农田水利工程高效节水灌溉的发展思路

徐文成

（河南省豫东水利工程管理局）

0 引言

河南是农业大省又是水资源严重短缺省，据调查，河南省的人均水资源量仅是全国平均值的1/5，并且还正在日益下滑，属于严重缺水省份。基于这样的情况，河南省各级政府和水利部门对农田水利工程中节水灌溉技术的应用及其发展都十分注重，每年都投入巨额资金用于高效节水灌溉工程，以此来提升农田水利工程节水灌溉效果，在保障农田灌溉需求的基础上实现水资源的严格管理。

1 河南省农田水利节能灌溉的发展现状

近几年来，利用国家重视和加强水利设施建设的有利时机，以节水挖潜改造为中心，切实加强农田水利基础设施建设。实施了小型农田水利工程、灌区节水改造与续建配套、节水增效示范、末级渠系改造、水权转换等工程项目，有效提高了水资源调控能力和利用效率。在设施农业和特色农业种植区，推行了低压管灌、滴灌、喷灌等现代化节水灌溉技术，推动了现代节水农业的发展。截止目前，经过历年来的建设，河南省有效灌溉面积达533.33 hm2，高效节水灌溉面积达133.33 hm2，灌溉水利用系数达到0.62，取得了优异成绩，但是，我们还应该看到几个问题：一是还有五六千万亩没有实现高效节水灌溉，二是133.33 hm2高效节水灌溉标准还是比较低，灌溉系数仅达到0.62，离0.85 的目标差距还是很大的。还有很大潜力，灌溉水利用系数高的灌溉方式（如喷灌、滴灌）应用较少。三是智能化应用较少，对作物的需水规律研究较少，没有做到科学灌溉，浪费水的现象还很严重。另外还有就是多年来存在的重建设轻管理的问题还没有解决，节水灌溉设施没有得到充分的利用。

2 高效节水灌溉技术的应用

2.1 滴灌技术

对于水资源匮乏的地区而言，可用水源常常无法满足植物的生长需求，所以在农田灌溉中，可引进滴灌技术。该技术主要是借助于管道系统和毛管上安装的灌水器，将农作物生长所需的水分和养分缓慢均匀地滴入到农作物生长的土壤中，这样不仅可以为农作物提供充足的水分，也更加有利于用水量的节约（滴灌比喷灌节水33%，比畦灌节水81.60%）。且该方法操作简单，具体应用中，可按照实际需求，通过固定式灌溉法和移动式灌溉法来进行灌溉。通常情况下，农作物更加倾向于自动灌溉，以此来保障农作物需要水分时得到及时灌溉，这样不仅能满足农作物生长需求，也可以最大限度节约用水量。但是这种灌溉方式很容易出现管道堵塞情况，所以在具体应用时，需先将水中杂质清除，做好管道的疏通，再开始滴灌，以此来保障灌溉质量。

2.2 喷灌技术

喷灌技术是当今农田水利工程中的一种主要灌溉方式，喷灌技术也分为固定式和移动式这两种方式。固定式喷灌让喷头的位置固定，以此来实现对农田的均匀灌溉。移动式喷灌是根据实际需求来设置喷水头位置，这种喷灌方式不会对喷水头的位置造成限制，通过机械可自动实现喷水头位置的移动，操作简单便捷[1]。同时，喷灌技术投入的资金也比较少，可以在大面积农田水利工程中应用和推广。这种灌溉方法不仅比传统的地面灌溉节水40%左右，还有保土、保水、保肥、省工和改善田间小气候等优点。喷灌的主要优点如下：①节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1 m3水可以当2 m3水用。②作物增产幅度大，一般可达20%～40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%～20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。③大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。④减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。⑤有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。

2.3 微喷技术

微喷又称雾滴喷灌。微喷技术比喷灌更为省水，由于雾滴细小，其适应性比喷灌更大，农作物从苗期到成长收获期全过程都适用。微喷灌溉是灌溉中经常用到的一种灌溉方式，它的特点是结合了滴灌与喷灌两种灌水方式，从而逐渐形成的一种新型节水灌溉技术，微喷灌是通过低压管道系统将水流以较大的流速喷出，进而用较小的流量将水喷洒到土壤表面，水流喷出后在空气阻力的作用下分解成无数个小水滴落在土壤和作物表面上。微喷灌溉的出口流速大于滴灌，更有效的防止滴水器的堵塞，给日后的维护降低成本。

2.4 智能化渠道灌溉技术

在当今农业生产技术和各项科学技术的不断发展中，农田灌溉的方式也越来越多样化。目前，全渠道灌溉控制系统在很多地区的农田水利工程节水灌溉中都得到了科学利用。这种灌溉方式主要是将感知系统和控制系统作为依托，可在目标范围之内自动进行农田灌溉，在满足农田用水需求的基础上，让农田灌溉的用水量得到良好控制。同时，在进行水资源的运输过程中，智能化渠道的应用也可以让水资源浪费情况得到大幅度降低，以此来实现农田的高效节能灌溉效果。因此，在近年来的农田水利工程高效节能灌溉中，智能化渠道灌溉技术也越来越受到重视，并在很多地区的农田水利工程高效节能灌溉中发挥出了充分的作用。

