農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計與灌溉技術(shù)研究

陳生國

摘要 當前，農(nóng)田水利灌溉在國內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中起到的促進作用越來越大。為了最大限度地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，需要重視農(nóng)田水利灌溉工程的建設(shè)和實施，根據(jù)實際情況科學、合理規(guī)劃和設(shè)計農(nóng)田設(shè)計建設(shè)灌溉工程，加大對多元化光刻技術(shù)的應(yīng)用力度和推廣力度，為農(nóng)作物的健康生長營造良好的環(huán)境條件?；诖?，分析了農(nóng)田水利灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計以及灌溉技術(shù)，提出了相關(guān)的優(yōu)化策略，希望為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞 農(nóng)田水利灌溉工程；規(guī)劃設(shè)計；灌溉技術(shù)；優(yōu)化策略

中圖分類號：S277 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0269-03

為實現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的目標，需要在農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)實施的過程中，提高對農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的科學性和合理性，實現(xiàn)對新型灌溉技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用，努力打造精準節(jié)水灌溉系統(tǒng)，滿足農(nóng)作物的灌溉需求，實現(xiàn)對水資源和土地資源的科學、合理利用，推動我國農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計分析

1.1 農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的標準

為進一步提高農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的科學性和合理性，需要在規(guī)劃和設(shè)計前有效明確相關(guān)的標準。當前，針對農(nóng)田水利灌溉工程的規(guī)劃和設(shè)計，我國并未出臺明確統(tǒng)一的標準和規(guī)定。農(nóng)田的灌溉以地表水為主，當?shù)氐臍夂颦h(huán)境條件會直接影響地表水的含量。因此，在農(nóng)田水利工程規(guī)劃與設(shè)計標準制定的過程中需要充分考慮當?shù)氐沫h(huán)境氣候條件，綜合分析當?shù)氐暮恿鲝搅髁壳闆r和當?shù)氐母鱾€季節(jié)的降雨量情況，明確不同季節(jié)不同農(nóng)作物種類對灌溉水量的需求，確保設(shè)計的農(nóng)田水利工程規(guī)劃與設(shè)計標準具有較高的科學性、合理性。

通常水資源利用率（P）是體現(xiàn)農(nóng)田水利工程灌溉合理性的重要標準，各地區(qū)可以根據(jù)水資源的利用率種植適合的農(nóng)作物[1]。如果P>0.8，說明當?shù)氐乃Y源比較充足，能夠滿足農(nóng)作物的用水需求，如果P值比較小，說明當?shù)氐乃Y源利用率較低，不具備充足的水資源，在種植農(nóng)作物過程中需要優(yōu)先考慮一些耐旱能力較強的農(nóng)作物。同時，抗旱天數(shù)也是衡量農(nóng)田水利工程灌溉設(shè)計的一個既定標準，即農(nóng)田水利灌溉設(shè)施在當?shù)剡B續(xù)晴天的天氣情況下可以最大限度地滿足當?shù)剞r(nóng)作物灌溉需求的天數(shù)。因此，在農(nóng)田水利工程規(guī)劃與設(shè)計的過程中，其規(guī)劃與設(shè)計標準的制定離不開以下4個因素：（1）灌溉區(qū)域水源的來源情況；（2）灌溉區(qū)域水利設(shè)施的建設(shè)情況；（3）灌溉區(qū)域農(nóng)作物的種植情況；（4）灌溉區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展情況。全面準確了解以上4個因素后，能夠準確確定農(nóng)田水利工程的整體規(guī)模，進而開展更加科學、合理的規(guī)劃與設(shè)計工作。

1.2 農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的原則

農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計工作開展的過程中還需要遵循相關(guān)的原則。在遵循經(jīng)濟性原則同時還需要分析研究其他的影響因素，確保當?shù)氐母鞣矫姘l(fā)展能夠與農(nóng)田水利灌溉工程的規(guī)劃和設(shè)計保持和諧關(guān)系，最大限度地滿足當?shù)厝诵蟮挠盟枨螅⒆裱踩栽瓌t。安排專業(yè)性的人員開展實地勘察工作，準確了解和掌握各地區(qū)的實際情況，明確其中存在的一些安全隱患，采取相關(guān)的措施避開危險區(qū)域，以免后續(xù)農(nóng)田水利灌溉工程在運行過程中出現(xiàn)危險事故。

