淺談農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中的節(jié)水措施*

王 森

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

農(nóng)業(yè)水利工程具有周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、規(guī)模大的特點(diǎn)，所以單純就解決問(wèn)題而言，大量興修農(nóng)業(yè)水利工程并不是一個(gè)好辦法。現(xiàn)階段，如何通過(guò)采取有效的節(jié)水措施，在保證農(nóng)業(yè)灌溉需求的前提下，降低用水量，讓現(xiàn)有水利工程滿足更多的農(nóng)業(yè)灌溉需求，成為人們重點(diǎn)關(guān)注和思考的問(wèn)題。

1 農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中存在的問(wèn)題

1.1 缺乏合理的節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)

很多設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)水灌溉的設(shè)計(jì)脫離實(shí)際，一味地依靠現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料，忽視了農(nóng)業(yè)發(fā)展的變化和實(shí)際需求。而且部分節(jié)水灌溉的設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)主義嚴(yán)重，設(shè)計(jì)過(guò)程甚至?xí)鲆暭夹g(shù)框架，不管節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的節(jié)水灌溉產(chǎn)品，不僅不能起到節(jié)水作用，反而會(huì)給農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重影響，是一種對(duì)社會(huì)公共資源的嚴(yán)重浪費(fèi)[1]。

1.2 沒(méi)有協(xié)調(diào)好建設(shè)和管理的關(guān)系

現(xiàn)階段，我國(guó)已在很多地方開(kāi)始了大規(guī)模的水利灌溉工程建設(shè)，相關(guān)政府部門也開(kāi)始思考，如何對(duì)已投入使用的灌溉工程進(jìn)行科學(xué)有效的管理。但是，水利灌溉工程的管理需要由具備高專業(yè)技術(shù)水平和綜合素質(zhì)能力強(qiáng)的人員來(lái)管理，且管理工作也需滿足系統(tǒng)性和科學(xué)性要求。然而，很多地方存在著重建設(shè)輕管理的現(xiàn)象，加之缺乏專業(yè)管理人才，所以，這些大規(guī)模的農(nóng)業(yè)水利節(jié)水工程，在投入使用后，無(wú)法得到有效管理，在各種外界因素的干擾下，節(jié)水工程的使用壽命大大縮短，極大地阻礙了節(jié)水作用的發(fā)揮。

1.3 種植結(jié)構(gòu)不合理

在部分地區(qū)，節(jié)水灌溉工程在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，確實(shí)起到了節(jié)水的作用，提高了水資源的利用率?？墒牵捎诓糠洲r(nóng)民的種植知識(shí)儲(chǔ)備量不足，采用的種植方式還比較傳統(tǒng)，農(nóng)田作物的種植和灌溉工程的使用不能有效搭配。所以，綜合來(lái)看，灌溉工程的實(shí)際覆蓋率并不高，一定程度上降低了水利灌溉工程的社會(huì)效益。

2 農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水的措施

2.1 優(yōu)化節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)

政府需要嚴(yán)格要求節(jié)水工程的設(shè)計(jì)者，讓他們提供設(shè)計(jì)思路來(lái)源，提供可以證明設(shè)計(jì)有效性的紙質(zhì)版或電子版資料，確保設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出來(lái)的內(nèi)容是從實(shí)際出發(fā)得來(lái)的，設(shè)計(jì)報(bào)告中需要包含設(shè)計(jì)應(yīng)用的實(shí)際環(huán)境、設(shè)計(jì)成本、應(yīng)用后帶來(lái)的實(shí)際效益、設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)來(lái)源、整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的草稿等等，結(jié)合這些內(nèi)容，最終確定上交的節(jié)水設(shè)計(jì)是否值得投放和應(yīng)用。相關(guān)政府部門可以通過(guò)審查這些內(nèi)容，約束設(shè)計(jì)人員，督促他們腳踏實(shí)地地工作，避免脫離實(shí)際，給農(nóng)業(yè)水利工程的建設(shè)帶來(lái)不好的影響，造成社會(huì)資源的浪費(fèi)[2]。

新技術(shù)條件下，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)該把渠道運(yùn)輸水資源作為一種主要手段。但這種手段存在滲水嚴(yán)重、穩(wěn)定性差等隱患，并且運(yùn)輸過(guò)程中也有很多技術(shù)不完善，但凡發(fā)生滲透就會(huì)造成至少有一半運(yùn)輸?shù)乃焕速M(fèi)，因此，渠道運(yùn)輸水資源是推進(jìn)節(jié)水工程發(fā)展中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。相關(guān)政府部門可以發(fā)動(dòng)各自區(qū)域的專業(yè)人才，針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)渠道防滲工作進(jìn)行強(qiáng)化，提高水資源的運(yùn)輸率和使用率。

