农田水利节水灌溉工程设计探讨

王振霞　朱文博

【摘要】面对水资源不断匮乏的状况，农田水利灌溉工程设计意义十分深远。减少不必要的水资源消耗，避免水利灌溉工程中水资源浪费的情况出现，优化农田水利节水灌溉工程设计水平势在必行。基于此，本文对农田水利节水灌溉工程设计展开分析，以期节省水资源、提高水资源利用效率。

【关键词】农田水利；节水灌溉工程；设计

借助现代科学技术，在农田水利中应用节水灌溉技术，提高水资源的利用效率，通过农业灌溉将农作物的生长需要满足，对农田灌溉过程中出现的水资源浪费或损失进行控制，环节水资源紧缺现状，能够有效推动农业经济的发展。基于此，本文以农田水利节水灌溉工程设计为对象进行探讨。

一、农田水利灌溉工程现状分析

现下，大部分地区农业生产通常都是选用大水漫灌这一方式进行灌溉，该技术指的是通过水渠将灌溉用水输送至农田中，满足农作物生长需求，水源与农田之间的间隔距离就是水渠的长度。由于我国当前水资源过于匮乏，为了节省水资源，应以节水灌溉技术取代大水漫灌。节水灌溉技术以管道灌溉取代了明渠输水灌溉方式，以不渗水的管道将水源处的水输送至农田中。采用该方式进行灌溉，能够有效节约灌溉用水量，而在管道输送过程中也不会出现水资源浪费的情况，再加上管道通常不会有堵塞等问题出现，也能在一定程度上减少人力、物力消耗，不但能使水资源浪费现象得到控制，同时也能减少成本，农民接受程度高，而该方式在干旱农田中更为适用。

二、农田水利节水灌溉工程设计原则及标准

（一）农田水利节水灌溉工程设计原则

灌溉渠道是节水灌溉工程的水源，在规划设计水、田等方面时应予以充分考虑，进行综合性考量，确保地形条件得以充分利用、水头损失得以减少。在设计农田水利节水灌溉工程时，应围绕灌溉用水最大化效益的使用及单位水量灌溉面积与效果的提升。渠道的设计并非仅是为了将农田农税需求满足，同时对于农田排涝、防洪及工业与生活用水等也需予以关注，确保农田能够有效防范干旱、洪涝等。在具体的农田节水灌溉设计中，应以实际情况为基础，落实实地考察工作，为水利灌溉渠道设计的顺利、高效开展奠定基础。

（二）农田水利节水灌溉工程设计标准

随着四季的不断更替，河流径流量、农田中职面积及作物种类也会有一定的变化出现，这也使得灌溉用水量存在不确定性，故而年份不同时，用水、来水量也会有差异。基于此，灌溉渠道工程建设规模应结合节水灌溉设计标准进行，为该方案的设计提供科学性、合理性保障。而灌溉设计标准通常是在结合当地经济条件、灌区水源来水情况、现有水利设施情况及农业发展要求等多个因素的基础上，综合各种考虑后合理进行确定的。较高的设计标准也代表了节水灌溉用水保证程度较高，能在一定程度上直接影响到节水灌溉工程规模。

三、农田水利节水灌溉工程设计

（一）渠道防渗设计

现下，我国大部分农田灌溉都是以渠道输水这一方式进行输水。以往的土渠输水法在运用过程中会有大量水源渗漏、蒸发，水源浪费问题十分严重。要想实现农田水利节水目的，就必须将输水过程中的渗漏等问题完美解决，这也是水利工程设计人员必须重点关注的问题。渠道防渗技术这一方法主要是改进土质渠道，以砌石、内衬塑料、混凝土防渗或pvc等各类材料对渗漏进行完善。采用渠道防渗技术后能够实现输水量一半的节省量，而该技术还拥有土地占用面积小、输水效率高、易于维护管理等优势。

（二）管道输水设计

管道输水设计指的是对合理进行管道的布局、分配，使其取水方式更合理。此外，还需对管道展开护理检测工作，以免其有泄漏发生。管道输水需要注意输水管接点处有泄漏、松动等问题。金属管、塑料软（硬）管及混凝土管是管道输水常用的管材。该工程设计占地面积小、输水效率高，能够有效减少水源浪费，在大型水利农田中十分适用。

