農(nóng)田水利工程中高效節(jié)水灌溉技術(shù)科學(xué)應(yīng)用的深入分析

在我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展背景下，農(nóng)業(yè)始終被視為國家發(fā)展的基石。它不僅支撐著社會的穩(wěn)定和人民的生活需求，而且與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在著緊密的關(guān)聯(lián)。農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展依賴于許多因素，其中最為核心的便是水資源。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)步，水資源面臨著日益加劇的緊張局面。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，科學(xué)和有效地利用水資源成為當(dāng)務(wù)之急，高效節(jié)水灌溉技術(shù)逐漸受到了重視并在農(nóng)田水利工程中得以廣泛應(yīng)用。有助于提高水資源的利用效率，減少浪費(fèi)，還能科學(xué)地配置和分配水資源，從而更好地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

一、高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1、提高水資源利用率

高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其主要目標(biāo)是為農(nóng)作物提供足夠的水分，促進(jìn)其健康生長。相較于傳統(tǒng)的漫灌方式，高效節(jié)水灌溉技術(shù)更能有效地建立水利循環(huán)系統(tǒng)，不僅保證了農(nóng)作物的良好發(fā)育，而且顯著提高了水資源的利用效率，有效地避免了水資源浪費(fèi)。對于干旱與半干旱地區(qū)，高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用具有更為明顯的優(yōu)勢。它能夠最大化地發(fā)揮水資源的價(jià)值和效益，為這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支持。同時(shí)，高效節(jié)水灌溉技術(shù)也為農(nóng)田水利工程的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件，推動了農(nóng)田水利工程向更加科學(xué)、高效的方向發(fā)展。

2、提高減災(zāi)工作效率與農(nóng)業(yè)收益

近年來，我國經(jīng)濟(jì)取得了顯著的發(fā)展成就，但與此同時(shí)，氣候變化帶來的不穩(wěn)定性也日益凸顯。許多地區(qū)的氣候呈現(xiàn)出明顯的不規(guī)律性，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)和損失。高效節(jié)水灌溉技術(shù)不僅可以有效地保護(hù)和利用有限的水資源，而且還為減災(zāi)工作提供了有力的技術(shù)支持。通過合理應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，可以提高農(nóng)作物對干旱和極端天氣的適應(yīng)能力，降低自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。同時(shí)，這也有助于提高減災(zāi)工作的整體效率，為應(yīng)對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)提供了有力的技術(shù)手段。應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)還有助于推動灌溉區(qū)域內(nèi)的水利發(fā)展，這種技術(shù)的引入和應(yīng)用能夠顯著改善農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)條件，幫助農(nóng)民解決耕作中的諸多問題，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了一定的保障。在這樣的背景下，高效節(jié)水灌溉技術(shù)有望加速農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，降低用水成本支出，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。此外，高效節(jié)水灌溉工程的應(yīng)用還能充分發(fā)揮其在農(nóng)田水利工程中的優(yōu)勢，確保工程的各項(xiàng)功能得到有效實(shí)施。這不僅有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，還能為農(nóng)民帶來更為穩(wěn)定和可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)收益。

3、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境

應(yīng)用高效節(jié)水灌溉工程在農(nóng)田水利管理中能夠有效地節(jié)約用水，減少水資源的浪費(fèi)。通過這種灌溉方式，農(nóng)業(yè)水污染的產(chǎn)生得到了有效的控制，有助于減少水環(huán)境的污染程度，并緩解河流的水質(zhì)壓力。高效節(jié)水灌溉工程在農(nóng)田水利管理中不僅創(chuàng)新了傳統(tǒng)的灌溉模式，還有效地減少了水土流失的現(xiàn)象。通過落實(shí)水土保持措施，這種工程有助于維護(hù)農(nóng)田周圍的環(huán)境，促進(jìn)土地的健康和可持續(xù)利用。此外，高效節(jié)水灌溉技術(shù)在改善水環(huán)境質(zhì)量方面也表現(xiàn)出色。它有助于減少水環(huán)境的污染，為水生生物提供了更為適宜的生存環(huán)境。這種技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提高灌溉效率，能夠保肥、保水和保濕，從而有效地調(diào)節(jié)田間的微氣候。高效節(jié)水灌溉工程推動了生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，為實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生提供了有力支持。

二、農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用

1、渠道防滲技術(shù)

