农田水利灌溉节水工程设计探讨

罗忠

【摘要】农田水利灌溉是重要的工作，农田水利灌溉时需要大量的水，为了避免水资源浪费，农田水利灌溉时就要落实节水工程设计，利用节水工程降低农田水利灌溉时的用水量，满足农田水利灌溉的需求。目前，农田水利灌溉中有着明显的水资源浪费问题，尤其是一些中小型农田区域、零散农田中，水利灌溉条件受限，造成严重的水资源浪费。本文主要探讨农田水利灌溉中节水工程设计的相关内容。

【关键词】农田水利;灌溉;节水工程

水是农田水利運营中不能缺少的，农田水利灌溉中采取节水工程设计，一方面推进农田水利的发展，另一方面满足灌溉的需求。农田水利灌溉中的节水工程设计，一定要做到节水、节约。节水工程的设计过程中应该要考虑农田水利灌溉的根本需求，这样才能体现节水工程在农田水利灌溉中的价值。农田水利灌溉中规划节水工程设计，以便发挥出节水工程的设计作用，实现水资源的节约。

1、农田水利灌溉节水工程的设计标准

农田水利灌溉节水工程中提出了设计标准，用于规范农田灌溉节水设计。本文总结了几点节水工程设计时的参考标准，具体如下：

1.1需求标准

农田水利灌溉节水工程的设计标准中要做到满足农田灌溉需求，推进农业产业的节约型发展，优化节水工程的设计[1]。农田水利灌溉节水工程设计中遵循需求标准，每个农田水利工程灌溉使用的状况不同，其产生的水源问题也不同，在节水工程设计时就要以需求为标准，从农田水利的实际情况出发实行节水工程设计，由此才能保障农田水利灌溉的节水性。

1.2抗干旱标准

农田水利灌溉节水工程中实行抗干旱设计标准，尤其是我国北方地区，北方天气干燥，农田较容易出现干旱的情况，因此水利灌溉节水工程设计标准中就要预防干旱，在水资源缺乏的季节中合适的给农田灌水，预防农田干旱。水利灌溉节水工程一定要按照标准执行，这样才能为农田提供高效的灌溉方案，优化农田水利灌溉的过程，实现农田水利灌溉的节水效益。农田水利灌溉节水工程设计时的抗干旱标准，既能满足农田灌溉的需求，又能解决水资源浪费的问题，表明抗干旱标准在农田水利灌溉节水工程设计中的重要性。

1.3适度性标准

农田水利灌溉节水工程设计中提出了适度性标准，适度性标准是指让节水工程设计方案更加符合农田水利灌溉的要求和实况，促使节水工程设计方案在农田水利灌溉中可以发挥出高效的节约作用。农田水利灌溉节水工程设计中需全面落实适度性标准，强调农田水利灌溉节水工程的适度性，一来不产生资源上的浪费，二来提高农田水利灌溉的节水性。

2、农田水利灌溉节水工程的技术设计

农田水利灌溉节水工程技术设计主要从以下几个方面进行，列举节水工程设计的表现，如下：

2.1低压管道技术设计

农田水利灌溉节水工程中采取低压管道技术设计，低压管道具有节水的作用，低压管道和灌溉时使用的水龙头接好，利用低压的条件把水源引导进入到农田中，完成浇灌的工作[2]。低压管道技术比传统灌溉方式节水作用明显，其减少了水资源运输期间的蒸发量，同时也避免了水分渗漏，在很大程度上提高了水资源的利用率。比如：某大豆田间灌溉中使用了低压管道，与以往传统的灌溉方式相比，低压管道每年能节约大概20%左右的水，大豆产量也明显的提升，低压管道技术设计后还能减少管道设施的占用面积，也能起到节约的作用，该低压管道案例在大豆灌溉中表现出了节水的优势，其在当地有着很好的节水效果，已经逐步推广到多个农田水利灌溉项目中。