低壓管灌是農(nóng)田作業(yè)中灌溉工作的一種運(yùn)作模式。采用價(jià)格較為低廉的管道進(jìn)行水資源運(yùn)輸，不僅能夠達(dá)到完全替代明渠輸水的效果，還能夠有效避免水資源浪費(fèi)，是非常值得推廣的一種灌溉節(jié)水方法。有關(guān)政府部門可以讓節(jié)水設(shè)計(jì)人員，以這種節(jié)水方式為例，讓他們盡可能地設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的節(jié)水產(chǎn)品。

2.2 提高節(jié)水工程建設(shè)的投資力度

集體投資、農(nóng)民融資和國(guó)家援助建設(shè)是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中節(jié)水建設(shè)的主要資金來(lái)源。由節(jié)水工程的功能決定，該工程具有工期長(zhǎng)、花費(fèi)高、規(guī)模大的特征，所以每開(kāi)展一次節(jié)水工程建設(shè)，就需要一次性投入大額資金，僅僅依靠國(guó)家補(bǔ)貼的這一部分資金遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，剩余的絕大部分資金只能通過(guò)自籌方式來(lái)獲得。所以，各地方政府需要采取實(shí)際行動(dòng)，將節(jié)水工程作業(yè)納入重要議程，為該工程制定一個(gè)專門的制度，或以政策，或以資本，再或者以其他支持為切入點(diǎn)，重視節(jié)水工程，引導(dǎo)社會(huì)資本投入到節(jié)水工程建設(shè)中來(lái)。

2.3 完善農(nóng)業(yè)管理體系

制定和實(shí)施科學(xué)專業(yè)的管理方案，是促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展的重要手段。在日常工作中，政府相關(guān)部門要不斷地梳理農(nóng)業(yè)節(jié)水方面的法律法規(guī)，對(duì)其進(jìn)行合理的完善，給節(jié)水工程的發(fā)展和農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的優(yōu)化提供有力支持。節(jié)水是為了更好地利用水資源，讓有限的水資源可以在節(jié)水工程的作用下，發(fā)揮出最大的作用。所以，對(duì)水資源進(jìn)行檢測(cè)必不可少，除了對(duì)地表水進(jìn)行檢測(cè)外，尤其要注意對(duì)地下水進(jìn)行檢測(cè)，以防在開(kāi)采地下水的過(guò)程中發(fā)生泄漏，造成水資源的浪費(fèi)。對(duì)于地表水，需要協(xié)調(diào)好上游和下游的用水量，充分發(fā)揮水庫(kù)作用，做好地表水儲(chǔ)存，降低地表水的蒸發(fā)流失量[3]。

對(duì)灌溉而言，政府相關(guān)部門需要加強(qiáng)灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)，為農(nóng)田灌溉工程提供專業(yè)性人才，結(jié)合需要灌溉區(qū)域的實(shí)際情況，制定合適的施工方案，并在施工過(guò)程中，安排專門的人員進(jìn)行施工監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，盡快解決問(wèn)題，確保灌溉工作的順利進(jìn)行。另外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物的產(chǎn)量和需水量?jī)烧咧g并沒(méi)有絕對(duì)關(guān)系。同品種農(nóng)作物，在產(chǎn)量相同情況下，它們之間的用水量最高可以有兩倍的差量，所以，政府相關(guān)部門可以從這個(gè)角度出發(fā)，改進(jìn)灌溉技術(shù)。除此之外，政府有關(guān)部門還要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的農(nóng)業(yè)種植知識(shí)的儲(chǔ)備情況。很多農(nóng)民的種植方式還非常傳統(tǒng)，這樣一來(lái)種植的農(nóng)作物不能最大限度地發(fā)芽、成長(zhǎng)，農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)，那么即使灌溉節(jié)水工程已經(jīng)是最優(yōu)化，在這樣的農(nóng)田里水資源也會(huì)被浪費(fèi)。因此，政府部門應(yīng)該組織專業(yè)人士向農(nóng)民了解他們的種植方式、種植習(xí)慣，而后總結(jié)問(wèn)題，組織農(nóng)民學(xué)習(xí)現(xiàn)代化的優(yōu)質(zhì)種植方法，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，改善農(nóng)作物種植不合理的情況，配套建設(shè)農(nóng)田灌溉節(jié)水設(shè)計(jì)，充分利用水資源，更好地促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。政府也可以在平時(shí)不斷地給農(nóng)民宣傳推廣好的種植方法，讓農(nóng)民自己琢磨，推動(dòng)地方農(nóng)作物種植的高效發(fā)展，助力農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)又快又好地發(fā)展[4]。

