高效節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中的應用

路永強

（甘肅省通渭縣錦屏水庫管理所，甘肅 定西 743300）

近年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，農業(yè)生產質量與效率也隨之提高，而在農業(yè)領域，大部分科研工作者在農田水利工程建設中提出了優(yōu)化方案與創(chuàng)新方法，成功研發(fā)了高效節(jié)水灌溉技術，實現(xiàn)了水資源節(jié)約的目的，促進了農作物產量與質量的增加，創(chuàng)造了可觀的經濟效益，提升了人們的生活水平[1]。由此可見，深入研究并分析高效節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中的應用具有的一定現(xiàn)實意義。

1 高效節(jié)水灌溉技術概述

1.1 內涵

高效節(jié)水灌溉技術指的是在農作物生長過程中，根據(jù)當?shù)厮奶卣髡归_合理化資源灌溉，在增強灌溉效果的同時節(jié)省水資源，創(chuàng)造更為可觀的農業(yè)生產效益的技術。目前，農田水利工程中經常使用的高效節(jié)水灌溉技術主要包括滴灌技術、噴灌技術等，而應用最廣泛的就是噴灌技術。此技術可通過壓力向農田內輸送水資源，在節(jié)約水資源的同時亦可減少勞動力投入，利于農田產量的增加，被廣泛應用于農田水利工程中[2]。微灌技術則能夠將水分輸送給農作物根部，在準確控制的基礎上縮短灌溉周期，減小水流量，更有利于水資源的節(jié)約。

1.2 重要性

1.2.1 有利于提高減災效率

現(xiàn)階段，我國氣候的不穩(wěn)定性日益凸顯，部分地區(qū)氣候不規(guī)律，甚至會發(fā)生更加復雜的自然災害。此外，很多區(qū)域會出現(xiàn)冰雹和干旱等極端天氣，嚴重影響了當?shù)剞r業(yè)發(fā)展。通過應用高效節(jié)水灌溉技術，使水資源節(jié)約效果明顯增強，為減災工作的開展提供了必要保障，更有利于農業(yè)收益的增加。在此基礎上，高效節(jié)水灌溉技術的應用有利于提高農作物產量，農田的用水成本顯著下降，極大地促進了現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展。

1.2.2 有利于提高水資源利用率

區(qū)域性水資源短缺問題日益突出，在日常生活中，用水量相對集中且較多的就是農田水利灌溉。將高效節(jié)水灌溉技術應用于農田水利工程中，利于農田灌溉水資源利用率的提升，以實現(xiàn)節(jié)約水資源的目標，有力緩解了水資源短缺現(xiàn)狀。尤其是農村地區(qū)，水資源保護與節(jié)約意識相對匱乏，通過高效節(jié)水灌溉技術的應用強化了節(jié)約水資源意識，更好地踐行節(jié)約水資源理念。

1.2.3 有利于改善生態(tài)環(huán)境

我國地域廣闊，地理條件復雜，氣候差異相對明顯，土壤狀況也有所不同，各區(qū)域對水資源需求差異顯著。而且，我國的水資源并不充足，高效節(jié)水灌溉技術的推廣應用十分有必要。尤其是干旱地區(qū)，引入高效節(jié)水灌溉技術可解決水資源短缺的問題，促進生態(tài)環(huán)境的改善，為生態(tài)環(huán)境的利用與開發(fā)奠定堅實基礎[3]。

2 高效節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中的應用

2.1 節(jié)水管理技術

所謂節(jié)水管理技術，即結合當?shù)貧夂驐l件、水文條件、地質條件等統(tǒng)一規(guī)劃并管理地上、地下水資源，以農作物生長需求為依據(jù)對水資源進行使用，使水資源綜合利用率提高的技術。節(jié)水管理技術主要包括了工程管理、組織管理、節(jié)水管理、經濟管理等內容，其基于多種管理模式監(jiān)督并控制土壤狀況，制定可行性的輸配水制度與節(jié)水灌溉制度等。由于農作物不同生長階段的蒸發(fā)量存在差異，所以在灌溉操作期間，要求操作者對灌溉水輸送損失的情況進行系統(tǒng)分析，尤其是土壤水下滲出現(xiàn)損失問題，有必要結合損失狀況構建數(shù)學模型，對農作物生長期間需水量作出假設，計算農作物生長期間最佳數(shù)量與灌溉周期，以盡量減少灌溉水的損失，更好地實現(xiàn)永久性灌溉目標[4]。

2.2 水運輸節(jié)水技術

縱觀國內現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展狀況可知，在農業(yè)生產管理中，農田水利灌溉一般會選用渠道輸送手段。然而，在實際運輸環(huán)節(jié)會出現(xiàn)水資源蒸發(fā)的情況，且流失程度嚴重。有必要深入探索運輸滲漏原因，以合理選用措施，降低實際蒸發(fā)量[5]。

