节水灌溉技术在农田水利中的运用分析

陈新生

（凉州区西营河水利管理处，甘肃武威 733000）

0 引言

现代农业的发展在各个方面有着较高的要求，其中节水灌溉技术的推广应用，能够有效减少农业灌溉中不必要的水资源损失与浪费，从而降低相应的灌溉成本，同时也能有效缓解水资源紧缺问题，为农业的规模化、可持续发展提供有力保障。

1 节水灌溉技术及其在农田水利中的运用价值分析

随着现代农业的规模化、现代化发展，农业灌溉用水问题受到了广泛关注。一方面，集中进行规模化农业灌溉需要用到大量水资源；另一方面，由于各方面因素影响，人类可使用水资源实际上较为有限。因此，节水灌溉逐渐成为现代农业、绿色农业、可持续发展农业的重中之重。节水灌溉技术的应用，正是新时期背景下缓解水资源紧张与农业灌溉用水需求量大之间矛盾的重要举措，是协调经济、生态和社会等方面效益的关键手段。根据农业生产需要，加强农田水利工程建设，同时落实节水灌溉技术的应用，能够达到良好的节水效果，在保障农业生产用水需求得到满足的同时，有效减少水资源的损失与浪费。这意味着节水灌溉技术的应用能有效解决农业用水不足的问题，尤其是在一些水资源稀缺的地区效果更为显著，能够为可持续发展战略的实施提供有力支持。而且节水灌溉技术的应用能够降低农业生产的用水成本，从而提高相应的经济效益，有利于农村农业经济水平提升，提高农民收入水平，带动相关产业发展，助力乡村振兴。

2 节水灌溉技术在农田水利中的运用要点

2.1 常用节水灌溉技术

2.1.1 渠道防渗技术

渠道输水灌溉作为我国传统农业的重要灌溉方式，其在现代农田水利工程体系中依旧有着一定的应用范围和价值。渠道输水灌溉最大的优势在于成本低廉、操作简单，不过在实践过程中往往面临着较为严重的水资源损失浪费问题。一方面，渠道作为开放式灌输形式，往往伴随着一定的水分蒸发问题；另一方面，渠道渗漏现象较为普遍，大量水资源会在输送过程中渗漏而损失。现代农业体系中，渠道防渗技术则是专门针对渠道渗漏现象而应用的节水灌溉技术，主要是利用各种防渗材料或者工程措施对渠道进行防渗处理，从而减少渠道输水灌溉中的水资源渗透损失。较为常见的渠道防渗技术往往是利用三合土料、混凝土板、石材、防渗膜、沥青等材料，对渠道进行处理。

2.1.2 喷灌技术

喷灌技术即利用水泵、管道与喷头形成喷灌系统进行农业灌溉的技术。喷灌技术最大的优势在于替代了传统人工喷灌模式，节省人力的同时能够实现大面积均匀喷灌，避免因人工喷灌不均匀而出现局部过涝、过旱的情况。而且在农业现代化、规模化、产业化发展进程中，喷灌技术的应用能够较为轻松地实现统一生产管理，并在此过程中，通过喷管系统保障农业灌溉用水得到满足的同时，减少不必要的水资源浪费。