2.2喷灌技术设计

喷灌技术设计也是农田水利灌溉节水工程设计中实践性比较好的技术内容，有助于提高水资源的利用效率，喷灌技术主要是改变了传统灌溉作业的方法，而是借助专业的喷灌设备，把水直接喷到空中，水会在空中形成水珠，以下雨的方式灌溉农田中的作物，确保农田作物可以均匀的吸收水分。喷灌技术在农田水利灌溉中需要投入的成本高，在采用喷灌技术时要综合考虑多方面的原因，维护喷灌技术的有效应用[3]。比如：某农田水利灌溉区域，农田种植面积很大，其所处的环境中地下水消耗过度，因此农田水利灌溉中设计了喷灌技术，比如该地区的小麦灌溉区域，使用了喷灌技术以后，节水率高达30%，同时提升了耕地利用率，喷灌技术适用于种植面积大，水资源缺乏的区域中，而且该案例中采用的是移动式喷灌技术设计，一套设备能够多地区使用，其经济效益也很高，从整体上保障喷灌技术的节约效益。

2.3微灌技术设计

微灌技术在农田水利灌溉节水工程设计上有着较好的节能效果，现阶段很多农田用户使用了微灌技术，微灌技术的设计核心是由设备提供有压水，有压水直接输入到农田内，有压水输出时的水流非常小，微小的水流可以直接灌入到农作物的根部，满足农作物对水的需求。农田水利灌溉中常见的微灌技术设计有微喷、滴灌和小管灌溉的方法，微灌技术设计不仅有节水的作用，还有提高产量的能力，微灌技术可以应用到多种类型的农田水利灌溉中，其在农田灌溉中占有很大的使用比重。微灌技术设计非常适用于大规模的经济作物种植中，微灌技术中需配置专用的灌溉设备，优化微灌技术中的设备配置，完成微灌技术的实践应用。目前，微灌技术已经投入到玉米、小麦、花卉、药材等种植灌溉中，提高了节水的效果。

2.4渠道防渗技术

渠道灌溉常用于中小型的农田灌溉中，渠道灌溉中水资源的浪费主要表现在渠道渗漏这方面，采取渠道防渗技术实现节水应用。乡村中的中小型农田分布较广，而且乡村农田种植时期早，灌溉渠道受到人力、环境影响之后而出现损坏，进而出现了渠道渗漏的情况，灌溉过程中渠道渗漏的情况越来越严重，诱发大量的水资源浪费[4]。因此，在中小型农田灌溉中应该修复渠道结构，落实渠道防渗技术，渠道防渗修复时以底部、墙体为核心，首先要清除渠道底部的淤泥，清除淤泥后扩大渠道输水的空间，避免有输水空间不足的问题，同时还能预防水资源外溢;然后是渠道底部、墙体的修复工作，以免浇灌输水的过程中有渗漏的情况，渠道修复时可以发动群众参与，树立群众农田灌溉时的节水意识，这样才能提高用水效率，预防浪费;最后要合理选择灌溉的时间，渠道修复应该选在非灌溉期，或者是灌溉前期，以免影响农田灌溉的时间。

3、农田水利灌溉节水工程设计的要点

农田水利灌溉节水工程设计中规划了几点要点内容，目的是强调农田水利灌溉节水作用。

3.1收集农田水利灌溉的信息

农田水利灌溉节水工程设计中应该收集一些相关的信息，主要是收集农田中的地形、地质信息，水源、水量信息等，帮助农田水利灌溉节水工程的规划，还要了解农田用户对水资源的需求，这样获取信息之后才能有针对性的实行节水工程的设计和应用[5]。农田水利灌溉信息中包含着地区节水的需求，科学、合理的分析农田水利灌溉的信息，有效体现出灌溉的节水优势，满足农田水利灌溉的基本需求，以便准确的落实农田水利灌溉节水工程的设计应用。

3.2制定科学的水利灌溉方案

农田水利灌溉节水工程设计中需要有可行的灌溉方案，农田中农作物的整个生长周期中，合理规划灌溉的次数以及每次灌溉的用水量，明确灌水定额，同时制定出水利灌溉节水的制度，严格按照制度组织水利灌溉，在节水的条件下确保灌溉的水量能够满足农田农作物的需求[6]。目前，水利灌溉方案中围绕节水技术规划了灌水周期、定额，确定灌水延续的具体时间，科学的水利灌溉方案有助于提高农田灌溉水资源的节约水平，因此农田水利灌溉节水工程设计中必须要制定合适的灌溉方案，满足农田水利灌溉的需求。