此外，還要在規(guī)劃設(shè)計的過程中堅持節(jié)水灌溉的理念，加大對節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用力度，有效整合和應(yīng)用各類資源，提升水資源的利用率。在具體工作落實的過程中需要規(guī)劃和設(shè)計人員重點關(guān)注地下水的綜合應(yīng)用，不斷擴展灌溉渠道，擴大灌溉的覆蓋范圍。綜合考慮和分析農(nóng)田水利灌溉工程所處地區(qū)的地勢情況，并在規(guī)劃和設(shè)計的過程中，充分發(fā)揮當?shù)氐貏萁Y(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，科學、合理設(shè)計排水渠道。

1.3 農(nóng)田水利灌溉工程取水方式的規(guī)劃設(shè)計

取水方式設(shè)計的科學性和合理性直接影響著后續(xù)農(nóng)田水利灌溉工程灌溉的效果。因此在農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的過程中，取水方式的規(guī)劃和設(shè)計是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，需要工作人員加以重視。當前，大部分地區(qū)在農(nóng)田水利灌溉工作開展過程中采用的灌溉方式主要有2種：（1）提水取水灌溉方式；（2）自流取水灌溉方式。灌溉方式設(shè)計需要在這2種灌溉方式的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的優(yōu)化和改進。

自流取水灌溉方式作為最常見的一種農(nóng)田灌溉方式，也是使用率最高的一種灌溉方式，它主要包括2種方式：（1）無壩取水方式；（2）有壩取水方式。無壩取水方式在應(yīng)用過程中需要充分考慮農(nóng)田水利工程的建設(shè)地點。一般建設(shè)地點又分為2種：（1）不建閘地點；（2）有建閘地點。有建閘的取水方式，在灌溉過程中能夠科學、合理地調(diào)整河流的汛期和河流的流量，降低災害發(fā)生的概率，有助于最大限度地發(fā)揮農(nóng)田水利灌溉工程的作用，實現(xiàn)對水利工程的保護。與無壩取水方式相比，有壩取水方式在應(yīng)用過程中，需要根據(jù)實際需求通過堤壩的修筑進一步提升河流的水位，最終達到自流灌溉的目的，同時也增加了農(nóng)田水利灌溉工程的建設(shè)成本。

當前，在有壩取水方式設(shè)計和規(guī)劃的過程中，工作人員經(jīng)常會采用溢流壩的設(shè)計方式，它不僅可以在汛期達到排汛的目的，而且還可以提升河流水位，既實現(xiàn)了對灌溉渠的水流量的有效控制，又實現(xiàn)了引水灌溉的功能，同時還為洪水期的農(nóng)田安全提供了有效的保障。此外，為了避免泥沙進入灌溉渠道還可以科學、合理設(shè)計排沙閘，保障最終設(shè)計和規(guī)劃的取水方式滿足當?shù)剞r(nóng)田水利灌溉的需求。

1.4 農(nóng)田水利灌溉工程灌溉渠的規(guī)劃設(shè)計

在灌溉渠規(guī)劃與設(shè)計的過程中，工作人員既要考慮經(jīng)濟效益又要考慮社會效益，在這基礎(chǔ)上才能夠確保設(shè)計的灌溉渠最大限度地發(fā)揮自身的功能，提高土地資源的利用率。一般在設(shè)計和規(guī)劃灌溉渠的過程中需要嚴格落實以下幾個原則。首先，要堅持自流灌溉的原則，充分發(fā)揮灌溉地區(qū)的優(yōu)勢[2]。規(guī)劃和設(shè)計人員可以選擇地勢較高的地區(qū)合理修建灌溉區(qū)。選擇地勢較低的區(qū)域科學修建排水溝。同時，在設(shè)計過程中還要注重處理高低洼地區(qū)。其次，堅持綜合利用的原則，針對地勢復雜的區(qū)域，可以科學、合理應(yīng)用多種方式，實現(xiàn)對水資源的重復利用，針對地勢平坦的區(qū)域可以在設(shè)計和規(guī)劃過程中采用上下水聯(lián)動的運用方式，確保灌溉渠規(guī)劃設(shè)計的科學性和合理性。