渠道防滲技術(shù)旨在降低渠道輸水過程中的滲漏損失，其核心目標(biāo)是最大程度地減少水資源浪費(fèi)、優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉水資源的使用效率并提升渠道的輸水能力。這種技術(shù)在我國農(nóng)村地區(qū)廣泛應(yīng)用，是節(jié)水灌溉的關(guān)鍵工程之一。在實(shí)施防滲措施時(shí)，不僅需要確保各防滲保護(hù)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格執(zhí)行，還需對灌溉渠道的坡度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以保證灌溉水能充足、準(zhǔn)確地輸送到農(nóng)田中。此外，為確保防滲效果，還應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行渠道防滲材料的選型和配比。目前，我國在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程中，常用的渠道材料包括涂料、膜材、預(yù)制混凝土以及砌筑石塊結(jié)構(gòu)。這些材料都能有效地控制水的滲漏，從而實(shí)現(xiàn)良好的防滲效果。為實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)，應(yīng)從減少輸送過程中的水量損耗和降低水源使用量等多個(gè)方面展開。渠道防滲技術(shù)作為一種科學(xué)、有效的手段，能夠最大程度地減少輸水過程中的水量消耗。通過應(yīng)用渠道防滲技術(shù)，可以全面提升輸水效率。我國主要通過渠道輸水方式將水資源引導(dǎo)至農(nóng)田灌溉區(qū)。在這一過程中，水往往會滲透至渠道底部和邊坡土壤中，導(dǎo)致水量損失占輸送總量的50%-60%，甚至高達(dá)70%。因此，推廣渠道防滲技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。在實(shí)施渠道防滲技術(shù)時(shí)，核心目標(biāo)是有效防止水在渠道內(nèi)的下滲，確保水源能夠完整、充足地輸送至目標(biāo)農(nóng)田區(qū)域。這不僅有助于減少水資源的浪費(fèi)，還能提高灌溉效率。一般渠道防滲操作需要重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：

①不同灌溉區(qū)域防滲效果

在大型灌溉區(qū)域，期望渠道的防滲效率達(dá)到約40%；對于中型灌溉區(qū)域，防滲效率應(yīng)維持在50%左右；而在小型管道系統(tǒng)中，防滲效率則應(yīng)高達(dá)70%以上；對于井灌區(qū)域，需要對固定渠道進(jìn)行全面的防滲處理，確保防滲效果到位。

②渠道防滲處理

在渠道的滲透防控處理中，可采用混凝土板作為防滲結(jié)構(gòu)的一部分。同時(shí)，應(yīng)在渠道的底部及下部區(qū)域施加復(fù)合土工膜和輔料薄膜以增強(qiáng)防滲效果。設(shè)計(jì)渠道斷面時(shí)，應(yīng)考慮采用梯形結(jié)構(gòu)，有效預(yù)防渠道在灌溉過程中的滲漏問題。在防滲渠道的建設(shè)中，通常采用預(yù)制混凝土作為主要結(jié)構(gòu)材料。預(yù)制混凝土具有出色的耐用性等特點(diǎn)，能夠在一定程度上降低防滲渠道的斷面面積，同時(shí)提升渠道的輸水能力。此外，與復(fù)合土工膜技術(shù)的融合應(yīng)用，不僅能夠確保渠道的防滲效果，而且能夠最大化地提高農(nóng)業(yè)用水的效率和合理性。

2、步行式灌溉技術(shù)

在農(nóng)田水利工程中，步行式灌溉技術(shù)被廣泛應(yīng)用。與噴灌技術(shù)相似，這種技術(shù)也需要配置動力裝置和水泵來驅(qū)動。通常，電力或傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)被用作動力源，并配備相應(yīng)的灌溉設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)在農(nóng)田中的移動灌溉。這一技術(shù)實(shí)質(zhì)上是節(jié)水技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的有效結(jié)合。步行式灌溉技術(shù)的優(yōu)勢在于，它無需在灌溉區(qū)域內(nèi)部建設(shè)輸水管道，相較于噴灌技術(shù)降低了建設(shè)成本。此外，采用可移動的機(jī)械設(shè)備使其具有更高的靈活性和具有更大的覆蓋面積，從而更能適應(yīng)不同的農(nóng)田灌溉需求。步行式灌溉機(jī)械是一種配置簡潔、設(shè)備要求較低的高效灌溉解決方案。該機(jī)械操作便捷，專為滿足水資源緊缺地區(qū)和特定作物的緊急灌溉需求設(shè)計(jì)。結(jié)合微灌技術(shù)，該機(jī)械能夠進(jìn)行精準(zhǔn)施肥，不僅提高了灌溉效率，還有助于保障種子和幼苗的生長。其技術(shù)成本經(jīng)濟(jì)，操作靈活，并展現(xiàn)出卓越的節(jié)水性能。該灌溉技術(shù)已在農(nóng)田水利工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其是在水資源短缺和干旱頻發(fā)的地區(qū)。這種依托農(nóng)村現(xiàn)有步行式動力機(jī)械進(jìn)行灌溉的方法被稱為步行式節(jié)水灌溉技術(shù)。該技術(shù)的核心內(nèi)容包括坐水播種技術(shù)和苗期灌溉技術(shù)。坐水播種技術(shù)有效保證了種子的發(fā)芽率，而苗期灌溉技術(shù)促進(jìn)了幼苗的健康成長。該技術(shù)通過準(zhǔn)確施用少量的水量到種子或幼苗的根區(qū)，展現(xiàn)出了高效的節(jié)水特性。總結(jié)來說，步行式節(jié)水灌溉技術(shù)以節(jié)水為核心理念，采用高效的局部灌溉方法，具備滴灌和滲灌的節(jié)水效果。

