農業(yè)水利工程中高效節(jié)水灌溉的技術要點

趙燕妮

（臨洮縣水務局，甘肅 臨洮 730500）

隨著我國經(jīng)濟的不斷提升，農業(yè)種植規(guī)模不斷擴大。在農業(yè)生產中建設農業(yè)水利工程，實施高效節(jié)水灌溉技術已成為農業(yè)發(fā)展的趨勢。此項技術的使用不僅能夠減少農業(yè)生產成本的投入，提高經(jīng)濟效益，還能夠起到節(jié)約資源，保護環(huán)境的作用，符合農業(yè)可持續(xù)性發(fā)展觀，有利于節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設，是時代發(fā)展的必然要求。

1 農業(yè)水利工程中高效節(jié)水灌溉技術分析

1.1 微灌技術

目前常用到微灌技術主要有3種形式：第一種，微型噴霧式；第二種，微型滴灌式；第三種，脈沖灌溉式。在進行微灌技術選擇時要充分考慮到種植規(guī)模、種植環(huán)境、農作物灌溉所需周期以及品種問題，在大棚種植中一般會采用微型噴霧式以及微型滴灌式技術進行灌溉工作。其主要的運作原理是：在種植區(qū)域的內部，設置便于灌溉的管道，位置在作物根部附近有利于植物的吸收，在管道附近設立灌水器，將可溶于水的固體肥料或液體肥料根據(jù)種植作物品種需求進行充分調配放置在管道的內部，水會利用自身的重力將肥液充分地輸送到種植區(qū)域，最后完成農作物的灌溉工作[1]。微灌技術的優(yōu)點在于，灌溉水的流量較小，針對指定區(qū)域能夠實施高頻率灌溉作業(yè)，并且灌溉效果較為均勻，對水的利用率也較高。由于主要灌溉區(qū)域在農作物的根部，這樣就能夠解決傳統(tǒng)灌溉作業(yè)中出現(xiàn)的地表水分蒸發(fā)的問題，并且灌水的周期也較短，與傳統(tǒng)地面灌溉作業(yè)相比能夠節(jié)約50%左右的用水量。微灌技術的局限性在于容易造成鹽分的累積，這樣就會造成土壤的進一步惡化，因此在較為干旱的地區(qū)使用此項技術時，要盡量采用淡水洗鹽的方式，以保證不會在濕潤體外部形成鹽殼。

1.2 噴灌技術

目前噴灌式技術在我國農產品澆灌方面使用的較為廣泛，并且噴灌可選擇的類型也較多，適用于大面積種植。其主要的運作原理是：利用水泵或者種植區(qū)域所形成的自然落差，通過施壓將水輸送到種植區(qū)域，再通過噴頭大面積地噴射到種植范圍之中，形成較小的水滴，能夠均勻地鋪灑在農作物種植區(qū)域內。噴灌技術的優(yōu)點在于，灌溉方式比較均勻，占用的農耕面積也較小，對于地形的要求較低，噴灌系統(tǒng)可選擇的形式也較多，適用于果樹等作物的種植。相比傳統(tǒng)的地面式灌溉能夠節(jié)水30%～50%[2]。其局限性在于，容易受到風力的影響，設備的投資費用較高。隨著我國農田灌溉技術的不斷發(fā)展，噴灌技術的類型已出現(xiàn)了數(shù)種可供選擇的方式，像固定管道式、半移動式、中心支軸式、滾移式、大型平移式、紋盤式以及噴灌機組式等。對于固定管道式而言，需要將大部分的管道系統(tǒng)埋于地下，整個灌溉季節(jié)內都不會再移動，其管理上而言會減少勞動力的浪費并且穩(wěn)定性較高，由于使用的管道類型大多以PVC、PPR材質為主，所以使用的壽命也較長，并且對水的阻力也較小，但是設備投資資金較高，每公頃在12 000～18 000元。

1.3 渠道防滲技術

渠道防滲技術在我國農業(yè)水利灌溉工程中的利用率較高，其技術原理主要是減少渠道在輸水時造成的滲漏損失，從而降低地下水位，節(jié)約灌溉水資源，防止種植區(qū)域土壤鹽化。目前渠道防滲技術主要有兩種方式：一是，改變原渠床滲透性能。二是，設置防滲層。對于改變原渠床滲透性能方法，可以通過將土壤壓實、淤淀以及抹光的方式，達到縮減土壤空隙減少滲漏的目的。還可以使用一些化學材料填充渠床土壤，使土壤減少透水性。在防滲層的設置方面可選擇的材料較多，應根據(jù)實際種植情況的需要進行選擇，目前防滲層可選擇的材料有混凝土、鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土以及黏土等，其中塑料薄膜材質的防滲層發(fā)展歷史較為悠久，其技術也較為成熟。早在20世紀40年代，國外已經(jīng)開始大面積地運用此項材質開展渠道防滲技術。而我國在上世紀60年代初才開始運用，但通過科研人員的不斷研究和改良得到了較好的發(fā)展，其具備投入資金較少、防滲效果較好的優(yōu)勢，一般多用于流速較小的種植渠道。