2 農(nóng)田水利灌溉工程的灌溉技術(shù)概況

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展的背景下，農(nóng)田水利灌溉技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。目前，各地區(qū)在農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)和實施的過程中采用的灌溉技術(shù)越來越多元化，且效果良好。由于每個地區(qū)所具備的水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件不同，其對灌溉技術(shù)的需求也存在很大的差異性，具體在實踐過程中還需要根據(jù)實際情況和各地區(qū)的具體需求科學、合理地挑選和應(yīng)用不同的灌溉技術(shù)，確保灌溉技術(shù)使用價值和作用的最大限度發(fā)揮，滿足當?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉的需求。當前，農(nóng)田水利灌溉工程中使用的灌溉技術(shù)主要有以下7種。

2.1 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉工程的應(yīng)用主要是在了解不同農(nóng)作物特征需求的基礎(chǔ)上發(fā)揮管道的作用和價值，向植物的根部輸送需要的水資源，滿足農(nóng)作物的用水需求，促進農(nóng)作物健康生長。當前滴灌技術(shù)在應(yīng)用過程中所具有的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面：（1）能夠合理調(diào)配水資源，提高水資源的利用率；（2）不會嚴重損壞土壤層；（3）滴灌過程中還可以進行施肥，提高農(nóng)作物對肥料的吸收率。為了提高滴灌技術(shù)應(yīng)用的效果，需要設(shè)計人員根據(jù)農(nóng)作物的生長情況，科學、合理地設(shè)計滴灌管道的位置。一般會將滴灌管道的位置設(shè)計在地表下1 m左右的土層位置處，并且需要結(jié)合農(nóng)作物的種植情況科學、合理地布局。此外，還需要合理設(shè)置減壓閥和水泵。減壓閥可以在管道水量充足水壓較大的情況時合理調(diào)控管道的出水量，確保水資源的科學、合理利用，避免出現(xiàn)水資源浪費的情況。

2.2 噴灌技術(shù)

在農(nóng)田水利灌溉工程運行的過程中，噴灌技術(shù)的應(yīng)用概率比較高。此灌溉技術(shù)在應(yīng)用的過程中主要是在水泵的作用下促使水從管道的噴頭中以水霧或水滴的形式噴灑出來。當前噴灌技術(shù)在應(yīng)用過程中所具有的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下4個方面：（1）灌溉比較均勻，能夠滿足農(nóng)作物對水分的需求；（2）具有較強的實用性，適用范圍比較廣，適用于多種地形；（3）可以更好地利用水資源；（4）可以調(diào)節(jié)局部地區(qū)環(huán)境條件。但此灌溉技術(shù)在應(yīng)用過程中也存在一些不足。一方面灌溉的基礎(chǔ)設(shè)施需要投入的成本較大；另一方面在灌溉過程中受到風力的影響，會降低灌溉的效率和質(zhì)量。

2.3 滲灌技術(shù)

滲灌技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉工程中的應(yīng)用主要是利用地下管道向已經(jīng)設(shè)置好的深水管道中輸送相關(guān)的水資源，以達到灌溉農(nóng)作物的目的。與其他的灌溉技術(shù)相比，屬于一種比較先進的前沿性的智能灌溉技術(shù)。當前，在應(yīng)用過程中滲灌技術(shù)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下5個方面：（1）灌溉不會明顯地損害土層結(jié)構(gòu)，灌溉后土層表層仍處于疏松狀態(tài)，不會發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象，有助于農(nóng)作物的良好生長；（2）灌溉過程中地表土層的含水量較低，降低了地表蒸發(fā)所帶走的水分；（3）滲灌管道一般設(shè)置在土層中，不會影響農(nóng)作物種植活動的開展和交通的運行；（4）能夠減少病蟲害的滋生；（5）可以有效控制水流量和動力能耗，提高資源的利用率。但滲灌技術(shù)在應(yīng)用過程中也存在一些不足：（1）表層土層不具備較高的濕度，不利于植物種子健康、高效地生長；（2）需要投入的成本比較高，施工工序比較復雜；（3）在灌溉過程中易發(fā)生深層滲漏問題，當灌溉區(qū)域土層的透水性較好時采用滲灌技術(shù)易發(fā)生高頻率的滲漏問題，降低了水資源的利用率。