3 农田水利工程高效节能灌溉的发展思路

3.1 让水资源得到优化配置

为保障农田水利工程的灌溉效果，最大限度优化灌溉作业，技术人员在对农田灌溉方式加以确定之前，应深入到农田灌溉区域，全面勘查和研究灌溉区域的实际情况，通过对灌溉区域自然条件、地理位置和水资源需求等各方面因素的综合考虑，确定出最终的可行性农田节水灌溉措施。在具体的农田勘查过程中，应注意量化分析用水需求位置、用水需求量和水源储备量等的各项指标，以此来良好把握用水总量，并以此为基础来进行用水量的科学分配，保障各个区域的灌溉用水得到随时调节，以此来达到良好的灌溉效果。

3.2 加大力度进行高效节水示范工程的建设

创建高效节水灌溉示范区，是探索中国特色高效节水灌溉建设道路的重要载体，是逐步提升高效节水灌溉发展质量及展示和推广现代高效节水灌溉发展模式、发展成果的良好平台，是促进农业增产增效、农民持续增收的重大举措，对示范和引领高效节水灌溉建设具有重大意义。各级政府和有关部门要充分认识加快推进高效节水灌溉示范区建设的重要性和紧迫性，采取有效措施，以示范区建设为突破口，创造经验，积极探索，进一步促进河南省高效节水灌溉又好又快的发展。

2014年，许昌市决定用3 a时间，连片建设3.33万hm2高效节水灌溉示范区。项目涉及长葛市、许昌县11个乡镇267个行政村，概算总投资7.70亿元，预计每年节水2 080万m3，节省电费约630万元，节省人工费8 000万元，每年产生直接经济效益1.20 亿元。示范区采用节水灌溉设备，比非示范区多浇2—3遍水，夏粮生产再创新高。

3.3 注重高效节水灌溉技术的引进和应用

河南省节水灌溉水平还需提高，尤其是高效节水灌溉占比偏小，与水资源紧缺形势、现代农业发展要求以及转变经济发展方式需求不相适应。一是总体步伐偏慢。节水灌溉工程覆盖率依然不高，仅占有效灌溉面积的45%，灌溉水利用系数仅为0.50，与根据节水灌溉工程技术标准测算的达到0.62的水平还相差很远。二是技术水平不高。目前，中国节水灌溉技术水平整体偏低，高效节水灌溉面积只有0.12 亿hm2，其中喷微灌面积500 万hm2，占有效灌溉面积的8.30%。喷灌面积只有306.67 万hm2，占有效灌溉面积的5.10%，与美国46%、欧洲普遍80%以上的喷灌面积比例相比差距较大。

目前，生物技术在农田灌溉中的应用就是一个典型实例。在这一新的发展形式下，技术人员可以对农作物的生长特点进行深入研究，在农作物不同的生长阶段中采取不同的灌溉策略，以此来满足农作物的用水需求，保障农作物的生长和产量。另外，在具体的农田节水灌溉中，也应该合理应用信息技术，让相应的检测系统和控制系统发挥出充分的作用，以此来保障农田灌溉效果，实现水资源节约目标[3]。

3.4 利用农业水价改革促进节水灌溉

借助于智能扫码灌溉方式，实现“互联网+机井”的无缝对接，并利用先进的互联网技术及电子信息技术，可设定机井取水量。根据农户土地及其耕作情况来分配水量，超出使用量则不能开泵取水。分配给农户的水使用量为其水使用权，若用不完，农户可以转让、出卖用水权，政府也可回购，为实现水权交易提供有力支撑。同时，也根据用户用水量设置了几个阶梯，实行阶梯收费，利用价格杠杆撬动节水灌溉的实施。

通过互联网采用远程登入省级管理平台的管理模式，完成农业灌溉用水管理。主要包括农业用水总量控制管理、水权管理、灌溉用水定额管理、用水限额管理、农业水价管理等。实现县级农业灌溉用水信息数据维护管理，包括基础信息库、用水用电实时历史库、用水户信息库、种植结构数据库、机井信息数据库、农业水价数据库、水权交易数据库、决策支持库的维护、支持税务部门查询统计并生成水资源税纳税申报表等。

4 结语

当前农田水利工程建设与发展中，高效节水灌溉措施的应用可进一步满足农作物对水资源的需求，并实现水资源的最大限度节约。凭借着投资成本低、技术简单、可操作性强等的诸多优势，高效节水灌溉措施在农田水利工程中得到了越来越广泛的应用。在此基础上，很多地区也加强了信息化建设与管理，结合相应的农田灌溉用水制度，让水资源浪费问题得以有效解决，在满足农田灌溉需求的基础上达到了水资源严格管理的目的。这对于农田灌溉水平的提升、农业的良好发展和水资源的合理节约都有着深远的意义。