農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉發(fā)展思路

沂水縣水利資源保護(hù)服務(wù)中心 劉輝

前言

當(dāng)前國家不斷增加農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的投資，顯著推動(dòng)了地區(qū)農(nóng)田水利工程項(xiàng)目建設(shè)，并取得了滿意效果。但是我國作為農(nóng)業(yè)大國，人均水資源占有量不足的問題長(zhǎng)期存在，因此為滿足未來農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，對(duì)農(nóng)田水利工程的高效節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)具有必要性，所以為了能夠滿足這一要求，相關(guān)人員應(yīng)明確未來農(nóng)田水利項(xiàng)目中節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的新思路，這也是本文研究的主要目的。

1 農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的重點(diǎn)技術(shù)研究

1.1 農(nóng)田渠道防滲技術(shù)

農(nóng)田渠道防滲技術(shù)可以顯著提升農(nóng)田水資源的使用率，需要通過混凝土、塑料薄膜等材料對(duì)土渠做防滲處理之后，可以避免水資源在輸送過程中的浪費(fèi)，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為：第一，可以控制渠道輸水過程中產(chǎn)生的損失，保證了渠道水利用效率；第二，有助于節(jié)省農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的總投資與成本，這是因?yàn)檗r(nóng)田渠道防滲技術(shù)可以節(jié)約水資源，進(jìn)而擴(kuò)大灌溉面積，有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。同時(shí)在相同的徑流量下，防滲渠道的阻力更小，保證水資源可以快速通過，進(jìn)而減少過水?dāng)嗝?。最后該技術(shù)有助于提高農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的管理效率，不需要設(shè)置看水員等崗位，滿足農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要求；第三，農(nóng)田渠道防滲技術(shù)可以有效避免渠道沖刷問題，這是因?yàn)樵跇?gòu)建渠道防滲系統(tǒng)過程中所設(shè)置的防滲外壁會(huì)有良好的防淤、防坍塌的功能，維持了整個(gè)渠道體系的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了平穩(wěn)的輸水。因此相關(guān)學(xué)者研究認(rèn)為，現(xiàn)階段渠道防滲是解決部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水短缺、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水生產(chǎn)的重要組成部分，隨著各地區(qū)農(nóng)田水利工程改造工作的開展，渠道防滲工程的應(yīng)用范圍會(huì)進(jìn)一步拓展，這是提升水資源利用率的重要組成部分，可以滿足我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求[1]。

1.2 低壓管道灌溉技術(shù)

從技術(shù)發(fā)展的角度來看，節(jié)水型低壓管道輸水技術(shù)的關(guān)鍵，就是要通過管道來取代水渠，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水輸送到田間，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供充足的水源。目前低壓管道灌溉技術(shù)中可以按照組件將其分為移動(dòng)式、半固定式與固定式三種類型，其中半固定式技術(shù)最為常見，具有節(jié)能、節(jié)水、方便管理等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的水渠技術(shù)相比，使用低壓管道灌溉技術(shù)可以使水利用率提升至95%，且單位面積下的灌水定額也會(huì)明顯減少，其節(jié)水量超過3%。同時(shí)需要注意的是，在采用低壓管道灌溉技術(shù)時(shí)不需要預(yù)留專門的渠道空間，因此原本的水渠也可以進(jìn)行改造后恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，所以該技術(shù)也具有一定的節(jié)地效果，在采用該技術(shù)之后有助于擴(kuò)大農(nóng)田的灌溉面積并縮短輪灌周期，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了穩(wěn)定的水源，具有優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)階段的地下管道灌溉技術(shù)形式得到進(jìn)一步創(chuàng)新，例如在管道規(guī)劃設(shè)計(jì)中可根據(jù)農(nóng)田具體情況選擇雙向配水或者單向配水的方法，但是需要關(guān)注以下問題：一是低壓管道應(yīng)盡量沿著高處布置，這種布設(shè)方法方便向田間輸水；二是所布設(shè)的管道應(yīng)盡可能走直線，減少不必要的拐彎情況；三是應(yīng)充分縮短主管道與田間地壟溝之間的輸水長(zhǎng)度[2]。