2.4 渠道灌溉技術(shù)

渠道灌溉技術(shù)的應(yīng)用歷史比較悠久，其在長期的發(fā)展和實踐過程中也在不斷優(yōu)化和完善。以往在傳統(tǒng)農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)中渠道灌溉技術(shù)的應(yīng)用主要采用的是泥土渠道，即以泥土作為建筑材料修筑渠道，這種渠道在灌溉的過程中易出現(xiàn)水分下滲的情況，不利于水資源的科學、合理利用，導致水資源出現(xiàn)嚴重浪費的情況。當前，在渠道灌溉技術(shù)應(yīng)用過程中人們采用防滲技術(shù)降低了渠道灌溉技術(shù)在應(yīng)用過程中水分下滲問題的發(fā)生概率，提高了水資源的利用率。例如，可以選擇隔水性較好的塑料薄膜設(shè)置在渠道的內(nèi)。不過當前渠道灌溉技術(shù)在應(yīng)用過程中常會受到地形和當?shù)毓喔刃钏枯^高的限制。

2.5 低壓灌溉技術(shù)

低壓灌溉技術(shù)在應(yīng)用的過程中是將采用壓力管道的方式取代了原有的明渠灌溉技術(shù)，一般在灌溉過程中需要有效控制其壓力，確保其處在規(guī)定的范圍內(nèi)。操作和管理比較簡單方便。根據(jù)以往低壓灌溉技術(shù)的應(yīng)用效果來看，其水力參數(shù)達到0.95時具有良好的防滲漏效果，提高水資源的利用率。不過，在具體的實踐過程中，與噴灌技術(shù)和滴灌技術(shù)相比，其節(jié)水性能還需要進一步提升和優(yōu)化。但由于低壓灌溉技術(shù)需要投入的成本較少，灌溉的效率較高，在各地區(qū)農(nóng)作物灌溉過程中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在西北地區(qū)得到了人們的青睞。

2.6 微潤罐技術(shù)

與其他的農(nóng)田水利灌溉技術(shù)相比，微潤灌技術(shù)具有一定的先進性特征。其在具體應(yīng)用的過程中主要是在土層中放置高分子半透膜，然后依靠高分子半透膜將肥料和水源輸送至農(nóng)作物的根部，為農(nóng)作物提供充足的養(yǎng)分和水分，促進農(nóng)作物健康生長。微潤灌技術(shù)的應(yīng)用有效地整合灌溉和施肥，可以達到節(jié)水節(jié)肥的目的。但在其具體應(yīng)用的過程中微潤灌系統(tǒng)的水量較小，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，目前在各地區(qū)農(nóng)作物灌溉過程中并未得到大范圍的推廣和應(yīng)用。

2.7 步行灌溉技術(shù)

當前，步行灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉過程中比較常見。與其他的灌溉技術(shù)相比，其操作比較簡單、方便。不過，在灌溉過程中需要借助拖拉機或三輪車等相關(guān)的機具設(shè)備，通過機具設(shè)備的移動以實現(xiàn)對農(nóng)作物的有效灌溉。此灌溉技術(shù)的適用性較強，適用于所有種類的農(nóng)田灌溉。在實踐過程中不需要修建管道和渠道就可以達到灌溉農(nóng)作物的目的，在一定程度上節(jié)省了灌溉過程中人力、物力的投入，同時還提高了農(nóng)作物灌溉的效率。