2.1.3 微喷灌技术

微喷灌技术可以视作对喷灌技术进行细化处理的技术，即不再通过一个喷头实现大面积喷灌，而是利用大量微型喷嘴以低压小流量的方式完成喷灌任务。微喷灌技术的应用对微型喷嘴的工作特性要求较高，既要确保其以低仰角方式覆盖一定的灌溉范围，也要实现对喷洒量、喷洒半径的调节，从而真正实现更为精准的灌溉。微喷灌与喷灌相比节水性能更为明显，往往是通过微型喷嘴形成雾滴为农作物提供水资源。而且微喷灌技术的适用范围极广，在农作物从苗期到生长收获期的全过程均可使用，无须担心水压过高而对作物造成损伤和危害。不过单个微型喷嘴的覆盖范围较为有限，工作压力较低，因此在应用微喷灌技术时，必须合理建设农田水利设施，确保微型喷嘴的分布得当，进而保障微喷灌范围能够完全覆盖农田。实践中需要根据农业生产需要，选择合适的微型喷嘴，目前，较为常见的有射流式、离心式、折射式、缝隙式四类。其中射流式微型喷嘴包含活动部件，能够自由旋转。其工作原理为借助导流槽让水流按照一定仰角向外喷水，同时利用水流的反作用力带动摇臂旋转，从而实现均匀喷洒灌溉。离心式微型喷嘴的工作原理则是水流沿切口方向进入离心式后绕着垂直轴旋转后再射出，其特点在于工作压力低、雾化程度极高，节水效果明显。折射式微型喷嘴的工作原理为水流直接在压力作用下从喷嘴中喷出，并在接触到地面后折射形成薄水层并向四周射出，最终在空气阻力的作用下粉碎为小水滴。该微型喷嘴的特点在于射程较远、结构简易修理、成本低廉、工作压力需求小。至于缝隙式微型喷嘴则是通过缝隙对水流进行挤压后喷出，再借助空气阻力将喷出的细小水流化为水滴，具有结构简单、成本低廉等优势。

2.1.4 滴灌技术

滴灌技术是指通过管网、滴灌带输送水后以水滴的形式，在农作物根部附近土壤进行滴灌。该技术的优势在于水资源损失率极低，在满足农作物生长水分需求的同时减少土壤水分的无效蒸发，而且通过水滴的方式对施水量进行精准控制。同时，该技术还具有省水省工、增产增收、适应不同地块和土壤、可搭配液体肥料实现肥水一体化控制等优势，是目前具有巨大推广应用价值的节水灌溉技术。农田水利工程中滴灌系统的构建需要围绕四个方面展开，其一是水源工程；其二是由各种动力和加压设备组成并为水资源的输送提供动力的部分；其三是各级输配水管道，即将水输送至灌溉区域的管网系统；其四是滴头，即通过灌水器将水流控制在恒定的低流量进行滴渗。不过滴灌技术的应用面临着成本较高的挑战，同时杂质、矿物质的沉淀等可能会堵塞毛管滴头，再加上滴灌均匀度控制对自动化控制系统要求较高，使得该技术的推广应用还有着不少障碍。

2.1.5 低压管灌技术

低压管灌技术实际上就是利用管道替代明渠的工程形式，并通过较低的压力完成水的输送与灌溉。由于该技术在低压条件下运行，因而其适用性较广，对动力系统要求较低，而且相较于明渠在防渗漏方面的优势极为明显。低压管灌系统通常包含水源、输水管道、给配水装置、安全保护设施、田间灌水设施等，其中水源一般需要配套的提水动力设备，保护装置则一般为调压装置、排气阀等。低压管灌技术的优势在于成本低廉且具有一定的节水效果，其相较于土渠输水的节水量约为30%，同时还有着输水快、省时、省力、减少渠道占地、节能、灌水及时等优点。

2.2 节水灌溉技术比选

节水灌溉技术在农田水利中的选择与运用，应当根据地方实际情况进行综合比选，选定最合适的技术加以应用，制定科学、合理而具有可行性的节水灌溉方案，在改善农业灌溉节水效果的同时协调好投入成本、后期管理等。

2.2.1 评价指标

在对节水灌溉技术进行必选时，一般可采取建立评价指标的方式对不同技术方案进行量化对比，最后根据评价对比结果选择合适的技术方案。节水灌溉技术评价指标体系通常包含三大模块，分别是经济模块、技术模块与社会模块。其中经济模块一般包含净现值、收益率、投资回收期、效益费用比等指标；技术模块一般包含灌水均匀度、灌水强度、灌溉水利用率等指标；社会模块一般包含对作物的适应性、对地形的适应性、施工难易度、农民或农场职工接受度、安全可靠性等指标。