3 各種類型節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)

3.1 滲灌節(jié)水技術(shù)

滲灌節(jié)水技術(shù)是一種地下灌溉的技術(shù)類型，操作流程為利用地下管道，將水輸入到田地下面的滲水管內(nèi)或是鼠洞內(nèi)，應(yīng)用毛細(xì)原理，讓田地土壤逐漸濕潤(rùn)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的節(jié)水灌溉。在這個(gè)過(guò)程中，工作人員需要結(jié)合農(nóng)作物對(duì)于水資源的實(shí)際需求，利用埋設(shè)在農(nóng)作物根部位置的灌水器，開(kāi)展定時(shí)和定量的滲灌工作，因?yàn)楣喔仁褂玫乃夹枰?jīng)過(guò)管道流進(jìn)土壤內(nèi)，這些水不會(huì)被陽(yáng)光直接照射，因此不會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)損耗的現(xiàn)象，能夠在達(dá)到節(jié)水目的的同時(shí)有效地灌溉農(nóng)田[5-6]。但在灌溉工作中，工作人員需要保證土壤浸潤(rùn)層的含水率始終保持在飽和含水率以下，防止對(duì)農(nóng)作物的根部造成危害，不利于滲灌效果。另外，由于滲灌系統(tǒng)的管道大多都鋪設(shè)在地下，因此滲灌系統(tǒng)不會(huì)占據(jù)土地面積，并且在灌溉的過(guò)程中也不會(huì)影響農(nóng)事活動(dòng)的正常開(kāi)展。滲灌節(jié)水技術(shù)適合應(yīng)用在地下水較深以及浸潤(rùn)土層透水性良好的地區(qū)，但是因?yàn)闈B灌技術(shù)應(yīng)用的管道大部分都比較薄，因此滲灌技術(shù)不適合應(yīng)用在地下害蟲(chóng)非常多的位置，避免害蟲(chóng)損壞滲灌管道，導(dǎo)致漏水問(wèn)題的發(fā)生。結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)看，滲灌技術(shù)一般應(yīng)用在大田作物的栽培以及溫室大棚的種植工作之中。在大田作物栽培工作中應(yīng)用滲灌技術(shù)，首先種植人員需要在每壟土開(kāi)挖一個(gè)10 cm～15 cm寬的溝，把滲灌管放置在溝內(nèi)，然后進(jìn)行播種。針對(duì)北部干旱地區(qū)，這種灌溉技術(shù)僅僅需要漫灌四分之一的水量就可以保證幼苗的生長(zhǎng)。在溫室大棚的種植中，種植人員要為滲灌系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)距離地面1 cm高的水箱，方便進(jìn)行重力滲灌。應(yīng)用滲灌技術(shù)，灌溉水不會(huì)暴露在地表上面，因此能夠有效地減少冬季時(shí)棚膜上的水滴，防止結(jié)霜問(wèn)題，提高棚膜的透光性，為農(nóng)作物提供充足的光照能源。

3.2 滴灌節(jié)水技術(shù)

在農(nóng)業(yè)灌溉中，滴灌節(jié)水技術(shù)應(yīng)用廣泛，其中內(nèi)鑲片式滴灌技術(shù)是滴灌系統(tǒng)中的核心。內(nèi)鑲片式滴灌技術(shù)的基本特點(diǎn)在于滴灌帶中的超薄管道壁。一般情況下，管道壁的厚度越薄，滴灌的效果就會(huì)越好。目前，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的滴灌帶管道壁厚度為0.2 cm，基于技術(shù)層面分析，內(nèi)鑲片式滴灌帶的管道壁厚度目前已經(jīng)達(dá)到了0.15 cm。但結(jié)合實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，內(nèi)鑲片式滴灌帶的管道壁非常薄，在節(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中容易受到浪涌和空氣的影響，導(dǎo)致管道變形或是損壞，進(jìn)而對(duì)滴灌效果造成不利影響。因?yàn)?，需要在?yīng)用內(nèi)鑲片式滴灌技術(shù)之前設(shè)置專門的控制閥門和空氣閥門，減少浪涌與空氣對(duì)管道造成的破壞，提高內(nèi)鑲片式滴灌帶的穩(wěn)固性，保證滴灌節(jié)水技術(shù)的良好應(yīng)用[7-8]。另外，在應(yīng)用過(guò)程中還要針對(duì)滴灌帶的安裝進(jìn)行監(jiān)制，保證管道材料的應(yīng)用符合標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用效果。膜下滴灌也是滴灌節(jié)水技術(shù)中應(yīng)用率較高的一項(xiàng)技術(shù)，指的是將地膜栽培技術(shù)和滴灌帶相結(jié)合，從而形成一種更具完善性的滴灌系統(tǒng)。傳統(tǒng)的滴灌技術(shù)雖然能夠減少用水量，但是不能有效地防止水分蒸發(fā)的問(wèn)題。應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)能夠利用覆蓋地膜的方式提高地表溫度，減少土壤中的水分蒸發(fā)，優(yōu)化滴灌技術(shù)的節(jié)水效果。另外，種植人員還可以應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，將容易溶解的肥料隨著灌溉水流進(jìn)土壤之內(nèi)，讓農(nóng)作物的根部充分接觸肥料，吸收充足的養(yǎng)分，進(jìn)而提高肥料的利用率。