3.3监督农田现场灌溉的过程

农田水利灌溉节水工程设计中，应该安排专业的人员监督农田现场灌溉的过程，保障灌溉节水工程符合农田现场的实际情况。比如监督现场引水量，确保引水量能够符合灌溉的实际情况，同时还要了解横断面的水量，保障农田灌溉节水工程的完整性。农田现场灌溉过程中采用监督的方法，有助于制定符合实际情况的节水工程和灌溉方案，确保农田现场灌溉的合理性，在此基础上才能做到节水灌溉。

4、农田水利灌溉节水设计的案例分析

本文以某小型农田水利灌溉工程为例，分析农田灌溉中节水设计的过程，案例中选用的是低压管道灌溉和滴灌技术相结合的方法，该农田水利灌溉工程处于某地河流西侧，当地农业水资源的需求量是20972.3万m3，生活、工业的需水量分别是2024.1万m3、17308.4万m3，该案例中过境水资源较为丰富，地下水补给具备较好的条件，水资源非常丰富，设置了节水工程以后，农田水利灌溉中节水工程设计实施以后，节水灌溉4.98万亩，从引水渠、沉砂池、灌溉设施、田间灌溉工程这几个方面列举节水工程的设计和应用。

4.1配置引水渠

引水渠是和农田水利灌溉节水工程配套修建的，引水渠主要是为农田水利灌溉提供可靠的渠道，避免出现私自引水的情况，规划好水利灌溉节水工程的應用，体现引水渠的节水作用[7]。以往农田水利灌溉时经常会自行引水，诱发大量的水资源浪费，而且无法保障引水的规范性，该案例中配置引水渠，保障农田水利灌溉的安全性和节约性。该案例中农田水利灌溉体系中原本具备引水渠，而引水渠道的线路无法和农田灌溉体系匹配起来，引水渠上存在大量私自开挖的情况，农户开挖以后没有回填，导致原有的引水渠无法继续使用，在这个基础上，勘察现场的条件，制定出引水渠设计的最佳方案，一定要避免渠道继续出现冲刷的问题。引水渠的横断面位置要衬砌U型的板，圆弧的半径设计成0.5m，要求引水渠渠道的深度是0.95m，满足农田灌溉时饮水的需求，引水渠设计后才能避免灌溉水资源流失。

4.2配置沉砂池

沉砂池在该农田水利灌溉节水工程中起到沉砂、净化的作用，该水利工程洪水期水源混浊，混合的泥沙会沉积下来，影响农田水利灌溉工程的使用，沉砂不仅会影响农田水利灌溉，还会干预水利工程的质量，造成很大的水资源浪费，因此该案例从节水角度出发配置沉砂池，洪水期时沉砂池用于沉积水中的泥沙，正常用水时用作蓄水调节池。案例中的沉砂池中设计了钢筋混凝土结构和滤水器，同时配置吸水池、分水闸，实现农田水利灌溉的节约性。

4.3布置节水灌溉设施

该案例农田灌溉工程节水设计中，低压管道灌溉布置设施时，先要布置设施提供低压供水的环境，在泵房内安装枢纽设施，也就是首部设施，水源位置安装卧式离心泵，控制阀、压力表等设施，灌溉时的管道凸起位置要设置进气阀，进气阀能够排净管道内的空气，以免有负压问题，以便达到低压管道灌溉供水的基本需求[8]。管道承压值设计成0.4MPa，管道之间采用承插法连接到一起，低压管道灌溉铺设到农田中，直接从根系滴灌完成农田灌溉，农田中搭建了迷宫式的滴灌带，把滴灌的PE软管直接安装到低压管道的垂直分干管，滴灌带之间的距离设计成1.0m。

4.4田间灌溉节水工程

首先该案例工程中在田间灌溉区域中设置灌水器，该案例负责的节水灌溉面积为4.98万亩，低压管道滴灌系统主要有30个系统，农田的农作物以番茄、青椒、茄子为主，滴灌带设置时遵循一膜一管的原则，每套管道分两行，铺设好以后就要设置节水灌溉的参数。

