水利抗旱技術(shù)在農(nóng)田灌溉中的推廣應(yīng)用

宋芳蘭

（天水市應(yīng)急救援服務(wù)中心，甘肅 天水 741000）

0 引 言

干旱產(chǎn)生的原因主要是季節(jié)性因素、水土流失因素。為減少干旱給農(nóng)業(yè)種植帶來的影響，需要大面積推廣水利抗旱技術(shù)，在農(nóng)田灌溉中推廣水利抗旱技術(shù)，確保農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入，為人民群眾提供充足的糧食資源。

1 水利抗旱技術(shù)推廣意義

1.1 推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展

農(nóng)業(yè)是我國第一產(chǎn)業(yè)，農(nóng)民的人口基數(shù)大，在國民經(jīng)濟(jì)中占有主導(dǎo)地位，因此，國家一直高度重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。近年來，我國水利工程建設(shè)取得顯著成效，水資源利用方式實(shí)現(xiàn)深層次改革，水利工程的實(shí)施旨在幫助農(nóng)民提高灌溉效果。為進(jìn)一步加快新農(nóng)村建設(shè)步伐，提高城市化建設(shè)進(jìn)程，可以通過組建抗旱服務(wù)組織的方式，開展檢測旱情、推廣節(jié)水抗旱技術(shù)的工作，確保農(nóng)村防旱、抗旱工作的有效性，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展，以此推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展。

1.2 全面促進(jìn)增產(chǎn)增收

干旱會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大影響，近年來，我國部分區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)全年、連年干旱的情況。據(jù)《2022年中國氣候公報(bào)》顯示，當(dāng)年我國氣候總體狀況較差，暖干氣候特征明顯，導(dǎo)致出現(xiàn)人畜飲用水困難、工業(yè)產(chǎn)值減少、糧食減產(chǎn)的情況，這對(duì)我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展造成一定影響[1]。在這種情況下，為增強(qiáng)抗旱能力，國家建設(shè)了一系列的水利工程，大力發(fā)展排灌事業(yè)，確保干旱所造成的經(jīng)濟(jì)損失降到最低，以全面促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收。

1.3 突破傳統(tǒng)生產(chǎn)方式

水利抗旱技術(shù)在農(nóng)田灌溉中的推廣應(yīng)用直接影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成果，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的豐產(chǎn)豐收。所以，要轉(zhuǎn)變農(nóng)民思維，幫助農(nóng)民樹立節(jié)約用水意識(shí)，以此抵抗旱災(zāi)，激發(fā)農(nóng)民主動(dòng)學(xué)習(xí)抗旱灌溉的干勁，將水利抗旱技術(shù)在農(nóng)田灌溉中大力推廣，使農(nóng)民充分感受到突破傳統(tǒng)生產(chǎn)方式帶來的變革[2]。

2 水利抗旱技術(shù)在農(nóng)田灌溉中的推廣應(yīng)用

2.1 噴灌式灌溉

噴灌式灌溉技術(shù)是利用水源落差，或借助水泵和管道系統(tǒng)通過水的壓力將水噴到空中。在農(nóng)田灌溉過程中，先將水加壓，再利用管道輸送有壓力的水至田間，并通過噴頭以細(xì)小水滴的方式將水噴灑在農(nóng)作物上，以使農(nóng)作物得到灌溉。大田農(nóng)作物的灌溉更適合噴灌式灌溉技術(shù)，可以使用噴灌機(jī)進(jìn)行灌溉，以機(jī)械灌溉的方式節(jié)水。當(dāng)前，較為常見的有固定管道式噴灌、半固定噴灌、平移式噴灌機(jī)，近年來，興起的絞盤式噴灌機(jī)被廣泛應(yīng)用到農(nóng)田灌溉中，這種噴灌機(jī)的噴頭是一個(gè)軟管，借助噴灌機(jī)的壓力帶動(dòng)卷盤工作。噴灌式灌溉應(yīng)注意設(shè)計(jì)灌溉路線，在使用過程中需來回移動(dòng)噴灌機(jī)，以達(dá)到最佳灌溉效果。噴灌式灌溉比起大水漫灌技術(shù)，更適合對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉，其操作簡單、節(jié)水性能好，通過自動(dòng)化、現(xiàn)代化技術(shù)及土壤種類的情況，在中央處理器的作用下，即可實(shí)現(xiàn)水肥一體化的灌溉目的。