1.4 滴灌灌溉技術

滴灌灌溉技術相比以上3種技術是最具節(jié)水效果的一種技術，滴灌灌溉技術所涵蓋的設備較多，因此投入造價成本也較高，但從長遠的格局以及可持續(xù)發(fā)展觀的角度來看，應大力推廣此項技術，這樣能夠極大程度上縮減后期農作物生產所投入的資金。滴灌灌溉技術的核心是動力和加壓設備，配合水質凈化設備能夠過濾掉水源中存在的雜質，保證滴頭不出現(xiàn)堵塞情況，凈化設備中的篩網(wǎng)多由尼龍以及耐腐蝕的金屬絲制成，其篩網(wǎng)的規(guī)格應根據(jù)實際的雜質顆粒大小進行選擇，像沙粒、懸浮藻類等。在灌溉的過程中，水通過毛管流進灌水器（滴頭或者滴灌帶）當中，通過壓力將其滴灌到土壤之中，完成灌溉作業(yè)。此項技術的優(yōu)勢在于，通過滴灌灌溉的形式，能夠有效地減少土壤中水分的蒸發(fā)程度，保證了農作物根部所需要的營養(yǎng)，這種具有針對性的灌溉方式，能夠極大程度地防止雜草生長。農作物通過肥料與水共同滴灌的方式，能夠提高對病蟲害的抵抗能力，進而也就減少了農藥的使用量。其局限性在于，由于受到設備性質的限制，所以毛管和滴頭常會因為礦物質以及雜質的沉淀而堵塞，不適宜大規(guī)模的種植。

1.5 井灌式節(jié)水灌溉

井灌式節(jié)水灌溉技術具有一定的科學性、合理性，其主要是通過對水資源的合理分化應用，以達到高效節(jié)水灌溉的效果。在使用過程中首先要做好種植區(qū)域的資料收集工作，根據(jù)種植的品種以及當?shù)貧夂蚝屯寥佬再|確定種植區(qū)域急需用水時節(jié)，將井灌的高峰期設置在此時節(jié)當中，其他時候就可以降低對于種植田地的灌水量，根據(jù)實際情況盡量減少灌水的周期，以便達到合理運用水資源的效果。為了優(yōu)化此項技術的運用效果，可以通過將井灌設置在種植區(qū)域的中心位置，結合干管以及直管形成合理的移動式井灌系統(tǒng)，同時可以安裝兩套井灌系統(tǒng)，以保證此種灌溉技術達到最佳的節(jié)水灌溉目標。此項技術的優(yōu)點在于，能夠有效合理地運用水資源，并且能夠解決地下水位過低的問題，既可以保證地下水資源的合理開采，又能夠達到節(jié)水高產的效果。

1.6 間歇式灌溉技術

間歇式灌溉技術在我國農業(yè)水利工程中運用較少，主要在美國等發(fā)達國家運用較為普遍。其主要的運作原理是：通過向種植區(qū)域內的畦，間歇性輸送水分，使其能夠產生連續(xù)的供水效果，形成無需供水的周期，在此過程中這種間歇式的灌溉機理主要是通過間歇閥來完成，通常會使用兩組畦交替供水的方式開展。據(jù)研究表明，間歇式灌溉技術相比傳統(tǒng)的連續(xù)式灌溉技術能夠節(jié)約22%的水資源，并且這種灌溉技術具備水流量小、推速快的特點，能夠實現(xiàn)高效率的灌溉目標，最大程度地節(jié)省人工勞動力，縮短輪灌周期。與傳統(tǒng)的連續(xù)式灌溉技術相比，間歇式灌溉更加均勻，一是能夠減少畦首和畦尾的滲水量；二是防止了肥料的流失，提高了水資源的利用率，優(yōu)化了作物的生長環(huán)境。間歇式灌溉技術還可以實現(xiàn)小定量的灌溉以及自動化灌溉，小定量的灌溉模式能夠結合降雨等環(huán)境因素解決長期灌溉難度較大的問題。在田間管理系統(tǒng)中安裝間歇閥和自動控制裝置，能夠減少造價資金，提高經(jīng)濟效益。

1.7 步行式灌溉技術

步行式灌溉技術主要是利用現(xiàn)有的農用機械配合電力作用，產生灌溉的動力，使其能夠實現(xiàn)適應移動灌溉的效果，并達到節(jié)約水資源的目的。這種灌溉方式是農藝和農業(yè)機械自動化技術結合的產物，其對于設備的要求并不高，主要是通過組裝和裝配的性質形成集成性的灌溉系統(tǒng)。此項技術的優(yōu)點在于，適應性和靈動性較強，由于具備組裝和裝配的特點，在投入資金造價方面相比前幾項技術要少一下。并且具備一定的針對性，能夠根據(jù)水源所在的位置配合灌溉機進行作業(yè)，進一步減少了勞動力的投入，不需要大量的修渠工程，便可以保證灌溉作業(yè)的實效性。

