節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展探討

□文/亢風(fēng)

隨著全球水資源日益緊張，傳統(tǒng)灌溉方式存在大量浪費，迫切需要實施節(jié)水措施。節(jié)水灌溉通過高效技術(shù)，智能管理系統(tǒng)以及科學(xué)規(guī)劃，可顯著提高水資源利用效率。這不僅有助于緩解水資源的緊張問題，還能減輕農(nóng)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的不良影響，促進(jìn)土地可持續(xù)利用。同時，降低灌溉水量能減少能源消耗，降低溫室氣體排放，符合可持續(xù)發(fā)展理念。節(jié)水灌溉的推廣和實施將在全球范圍內(nèi)帶來環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等重大貢獻(xiàn)。

一、節(jié)水灌溉工程的基本內(nèi)容

首先，工程規(guī)劃與設(shè)計是節(jié)水灌溉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在規(guī)劃階段，需要充分考慮地形、土壤、氣候等因素，確定最佳的灌溉方式和系統(tǒng)布局。設(shè)計階段則側(cè)重于工程細(xì)節(jié)，包括灌溉管網(wǎng)、水泵站、水源利用等方面的方案。其次，先進(jìn)的灌溉技術(shù)是節(jié)水灌溉工程的核心。采用滴灌、噴灌、微噴灌等先進(jìn)技術(shù)，可以精確控制水量，減少水分浪費，提高灌溉效率。智能化的灌溉系統(tǒng)能夠根據(jù)植物的需水情況調(diào)整灌溉量，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。

二、節(jié)水灌溉方法

（一）水資源輸送環(huán)節(jié)的節(jié)水措施

1.明渠襯砌輸水灌溉技術(shù)。是一種傳統(tǒng)而有效的灌溉手段，通過在渠道底部和側(cè)壁鋪設(shè)堅固的襯砌材料，以減少水流損失、提高輸水效率。其基本原理在于通過合理設(shè)計和建設(shè)渠道，最大限度地減少水的滲漏和揮發(fā)，確保水資源有效利用。常見的襯砌材料包括混凝土、瀝青、聚乙烯等，其選擇要考慮到耐水、耐腐蝕、耐磨損等特性。精心選擇的襯砌材料能夠有效地防止渠道的滲漏和側(cè)壁的沖刷，提高渠道的使用壽命。

2.低壓管道輸水灌溉技術(shù)。是一種高效、節(jié)水的灌溉手段，通過管道系統(tǒng)將水資源輸送到農(nóng)田，以滿足植物的灌溉需求。低壓管道系統(tǒng)的設(shè)計采用了先進(jìn)的灌溉技術(shù)，如滴灌、微噴灌等，能夠?qū)崿F(xiàn)對植物根區(qū)的精準(zhǔn)供水。

（二）灌溉過程中的節(jié)水方法

1.噴灌法。是一種高效的灌溉方式，注重在灌溉過程中最大限度地減少水資源的浪費。通過利用噴頭將水霧化成小水滴，噴灌法具有幾個節(jié)水的關(guān)鍵特點。首先，它實現(xiàn)了精準(zhǔn)定量噴灑，根據(jù)植物的需水情況和生長階段調(diào)整噴水量，避免了過度灌溉。其次，噴灌法確保水分均勻分布在農(nóng)田中，通過調(diào)整噴頭布局，避免了土壤水分不均勻的問題。

2.滴灌法。通過微型滴灌管道和滴頭，可以根據(jù)植物的需水狀況和生長階段，精準(zhǔn)控制水滴的數(shù)量和頻率，避免了過量灌溉，減少水資源浪費。由于水直接滴向植物根部，減少了水在空氣中暴露的時間，降低了蒸發(fā)損失。同時，減少了水在土壤表面流失，有助于提高水分的滲透利用率。另外，滴灌系統(tǒng)的靈活性也是其優(yōu)勢之一。

三、灌溉工程節(jié)水灌溉發(fā)展中存在的問題

（一）管理模式比較落后

傳統(tǒng)的管理模式主要側(cè)重于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，卻較少關(guān)注灌溉過程中的科技創(chuàng)新和智能化管理。這導(dǎo)致了水資源利用效率不高、水分浪費嚴(yán)重的情況。管理模式的滯后主要表現(xiàn)在灌溉系統(tǒng)的運行和調(diào)控上。