然后根据节水要求设置灌溉参数，低压管道滴灌时的灌溉率要求不能低于90%，滴灌的水资源利用率为90%，以月为单位，要求节水灌溉时以月为单位设置耗水强度是7.0mm/d，每个滴头的间距是0.4m，滴灌流量数值是2.0L/h，案例中设置的滴头直径是0.57m，滴灌周期是4天，也就是每次滴灌完成的时间是4天。

最后是案例中针对农田水利灌溉节水工程配置的管理方案，第一是泵房管理，滴灌系统的首部位置是泵房设施，泵房尺寸要按照控制阀、配电设备的参数设计，泵房需配置专业的管理方案，以此来保障泵房设备的安全性，进而才能实现农田水利灌溉的节水性，泵房管理时要求泵房面积和结构相符，避免影响泵房在农田水利灌溉节水工程中的应用[9];第二根据农田低压管道滴灌节水方案，优化过滤设备，过滤器决定着滴灌时的流量，要按照农田滴灌的流量要求配置过滤设备，要求过滤器中提供的过流能力要比滴灌系统流量的20%还高，该案例为中小型农田灌溉，节水工程中主要以地表水为主，过滤器采用网式过滤器+砂石的方法，再配置好过滤器的参数，达到节水设计的标准。

5、农田水利灌溉节水设计的发展前景

农田水利灌溉节水设计是现代农田灌溉的发展方向，我国水利工程的规模越来越多，水利工程负责水源处理的项目也比较多，其中农田灌溉是最容易出现水资源浪费的问题。现阶段农田水利灌溉中已经落实了节水设计，比如文中分析的滴灌、喷灌等方法，为了实现更好的水资源节约，农田水利灌溉节水工程设计仍旧在继续发展，未来农田水利灌溉节水设计中提出了几点发展方向，具体分析如下：

5.1综合性节水设计

农田水利灌溉节水设计中可以把原本单一的节水方案改为综合性节水设计，比如本文案例中分析的低压管道和滴灌结合的方法，很多单一的节水方法都可以结合起来，比如滴灌和喷灌结合，滴灌灌溉农田作物的根系，喷灌提供湿润的环境，既可以节约用水，又可以提高农作物的生长水平。

5.2积极引入先进设备

农田水利灌溉节水工程设计未来发展过程中建议积极引入先进的设备，先进的设备更容易实现灌溉时的节约性，主要就是因为先进设备本身符合节水的要求，所以先进设备的节水能力要比普通设备好。

5.3合理规划节水方案

水利工程不同，水利工程负责灌溉的农田项目不同，对应的节水方案也就不同，水利工程灌溉节水设计中合理规划节水方案，促使节水方案能够满足农田水利灌溉的节水需求，这样才能推进农田水利灌溉节水工程的實施，表明合理规划节水方案的重要性。

结语：

农田水利灌溉时经常会出现一些水资源浪费的问题，无法保障灌溉的稳定性，同时也会影响农田水利工程的建设效果。农田水利灌溉设计中提出了节水要求，全面落实节水工程的设计，强化落实节水设计措施，完善农田水利灌溉节水工程的设计过程，更重要的是优化农田水利灌溉的过程。本文总结了一些农田水利灌溉时节水设计的措施，从农田水利灌溉的现状出发，合理落实节水设计，优化农田水利灌溉的过程，预防水资源浪费。

参考文献：

[1]秦红霞.对中小型农田水利灌溉工程设计及节水技术探析[J].绿色环保建材，2020（01）：225+227.

[2]毕宪春，毕宇焘.农田水利灌溉设计与节水的融合研究[J].四川水泥，2019（07）：52.

[3]蒙学伟，王增芳.农田灌溉节水工程实施探究[J].南方农机，2019，50（09）：100.

[4]肖强.农田水利节水灌溉工程设计研究[J].乡村科技，2019（09）：122-123.

[5]肖承智.农田水利灌溉节水技术分析[J].陕西水利，2018（06）：94-95.

[6]蔡勇.农田水利灌溉节水工程设计分析[J].河南科技，2018（31）：76-77.

[7]罗斌.农田水利节水灌溉工程设计探讨[J].吉林农业，2018（09）：69.

[8]李洪涛.浅谈农田水利工程设计中节水措施的应用[J].黑龙江科技信息，2016（17）：224.

[9]范建军.论农田水利节水灌溉工程设计[J].农业与技术，2015，35（08）：36.