2 優(yōu)化農業(yè)水利工程提高節(jié)水灌溉技術的途徑

2.1 優(yōu)化調整種植結構

為了進一步優(yōu)化農業(yè)水利工程建設，提高高效節(jié)水灌溉技術的利用率，應提前做好相關計劃，根據(jù)每個地區(qū)的地質水文條件以及農業(yè)生產項目，通過結合調整種植結構的方式開展相關農業(yè)水利工程建設工作[3]。在進行種植結構的調整時，可以采取分區(qū)發(fā)展生產的模式進行，其主要的運作模式就是依據(jù)種植品種或者農業(yè)項目進行單項的農業(yè)區(qū)劃，在這種區(qū)劃之下相關水利工程也能夠根據(jù)種植品種、種植地勢特點因地制宜地改良其建設方案。在進行農業(yè)種植區(qū)劃時要注意3方面問題：第一，農作物自然以及經(jīng)濟條件的評價工作；第二，目前農業(yè)生產的狀況、農作物的構成、耕作管理制度以及增產潛力；第三，要根據(jù)地理位置的特點以及未來的發(fā)展方向進行相關規(guī)劃。將資料收集好之后，根據(jù)區(qū)劃好的農業(yè)種植品種選擇相應的節(jié)水灌溉技術，相關技術人員也要做合理的科學決策以便達到最佳的節(jié)水灌溉效果。

2.2 積極推動農業(yè)水利工程建設

高效節(jié)水技術存在著諸多優(yōu)勢，能夠進一步推動我國農業(yè)的發(fā)展，所以相關地區(qū)應充分做好農業(yè)水利工程的建設工作，通過政府牽頭的方式，加大地方農業(yè)部門和農民對于節(jié)水灌溉技術的認知。政府部門可以通過與節(jié)水灌溉設備生產企業(yè)合作的形式，加大政策補貼，實現(xiàn)大范圍運用節(jié)水灌溉技術的發(fā)展目標；還可以采取印刷海報、發(fā)傳單和定期開展宣傳活動的形式，以喜聞樂見的方式，提高種植人員對于節(jié)水灌溉技術的認識，以此來提高宣傳力度。相關部門也要建立健全農業(yè)水利工程建設制度，以保證相關工作的順利實施，促進節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設。在建立制度體系時要對工作內容進行詳細分化，認真落實崗位責任制度，通過制度的完善，將實際施工工作與管理工作相結合，實現(xiàn)農業(yè)水利工程以及高效節(jié)水灌溉技術的可持續(xù)發(fā)展目標。

2.3 積極引進新型高效節(jié)水技術

為了進一步提升我國高效節(jié)水灌溉技術，應充分引進國內外較為先進的技術，取長補短，進一步提高農作物的產量，優(yōu)化農作物的質量。引進新型技術的途徑主要有以下幾種：第一，培養(yǎng)技術人才。無論是哪一項技術的創(chuàng)新以及提升，都離不開技術人員的研發(fā)，因此要重視節(jié)水灌溉技術人才的培養(yǎng)，給予相關人員實現(xiàn)自我價值以及發(fā)展的平臺。第二，結合全自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)技術上的優(yōu)化。全自動化灌溉控制系統(tǒng)是在高效節(jié)水系統(tǒng)基礎之上的延伸，其主要是依靠各類傳感器的數(shù)據(jù)收集，根據(jù)目前植物的生長狀況和環(huán)境因素進行綜合分析，借助計算機系統(tǒng)實行智能化的灌溉作業(yè)。這種系統(tǒng)最大的好處在于，不用再通過人工調節(jié)作業(yè)實現(xiàn)灌溉工作，而是通過提前預設好的程序自行運作，種植人員還可以通過農業(yè)智能平臺對作業(yè)情況實時監(jiān)測，能夠極大程度減少人力資源的浪費，實現(xiàn)智能化、科技化、科學化的節(jié)水灌溉作業(yè)[4]。

2.4 充分考慮不同農作物的特點

在建設農業(yè)水利工程時，應充分考慮到不同農作物之間的特點，實施相應的節(jié)水灌溉技術。首先是不同農作物之間的需水量問題。例如，像水稻這種農作物，在旱田和淹水的環(huán)境下都能夠良好地生長，具備一定的兩棲性，如果在同一種植區(qū)域之中，它就可以根據(jù)其他農作物的特點配合調節(jié)。而像花生這種農作物由于需水量較少，要注意調節(jié)灌溉的水量以及灌溉周期。在進行相關灌溉作業(yè)時也要根據(jù)環(huán)境，選擇適合的管材，這樣才能保證農作物良好生長，發(fā)揮高效節(jié)水灌溉技術的最大價值。

3 結束語

綜上所述，農業(yè)水利工程中有諸多高效節(jié)水灌溉技術，其對農業(yè)種植以及生產的影響也較大，為了促進高效節(jié)水灌溉技術的發(fā)展應配合其技術適當?shù)馗淖兎N植結構，引進先進的科學技術，積極推動相關項目的建設。在目前全球水資源匱乏、氣候極端化的背景之下，應不斷加強能源節(jié)約技術的研發(fā)和應用，實現(xiàn)低投入、低消耗、高效率的作業(yè)目標，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟作出貢獻。