淺析農(nóng)業(yè)水利灌溉模式與節(jié)水技術(shù)措施

柳玲玲

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400）

甘肅省景泰川電力提灌工程（簡稱景電工程）是跨省區(qū)、高揚(yáng)程、多梯級、大流量的大Ⅱ型電力提灌工程。工程總體規(guī)劃、分期建設(shè)，有泵站43 座，總投資8.56 億元。工程原設(shè)計(jì)流量28.6 m3/s，加大流量33 m3/s，裝機(jī)容量25.97 萬kW·h，設(shè)計(jì)灌溉面積76 380 hm2，目前灌溉面積80 000 hm2。景電工程經(jīng)過50 年的運(yùn)行，已經(jīng)有了很大的發(fā)展，近年來隨著灌區(qū)灌溉面積的增加和景電二期擴(kuò)灌（黃花灘生態(tài)移民區(qū)暨扶貧）項(xiàng)目（灌溉面積8 266.67 hm2）的建設(shè)，民勤供水量由6 100 萬m3調(diào)整至9 000 萬m3（取水指標(biāo)未增加，從二期老灌區(qū)節(jié)水中解決）。水資源指標(biāo)嚴(yán)重不足，灌區(qū)用水矛盾十分突出，已經(jīng)成為制約灌區(qū)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。水資源短缺已經(jīng)給景電灌區(qū)造成了一定影響，充分保障灌溉的效率以及質(zhì)量是景電灌區(qū)亟需解決的問題。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展對于我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，怎樣充分保障農(nóng)業(yè)水利灌溉的效率，提升節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用水平已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要議題。

1 常見的節(jié)水技術(shù)措施

1.1 噴灌技術(shù)

噴灌是通過水泵加壓或者利用自然落差形成的壓力，將水通過壓力管道輸送至田間，然后再經(jīng)過噴頭噴灑灌溉農(nóng)作物。在現(xiàn)階段的農(nóng)田水利工程中，噴灌技術(shù)已經(jīng)成為一種十分重要的灌溉節(jié)水措施，在大田灌溉中得到了廣泛的應(yīng)用。噴灌技術(shù)占耕地面積少，節(jié)省人力、物力，具有極強(qiáng)的地形適應(yīng)力，灌溉覆蓋率可達(dá)95%，節(jié)水效率約為30%～60%。

1.2 渠道防滲技術(shù)

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，渠道防滲技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的中應(yīng)用長達(dá)上千年，是我國當(dāng)下農(nóng)田灌溉的主要途徑之一。渠道防滲是減少渠道輸水滲漏損失的一項(xiàng)重要工程措施。渠道防滲技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能有效節(jié)約灌溉用水，防止土壤出現(xiàn)次生鹽堿化現(xiàn)象；防止輸水渠道的沖淤和坍塌，加快流速，提高輸水能力；減少工程維修管理費(fèi)用等。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，如果沒有進(jìn)行防滲工作，那么會造成水資源浪費(fèi)。因此，在工程施工過程中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)提高對渠道防滲工作的重視程度，加強(qiáng)工程防滲技術(shù)的應(yīng)用，減少輸水過程的浪費(fèi)。

1.3 低壓管道輸水灌溉技術(shù)

低壓管道輸水灌溉技術(shù)是當(dāng)前相對理想的一種灌溉手段，其本身對適用環(huán)境的需求相對較低，在日常應(yīng)用的過程不會對地下水有較大的依賴性，因而低壓管道輸水灌溉技術(shù)大多應(yīng)用在我國北方地區(qū)。從工作原理上來講，傳統(tǒng)灌溉渠道多為泥土渠道，而低壓管道疏水灌溉一般是采用低壓管，將水源、水泵和機(jī)械等部件連接起來配置相應(yīng)裝置，方便用戶操作應(yīng)用。操作簡單是低壓管道疏水灌溉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一，不需要相關(guān)人員花費(fèi)大量的時間與資金便能夠完成相應(yīng)的輸水工作，輸水效率高，也能減少滲漏、蒸發(fā)等造成的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

1.4 滴灌技術(shù)

