高效节水灌溉技术探究

冉淑琴

（甘肃利原水利工程质量检测有限公司 甘肃定西 743000）

水是人类赖以生存的重要资源，水资源的匮乏短缺会给社会的可持续发展带来灾难性影响。近年来，全球各地水资源枯竭加剧，我国水资源短缺问题也更加严重。南北水资源供需不平衡，人均水资源占有量减少，北方旱灾频发，这一系列的现实问题都迫使我们不得不探索与发展更为高效节约的灌溉技术，最大限度地提高水资源利用率，减少水资源损耗与浪费。在以往，我国多采用大水漫灌技术，不仅需要大量水资源投入，而且作物对水的吸收率并不高，容易造成水资源的无端浪费。鉴于此，喷灌、滴灌等更先进的节水灌溉方式先后被提出来，并在农业灌溉中有了应用。下面结合实际，就新时期高效节水灌溉技术做具体分析。

1 高效节水灌溉技术

1.1 喷灌技术

喷灌技术是利用各种专用的设备，通过一定的压力，将水输送、分配到田间，再利用喷头喷射到空中，形成细小的雨滴，像天然降雨一样降落到地面，最终均匀地撒在灌溉面积上，借助毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物，让作物生长需求得到满足[1]。喷灌技术的主要构成有喷头、水泵、动力装置、管道、水源以及田间工程系统等。相较于传统灌溉技术，喷灌技术也能达到一定的节约水源、提高水资源利用率的目的。喷灌技术比较灵活高效，应用喷灌技术时，可根据具体的灌溉需求以及土壤特质灵活调节灌溉量，从而获得比较理想的灌溉效果。与传统灌溉技术相比，喷灌技术具有节水、灌溉均匀、不会产生田间径流与深层渗漏等优势，能起到很好地滋润作物以及保土保肥的作用。且相较于地面灌溉技术，喷灌技术的节水效果更好，可节约30%～50%的水资源。当前喷灌技术正在被广泛地应用中，苗圃灌溉、果树灌溉、蔬菜以及经济作物的灌溉中都常用到喷灌技术。喷灌技术除了能大大提高水资源利用率，让水资源得到有效节约外，也能对盐碱地土壤起到一定的改良作用，合理运用喷灌技术能让盐碱地治理周期缩短，让土壤尽快恢复正常健康状态，合理运用喷灌技术也能有效提升土壤通透性，让土壤微生物丰度得到提高。

1.2 微灌技术

现阶段，微灌技术在农业灌溉领域也发挥着重要作用。应用微灌技术对植物进行灌溉时，可以根据不同的灌溉需求适度调节灌水量，同时也能让灌水与施肥一体化进行，微灌技术为水肥耦合的实现提供了保障。研究与实践证明，合理运用微灌技术能获得十分好的节水节肥效果。如有相关研究指出，微灌可节水40%～60%，节肥30%～50%[2]。微灌技术在农业灌溉中的操作方法比较多样，膜下滴灌就是微灌技术体系中的一种灌溉方法，膜下滴灌技术是将以色列局部浸润滴灌技术与国内作物覆膜栽培技术进行结合，在两项技术的基础上发展而来。与传统技术相比，膜下滴灌技术不仅能大大减少地表水的深层渗漏、提高水资源利用率，而且还能增温保墒，减少土壤间的无效蒸发。同时，经研究与实践证明，在农业灌溉中合理运用膜下滴灌技术，可促进农田小气候改善，让农田小气候更适合作物成活生长，科学运用膜下滴灌技术能让土壤内的热、气、肥、水等有序协调运转，从而充分满足作物生长需求。科学使用膜下滴灌技术，能让作物根区土壤盐分浓度得到降低，让土壤次生盐碱化现象得到有效改善。

1.3 低压管灌技术

低压管灌技术是以管道代替明渠，利用压力推动水流渗透到作物根部，让作物得到浸润。低压管灌技术属于井灌模式的一种，其具有出水口出水量大、出水口所需压力低、操作难度低、节水效率好等优点，目前在农业灌溉领域也发挥着重要作用。有研究指出，若能合理运用低压管灌技术，灌溉水的利用系数将会被提高到0.95左右。与喷灌系统相比，低压管道输水灌溉系统的结构要更为简单，该系统对管材以及水质的要求较低，且不需要设置专门的过滤器与高压机泵装置等，因此，系统运行成本相对较低，但灌溉效率高。

1.4 微润灌技术

微润灌技术属于一种新型的地下精准灌溉方式，多运用于局部灌溉。在应用微润灌技术时，是先在地下埋设高分子半透膜微润管，利用该管道向作物根部区域连续供给微量的水肥，为作物的成活与生长提供保障。研究与实践证明，微润灌技术也具有很好的节水节肥效果，与沟灌相比，经微润灌处理的黄瓜在全生育期可节水54.9%，水分利用率能提高1.3倍。在微润灌技术条件下，水分蒸发量会大大减少，水资源利用率高，且整个灌溉过程比较便捷，容易操作，同时，该种灌溉技术不会对土壤结构造成破坏，有利于提升土壤肥力，维护农作物良好生长态势[3]。微润灌技术虽然有良好的节水节肥效果，但是受技术、经验、环境等条件限制，该项技术在当前并没有得到广泛应用。