（三）喷灌设计

喷灌指的是借助管道将具有一定压力的水输送至灌溉地区，利用喷头分散水源至细小水滴后，将其喷射出去。该方法能够实现水源的均匀喷洒，能够均匀的灌溉作物。喷灌这一灌水方式属于机械化、半机械化，该技术相对于土渠输水与管道输水而言，在技术上的投入更大。喷灌设备的组成主要包含喷头、配水管、输水管、抽水机及进水管等，可以是移动也可以是固定的。在设计时，首先应将喷头型号明确，随后以喷头流量、个数为根据将管径确定，最后再完成喷头位置的确定，以配头喷射半径为根据将喷头间距明确，喷头的排列应以品字形为主，虽有依据喷头与水源位置对水管合理安排。喷灌节水能使田间气候得到明显改善，有利于农业现代化、产业化、机械化的实现。当前，常用的喷灌多为平移式、卷盘式、管道式、中心支轴式和轻小型组式等。通常情况下，移动管道式喷灌是在地下固定埋设输水干管，可拆装搬移田间喷头和支管，将其周转使用，以此节省投资。平移式、中心支轴式喷灌仅能行走于预定范围内，且行走区域内不能存在高达障碍物。卷盘式喷灌主要包含喷枪式和析架式，后者相对于前者而言，耗能更低，雾化效果更佳。轻小型机组式喷灌可装载手推车、拖拉机上或是手抬，價格偏低、适应性强、机动灵活，在较小地块抗旱喷灌中较为适用。

（四）滴灌设计

滴灌指的是利用塑料管道上约10mm直径的毛管孔口或滴头将水滴至作物根部，以此展开局部灌溉。该方式在干旱缺水地区中能够有效实现节水灌溉，能够实现高达90%的水源利用率。相对于喷灌而言，滴灌的节水效果更佳。同时，该技术还能与施肥工作相结合，进一步提高肥效。滴灌在蔬菜、果树、经济作物及温室大棚等灌溉中十分适用，也可用于干旱缺水地的大田作物灌溉。然而，因滴头易堵塞、结垢，故而该技术有着较高的水源要求，在使用前必须对水源进行过滤处理。滴灌有移动式、固定式及半固定式等三种主要类型：移动式滴灌的干、支、毛管都是由人工进行移动，设备简单；固定式滴灌在灌溉季节中，其各级管道与滴头位置都是固定的，操作简便、省时、省工，有着较好的灌水效果；半固定式滴灌，干、支管固定，毛管是由人工进行移动。相对于固定式滴灌而言，半固定式、移动式滴灌是以我国较多劳动力、资金缺乏的情况为根据而研发的，工程造价耕地，进一步推动了大田作物、经济欠发达地区中滴灌的广泛运用。

（五）微喷设计

微喷是借助低压管道将水输送至作物植株附近，并在专用小喷头的帮助下将细小水滴灌至作物枝叶处或是作物根部土壤处的一种灌水方法。该方法介于滴灌与喷灌之间，是以旋转、折射或辐射式微型喷头为根据在作物枝叶等区域均匀喷洒水源的灌水形式，其基本设计方法是在将设计参数确定之后，选择适宜的灌水器，并在将毛管布置方式确定后开展拟定灌溉。微喷灌在蔬菜、果园、花卉及药材种植场所中十分适用，通常也被用于饲养场所及扦插育苗等区域的加湿降温。相对于一般喷灌而言，该技术节水效能更佳，能在作物上更均匀的喷洒水源，是借助PE塑料管道输水，利用微喷头展开局部区域灌溉。此外，该技术还能扩充为自动控制系统，在与化肥施用相结合后，能使肥效得到有效提升。

（六）水窖滴灌与地下灌溉

水窖滴灌指的是将雨水集流或引用其他地表径流至水窖中，在滴灌的辅助下将干旱缺水地区中农田灌溉问题解决。该灌溉方式造价低、结构简单，有着较强的适用性，适用范围较广。在旱贫困山区中，能为每个农户提供半亩至1亩的旱涝保收农田，在干旱、缺水山区中得知大力推广使用。

地下灌溉指的是将灌溉管埋置于地下作物根系活动层内，通过灌溉管中的微孔将水源摄入至土壤内，为作物提供生长所需。也有在塑料管上每隔一定距离钻一小孔并将其埋入地下植物根部附近进行灌溉的方式。地下滴灌拥有省工、省水、省电、省肥、蒸发损失少、增产效益明显等优点，可用于棉花、果树及粮食作物等。然而，采用该方式时，管道间距若是较大就会出现不均匀的灌水，土壤若有较大的渗透性或是地面坡度较陡地区中也不适用。

四、结语

在农业生产过程中，农田水利节水灌溉工程所发挥的作用十分重要，为农业的发展奠定了可靠的基础。优化农田水利节水灌溉工程设计水平能够实现水资源利用率、农业生产速度及农业经济效益的提升，故而为农田水利节水灌溉工程设计提供合理性的保障十分关键。相关设计人员在具体设计中，应予以各类问题、缺陷足够的重视，引导广大民众参与到农田水利节水灌溉工程设计之中，为生态平衡及农业可持续发展的实现奠定基础。

参考文献：

[1]李西忠.論农田水利节水灌溉工程设计[J].商品与质量，2016（2）.

[2]林杨港，范叔料.对农田水利节水灌溉工程设计的探讨[J].商品与质量，2016（31）.

[3]王乐.农田水利节水灌溉工程的设计分析[J].河南水利与南水北调，2017（5）.

[4]龚文杰.农田水利节水灌溉工程设计的研究[J].水能经济，2016（4）：152-152.