3、微灌技術(shù)

微灌溉技術(shù)作為一種先進(jìn)的節(jié)水灌溉策略，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已得到廣泛推廣，尤其在大棚種植業(yè)中表現(xiàn)出優(yōu)越性能。該技術(shù)依賴于一系列專業(yè)設(shè)備，包括滴灌頭、灌溉器、微噴頭、水過濾器以及水泵等。這些設(shè)備具備易于安裝和操作的特點(diǎn)，同時(shí)還具有低成本、長壽命和卓越的灌溉效能。通過采用低壓管道系統(tǒng)和專用的灌溉器（如滴灌頭或微噴頭），微灌溉技術(shù)能夠直接將水輸送至植物的根部。這種方式不僅有效地減少了水分的蒸發(fā)和浪費(fèi)，還能根據(jù)不同作物的需水量進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)水資源的精準(zhǔn)和高效利用。微灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了節(jié)水灌溉的全面覆蓋，顯著提升了節(jié)水潛力并擴(kuò)大了高效節(jié)水灌溉的應(yīng)用范圍。這不僅大幅度提高了水資源的利用效率，還有助于增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。微灌溉技術(shù)涵蓋了多種類型，如滴灌、脈沖灌溉和微噴霧灌溉等，每種類型都有其特定的適用范圍，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)作物的種類和需水量等因素進(jìn)行詳細(xì)考慮和選擇。為了實(shí)施微灌溉，通常需要鋪設(shè)供水管道，并配置相應(yīng)的噴頭和灌水器。這種技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)高效的灌溉，還可以同時(shí)進(jìn)行施肥，從而節(jié)約時(shí)間，提高種植效率，減少人力消耗。由于微灌溉技術(shù)的水利用率高，能有效地節(jié)水，所以它在實(shí)際應(yīng)用中的使用效果非常好。因此，選擇合適的微灌溉類型并結(jié)合作物的實(shí)際需求，不僅可以提高水資源的利用效率，還能有效地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體效益。

4、滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)的顯著優(yōu)勢在于其高度的水資源利用精確性，有效地降低了滲漏和水分浪費(fèi)。在實(shí)踐中，滴灌技術(shù)被廣泛認(rèn)為是目前效果最為出色的節(jié)水灌溉方法。在應(yīng)用滴灌技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員可以根據(jù)不同農(nóng)作物的生長特性和水需求進(jìn)行滴灌設(shè)備的布局，以實(shí)現(xiàn)最佳的灌溉效果。此外，通過準(zhǔn)確了解農(nóng)作物的水分需求和土壤濕度，技術(shù)人員能夠有針對性地調(diào)控滴灌的時(shí)長和水量，進(jìn)一步提升灌溉的效率和精確度。綜合考慮，滴灌技術(shù)不僅有助于節(jié)約珍貴的水資源，還能有效地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體水平和經(jīng)濟(jì)效益。滴灌通過專用的塑料管道傳輸經(jīng)過地勢落差或水泵施加壓力的水，精確地通過直徑約10mm的毛管孔或滴頭將水送達(dá)作物的根部。該技術(shù)的核心組成部分主要包括輸水管道、滴頭和首部樞紐，這些組件協(xié)同工作以形成均勻的水滴，使水逐漸滲透至作物的根部。在滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，選擇適宜的輸水管道、水泵，以及過濾設(shè)備等至關(guān)重要。針對作物根系的生長特性，還需確保輸水管道的合適埋藏深度，以滿足作物的灌溉需求?？傮w而言，滴灌技術(shù)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)灌溉水的均勻分布，從而最大化地提高水資源的利用效率，確保作物獲得精準(zhǔn)和適量的水分供應(yīng)。

5、低壓管道輸水技術(shù)