1.3 田間節(jié)水技術(shù)

1.3.1 溝灌技術(shù)

溝灌技術(shù)是指在農(nóng)作物間開設(shè)灌水溝，灌溉水由水渠進(jìn)入后，在水流動(dòng)過程中可以借助土壤的毛細(xì)管作用從溝壁、溝底等位置向四周滲透并濕潤(rùn)土壤。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)顯著，不僅可以提升水資源利用率，也不會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，所以常被用于玉米、甘蔗等寬間距農(nóng)作物的灌溉中。也有研究指出，在采用溝灌技術(shù)之后不會(huì)導(dǎo)致土壤表面發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象，進(jìn)而控制深層次滲透，避免出現(xiàn)土壤水分流失或者地下水位提高等情況[3]。而在多雨季節(jié)，溝灌渠可以有效匯聚地表徑流并快速排水，避免積水在田間聚集而影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，具有一定的排水溝功能，優(yōu)勢(shì)顯著。最后在開灌水溝時(shí)本身可以對(duì)農(nóng)作物起到培土的作用，在不斷培土的作用下可以為農(nóng)作物根部覆蓋充足的土壤，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供了必要條件，也能避免農(nóng)作物倒伏等問題發(fā)生。

1.3.2 膜上灌技術(shù)

膜上灌技術(shù)是在地膜覆蓋栽培的基礎(chǔ)上創(chuàng)新而來的一種新型節(jié)水生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)將傳統(tǒng)的地膜旁側(cè)灌水改變?yōu)槟ど狭魉?，水沿著放苗孔流?dòng)，并在滲水孔位置下滲，能滿足農(nóng)作物生產(chǎn)的一般需求，屬于一種節(jié)水增產(chǎn)的新技術(shù)。

膜上灌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯著，這是因?yàn)樵摷夹g(shù)可以將田面水通過放苗孔或者專用的滲水孔等有計(jì)劃的滲透到地面上，這種情況下，所滲下的水只會(huì)灌注在農(nóng)作物上，強(qiáng)化了局部灌水的效果，進(jìn)而減少溝灌中的田間蒸發(fā)量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，該技術(shù)下的水資源利用率可超過80%，在水資源匱乏地區(qū)使用膜上灌技術(shù)之后，其節(jié)水效果會(huì)進(jìn)一步提升。同時(shí)隨著該技術(shù)的發(fā)展，膜上灌與溝灌的效果會(huì)進(jìn)一步提升，且種植戶在灌水期間可以根據(jù)農(nóng)作物種類調(diào)整灌水量，避免土壤板結(jié)等問題發(fā)生，提高了水資源利用率。

目前膜上灌技術(shù)的適用范圍廣闊，從技術(shù)特征來看，該技術(shù)主要是利用農(nóng)作物栽培覆蓋地膜為主要防滲材料，只要能進(jìn)行地膜覆蓋種植的農(nóng)作物均可以采用該灌溉技術(shù)，尤其是針對(duì)氣溫低、蒸發(fā)量大、坡度高、保水保肥性差的地塊的技術(shù)效果非常顯著。例如山西省聞喜縣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，考慮到當(dāng)?shù)貎鏊獾忍厣r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的種植要求后，最終決定采用膜上灌技術(shù)，而生產(chǎn)結(jié)果也證明，在采用膜上灌技術(shù)之后凍蒜的產(chǎn)量顯著提升，往年因?yàn)樗植蛔愣斐傻膬鏊鉁p產(chǎn)等問題得到順利解決。

隨著膜上灌技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)人員也在該技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，例如膜孔溝灌技術(shù)就是在此技術(shù)上發(fā)展而來的新技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是將土地加工成溝壟相間的地塊，通過在溝底、溝坡等位置鋪上塑料膜，將農(nóng)作物種植在壟背上，水流通過溝中底模后，水分可經(jīng)孔滲透到土壤中，經(jīng)毛細(xì)管作用浸潤(rùn)在根部。