噴灌式灌溉既可以對(duì)梯田進(jìn)行噴灌，也可以通過軟管噴灌。梯田噴灌的方法是將帆布管接好，順著田埂方向灌溉?？稍陔x田埂80 cm 處架好支架、噴頭，將可控距離控制在100 m，采取先遠(yuǎn)后近的方式進(jìn)行倒退噴灌，將噴頭滾動(dòng)角度設(shè)置為270°，噴灌面積設(shè)在0.8 hm2左右，噴頭的射程能控制上下兩塊梯田田面[3]。軟管噴灌更加適合于山區(qū)，在自壓噴灌環(huán)節(jié)，可借助水的天然壓力通過軟管導(dǎo)流，形成高水低用。自壓噴灌頭對(duì)水頭要求不高，2 kg/cm2壓力即可工作，兩個(gè)人可以操作一根工作管路，一個(gè)人整理線路，另一個(gè)人手持軟管沿著墑溝噴水，在操作過程中，應(yīng)注意減少折疊、扭曲、拖沓，每天每人可噴灌0.07～0.13 hm2。在機(jī)動(dòng)噴霧環(huán)節(jié)，需要結(jié)合機(jī)組的揚(yáng)程大小及地形機(jī)動(dòng)使用，可以一次提水帶動(dòng)軟管噴灌。若揚(yáng)程不夠或地形比較高，應(yīng)強(qiáng)化田間渠系配置后噴灌。軟管灌溉方法分為3 種，即全面噴灌、分行噴灌及定點(diǎn)噴灌，軟管是人工移動(dòng)的，壓力水流會(huì)從管口噴出，經(jīng)過手持式噴頭或人工調(diào)整，以雨點(diǎn)狀的方式分散水流，對(duì)作物進(jìn)行全面灌溉。軟管噴灌還能對(duì)條播套種開展噴灌，集中起水后定點(diǎn)噴灌作物，最大限度地節(jié)約用水。結(jié)合作物品種、播種方法和山區(qū)梯田地塊情況及不同生長期，可以通過差異化的方式進(jìn)行噴灌。如定點(diǎn)噴灌玉米應(yīng)確保泥土濕潤度能維持1 周，確保每穴浸潤深度達(dá)40 cm，相比全面噴灌能節(jié)水55%～70%。

2.2 井灌式灌溉

井灌式灌溉的水源來自地下水，具有輸水時(shí)間短、渠系短的特點(diǎn)，能有效節(jié)約水資源，灌溉時(shí)應(yīng)結(jié)合農(nóng)田水資源的實(shí)際情況，科學(xué)合理安排灌溉位置，通?？梢栽谵r(nóng)田的中心位置開展井灌式灌溉[4]。井灌式灌溉適用于半干旱、干旱地區(qū)，或地面水較多的渠灌也能開發(fā)為井灌，亦或發(fā)展成為渠灌與井灌相結(jié)合的灌溉模式。井灌的方式宜運(yùn)用于易堿易澇區(qū)域，能降低地下水位，有效防止土壤出現(xiàn)鹽漬化、沼澤化。尤其在我國北方地區(qū)，可以充分利用徑流與降雨發(fā)展井灌，以降低水量損失，增擴(kuò)水源，提高灌溉效益，確保適量、適時(shí)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行補(bǔ)水。同時(shí)，地下水的水質(zhì)潔凈，不會(huì)堵塞管道孔眼。但還應(yīng)注意過量開采會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)變壞，地下水位下降，泉水?dāng)嗔?。所以，還應(yīng)對(duì)地下水與地面水相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律進(jìn)行分析，了解農(nóng)田的水文地質(zhì)條件，并對(duì)水井的濾水結(jié)構(gòu)、提水機(jī)具、打井工藝等進(jìn)行研究，確保以最低的造價(jià)建設(shè)出水量大、壽命長、耗能少的水井新系統(tǒng)。