管道輸水已逐漸成為明渠輸水灌溉的主要替代方案，它通過高效的管道系統(tǒng)將灌溉水精確地輸送至農(nóng)田，適用于各種規(guī)模的農(nóng)田水利工程。在大中型灌區(qū)，明渠與管道輸水的有效結(jié)合尤為顯著。除了傳統(tǒng)的壓力輸水管道外，還有專為溝渠灌溉設(shè)計(jì)的低壓輸水管道。采用低壓輸水管道不僅能夠降低約5%的水資源損耗，還可將水利用率提升至30%-40%。在機(jī)井灌區(qū)，低壓輸水管道的應(yīng)用還能有效減少水分蒸發(fā)，進(jìn)一步節(jié)約水資源并降低能耗。值得強(qiáng)調(diào)的是，管道輸水對灌溉區(qū)土地的占用率僅為0.5%，這有助于提高土地的利用效率。與明渠輸水相比，管道輸水在相同水源條件下的投資成本更為經(jīng)濟(jì)高效。這種灌溉方式不僅滿足農(nóng)作物的生長需求，還能有效降低運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)灌溉效益的最大化。

6、噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)依賴于適當(dāng)?shù)乃畨簩⑺摧斔椭赁r(nóng)田，通過噴頭均勻地將水噴灑在空中或以微小水滴形式滲透土壤，噴灌技術(shù)能夠精準(zhǔn)地為農(nóng)作物提供所需的水分。相對于傳統(tǒng)的灌溉方法，噴灌技術(shù)展現(xiàn)出顯著的水資源節(jié)約效果，可降低30%-40%的水消耗。噴灌系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)自動化灌溉，大大降低了對人力的依賴，顯著提高了灌溉效率和灌溉的精確性。這種先進(jìn)的灌溉方式不僅能夠滿足農(nóng)作物的生長需求，在節(jié)約水資源的同時(shí)也有效地降低了勞動成本。在山區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，針對性的噴灌設(shè)備廣泛應(yīng)用以提升農(nóng)作物的生長品質(zhì)。針對種植小麥的農(nóng)田，常采用大田指針式噴灌機(jī)，而對于玉米種植地塊，則選用大田卷盤式澆水噴灌設(shè)備。相較于一般的噴灌設(shè)備，這些專用設(shè)備的灌溉效果可提升數(shù)倍以上。不僅如此，它們的出水量相對較低，但卻能達(dá)到高達(dá)90%的水資源利用效率。這種高效的噴灌技術(shù)不僅能夠改善農(nóng)作物的生長品質(zhì)，還能節(jié)約40%左右的水資源。

7、雨水積蓄技術(shù)

雨水積蓄技術(shù)是一種利用自然降水進(jìn)行水資源收集和儲存的方法，主要通過建設(shè)集水和輸水系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)特別適用于干旱和半干旱地區(qū)，其核心思想與西北地區(qū)的“水窖”概念相似，即在雨水充足時(shí)收集和儲存水資源。在收集過程中，利用雜質(zhì)沉淀原理對雨水進(jìn)行過濾，以獲取清潔的水資源。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要用水時(shí)，可以通過水泵將儲存的雨水抽到高處的水塔，再根據(jù)需求進(jìn)行合理的分配和利用。此外，還可以將雨水收集技術(shù)與滲灌和滴灌技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物的持續(xù)、精準(zhǔn)灌溉。

8、膜上灌溉技術(shù)

膜上灌溉技術(shù)是一種先進(jìn)的灌溉手段，其核心理念是在農(nóng)作物種植區(qū)域覆蓋特制地膜以實(shí)現(xiàn)灌溉效果。相較于傳統(tǒng)灌溉方法，膜上灌溉采用地膜上的流水進(jìn)行灌溉，并通過精心設(shè)計(jì)的滲水孔實(shí)現(xiàn)對水資源的高效利用。該技術(shù)適用于多種作物，如玉米、棉花、豆類、花生等。與傳統(tǒng)地膜灌溉相比，其節(jié)水效果更為顯著。與溝灌相比，該技術(shù)可節(jié)約水源25%-30%，同時(shí)將水資源使用效率提高約80%。在水資源匱乏的地區(qū)，節(jié)水效率甚至可達(dá)到40%-50%。當(dāng)膜上灌溉與管道輸水技術(shù)相結(jié)合時(shí)，整體的水資源使用效率可高達(dá)90%。這不僅能夠提升農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還能有效應(yīng)對水資源緊缺問題，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

綜合以上分析，隨著社會的持續(xù)發(fā)展，人們對水資源的需求呈現(xiàn)出逐漸增長的趨勢，提高水資源的利用效率和節(jié)水灌溉技術(shù)的水平顯得尤為關(guān)鍵，加強(qiáng)對灌溉工程的監(jiān)督和管理是確保這些技術(shù)有效實(shí)施的保障。高效節(jié)水灌溉技術(shù)不僅能有效地減少水資源的浪費(fèi)，而且還能促進(jìn)農(nóng)作物的健康生長，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，合理應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)也能滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支持。為此，應(yīng)該進(jìn)一步加大技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用力度，推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，共同為構(gòu)建水資源充足、環(huán)境友好的社會作出貢獻(xiàn)。

（作者單位：277712山東省蘭陵縣會寶嶺水庫管理中心）