1.3.3 微灌與噴灌技術(shù)

微灌與噴灌技術(shù)是發(fā)展較為成熟的農(nóng)田高效節(jié)水灌溉技術(shù)，其中噴灌是指將水加壓后噴射到空中形成細(xì)小水滴散落在地面上，能滿足農(nóng)作物生產(chǎn)對(duì)水分的基本要求，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是可以提升農(nóng)作物產(chǎn)量，并且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，基本可以在各種類型的農(nóng)田中使用。微灌技術(shù)則是通過低壓管道系統(tǒng)，將水分傳送至末級(jí)管道上的灌水器中，能夠?yàn)檗r(nóng)作物提供生長(zhǎng)的水分，具有灌水均勻、節(jié)省水源等優(yōu)點(diǎn)。但是與其他技術(shù)相比，微灌技術(shù)的總成本偏高，這也限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

2 農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的支持與保障策略

2.1 轉(zhuǎn)變思維模式，做好宣傳

在農(nóng)田水利工程快速開展的今天，需要工作人員能夠做好日常宣傳教育工作，詳細(xì)介紹新技術(shù)、新方法在節(jié)水灌溉中的先進(jìn)性，讓廣大種植戶了解新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益，最終成為節(jié)水灌溉技術(shù)的堅(jiān)定擁護(hù)者。所以工作人員應(yīng)該合理利用報(bào)紙、廣播以及新媒體技術(shù)進(jìn)行多方位的交流，例如在快手等手機(jī)App上開設(shè)專門的“農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)”模塊，在該模塊上工作人員可以在視頻中詳細(xì)介紹當(dāng)?shù)刂髁鞯墓?jié)水灌溉技術(shù)，并闡述各種新技術(shù)、新設(shè)備的操作與保養(yǎng)方法等，加深全體種植戶對(duì)新技術(shù)的條件等。同時(shí)工作人員可配合“中國水周”“世界水日”等活動(dòng)，開展專題性工藝宣傳工作，以“建設(shè)節(jié)水型農(nóng)業(yè)”為宣傳口號(hào)，針對(duì)本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求介紹新技術(shù)等，介紹水資源管理“三條紅線”的相關(guān)知識(shí)，讓種植戶能夠更深入了解推廣節(jié)水技術(shù)的必要性，最終在社會(huì)上營(yíng)造出節(jié)水的氛圍[4]。

2.2 完善節(jié)水補(bǔ)償機(jī)制

在工作中要充分發(fā)揮政府部門的財(cái)政補(bǔ)貼與支持作用，在強(qiáng)調(diào)政策導(dǎo)向的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化政策資金在農(nóng)業(yè)新技術(shù)推廣中的優(yōu)勢(shì)，在打造高效節(jié)水農(nóng)業(yè)補(bǔ)助與激勵(lì)機(jī)制的基礎(chǔ)上，不斷改善本地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)水、提質(zhì)以及增效的目標(biāo)。

例如結(jié)合國家的政策補(bǔ)貼資金，可以在節(jié)水設(shè)備以及節(jié)水工程上提供必要的傾斜，如針對(duì)采購節(jié)水型設(shè)備的農(nóng)戶提供財(cái)政補(bǔ)貼等；或者針對(duì)膜上灌技術(shù)改造的農(nóng)田提供支持，通過上述方法可以激發(fā)農(nóng)戶開展農(nóng)田節(jié)水改造的積極性，提高地區(qū)節(jié)水工程整體水平。

