農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)探討

宋秀平

摘要：我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，地大物博，資源豐富。然而，伴隨著各個(gè)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，使得資源也在不同程度的損耗，尤其是在農(nóng)田水利工程中，農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，相關(guān)單位在開展該工程設(shè)計(jì)的過程中須確保嚴(yán)謹(jǐn)性。本文概述了農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)及農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并以闡述基于農(nóng)田水利節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)，探討了節(jié)水技術(shù)在農(nóng)田水利和節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，并對(duì)農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)的實(shí)施進(jìn)行了展望。希望能夠?yàn)檗r(nóng)田水利工程建設(shè)提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利；節(jié)水灌溉工程；工程設(shè)計(jì)

0 引言

我國(guó)幅員遼闊，水資源分布存在顯著的區(qū)域差異，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受水資源分布的影響較大，因此農(nóng)田水利灌溉具有十分重要的意義。我國(guó)灌溉技術(shù)發(fā)展歷史悠久，農(nóng)民及相關(guān)技術(shù)人員具有豐富的灌溉經(jīng)驗(yàn)，但目前農(nóng)田水利灌溉還面臨著制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一些問題。因此，有必要對(duì)農(nóng)田水利和節(jié)水灌溉的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面改進(jìn)。

1 農(nóng)田水利灌溉節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)田灌溉工程的節(jié)水要求，在滿足作物正常生長(zhǎng)的前提下，應(yīng)盡量減少其在水資源中的應(yīng)用。圍繞這一要求，為農(nóng)田灌溉和水資源保護(hù)工程制定標(biāo)準(zhǔn)。一是滿足水利設(shè)計(jì)保障率。該指標(biāo)是指單位農(nóng)田水利工程的運(yùn)行期，農(nóng)用的用水需求可以達(dá)到全年的一定比例，一般將這一比例定為80%，即如果農(nóng)田水利灌溉工程需要用100年，那么能保證農(nóng)田用水需求80年，其余20年由于氣候或其他不可抗力因素，農(nóng)田灌溉項(xiàng)目可能無法滿足對(duì)農(nóng)田的充足用水需求。在此基礎(chǔ)上，農(nóng)田水利灌溉設(shè)計(jì)者和建設(shè)者應(yīng)綜合考慮農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)注意工程所在地的水源和農(nóng)田植物的用水需求。農(nóng)田水利儲(chǔ)備程度、農(nóng)田水利灌溉工程水利設(shè)計(jì)保障率標(biāo)準(zhǔn)也不同，在較干旱的農(nóng)田中，此值的范圍為50%到80%，對(duì)于水資源豐富的農(nóng)田，此值應(yīng)保證在70%到90%之間。第二，旱季過后的日子。該指標(biāo)是指單位農(nóng)田面臨無雨干旱的天數(shù)，這些干旱不僅通過農(nóng)田灌溉工程，而且通過供應(yīng)周邊地區(qū)的水庫(kù)和水庫(kù)來保障農(nóng)田的灌溉需求。假設(shè)單位農(nóng)田可以通過水利設(shè)施和儲(chǔ)備滿足80d的農(nóng)田灌溉需求，農(nóng)田灌溉工程應(yīng)按照旱季80天的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)節(jié)水工程，確保單位農(nóng)田灌溉持續(xù)進(jìn)行。

2 節(jié)水技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 低壓管道技術(shù)

低壓管道輸出是一種比較常見的農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術(shù)，通過連接管道系統(tǒng)與天然水源，通過低壓系統(tǒng)將天然水源引向農(nóng)田灌溉。與傳統(tǒng)的水路灌溉模式相比，低壓管道技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于通過管道應(yīng)用，大大減少了蒸發(fā)、滲漏造成的用水浪費(fèi)，提高了資源利用率。實(shí)例證明，與傳統(tǒng)的水路灌溉方式相比，采用低壓管道工程進(jìn)行玉米田灌溉，單位時(shí)間節(jié)水13%，玉米田產(chǎn)量平均提高20%。此外，利用低壓管道技術(shù)建立的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)可以有效節(jié)約地面空間，提高土地資源的利用效率，使節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用更加穩(wěn)定高效。

2.2 噴灌技術(shù)