3 優(yōu)化農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計效果的措施

3.1 做好規(guī)劃設(shè)計前的準備工作

在農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃與設(shè)計工作開展前，需要做好充足的前期準備工作。務(wù)必要全面準確地了解各地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展情況、環(huán)境條件情況、各地區(qū)的農(nóng)作物種類情況，利用先進的科學技術(shù)掌握灌溉區(qū)域的水文地質(zhì)情況。在實施的過程中，首先，需要在當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃的過程中將農(nóng)田水利灌溉工程列入其中，結(jié)合農(nóng)村的發(fā)展規(guī)劃科學、合理地規(guī)劃和設(shè)計農(nóng)田水利灌溉工程，以此提升當?shù)氐慕?jīng)濟效益和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益[3]。其次，根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及農(nóng)業(yè)灌溉的具體需求，綜合考慮經(jīng)濟效益對施工工藝進行科學、合理的選擇。最后，要借助先進的專業(yè)儀器設(shè)備，全面、準確地搜集相關(guān)的水文地址信息和資料，為后續(xù)規(guī)劃設(shè)計工作的有效開展提供有效的資料支持。

3.2 提高施工工藝、設(shè)備設(shè)施的合理性

一般在農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的過程中會采用定額設(shè)計的方法，也需要嚴格把控灌溉的水量。首先，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)作物的灌溉需求科學、合理地選擇施工技術(shù)和施工工藝，以便更好地掌握灌溉區(qū)域的滴灌定額。其次，需要合理設(shè)計網(wǎng)管結(jié)構(gòu)。在具體設(shè)計過程中需要科學、合理地整合溝渠輸水方式和管網(wǎng)輸水方式，最終以完整的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)出來，確保后續(xù)管道系統(tǒng)在運行的過程中能夠?qū)⑺锤咝Х€(wěn)定的輸送至灌溉區(qū)域。再次，在設(shè)計過程中要深入貫徹和實施節(jié)能理念，綜合考慮各方面的實際情況不斷創(chuàng)新和完善管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在提高水資源利用率的同時最大限度地滿足當?shù)剞r(nóng)作物的用水需求。最后，需要根據(jù)實際合理布置設(shè)施設(shè)備，嚴格檢查農(nóng)田水利工作過程中所用到的相關(guān)設(shè)備，確保其滿足相關(guān)的規(guī)定和標準。進一步優(yōu)化現(xiàn)有的水閘蓄水設(shè)施，確保其能夠在后續(xù)農(nóng)田水利灌溉工程運行的過程中發(fā)揮自身截水作用，提高農(nóng)田灌溉的效率和質(zhì)量。

4 結(jié)束語

當前，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的過程中農(nóng)田水利灌溉工程扮演著至關(guān)重要的角色。為了實現(xiàn)科學、合理地規(guī)劃和設(shè)計農(nóng)田水利灌溉工程，最大限度地發(fā)揮農(nóng)田水利灌溉工程的作用，需要結(jié)合自身的實際情況制定相關(guān)的標準，不斷優(yōu)化農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計，根據(jù)當?shù)剞r(nóng)田灌溉的具體需求選擇適合的灌溉技術(shù)，充分發(fā)揮不同灌溉技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢和價值，達到節(jié)約水資源和滿足當?shù)剞r(nóng)田灌溉需求的目的，進一步優(yōu)化和提升農(nóng)田水利灌溉工程的綜合效益。

參考文獻

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Planning and Design of Farmland Water Conservancy Irrigation Engineering and Research on Irrigation Technology

Chen Sheng-guo （Water Station of Zhongqu Irrigation District， Minqin Water Affairs Bureau， Minqin， Gansu 733300）

Abstract Currently， farmland water conservancy irrigation plays an increasingly important role in promoting the development of agriculture in China. In order to meet the needs of agricultural production to the maximum extent and improve the level of agricultural production， it is necessary to attach importance to the construction and implementation of farmland water conservancy irrigation projects， scientifically and reasonably plan and design farmland design and construction irrigation projects based on actual situations， increase the application and promotion of diversified lithography technology， and create good environmental conditions for the healthy growth of crops. Based on this， the planning， design， and irrigation technology of farmland water conservancy irrigation projects were analyzed， and relevant optimization strategies were explored， hoping to provide reference for relevant workers.

Key words Farmland water conservancy and irrigation engineering; Planning and design; Irrigation technology; Optimization strategy