2.3 高效節(jié)水灌溉技術

2.3.1 渠道防滲透技術

提升農田水利工程水資源輸送質量與效率是工程建設的重點，在輸送水資源方面，要高度重視其效率與防滲透情況。為此，科研工作人員應在工程建設期間，對防滲技術予以科學應用，以改善輸送水資源質量，有效規(guī)避滲漏所引發(fā)的水資源浪費情況。對工程建設方法的有效利用即可避免以上問題的發(fā)生，且水資源可向農田灌溉區(qū)域高質量地輸送，為灌溉質量、效率的提升奠定了重要基礎。建設水資源輸送設備期間，防滲漏技術的運用也十分關鍵。長期以來，農田水利工程輸送設施一般選擇砌塊與石頭砌建渠道，在渠道表面則選用混凝土處理，該技術要求構建U型輸送渠道，以實現(xiàn)水輸送效率的提升，以免出現(xiàn)水資源浪費與滲漏現(xiàn)象[6]。

2.3.2 步行式灌溉技術

目前，步行式灌溉技術被廣泛應用于農田水利工程項目實際建設過程中。雖然該技術與噴灌技術存在本質共通點，但步行式灌溉技術的成本更低。此節(jié)水灌溉技術的應用需要結合具體情況選擇機械設備完成灌溉，以增強灌溉效果。其中，拖拉機或柴油機灌溉均可實現(xiàn)提升灌溉效率的目標，且灌溉成本明顯降低。需要注意的是，步行式灌溉技術選用滴灌形式實現(xiàn)節(jié)水，較之于微灌技術，其灌溉效率更高且實際應用廣泛性更強。

2.3.3 低壓管道輸水灌溉技術

低壓管道輸水灌溉技術可借助低壓形式向農田內輸送水資源，以實現(xiàn)水資源有效利用的目的。對此節(jié)水灌溉技術的應用需要具備管道與低壓環(huán)境，可在地下放置管道，并構建所需壓水工具，以此創(chuàng)設低壓環(huán)境。因管道位于地下，水資源實際蒸發(fā)量與流失量不高，可向相應農田內輸送所需水資源，借助低壓環(huán)境與壓水工具對農田進行灌溉，利于農田灌溉效率的提升，并對水資源予以科學化保護。

2.3.4 噴灌技術

農田灌溉中，農作物需要獲取所需滋養(yǎng)并提高水資源利用率，雨水是自然環(huán)境中最佳灌溉水。為此，可模擬雨水實施噴灌，在確保灌溉范圍充足的同時，還可通過細膩水流形式向農田噴灑，使水分向所需灌溉農田內流入，保證農作物獲得充足水資源。高效節(jié)水灌溉技術中的噴灌技術，靈活性與自然性的特點十分顯著，能夠使農作物獲得更充分的水資源供給，實現(xiàn)灌溉目標。一般情況下，噴灌技術主要包括移動噴灌、固定噴灌與半固定噴灌等形式。其中，固定噴灌受噴頭影響，僅可在小范圍農田中使用，直接限制了農田使用面積。而半固定噴灌可對噴頭固定問題加以解決，然而位置相對固定也僅適用于小范圍農田灌溉中。移動式噴灌技術則擴大了噴頭的噴灑范圍，可在大灌溉面積農田中使用。但需要注意的是，噴頭可移動應當明確其移動軌跡與空間，以實現(xiàn)灌溉的全面性。

2.3.5 微灌式灌溉技術

微灌式灌溉技術一般被應用于大棚內，且要求與實際種植情況相結合完成灌溉，確保灌溉周期確定性。在實際噴灌期間，可選擇滴灌技術與微噴技術，于所需灌溉區(qū)域創(chuàng)建通水管道并安裝灌水器。而在灌溉期間，可混合養(yǎng)分充足的肥料與水，在管路作用下向農作物根部直接噴灑。微灌式灌溉可更好地節(jié)省水資源，以免水分流失，而且實際操作方便，水分蒸發(fā)量不大。

2.3.6 滴灌技術

滴灌技術在眾多農田高效節(jié)水設施灌溉技術中應用最廣泛，且節(jié)水效果優(yōu)于其他灌溉技術，與傳統(tǒng)灌溉技術相比，水資源節(jié)省量超過40%。滴灌技術過濾特定壓力的水，并借助出水管道、管網、滴頭等向植物根部的周邊土壤緩慢且均勻滴入水資源。此灌溉技術能夠結合植物對水分的不同需求對水流進行控制，一定程度上增強了灌溉作業(yè)的個性化。滴灌技術的應用減少了水資源的使用量，實現(xiàn)了水資源的科學化管控，以免出現(xiàn)水資源浪費問題。然而，滴頭流道小且容易堵塞，加之灌水量不大，很容易出現(xiàn)鹽分積累的情況。若通過自動化形式灌溉，則能夠增強灌溉管理的效果。

3 高效節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中的應用問題

在全面落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略期間，應強調農田水利工程建設和生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調性，以科學開發(fā)利用水資源，對生態(tài)平衡加以保護，促進社會穩(wěn)定發(fā)展。近年來，隨著科技水平的提升，農業(yè)生產地區(qū)對高效節(jié)水灌溉技術的應用愈加廣泛，一定程度上提高了農業(yè)產量。但在高效節(jié)水灌溉技術實際應用中仍存在以下問題亟待解決。