灌溉技術(shù)是一種節(jié)水技術(shù)，適用于的農(nóng)田水利灌溉工程應(yīng)用，有效地提高了灌溉效率和資源利用率，大大改變了傳統(tǒng)的農(nóng)田澆灌方式。灌溉技術(shù)是應(yīng)用專業(yè)設(shè)備輸送水源，并在農(nóng)田上噴灑，情境類似于雨滴自然灌溉。噴灌設(shè)備噴灑的水滴是小水滴，滲透到農(nóng)田作物深處，確保農(nóng)田作物吸收平衡水分，保證作物生長(zhǎng)。例如，在利用過度支出避免地下水資源枯竭的地區(qū)，可以利用這種節(jié)水技術(shù)建設(shè)中小農(nóng)田灌溉工程，在合理預(yù)算內(nèi)優(yōu)化項(xiàng)目規(guī)劃，降低成本支出，同時(shí)確保節(jié)水灌溉效果。以麥田灌溉為例，采用噴灌技術(shù)保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，與傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉工作方法相比，小麥年產(chǎn)量增長(zhǎng)15%以上，節(jié)水明顯，節(jié)水率高達(dá)40%，在一定程度上提高了耕地面積的利用效率。與低壓管道技術(shù)相比，采用灌溉技術(shù)建設(shè)的農(nóng)田水利灌溉工程具有較好的節(jié)水效果，但由于成本高，在地下水嚴(yán)重短缺的地區(qū)，采用該技術(shù)建設(shè)農(nóng)田灌溉工程，一般在缺水地區(qū)應(yīng)用低壓管道技術(shù)等節(jié)水技術(shù)是合適的。

2.3 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)得到了全國(guó)許多地區(qū)農(nóng)民的響應(yīng)和支持，利用微灌技術(shù)建立的中小型農(nóng)田灌溉工程在實(shí)踐中取得了一系列優(yōu)異成績(jī)。與傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)相比，該技術(shù)的特點(diǎn)是應(yīng)用具有農(nóng)田壓縮水輸送的專業(yè)設(shè)備，將水滴注入作物根部，采用專業(yè)設(shè)備更有效地應(yīng)用水資源。微灌技術(shù)的應(yīng)用方法有滴灌、微噴灌等多種方法，具有以微灌技術(shù)為基礎(chǔ)的內(nèi)在技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以微灌技術(shù)為核心的中小農(nóng)田灌溉工程在農(nóng)業(yè)節(jié)水、增產(chǎn)等多方面取得了顯著成效。微灌技術(shù)的應(yīng)用需要以專業(yè)的微灌設(shè)備為基礎(chǔ)，比較灑水灌溉技術(shù)的設(shè)備和技術(shù)要求，微灌水利工程成本巨大，因此，能更有效地利用水資源，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，該技術(shù)對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展具有顯著優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)階段高成本的推廣，仍然有很多困難。

3 農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)工作的實(shí)施

3.1 渠道防滲漏設(shè)計(jì)

實(shí)際情況表明，現(xiàn)今我國(guó)大部分農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)田灌溉還是運(yùn)用的過去的渠道運(yùn)水、渠道輸水的模式。但是這種傳統(tǒng)的輸水方式存在一個(gè)很大的弊端，就是水在通過土渠運(yùn)輸?shù)倪^程中很容易蒸發(fā)或者泄露，根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這些在運(yùn)輸過程中流失掉的水大約就占了運(yùn)水量的一半甚至一半以上，導(dǎo)致最終到達(dá)農(nóng)田的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足農(nóng)作物對(duì)水的需求，耽誤了最佳的灌溉時(shí)機(jī)，一定程度上對(duì)農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。因此，解決土渠輸水過程中的水的流失就成了節(jié)水灌溉工程相關(guān)設(shè)計(jì)人員工作的重中之重。渠道防滲漏技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。一般來說，渠道防滲漏技術(shù)指的是利用混凝土等等防滲的建筑材料對(duì)土渠進(jìn)行改造，再在渠道內(nèi)部鋪上塑料或者是pvc等等材料進(jìn)一步防止渠道中水的滲漏。對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行渠道防滲設(shè)計(jì)改造后，有效減少了輸水量的流失，節(jié)約了灌溉成本，還方便農(nóng)民對(duì)土渠進(jìn)行日常管理和維護(hù)，是一舉多得的好事。

3.2 滴灌設(shè)計(jì)

