农田水利工程高效节水灌溉技术的发展与应用

2022-10-10王建新

农机使用与维修 2022年9期

0 引言

在农业产业现代化运行及农业经济持续发展环境下，水资源科学化使用也成为不同行业重点关注的内容。但是部分农田水利项目落实过程中，仍旧存在节水观念落实难度高、水资源浪费问题较为严重，此类现象不仅会使水利工程有效性、高效性受到影响，还会使农业产业健康、持续发展受到严重限制。因此，必须要将节水灌溉技术在水利工程当中全面引入，精准掌握符合区域需求的灌溉技术，以此保证节水灌溉的实施及农业经济持续发展真正实现。

1 节水灌溉技术概述

节水灌溉主要是依托农作物对于水资源需求情况及区域供水条件，为保证水资源得到科学利用，合理开展水源灌溉，获取最优异的经济效益、环境效益、社会效益而展开的一项新型灌溉技术，如滴灌、微灌及低压管灌等。一是滴水灌溉技术，在水利工程建设任务落实中，在末级管道当中安装滴头，之后使用滴灌手段把主水流全面划分成为细小的水流，以此湿润土壤实现节水灌溉操作；二是微灌技术，作为一种全面的灌溉技术，虽然灌溉时间较长、灌溉量相对较小，但是可以让水源得到科学管控，让水资源能够更好地输送到农作物当中，改善土壤性能与结构；三是低压管灌技术，该技术主要是使用低压管道展开农田灌溉操作，管道内部水压不高可以让施工成本降低

。

2 农田水利工程中节水灌溉技术的发展与应用

2.1 综合分析农作物生长环境

农业持续、长期发展的重点环节就是把节水灌溉技术引入到农产品不同生长流程，保证灌溉技术能够持续作用于农田。为保证各项技术可以在农作物生长当中得到贯彻落实，促使技术发展，需要从农作物生长源头开始，针对农作物生长环节展开综合分析，以此推广最适应的节水灌溉技术。以山东省泰安市为例，泰安市位于鲁中山区，地势是从东北向西南方向倾斜，地形包括山地、丘陵、洼地、平原等，最大降雨量约为1 498 mm，最小降雨量为199 mm，平均温度为26.4 ℃，将相关数据当做前提，针对灌溉工程落实详细、科学设计，可以让节水灌溉技术全面、高效在水利工程内实施。例如，泰安市将气候环境当做基础，针对四周环境及生态展开探查，大力推行喷灌、低压管灌、微灌等各项节水灌溉技术，让农业获取优异经济收益，其中在2021年冬季到2022年春季设定的节水灌溉目标已经基本完成，包括恢复与改善灌溉面积1.3万hm

，新增有效灌溉面积0.67万hm

，发展节水灌溉为2万hm

，极大优化农业水资源的应用以及农业技术发展现状。并且泰安市后续在不影响经济全面发展前提和基础上，仍旧继续在推广与区域相符合的灌溉技术

。

2.2 喷灌技术的应用

在合理使用喷灌技术的过程中，需要使水具备一定的压力(即相关水资源通过自然落差或者水泵设施进行加压形成压力)，在压力管道助推下把喷灌系统内部水源运输到需要灌溉的农田区域，利用喷头在空中喷射水资源，或者利用小水滴的模式让水资源可以全面融入到土壤内，让农作物在生长中获取所需的水源。与传统的水源灌溉模式相对比，泰安市在针对大田作物展开抚育中合理的引入现代化的喷灌技术，能节约水资源量30%～40%。并且在喷灌基础上将灌溉形式改成自动化、半机械化的模式还能使区域劳动力需求得到缓解

。

在山区灌溉过程中，针对农作物栽植区域充分引入针对性的喷灌设备，也可增强农作物生长效果。例如，在栽培小麦作物时合理利用与栽培要求相符合的大田指针式喷灌机针对区域麦田展开灌溉作业，一次可覆盖约80 hm