由于我國水資源分布存在區(qū)域性，很容易出現(xiàn)區(qū)域性干旱情況，加上極端天氣的出現(xiàn)，會對農(nóng)業(yè)灌溉工作產(chǎn)生不利影響。在水資源短缺的區(qū)域建設(shè)節(jié)水工程時，以滴灌技術(shù)為主，通過合理布局，減少水資源用量，提高灌溉效率。通常情況下，人們在利用滴灌技術(shù)時，灌溉滴頭以直徑10 mm 的毛管滴頭為主。與其他灌溉技術(shù)相比，滴灌技術(shù)是從農(nóng)作物根部進(jìn)行灌溉，在不破壞農(nóng)作物根部的情況下可有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，同時，在灌溉過程可以根據(jù)農(nóng)作物的營養(yǎng)需求在滴灌水源中添加肥料，形成水肥一體化灌溉，可以減少施肥成本，保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2 節(jié)水技術(shù)的作用

2.1 提升水資源利用效率

我國人口眾多，水資源人均使用量相對較少，水資源緊缺現(xiàn)象嚴(yán)重，為滿足日常生產(chǎn)生活用水，提高水資源利用率，需要加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)應(yīng)用[1]。因此，相關(guān)工作人員大力研究節(jié)水技術(shù)，通過不斷完善節(jié)水技術(shù)提高水資源有效利用率。

2.2 促進(jìn)灌溉技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)階段灌溉技術(shù)類型較多，其中一些灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉實(shí)際應(yīng)用效果不佳，并未充分發(fā)揮作用。為了保證農(nóng)業(yè)水利灌溉質(zhì)量，需要不斷調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，改善當(dāng)前的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式，用現(xiàn)代化經(jīng)營模式倒逼灌溉技術(shù)的發(fā)展。

3 節(jié)水措施在農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用

3.1 發(fā)揮農(nóng)田水利工程的節(jié)水功能

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段在開展農(nóng)田水利灌溉的過程中會應(yīng)用到多種節(jié)水技術(shù)，例如常見的輸水渠道防滲處理、管徑控制、水量控制等形式。輸水渠道防滲的根本目的是減少運(yùn)輸過程中水源的損耗，通常采用不銹鋼管材作為基本管道材料，提升管道的防滲性能，最大程度改善以往塑料管材而對土地造成的污染[2]。輸水管道是農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保障，日常工程巡檢和清淤作業(yè)時要注重處理管道，做好管道維護(hù)清理工作，保證管道內(nèi)部干凈，無雜物淤積，避免影響管道暢通，同時控制好水流壓力，確保管道不會因?yàn)樗畨哼^大而導(dǎo)致噴濺現(xiàn)象。最后，在設(shè)計(jì)規(guī)劃水利工程時，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和水資源控制管道凈流量，確保水資源利用率，為農(nóng)作物生長發(fā)育提供充足水源。

3.2 做好節(jié)水灌溉管理工作

節(jié)水灌溉管理技術(shù)貫穿農(nóng)業(yè)灌溉的始終，應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面入手開展節(jié)水灌溉管理工作：首先，強(qiáng)化節(jié)水措施的設(shè)計(jì)，認(rèn)真了解農(nóng)作物種植要求、地理環(huán)境以及土壤條件等多種因素，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行節(jié)水灌溉工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，在工作過程中嚴(yán)格遵循因地制宜的原則[3]。其次，根據(jù)耕地土質(zhì)和農(nóng)田實(shí)際情況選擇合適的節(jié)水灌溉模式，改造中低產(chǎn)土壤，有效提升工程的節(jié)能性以及可操作性，真正發(fā)揮出節(jié)水灌溉工程的經(jīng)濟(jì)效益。最后，重視日常管理與維護(hù)工作，避免節(jié)水灌溉工程在后期使用的過程中出現(xiàn)設(shè)備老化或者是磨損等情況，做好維護(hù)工作對工程使用壽命和效率有促進(jìn)作用。定期檢查灌溉設(shè)備，及時處理發(fā)現(xiàn)的設(shè)備損壞、老化、腐蝕等問題，確保節(jié)水工程的正常運(yùn)行，提高節(jié)水工程的實(shí)施效果。

3.3 持續(xù)引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，社會各個領(lǐng)域都開始不斷地涌現(xiàn)各種先進(jìn)技術(shù)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水利灌溉模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展灌溉需求，需要引進(jìn)新的灌溉技術(shù)[4]。因此，為了充分保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，確保農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中灌溉技術(shù)能夠充分發(fā)揮自身的作用，應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)。一方面，一些新型節(jié)水技術(shù)通常建立在3S 技術(shù)的基礎(chǔ)上，能提升農(nóng)業(yè)水利灌溉效率。通過遙感技術(shù)可以分析水資源分布情況，GPS 技術(shù)可以精確定位水資源，GIS 可以有效利用水資源，在此基礎(chǔ)上合理規(guī)劃水資源利用方式，建立相應(yīng)的節(jié)水灌溉工程，提高農(nóng)業(yè)灌溉質(zhì)量；另一方面，引進(jìn)生物技術(shù)，通過開展抗旱節(jié)水育種項(xiàng)目，利用具有抗旱節(jié)水性能的種苗實(shí)現(xiàn)節(jié)水，在栽種抗旱節(jié)水種苗時可以通過節(jié)水植物提高水資源利用率。