2 高效节水灌溉技术发展不足分析

近年来，我国农业灌溉技术水平不断提高，微灌、滴灌等先进灌溉技术在农业灌溉领域起到了重要作用，但与此同时，各项高效节水灌溉技术在发展与应用过程中也出现了一些问题。具体分析如下。

2.1 喷灌技术应用存在的问题

喷灌技术在农业灌溉领域中的应用需要有一定的资金、设备、技术等的支持，由于当前我国一些地区经济发展水平还相对落后，资金、设备与技术不足，从而使喷灌技术未能得到很大的发展。经调查发现，喷灌技术虽然被运用到农业灌溉领域，但是喷灌形式并不丰富，灌溉精度并不高，节水作用并没有得到充分体现。并且，当前一些喷灌设备性能较差，耐久性不足，老化速度较快，在使用时间达到两年甚至一年后就会出现较多问题，给正常的灌溉活动带来很大影响。此外，喷灌技术在应用过程中还存在信息化水平、自动化水平不高的问题，喷灌技术与当代的计算机、互联网、人工智能等技术未能深度结合起来，喷灌过程仍依赖于人工控制，智能化与自动化喷灌操作还未能实现。鉴于此，在当前背景下，就应进一步推进喷灌技术与GIS、GPS、人工智能、计算机以及互联网等先进技术的结合，进一步提高喷灌技术的精准化水平，让喷灌技术发挥出更大的作用。

2.2 膜下滴灌技术应用存在的问题

经调查研究发现，膜下滴灌技术虽然在当前的农业灌溉领域中有了相对广泛的应用，但是人们对该项技术的研究并不多，尤其是对膜下滴灌条件下水肥耦合效应的研究更是有所欠缺。这些问题导致在农业灌溉中膜下滴灌技术只起到了节约水资源的作用，而并没有起到淡化盐分、预防土壤次生盐碱化等作用。另外，从环保角度来讲，膜下滴灌技术也还有许多需要改进的地方。如应用膜下滴灌技术容易导致大量地膜残留到土壤中，使土壤受到污染，让农作物的生长受到影响。有研究表明，残膜会对生态环境与农业生产带来很大影响，残膜长时间、大量堆积在土壤中会使土壤结构受到破坏，让土壤微生物的生长繁衍受到抑制，让土壤酶的活性降低，从而造成土壤肥力大大降低，导致作物大量减产，更重要的是，在处理不及时的情况下会引发次生环境问题[4]。

2.3 低压管道输水灌溉技术应用存在的问题

低压管道输水灌溉技术在应用过程中表现出来的问题是技术应用标准、应用规范不够统一，一些地区在使用低压管道输水灌溉技术时没有严格的技术应用规范，进一步导致了地埋管道、井、泵等田间灌溉系统不配套，造成正常的灌溉工作无法进行。此外，在管道埋设以及田间灌溉系统建设等工作中，有关地区与人员不注重对质量的管控，在系统试用期间不会定期进行检查与维护，使灌溉工程的可用年限大大缩短，一些灌溉工程还没有达到设计年限就已经无法使用。

3 高效节水灌溉技术优化发展建议

3.1 推进信息化技术在喷灌技术中的应用

前文简单提及，若能将喷灌技术与GIS、自动化控制技术计算机技术等有机结合，那么喷灌精度将会更高，效率也会更快，喷灌技术的节水效果会更为理想。因此，在当前背景下，应进一步推进信息化技术与喷灌技术的结合运用，采用合理手段在喷灌技术体系中引进自动化技术、计算机技术以及网络技术等，并运用神经网络、模糊控制等对整个喷灌体系进行优化，让喷灌技术体系可以自动监测土壤养分，自动采集土壤环境信息，同时对土壤温度、湿度、气压等做出判断，并结合分析判断结果自动调节灌溉水量与灌溉次数等，让农业灌溉更加智能高效。

3.2 研究与构建“滴灌技术+生态农艺技术”耦合模式

膜下滴灌技术具有很好的节水效果，并且如果能将膜下滴灌技术与作物种植、田间管理等技术有机协调配合，就能让作物生长环境得到有效改善，从而使高产高收的目标顺利实现。因此，在当前应进一步加大对膜下滴灌技术的研究与优化，进一步研究膜下滴灌技术条件下水、热、肥以及盐之间的相互影响关系与运移规律，让膜下滴灌技术发挥出更大的作用。

3.3 推进污水灌溉建设标准、使用规范发展与统一

前文已经提及，在将高效节水灌溉技术应用于农业灌溉领域时，由于没有统一的建设标准与使用规范，而导致灌溉工程耐久性不足、实用性不高，使各项节水灌溉技术无法充分发挥出作用。基于此，就应结合节水灌溉技术的特征特点以及使用要求，对灌溉工程设计标准、施工标准以及运行与管理规范等进行统一优化，有关部门可结合国家要求与当地实际情况，制定节水灌溉工程建设与使用细则，从而让各项高效节水灌溉技术得到更规范、更科学地应用。

4 结语

综上所述，在经过较长时间的探索与发展后，我国高效节水灌溉技术已经较为丰富。喷灌、滴灌、低压管灌以及微润灌等各项技术在农业灌溉领域发挥了重要作用，这些先进技术大大提高了水资源利用率，为农业的可持续发展提供了保障。但与此同时，高效节水灌溉技术在发展与应用方面也还存在一些问题，为此要进一步加大对各高效节水灌溉技术以及相关配套设施的研究与优化，让节水灌溉技术充分发挥出作用。