2.3 強(qiáng)化管理，打造節(jié)水灌溉體系

要求工作人員能夠從全局角度出發(fā)，根據(jù)地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀形成節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，在做好資源整合的基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程建設(shè)情況做統(tǒng)籌管理，充分發(fā)揮全體種植戶與各級(jí)技術(shù)人員的主觀能動(dòng)性，保證農(nóng)田水利工程項(xiàng)目建設(shè)工作順利開展。同時(shí)要形成統(tǒng)一化的節(jié)水與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，在堅(jiān)持規(guī)范管理的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持從地區(qū)實(shí)際情況推廣科學(xué)推廣節(jié)水工藝。例如工作人員可以在了解本地區(qū)地形地貌、土壤特性的基礎(chǔ)上選擇性推廣噴灌或者溝灌技術(shù)等，使節(jié)水工程能夠發(fā)揮更大的效益。最后，工作人員也要形成相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，對(duì)于生產(chǎn)中能夠主動(dòng)執(zhí)行節(jié)水號(hào)召的工作人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，而針對(duì)農(nóng)田灌溉中的浪費(fèi)問題進(jìn)行懲處。必要時(shí)可引進(jìn)先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和設(shè)備，建立起嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)管機(jī)制，為農(nóng)田灌溉節(jié)水措施及設(shè)施的應(yīng)用提供保障。

2.4 完善技術(shù)落地前的準(zhǔn)備工作

在技術(shù)落地前，相關(guān)技術(shù)對(duì)外部環(huán)境的要求較低，但是為確保效果，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步完善各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，具體包括：一是了解區(qū)域農(nóng)田的實(shí)際情況，掌握農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境要求、地勢(shì)地貌特征等。所以相關(guān)部門應(yīng)指派工作人員對(duì)農(nóng)田水利工程項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，相關(guān)人員能夠在深入農(nóng)田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查之后，堅(jiān)持從全面性角度出發(fā)評(píng)估農(nóng)田發(fā)展環(huán)境，最終選擇最理想的農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)，進(jìn)而盡量縮小因?yàn)樗Y源分布不均造成的農(nóng)作物產(chǎn)量差異。二是做好配套設(shè)置建設(shè)，針對(duì)各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施不足的問題，如設(shè)備老化等問題可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，所以在技術(shù)落地準(zhǔn)備階段需要做好相關(guān)項(xiàng)目的資金投入，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的農(nóng)機(jī)設(shè)備支持。

2.5 強(qiáng)化總量控制與定額管理

應(yīng)該在現(xiàn)有已經(jīng)推廣的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的基礎(chǔ)上做好農(nóng)業(yè)灌溉運(yùn)行管理工作，能夠在改進(jìn)地區(qū)農(nóng)業(yè)供水方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)近幾年農(nóng)業(yè)用水量變化實(shí)施嚴(yán)格的用水總量與定額控制等，例如在節(jié)水項(xiàng)目建設(shè)后應(yīng)針對(duì)節(jié)水工程的節(jié)水效率對(duì)節(jié)水量做進(jìn)一步控制，或者通過水資源有償補(bǔ)用制度來提升農(nóng)業(yè)用水效益。在必要情況下可選擇在灌溉渠布設(shè)土壤墑情檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)農(nóng)田灌溉情況進(jìn)行監(jiān)督與評(píng)價(jià)，如統(tǒng)計(jì)毛灌溉量、節(jié)水效果等，通過相關(guān)數(shù)據(jù)能夠顯著提升農(nóng)業(yè)灌溉水利用水平。

2.6 做好灌區(qū)配套設(shè)施改建工程

該工作中應(yīng)做好節(jié)水設(shè)施的改進(jìn)，例如做好灌區(qū)的輸配水渠道建設(shè)、田間工程、灌區(qū)引水渠等，針對(duì)本地區(qū)高耗水量的行業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理，完善相應(yīng)的配套管理措施，并在積極推動(dòng)節(jié)水灌區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮工程示范與引導(dǎo)作用，進(jìn)而進(jìn)一步提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利工程節(jié)水質(zhì)量。同時(shí)為提高節(jié)水質(zhì)量，相關(guān)人員還應(yīng)該重視自動(dòng)化設(shè)備、地理信息遙感技術(shù)以及水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用，確保能夠支持當(dāng)?shù)毓?jié)水灌溉工作開展。

3 結(jié)語

為了能夠順應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，相關(guān)人員應(yīng)該了解農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的新方向，在堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性，利用現(xiàn)代化的節(jié)水灌溉技術(shù)來提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，進(jìn)而更好地幫助當(dāng)?shù)鼐用衩撠氈赂?，?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)。