3.3 微噴灌節(jié)水技術(shù)

微噴灌節(jié)水技術(shù)是一種灌溉節(jié)水技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的技術(shù)類型，這種技術(shù)以節(jié)水作為內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了人為遠(yuǎn)程操控灌溉的目標(biāo)，能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉工程向著智能化和先進(jìn)化的方向發(fā)展與進(jìn)步。該技術(shù)的應(yīng)用為精準(zhǔn)化灌溉信息系統(tǒng)的建設(shè)提供了有利條件，工作人員可以使用該系統(tǒng)針對(duì)每塊需要灌溉的土地進(jìn)行綜合控制，提高微噴灌溉的精準(zhǔn)性，與此同時(shí)，微噴灌溉系統(tǒng)還將設(shè)備原來(lái)的鋰電池置換成太陽(yáng)能電池，能夠在根本上減少設(shè)備的損耗，提高設(shè)備的使用率[9-10]。同時(shí)微噴灌系統(tǒng)中還會(huì)安置碳制節(jié)點(diǎn)傳感器和制動(dòng)器，提高設(shè)備的自動(dòng)化與可控性，對(duì)水流進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，同時(shí)這些功能都是通過(guò)信息系統(tǒng)的操作實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，能夠提高農(nóng)業(yè)灌溉的便捷性。除此之外，微噴技術(shù)類型中還有一種膜下微噴技術(shù)，指的是聯(lián)合地膜技術(shù)和微噴技術(shù)的新型節(jié)水灌溉技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用需要搭配微噴帶，與傳統(tǒng)微噴帶的厚管壁相比較，膜下微噴技術(shù)的微噴帶出水更加均勻，不容易產(chǎn)生沉淀物質(zhì)，具有良好的節(jié)水性。

3.4 痕量灌溉節(jié)水技術(shù)

目前，在農(nóng)業(yè)灌溉工作中廣泛應(yīng)用的灌溉技術(shù)有噴灌、滴灌和滲灌。這些技術(shù)的應(yīng)用需要選擇最佳的灌溉時(shí)機(jī)，控制好灌溉量，從而實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)水灌溉效果，因此這些灌溉技術(shù)屬于“被動(dòng)式”的灌溉模式。而痕量灌溉節(jié)水技術(shù)是基于微量元素和痕量元素的概念，將控水設(shè)計(jì)與膜材料技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，建立起一個(gè)特殊性的出水末端結(jié)構(gòu)，在農(nóng)作物需要水時(shí)，根部會(huì)發(fā)出吸水信號(hào)，進(jìn)而對(duì)土壤施加毛細(xì)力量，出水末端結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管會(huì)對(duì)信號(hào)作出相應(yīng)的反應(yīng)，并以每小時(shí)10 mL～200 mL的速度進(jìn)行灌溉，讓植物吸收充足的水分，保證植物能夠健康地成長(zhǎng)。同時(shí)，痕量灌溉不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的灌溉水滲漏問(wèn)題的發(fā)生，也不會(huì)導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)。基于該技術(shù)原理，痕量灌溉技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了由被動(dòng)式灌溉模式向主動(dòng)式取水模式的劃時(shí)代轉(zhuǎn)變，其意義十分重大。但是，現(xiàn)階段該技術(shù)仍然在持續(xù)研究階段，還需要繼續(xù)探索和實(shí)踐。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)日益短缺的水資源，合理利用新型節(jié)水澆灌技術(shù)意義重大，需從實(shí)際出發(fā)，對(duì)節(jié)水設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，保證節(jié)水工程建設(shè)順利，做好對(duì)節(jié)水工程項(xiàng)目的管理以及農(nóng)業(yè)灌溉管理，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。