在耕地表層覆蓋塑料薄膜、秸稈等材料可以減少土壤蒸發(fā)量、地表徑流，起到蓄水保墑作用，也能夠提高水資源利用率。使用秸稈覆蓋節(jié)水率可以達(dá)到15%～20%，增產(chǎn)大約10%～20%，使用塑料薄膜覆蓋節(jié)水率可以達(dá)到20%～30%，增產(chǎn)大約30%～40%。對于土壤墑情可以采用張力計(jì)、中子法等方法進(jìn)行監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析和天氣預(yù)報(bào)確定合適的灌水時間、數(shù)量，進(jìn)而控制好土壤含水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)這一目標(biāo)。

3.4 優(yōu)化節(jié)水設(shè)計(jì)方案

相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)充分參照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，在灌溉方案設(shè)計(jì)完畢之后還需送往專業(yè)部門進(jìn)行審核，專業(yè)部門根據(jù)技術(shù)、環(huán)境、設(shè)備以及資金等多個方面對方案進(jìn)行合理的調(diào)整，確保最終敲定的方案能夠與農(nóng)業(yè)水利灌溉的實(shí)際需求相符合[5]。灌溉作為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的手段之一，完善農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)有著十分重要的作用。在實(shí)際建設(shè)灌溉系統(tǒng)時，要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格監(jiān)管工程建設(shè)，保證農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的質(zhì)量。

3.5 合理規(guī)劃區(qū)域灌溉

不同地區(qū)的農(nóng)田水利灌溉情況不同，因此在開展節(jié)水工作時，需要充分調(diào)查區(qū)域經(jīng)濟(jì)、氣候、地形等情況，并進(jìn)行合理規(guī)劃，例如在沖積平原等區(qū)域地下水位高，難以實(shí)現(xiàn)外引水源，因此需要采用井灌技術(shù)，采用以井補(bǔ)渠方式灌溉農(nóng)田。但是若是區(qū)域地下水超采，則需要控制用水，并修建蓄水工程引河流水或回灌地下水。總之，根據(jù)區(qū)域水利灌溉情況合理規(guī)劃農(nóng)田水利灌溉工程。

3.6 減少面源污染

現(xiàn)階段，受到技術(shù)影響，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉模式應(yīng)用時污染度較高，無法保證農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量，也無法滿足農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)要求，灌溉效率和灌溉效果不佳。為了提高灌溉質(zhì)量，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境，相關(guān)人員在農(nóng)業(yè)灌溉工作中需要采用先進(jìn)農(nóng)業(yè)水利灌溉設(shè)施，并結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整技術(shù)，以便后續(xù)工作順利進(jìn)行，同時也能夠降低水資源浪費(fèi)率，提高農(nóng)民的生活質(zhì)量。在此期間，相關(guān)部門及其人員需要重點(diǎn)防治面源污染，并采取有效措施處理面源污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

當(dāng)前要解決我國農(nóng)業(yè)水利灌溉中存在的面源污染問題，可以從污染層面展開分析，采用先進(jìn)可視化手段對現(xiàn)有的污染問題展開溯源跟蹤調(diào)查行動，尋找問題出現(xiàn)原因，通過分析原因調(diào)整解決方案，妥善處理運(yùn)行機(jī)制，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。而對于環(huán)境污染問題，可以采用綠色環(huán)保、無害化處理手段，保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4 結(jié)束語

在開展農(nóng)業(yè)水利灌溉的過程中，需要立足整體深入研究灌溉節(jié)水技術(shù)應(yīng)用方法，并提高農(nóng)民的節(jié)水意識，為節(jié)水相關(guān)工作的順利開展提供充分的保障。而在進(jìn)行農(nóng)業(yè)水利灌溉時，需要結(jié)合農(nóng)田實(shí)際情況和水利工程建設(shè)程度合理應(yīng)用灌溉節(jié)水技術(shù)，保證能夠解決各種問題，充分提升水資源的利用效率，為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。