3.1 灌溉調度缺乏合理性

長期以來，農田灌溉均使用水庫內水資源，此調度方法過于粗放，對高效節(jié)水灌溉技術實際應用效果產生了限制。特別是頻繁調度水庫水資源，當?shù)厮Y源供應會受到相應影響，更容易出現(xiàn)糾紛和沖突事件，不利于高效節(jié)水灌溉技術應用效果的提高，所以有必要科學化調度既有水資源。

3.2 灌溉時間、用水量評價標準不科學

傳統(tǒng)節(jié)水灌溉技術就是在建設農田水利工程中使用灌溉技術，而對節(jié)水灌概技術的認知并不全面。結合農業(yè)生產現(xiàn)狀，在規(guī)模化農業(yè)生產基地內引入了現(xiàn)代灌溉技術，以滴灌和噴灌等為主，也有部分區(qū)域選擇渠道灌溉形式。但在灌溉時間和灌溉量方面并未開展科學規(guī)劃，僅憑借種植經驗確定，直接影響了節(jié)水灌溉技術的應用效果，很容易增加生產成本[7]。

3.3 灌溉手段落后

很多區(qū)域為加快發(fā)展速度，選擇灌溉技術的時候未開展作物種植調查工作，且沒有聽取技術工作者指導，而是隨意選取節(jié)水灌溉技術，增加了灌溉工作盲目性，對水資源利用合理性產生了不利影響，甚至會制約農業(yè)生產活動開展效果。

4 高效節(jié)水灌溉技術應用于農田水利工程中的優(yōu)化路徑

4.1 根據(jù)農田面積選擇灌溉技術

要想使節(jié)水灌溉技術實際應用效果不斷提升，則要求綜合考慮不同類型農田土質、農作物種類、農田面積、農作物對水資源的需求量以及農作物種植數(shù)量等，對農田灌溉水量進行合理化控制。所以，將高效節(jié)水灌溉技術應用于農田水利工程中，需要深入調研種植地區(qū)以確定農田面積，對不同農作物在各生長階段對水資源灌溉的需求量予以深入掌握[8]。只有正確選擇灌溉形式，才更有利于農作物澆灌作業(yè)均勻性的提升，以免嚴重浪費水資源。

4.2 水資源的合理化配置

現(xiàn)階段，國內水資源的分布并不均勻，仍有很多區(qū)域存在干旱的情況。為此，在農田灌溉期間，要對水資源進行合理化使用，在科學分配水資源的基礎上，實現(xiàn)其利用率的提升，使得全部區(qū)域農作物均獲得充足水資源。所以，農業(yè)部門要對水資源予以充分利用，與當?shù)剞r業(yè)發(fā)展規(guī)劃、不同土質的含水量相結合，對用水方案展開針對性設計。此外，水利部門要制定相應的用水保障機制，以全面落實高效節(jié)水灌溉技術。在對灌溉技術應用前，需要系統(tǒng)檢測當?shù)剞r田土質情況，并根據(jù)具體檢測結果制定灌溉方案，科學選用高效節(jié)水灌溉技術，遵循因地制宜原則開展農田水利灌溉，對單一灌溉形式加以轉變，充分利用水資源，全面推廣微灌技術、滴灌技術與噴灌技術等，使農民群眾切實認知高效節(jié)水灌溉技術優(yōu)勢，以擴大其使用范圍。

4.3 水量的科學化監(jiān)測

基于科技水平的提高，農田水利工程節(jié)水技術明顯改善。在融合現(xiàn)代信息技術和農業(yè)灌溉技術的基礎上，可對農作物各時期需水量加以明確，在實時監(jiān)測的同時制定農作物的水量灌溉規(guī)劃，實現(xiàn)精準灌溉的目標，為農作物灌溉現(xiàn)代化發(fā)展提供必要保障[9]。針對種植面積較大的農作物，或是在農作物進入生長加速期，可借助高效節(jié)水灌溉技術定期灌溉，促進農作物健康生長。為減少噴灌技術應用期間的水分蒸發(fā)量，要結合實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行精準化判斷，將地膜鋪設于地表，增強噴灌水利用率。

5 結束語

綜上所述，基于社會經濟發(fā)展速度與科技水平提升，現(xiàn)代農業(yè)領域也必須不斷創(chuàng)新工作思路與方法，始終遵循可持續(xù)發(fā)展原則，對水資源進行合理化運用，以免出現(xiàn)水資源浪費的情況。而在建設農田水利工程期間，通過對灌溉技術的創(chuàng)新與優(yōu)化，可使水資源利用率與利用效果不斷提高，更好地實現(xiàn)節(jié)約利用水資源的目標，與農業(yè)經濟發(fā)展趨勢相適應，亦可全面推動國家經濟的發(fā)展[10]。在綠色農業(yè)經營管理模式下，適當增加科技投入與應用力度，對高效節(jié)水灌溉技術進行深入研究、創(chuàng)新與應用，可進一步促進現(xiàn)代農業(yè)經濟的發(fā)展。