小麦田；而在玉米养殖与培育区域，则可使用现代化的大田卷盘式浇水喷灌设施，该种喷灌方式喷灌效果增强约十几倍，出水量较低，喷灌为2.51 m

·h

，该类喷灌车能够让水资源使用效率超过90%，节约40%左右水资源。

滴灌技术在实际应用过程中与喷灌技术相似，也需要压力水来为供水提供动力，通过对水源适当增压后结合用水管网、管道展开分配与运输工作，为农作物带来足量的水源。一般情况下，滴灌系统设计主要分为首部枢纽、管网、滴灌设施三个部分

。首部枢纽包含设施有水泵、过滤设施、施肥装置、控制与测量装置等，这些装置与设施通过组装共同担任着水源提取、加入肥料与压力、过滤水源，并将水源及时、足量送入系统输水管路传输。管路包含设施有压力表、干管与支管、调节水流量的设施等设备，其主要作用是使加压后的水源均匀分配、传递给滴灌设施。滴灌带主要就是把管路所输送的水源使用点滴方式滴入到特定位置。合理应用滴灌技术，可以极大地降低灌溉过程中水资源浪费量，避免水资源被大量蒸发，有效降低地表径流问题、土壤内部水源深层渗漏等出现率。

2.3 滴灌技术的应用

2.牛副流行性感冒。潜伏期为2～5 d，病牛为主要传染源，病毒随鼻分泌物排出，经呼吸道感染健康牛而传播。本病一年四季均会发生，但仍以冬天至春天较多。

2.4 低压管道灌溉技术的应用

在科学使用机井灌溉技术过程中，需要充分依据农田面积及试验田对于灌溉的要求选取技术。例如，新型机井灌溉方式和灌溉技术，可充分利用机井灌溉管控箱及与机井灌溉有关信息技术和信息化软件展开科学化灌溉。

在渠道防渗操作和处理过程中，最关键目的就是避免渠道内水源发生下渗现象，让水源能够足量、足额输送到需要灌溉的农田区域，一般渠道防渗操作需要重点关注以下几点内容：1)将水利计算作为设定渠道断面的重要依据，如果渠道水流量超过1 m

·s

，可采取弧形底梯形、坡形断面；如果水流量达不到1 m

·s

，则可利用U形断面操作。2)大型灌溉区域渠道防渗效率应保持在40%左右；中型灌溉区域渠道防渗率应保持在50%左右；小型管道区域防渗效率应保持在70%以上；井灌区域需要全面针对固定渠道落实防渗操作。3)在渠道防渗处理中，可以适当引入混凝土板，并积极在最底层位置及渠道下部位置铺设复合土工膜、辅料薄膜，把断面合理设置为梯形状态，以此避免渠道在为农田运输水源中出现水源渗透问题。一般情况下，在防渗渠道修建过程中，常见的设施为预制混凝土，其有着较强的使用寿命和性能，可以适当减少防渗渠道断面面积，增强渠道输水能力，将其与复合土工膜技术有效、合理融合，能够最大程度保障农业用水效率以及用水合理性

。

2.5 渠道防渗技术的应用

要想实现节水效果，有必要从减少传输过程消耗量、减少水源使用量等几个层面入手。渠道防渗技术作为最大化减少水源传输过程消耗量的有效、科学措施，利用渠道防渗技术能够让输水效果得到全面提升。我国最常用输水方式就是利用渠道把水资源引入、输送到农田灌溉区域，在输送过程中水源会深入到渠道底部、边坡土壤空隙内部，水量损失占整体水资源输送量的50%～60%，最高甚至达到70%

。因此，推广应用渠道防渗技术有着十分重要价值。

孟子所说的“此天之所与我者”，可以理解为心的“思考”能力是人类特有的，这是人区别于动物的重要标志，强调了思考对于人类的重要性。

膜上灌溉技术主要是利用地膜覆盖农作物栽培区域的新型技术。实际应用中，利用膜上流水的方式代替传统的地膜附近灌水方式，沿着苗木设计渗水孔，让水资源可以渗下或者沿孔流下，优化农作物用水量，进而达到节约用水、降低水源消耗目的。当灌溉区域农作物使用地膜覆盖展开栽培，栽培作物为玉米、棉花、豆类、棉花和小麦(套种)及花生等，可用膜上灌溉技术。相比于传统地膜栽培水源灌溉模式，膜上水源灌溉技术有着更加优异节水效果，与沟灌节水相对比，膜上灌溉可以节约25%～30%水源，水资源实际使用效率可提升到80%左右