井灌式灌溉包括筒井灌溉、管井灌溉、輻射井灌溉及插管井灌溉。筒井又稱為大口井，其直徑通常在1.5 m 左右，可以在井壁中置入混凝土管或用磚石進(jìn)行砌護(hù)，以濾水井壁進(jìn)行取水。應(yīng)在井底設(shè)置濾水層，謹(jǐn)防泥沙進(jìn)入。筒井建設(shè)簡單，可以就地取材，檢修便利，適用于水頭不高且埋深不大的淺層承壓水，井深通常＜30 m。管井又稱為機(jī)井，其井壁可以用塑料管、鋼管、鑄鐵管、混凝土管制作，用濾水管制作取水部分，井孔與濾水管的中間應(yīng)用濾料進(jìn)行填充，以攔沙濾水。用實(shí)管制作非取水部分?？墒褂灭ね燎蛱畛渚椎沫h(huán)狀間隙及實(shí)管，對(duì)管道進(jìn)行封閉，謹(jǐn)防上下含水層的水混入井中[5]。在下部3～8 m 處設(shè)置沉淀管，以沉淀井中泥沙。埋深較大的非承壓水管井，井深100～500 m，井徑通常應(yīng)小于500 mm。輻射井的運(yùn)用通常在大口井動(dòng)水位以下，將輻射管道安裝在水平集水管道。大口井的實(shí)際用途在于能給輻射管的安裝提供場地，并能集存輻射管中的自來水。輻射管在井筒的周圍均勻分布，通常為5～8 條，根據(jù)土質(zhì)和水量選擇輻射管長度。在黃土地區(qū)，由于輻射孔不會(huì)坍塌，因此，只需安裝輻射孔即可，無需安裝濾水管。大骨料井應(yīng)將骨料粒徑加大，加大至5～10 mm，孔隙增大的情況下，會(huì)使?jié)B透性得到提升，將大量的粉細(xì)砂抽除，增加了井的出水量。含水層顆粒較細(xì)的農(nóng)田適用于大骨料井灌溉，其上部的地層較為堅(jiān)固，能增強(qiáng)節(jié)水性。插管井又稱為對(duì)口抽井，將進(jìn)水管與井管密封連接，在淡水質(zhì)地區(qū)及淺層水豐富的地區(qū)適用。聯(lián)井又被稱為群井，它由2 個(gè)或2 個(gè)以上的筒井，用虹吸管進(jìn)行連接，淺層水不豐富的地區(qū)適合使用聯(lián)井進(jìn)行灌溉。

2.3 滴灌式灌溉

滴灌式技術(shù)的運(yùn)用，能解決水資源污染問題，它運(yùn)用于淡水資源匱乏的地域，能提升農(nóng)田農(nóng)作物的抗旱能力，確保農(nóng)作物始終能獲得充足的水源，以降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。在開展滴灌式灌溉的過程中，要做好準(zhǔn)備工作，可以先分析圖紙，在滿足施工質(zhì)量控制條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)滴灌式灌溉方式，再勘察當(dāng)?shù)氐乃臈l件，以此計(jì)算施工現(xiàn)場滴灌技術(shù)工程的主要參數(shù)。通常需要設(shè)計(jì)放線、開挖、管道安裝等環(huán)節(jié)，以確保不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)層面的偏差。