一般情況下，滴灌指的是在塑料管道上按照需要灌溉農(nóng)田的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)好多個(gè)大約直徑為十毫米的孔口或者是滴頭，然后把毛管根據(jù)先前計(jì)劃好的位置擺放好后，對(duì)農(nóng)作物的根部進(jìn)行灌溉的一種方式。這種滴灌設(shè)計(jì)是目前干旱地區(qū)農(nóng)民最喜歡的一種有效的節(jié)水灌溉的技術(shù)。實(shí)際調(diào)查顯示，在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程中采用滴灌的設(shè)計(jì)可以大幅度提高水資源的利用率，甚至達(dá)到了90%這樣令人震驚的數(shù)字。與噴灌方式相比，滴灌可以與施肥工作配合進(jìn)行，提高農(nóng)民的農(nóng)作效率，還能夠提高肥料的作用，是擁有多重功效的一種節(jié)水灌溉方式。除了前面提到的干旱缺水地區(qū)的大田作物灌溉之外，人們還經(jīng)常在蔬菜大棚里、花的種植基地中運(yùn)用滴灌技術(shù)，這些農(nóng)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益比較高，能夠承受滴灌工程的前期建設(shè)和后期維護(hù)較高的費(fèi)用。但是滴灌設(shè)計(jì)也不是十全十美的，它還是有部分缺點(diǎn)的。比方說，因?yàn)楹娃r(nóng)作物接觸面積較大、灌溉水中含有的雜質(zhì)比較多等等原因?qū)е鹿艿郎系目卓诤苋菀桩a(chǎn)生泥溝，從而妨礙水的正常流出甚至直接堵塞住滴頭。所以，采用滴灌方式的工程對(duì)于灌溉水源的水質(zhì)要求比較高，水一般要經(jīng)過一些過濾步驟才能用于滴灌農(nóng)田。

3.3 管道材質(zhì)和管徑設(shè)計(jì)

管道的輸水方式直接影響農(nóng)田灌溉工程的節(jié)水效果，選擇合適的材料和管道直徑管道，避免水資源浪費(fèi)，最大限度地提高灌溉效率。目前，應(yīng)用于農(nóng)田灌溉工程的管道主要有PVC管、PE管、玻璃鋼管等多種類型，PVC管件強(qiáng)度大，連接施工效率高。PE接頭強(qiáng)度最高，但應(yīng)采用焊接方法進(jìn)行管道連接，施工過程成本投入較高。玻璃鋼管速度快，但經(jīng)濟(jì)性差。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)農(nóng)田水利灌溉工程的設(shè)計(jì)要求和施工條件，選擇合適的輸水管道材料。

3.4 嚴(yán)格監(jiān)督設(shè)計(jì)過程

農(nóng)田水利灌溉工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量和性能，必須立足于農(nóng)田水利灌溉工程的使用和性能的需要，在盡量減少水資源浪費(fèi)的同時(shí)，確保農(nóng)業(yè)種植過程中有足夠的灌溉用水。完成初步設(shè)計(jì)，由專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行評(píng)審，反復(fù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)、施工技術(shù)、工程結(jié)構(gòu)等，確保設(shè)計(jì)方案的可行性。

3.5 優(yōu)化輸水渠道

為保證農(nóng)場(chǎng)蓄水池的高效運(yùn)行，不僅要采用先進(jìn)的灌溉技術(shù)，改進(jìn)灌溉設(shè)備，還要根據(jù)實(shí)際需要增加配水渠道。由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)所用材料的減少和技術(shù)水平的提高，配水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)排水或蒸發(fā)問題，不能適當(dāng)保證灌溉效率，導(dǎo)致水資源的大量浪費(fèi)。因此，鼓勵(lì)農(nóng)場(chǎng)建設(shè)不能簡(jiǎn)單地從引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)開始。為妥善施工，應(yīng)根據(jù)地理?xiàng)l件選用優(yōu)質(zhì)的防滲材料，并根據(jù)農(nóng)作物的灌溉需要科學(xué)規(guī)劃水渠，減少不必要的滲漏損失，提高水資源的利用率。為了組織農(nóng)場(chǎng)的配水渠道和蓄水設(shè)備，在改進(jìn)過程中應(yīng)考慮節(jié)能和效率，以便為澆水植物提供可持續(xù)的運(yùn)輸，并降低后期運(yùn)維管理任務(wù)的難度適當(dāng)?shù)?。推進(jìn)農(nóng)村改革發(fā)展，不僅要加快新農(nóng)村建設(shè)，完善農(nóng)村基本經(jīng)濟(jì)制度，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為基礎(chǔ)，完善節(jié)水和輸水渠道等基礎(chǔ)設(shè)施，創(chuàng)造多元化功能性活動(dòng)。節(jié)約用水得益于現(xiàn)代材料和施工技術(shù)的使用，該系統(tǒng)為減少水資源浪費(fèi)和提高灌溉效率奠定了良好的基礎(chǔ)。配水渠

