，加固水閘，對(duì)傳輸設(shè)備和結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢查，找出潛在的安全隱患，進(jìn)行有針對(duì)性地治理。

4.2 優(yōu)化技術(shù)

節(jié)水技術(shù)在農(nóng)田灌溉中應(yīng)用非常普遍，例如，渠道防滲技術(shù)和噴灌技術(shù)受地方環(huán)境影響，絕大部分農(nóng)作物都可以合理利用上述兩項(xiàng)技術(shù)，并且效果較為明顯。但工作人員需要明確上述技術(shù)手段，關(guān)乎農(nóng)田、農(nóng)作物收成，所以要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)節(jié)水灌溉體系的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，有針對(duì)性地進(jìn)行工藝調(diào)整，結(jié)合實(shí)際情況提升實(shí)用性。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，工作人員要根據(jù)防滲材料的特點(diǎn)，在有針對(duì)性地選擇規(guī)格滿足節(jié)水特性的同時(shí)，要盡可能保障供水穩(wěn)定性。另外，在噴灌技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要借助動(dòng)力機(jī)械管道等特殊設(shè)備，將水源引入到灌區(qū)中，再通過(guò)設(shè)備向空中噴灑，促使水滴均勻沖洗，不斷地深入探索。

4.3 提升節(jié)水意識(shí)

農(nóng)田灌溉工程是一項(xiàng)復(fù)雜并且精細(xì)的工作，在建設(shè)過(guò)程中往往需要專業(yè)的技術(shù)人員從宏觀的角度出發(fā)，在對(duì)周圍環(huán)境、影響因素進(jìn)行綜合考慮才能夠建設(shè)出符合實(shí)際需求的灌溉工程。同時(shí)，為保障農(nóng)田灌溉工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，其節(jié)水措施不應(yīng)該單純?cè)谠O(shè)備上進(jìn)行優(yōu)化，其使用者也要改變觀念，加強(qiáng)對(duì)節(jié)水灌溉系統(tǒng)的維護(hù)，制定完善的管理措施，向有關(guān)部門報(bào)備。另外，還要普及可持續(xù)發(fā)展理念，提升農(nóng)民節(jié)水意識(shí)，通過(guò)宣講會(huì)等形式，為農(nóng)民普及相關(guān)知識(shí)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

5.結(jié)論

綜上所述，推廣農(nóng)田節(jié)水方案是造福國(guó)家和人民的重大決策，為促進(jìn)其應(yīng)用效果，應(yīng)該根據(jù)農(nóng)田的實(shí)際情況進(jìn)行合理規(guī)劃，建立穩(wěn)定可行的規(guī)章制度，要求工作人員嚴(yán)格遵守，減少用水量，利用科技設(shè)施實(shí)現(xiàn)大面積的農(nóng)田灌溉，合理利用水資源提高作物產(chǎn)量，推動(dòng)農(nóng)業(yè)建設(shè)進(jìn)程，為社會(huì)進(jìn)步保駕護(hù)航。