在施工過程中，應(yīng)做好放線工作，確保放線的精準(zhǔn)性?？梢韵乳_展加壓泵施工作業(yè)，在施工現(xiàn)場加壓泵站應(yīng)用相應(yīng)的測試儀器，并開挖建筑物的基坑中軸線及外部，需明確開挖過程，了解到建筑物自身的覆蓋范圍，結(jié)合具體放線位置，做好現(xiàn)場標(biāo)記工作。為避免開挖過程中出現(xiàn)的誤差，應(yīng)間隔30 m 做一次打樁，確保管道安裝與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相吻合。開挖的過程應(yīng)確保樁號(hào)的完整性，以免影響后期管道鋪設(shè)。滴灌深度應(yīng)確保在0.8 m 以上，滴灌的寬度應(yīng)為0.6 m 以上。在安裝管道環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙安裝，再鋪設(shè)連接管道。在對(duì)地下管道及地面管道進(jìn)行鋪設(shè)的階段，應(yīng)注意結(jié)合埋深的差異，以及兩條管道的分支確定連接模式，通常都會(huì)采取冷接模式。

在對(duì)地下管道進(jìn)行安裝的過程中，通過承插式的方式進(jìn)行連接，確保將閘閥、彎頭、三通及地面支管進(jìn)行連接。在鋪設(shè)地面管道環(huán)節(jié)，需要合理連接支管及地管，確定毛管的安裝范圍及間距，可以將三通安裝在支管的管壁上，確保毛管的穩(wěn)定性。再者，應(yīng)解決三通球閥脫離漏水的問題，可以在安裝管道的過程中做好以下3 個(gè)層面的處理：其一，應(yīng)先清理支管孔眼中的殘?jiān)_保安裝的橡膠止水閥與孔眼吻合，避免由于接觸不良而導(dǎo)致管材膠圈出現(xiàn)漏水的情況。其二，需將滴灌管套安裝在旁通位置，若滴灌管壁較厚，應(yīng)先對(duì)滴灌管套的管口位置進(jìn)行預(yù)熱，在熱脹后再開始安裝。其三，在施工環(huán)節(jié)若發(fā)現(xiàn)地管存在漏水的情況，應(yīng)在周圍布置一個(gè)深坑，并露出管道連接口，再將地管拆卸。還應(yīng)及時(shí)修理損壞部位，如在管道的損壞位置涂抹生膠，再將管道擰緊。在施工驗(yàn)收階段，應(yīng)注意避免二次返工現(xiàn)象，驗(yàn)收其是否與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符合，包括驗(yàn)收滴灌系統(tǒng)的合理性、滴灌設(shè)備的質(zhì)量、管道的試壓與復(fù)查，以此最大限度地降低事故概率，延長滴灌式灌溉技術(shù)的使用壽命。

2.4 防滲式灌溉

防滲式灌溉對(duì)水庫灌溉較為合適，水庫蓄水含量通常較少，無法實(shí)現(xiàn)再生或循環(huán)，它的工作原理是將防滲薄膜加入農(nóng)田中，避免出現(xiàn)無故浪費(fèi)水資源的情況。農(nóng)田實(shí)施防滲技術(shù)大都會(huì)利用石塊、混凝土等建立專有的通水渠道，以提升防滲效果。防滲式灌溉設(shè)備具有較高的穩(wěn)定性，能長期使用，可以外部貯存水資源。防滲式灌溉技術(shù)在農(nóng)田灌溉中的應(yīng)用，需先勘察并明確水文地質(zhì)條件，通過鉆探或物理勘探以及兩者相結(jié)合的方式進(jìn)行勘探，然后，再評(píng)價(jià)地下水資源，進(jìn)而提出合宜的開采方案。防滲渠道適合在溫度較高的時(shí)間段施工，在開展施工之前，應(yīng)注意先清理原渠道中的樹須、樹根、淤泥等，然后，再進(jìn)行回填、壓實(shí)，繼而開展施工放樣，確保按照?qǐng)D紙要求開展放樣，再進(jìn)行開挖。