。如果在水资源紧缺的区域合理应用膜上灌溉技术，则可让节水效率提高到40%～50%，将管道输水灌溉技术与之相融合，可以让水资源整体使用效率达到90%左右。

2.6 机井灌溉技术的应用

低压管道灌溉方式可以在最低压力帮助和支持下为农田区域传送、提供定量水源，保证水源利用效果提升。在实际应用低压管道灌溉技术时，需要构建与灌溉需求相关的低压环境与管道布局，尽量将管道埋入地层内部，以避免低压管道在运输水源中发生水源大量蒸发、流失的情况。

2.7 膜上灌溉技术的应用

GE其他特有技术还包括应用Z.Plex*专利的深层过滤技术、压力式超滤膜组件、工业反渗透设备和E-Cell去电离子技术（EDI）。

3 对策及展望

3.1 高效应用对策

首先，制定与节水灌溉有关的使用方案，有关部门需要针对农田节水灌溉区域展开科学规划、持续调查，综合评估区域地势环境、农田布局情况、土壤环境及地质结构，在该基础上设计综合灌溉平面图，并交由相关设计部门展开针对性、科学化设计。通过对节水灌溉技术和操作展开优化、选取最佳的灌溉技术，合理使用区域河网，使水资源实际利用效率持续增强。其次，构建完善节水灌溉网络体系。把物联网、大数据等技术与区域农田工程相结合，通过相关软件、供电体系、物联网技术、远程链接等建设灌溉体系，整合区域内农田水利工程相关设施，在落实节水功能基础上增强节水效果。同时，针对网络系统展开细化设计，通过建立监测区、采集区等各类手段掌握区域农作物生长状态，并结合监控数据和系统及时把控土壤情况，远程管理区域节水灌溉体系。最后，引入新型设备和技术，从喷头入手，依据地形情况、地貌风向明确喷头形状。目前，新型圆形喷灌机等设备并不需要考量地形，可以直接展开喷灌，喷灌效果十分优异。

2.反腐倡廉建设与作风建设又紧密联系。（1）反腐倡廉建设和作风建设都是党的建设的重要内容。党的十七大以前，党的建设主要指思想建设、组织建设、作风建设以及制度建设“四大建设”，党的十七大把反腐倡廉建设作为一项独立的建设内容纳入党的基础建设序列中。于是，党的“四大建设”变成了“五大建设”，即思想建设、组织建设、作风建设、制度建设和反腐倡廉建设。党的十八大在肯定“五大建设”的基础上，将内部顺序排列微调为思想建设、组织建设、作风建设、反腐倡廉建设和制度建设，这是对党的建设主要内容的最新阐述。由此可见，反腐倡廉建设和作风建设共同存在于党的基础建设序列之中，是新时期党的建设的重要内容和关键着力点。

3.2 未来发展展望

农田水利工程中节水灌溉措施在今后发展趋势主要表现在三个部分。1)向智能化层面发展，从当前情况进行分析可以发现，传统灌溉技术仍旧存在限制性及落后问题，很难满足现代化节水灌溉要求，未来仍旧需要将智能技术全面引入到灌溉技术当中。通过建设智能体系，全面掌握农作物生长和发展情况，依据大数据分析、统计、整合农作物生长过程中影响因素，如土质、湿度、温度、水分等，把数据存储于智能系统当中，以此合理选择灌溉技术、浇灌水量。2)向网络化方向转变，积极使用计算机技术来优化升级节水管控系统及相关软件，以此增强节水设备管控能力。3)向自动化方向转变，在水源灌溉管控体系中安装性能优异中央控制器，将监测数据在系统中自动上传，自动控制水源灌溉时间、频率，确保节水灌溉技术实效性及合理性。