（二）節(jié)水灌溉工程規(guī)劃設(shè)計不合理

一些規(guī)劃設(shè)計未充分考慮地方的水資源狀況，導(dǎo)致一些地區(qū)過度依賴表層水源，缺乏對地下水和其他替代水源的合理規(guī)劃。這可能導(dǎo)致水資源不均衡利用，加劇了水資源的過度開采和土地退化問題。

（三）農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)不合理

一些地區(qū)存在單一作物或過度種植高水耗作物的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了水資源的合理利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。過度依賴高水耗作物，如水稻和玉米，導(dǎo)致了對水資源的過度消耗。此外，單一作物連片種植容易引發(fā)病蟲害的大面積暴發(fā)，加重了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)險。缺乏多樣性的農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)還使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)更加脆弱，對氣候變化和自然災(zāi)害的適應(yīng)能力較差。

四、灌溉工程的節(jié)水策略分析

（一）做好灌溉節(jié)水自動監(jiān)測

通過在農(nóng)田中安裝土壤濕度傳感器、氣象站和植物生長監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測土壤水分含量、氣溫、濕度等關(guān)鍵因素。這種實時數(shù)據(jù)反饋的機(jī)制使農(nóng)田管理者能夠準(zhǔn)確了解當(dāng)前的農(nóng)田水分狀態(tài)，根據(jù)植物需水量進(jìn)行智能化決策。管理者可以遠(yuǎn)程調(diào)整灌溉量和頻率，避免了傳統(tǒng)方法中對于灌溉水量的估計誤差，實現(xiàn)了更為精準(zhǔn)的用水管理，減少不必要的水分浪費。在傳統(tǒng)的手動監(jiān)測和調(diào)控中，往往由于數(shù)據(jù)收集的周期性和傳達(dá)不及時，導(dǎo)致灌溉系統(tǒng)反應(yīng)遲緩，無法及時適應(yīng)變化的環(huán)境條件。而自動監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸，能夠在數(shù)分鐘內(nèi)獲取最新的土壤和氣象數(shù)據(jù)，迅速作出調(diào)整。

（二）進(jìn)一步優(yōu)化資源配置

首先，優(yōu)化水資源配置。通過科學(xué)的水資源調(diào)查和評估，合理劃分水資源的利用區(qū)域和優(yōu)先級。重點關(guān)注水資源富集的區(qū)域，加強(qiáng)灌溉設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，確保高水效灌溉系統(tǒng)的覆蓋率。同時，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐步向水資源較為豐富的地區(qū)集中，優(yōu)化農(nóng)田布局，減少對水資源稀缺地區(qū)的過度依賴。通過這種方式，實現(xiàn)水資源的合理分布和最大程度的節(jié)水。其次，優(yōu)化土地利用配置。第三，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)農(nóng)民選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的作物品種，推廣耐旱、耐鹽堿的作物，降低對水分和土壤的需求。

（三）加大農(nóng)田灌溉管理力度

通過建立高效的監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對農(nóng)田水分狀況、土壤質(zhì)地、植物需水量等參數(shù)的實時監(jiān)控。通過引入人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，實現(xiàn)對農(nóng)田灌溉系統(tǒng)的智能監(jiān)控和調(diào)度。智能灌溉系統(tǒng)能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預(yù)測模型，智能調(diào)整灌溉方案，實現(xiàn)個體農(nóng)田的精準(zhǔn)灌溉。此外，結(jié)合無人機(jī)、傳感器等現(xiàn)代技術(shù)，可以實現(xiàn)對農(nóng)田的高效巡查和問題診斷，提高農(nóng)田灌溉系統(tǒng)的智能化水平。通過加強(qiáng)對農(nóng)民的培訓(xùn)和技術(shù)支持，提高其對水資源管理的認(rèn)識和操作水平。

五、結(jié)束語

灌溉工程節(jié)水灌溉是全球水資源可持續(xù)利用的必由之路。在技術(shù)不斷創(chuàng)新和管理不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，通過節(jié)水灌溉手段，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源的和諧共生。同時，需各方共同努力，加大投入，推動科技創(chuàng)新，不斷完善法規(guī)政策，以實現(xiàn)灌溉工程節(jié)水灌溉發(fā)展的可持續(xù)性，為未來農(nóng)業(yè)的綠色、高效發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。