應(yīng)提前開挖土方，確保最大限度地降低地基土水分，增加土基強(qiáng)度，降低冬季凍脹的破壞性。在開挖渠道基槽及修整的過程中，需要先清理腐土及淤泥，控制渠道的平整度、尺寸及渠道基槽斷面的高度。對(duì)于一次成型的現(xiàn)澆防滲渠，需要按照其結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行放線，通過人工或機(jī)械培膜的方式夯實(shí)。對(duì)于回填土需要分層夯實(shí)，干容量應(yīng)＞1.55 t/m3，層厚應(yīng)＜20 cm。

防滲渠道的施工對(duì)氣溫有一定的要求，適合在溫暖季節(jié)施工，日平均氣溫在-3～5℃的情況下，需要結(jié)合《水工混凝土施工規(guī)范》開展施工，若日平均氣溫＜-5℃，則應(yīng)停止施工。施工縫的混凝土表面鑿毛，應(yīng)注意先用水沖洗干凈后再進(jìn)行澆注，在濕潤后將10～15 mm 的水泥砂漿在其表面鋪好。在切縫階段，橫縫應(yīng)在3～5 m 為宜，寬度則應(yīng)為1.5～2.5 cm，混凝土澆筑后的6～18 h 可以進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。防滲式灌溉能使渠系水利用率提高0.70%～0.86%，比土渠提高65%左右，具有防滲性強(qiáng)，輸水快等優(yōu)勢。

2.5 信息化噴灌

為確保水利抗旱技術(shù)的有效運(yùn)用，可以與信息技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行噴灌作業(yè)。利用雨情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)、土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)、機(jī)井地下水位檢測系統(tǒng)，根據(jù)氣象相關(guān)數(shù)據(jù)、土壤墑情數(shù)據(jù)信息、機(jī)井分布、地下水位預(yù)警模式等資源提早為抗旱工作提供信息數(shù)據(jù)支持。此外，還要利用信息技術(shù)開展灌溉管理，對(duì)水的采集、水流運(yùn)算等信息進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)作物、氣象、土壤等情況進(jìn)行隨時(shí)觀察，再結(jié)合輸水、配水、含蓄水等方式制定配水計(jì)劃，通過動(dòng)態(tài)配水的形式，達(dá)到精準(zhǔn)灌溉。

在開展信息化灌溉階段，兼顧全局的同時(shí)要就近灌溉，聯(lián)通所有供水管路，并將閥門設(shè)立在每片主管網(wǎng)交界處以控制主管，保證中間噴頭360°旋轉(zhuǎn)、角上噴頭90°旋轉(zhuǎn)，邊緣噴頭180°旋轉(zhuǎn)，在確保噴頭能夠正常工作的前提下，每個(gè)噴頭的噴灑列、行間距為20 m，噴灑半徑為15 m，實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)噴灑，保證噴灑范圍覆蓋交叉。應(yīng)結(jié)合壓力損失情況進(jìn)行分析，管道正常工作壓力應(yīng)設(shè)置在0.25～0.35 MPa 較為合適，最大壓力值不得超過0.60 MPa，若兩行噴頭同時(shí)噴灑，末端噴頭工作壓力為0.21 MPa。

3 結(jié) 語

總之，干旱頻率高、持續(xù)時(shí)間長、影響范圍廣，已成為影響我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，也是導(dǎo)致農(nóng)作物欠收、減產(chǎn)的最主要原因。因此，需大力發(fā)展水利工程，應(yīng)用信息化抗旱技術(shù)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)旱災(zāi)，對(duì)旱災(zāi)詳情能夠充分了解，制定合宜的抗旱方案，結(jié)合抗旱技術(shù)灌溉農(nóng)田，并通過噴灌式、井灌式、滴灌式、防滲式、信息式等多元化的灌溉手段完成農(nóng)田灌溉工作，實(shí)現(xiàn)抗旱灌溉的現(xiàn)代化、及時(shí)化，確保灌溉效率與質(zhì)量得到雙重提升，使因旱災(zāi)導(dǎo)致的損失能夠降到最低，保證農(nóng)民利益。