道作為農(nóng)田水利工程的重要組成部分，不應(yīng)脫離農(nóng)業(yè)發(fā)展過程，而應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要有策略地實(shí)施。根據(jù)灌區(qū)周邊水電站的當(dāng)前容量定級(jí)，做好環(huán)境屏障清除工作，根據(jù)實(shí)際地形、地質(zhì)和土壤設(shè)計(jì)科學(xué)路線，防止滑坡影響水體穩(wěn)定。雨雪風(fēng)暴等惡劣天氣下的服務(wù)提供渠道。同時(shí)，有關(guān)部門要加強(qiáng)配水渠道等蓄水設(shè)施的安全保障，通過設(shè)計(jì)完善的管控系統(tǒng)加強(qiáng)綁定能力，定期組織設(shè)備檢修，確保渠道的正常使用。針對(duì)山體滑坡、渠道滲漏等設(shè)備故障隱患，制定維修方案，不斷改進(jìn)渠道材料和施工工藝，為實(shí)際應(yīng)用提供良好的節(jié)水灌溉基礎(chǔ)。

3.6 因地制宜地選擇和優(yōu)化灌溉技術(shù)

為保持節(jié)水灌溉工程的效率，應(yīng)根據(jù)種植的實(shí)際需要和耕地規(guī)模，選擇和優(yōu)化灌溉方式，以促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量，保持平衡。在灌溉和灌溉方法之間。節(jié)水灌溉工程的發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，而必須以種植農(nóng)作物為基礎(chǔ)，綜合分析地質(zhì)、土壤、經(jīng)濟(jì)條件、天氣氣候等復(fù)雜因素，以收斂為基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的需要，減少不必要的水資源浪費(fèi)。灌溉節(jié)水作為推進(jìn)農(nóng)田節(jié)水體系建設(shè)的重要組成部分，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)體系建設(shè)中具有重要意義。因此，在實(shí)施過程中，應(yīng)結(jié)合農(nóng)業(yè)用水價(jià)值、種植用水量、節(jié)水激勵(lì)支持、灌溉水量等因素，從總體上選擇合適的灌溉技術(shù)。在改善的背景下，科技水平的快速提升帶來了多種形式的節(jié)水灌溉技術(shù)。不同類型的技術(shù)具有不同的特點(diǎn)，其使用領(lǐng)域也不同。灌溉方式主要有噴灌和滴灌。以灌溉技術(shù)為例，可分為脈沖微灌和滴灌。滴灌更適合溫室栽培。種植用封閉式溫室保溫節(jié)水性能好，小水源可在空間循環(huán)，滿足植物生長(zhǎng)需要；脈沖微灌更適合露天農(nóng)場(chǎng)，不能單獨(dú)灌溉。植物的深度在很大程度上，也是為了節(jié)約水資源。灌溉技術(shù)包括灌管灌和灌單元灌兩種，可根據(jù)材料施用等不同因素分為不同的形式。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)實(shí)際需要合理選擇灌溉技術(shù)并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和改進(jìn)，可以有效減少勞動(dòng)力，擴(kuò)大灌溉范圍，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和效益。

4 建設(shè)農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程的重要性

4.1 推動(dòng)新農(nóng)村建設(shè)

節(jié)水灌溉工程是通過科學(xué)的設(shè)計(jì)、技術(shù)的創(chuàng)新以及有效的管理對(duì)農(nóng)田進(jìn)行高效率灌溉的。節(jié)水灌溉工程可以充分滿足農(nóng)作物對(duì)水的需求，還能夠保障光照、氧氣等等必需的生長(zhǎng)條件，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，還能夠降低生產(chǎn)成本，從而在一定程度上增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)推動(dòng)新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化起了重要的作用。

4.2 促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行

建設(shè)農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程既減少了農(nóng)業(yè)灌溉的用水量，還有效緩解了水資源缺乏的問題，改善了農(nóng)村地區(qū)的水土環(huán)境，維護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)中水的健康平穩(wěn)運(yùn)行，有利于農(nóng)作物的健康成長(zhǎng)。推行建設(shè)農(nóng)田水利灌溉工程，是推動(dòng)建設(shè)綠色農(nóng)業(yè)的必要手段，促進(jìn)了綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。在農(nóng)村地區(qū)推廣農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程，對(duì)維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)行這一漫長(zhǎng)而艱巨的任務(wù)有重要意義。

5 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是維系社會(huì)穩(wěn)定和諧的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨缺地少水的問題，嚴(yán)重阻礙著我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，所以，相關(guān)工作人員在進(jìn)行要重視農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程的應(yīng)用設(shè)計(jì)，積極在工程中采用噴灌、滴灌等等節(jié)水技術(shù)，加快技術(shù)研發(fā)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)含量，優(yōu)化農(nóng)田水利灌溉工程設(shè)計(jì)，切實(shí)把農(nóng)田水利灌溉設(shè)計(jì)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用落到實(shí)處，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

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