2.2.2 评价方法

在具体的评价方法方面，则可根据实际情况进行合理选择。其中层次分析法优势在于，操作简单且可系统性分析问题，不过存在难以对大量指标进行精准评价的缺陷；模糊综合评价法的优势在于，能够综合考虑多方面因素进行定性定量评价，评价结果精准度高，不过也有着主观性强、计算量大、指标数量过多时实践难度极大等缺陷；专家打分法作为依托于专家的专业知识和实践经验进行评分的方法，其优势在于应用简便且直观性强，不过也有着容易因为专家的主观意见而与客观事实不符的情况；主成分分析法的优势在于计算简单、工作量小，劣势则在于可能会因为忽视非主要指标而影响评价结果的精准性与可靠性。

2.3 节水灌溉效益评价

对节水灌溉技术在农田水利中的运用效益进行评价，能够反映技术运用的实际效益情况，并能针对实践中存在的不足进行分析，为后续技术运用优化和改善提供依据。

2.3.1 构建评价指标体系

基于科学性原则、整体性原则、层次性原则、针对性原则、独立性原则等，合理构建节水灌溉技术运用综合效益指标体系，能够保障评价指标的科学性、合理性，进而为评价结果的可靠性与有效性奠定基础。农田水利中运用节水灌溉技术，需要从多个方面进行综合评价，主要包含环境、安全以及社会等方面。其中从环境层面看，主要应考虑废物排放、扬尘污染、噪声污染等关键指标；从安全层面看，主要应考虑施工安全水平、安全教育和检修水平、管理机构设置与运行等关键因素；从社会层面看，主要应考虑劳动生产率水平、节水设施性能效益、农民及农场职工满意度等关键因素。对各指标权重的确定可采取问卷调查法，通过问卷调查结果构建相应的判断矩阵，通过一致性检验确定不同指标的权重。

2.3.2 评价过程

对节水灌溉技术应用效益的评价过程，即分别对三大部分的指标进行评价。其中环境资源评估需要由环境专业评审专家完成，一般在农田水利工程项目设计完成后便需要进行评价，而且项目修建过程中、工程实际运行后也需要进行跟踪分析与评价，务必要准确反映运用节水灌溉技术对环境造成的影响。项目安全评价同样需要贯穿项目设计、修建与运行三个阶段，对各阶段的项目安全重点加以明确，并通过量化计算的方式进行评价，反映节水灌溉技术运用的安全事宜。至于社会效益评价，则主要针对工程运行之后的效益进行综合评价，既要关注农业生产水平在节水灌溉技术支持下的提升情况，也要关注节水灌溉技术运用带来的节水效果，还要关注广大农户对节水成本、实践操作等方面的满意情况。

2.3.3 评价结果应用

在通过综合评价得到相应结果之后，还需要对结果加以利用，进一步改善节水灌溉技术的运用情况。根据评价结果，对节水灌溉技术在农田水利中的运用问题进行综合分析，找出问题的根源所在，及时采取措施进行处理。实践中较为常见的问题有灌溉区域调度方案不合理导致节水技术的运用难以发挥作用、灌溉时间安排不够合理、水权制度不明确等，这些问题的存在会对农田水利工程中的节水灌溉技术运用造成严重影响，相应的节水效益较差。针对灌溉区域调度问题，可从整体上综合水源分布、农田分布、农作物需水情况等因素，合理制定科学、可行的调度方案，优化水资源输送调度路线，进而为节水灌溉技术的高效运用奠定基础。针对灌溉时间安排不合理的问题，可根据地方农业生产现状，合理制定具体的浇灌计划，统一安排灌溉，并在实践中根据具体情况进行适当调整。针对水权制度不明确的问题，则需要规范土地流转、集约化和规模化经营等管理制度，以调动农民群众节水积极性为重点，健全基层水利服务体系，构建高效节水管理的长效机制，保障节水灌溉技术能够持续发挥效益并助力农业生产水平提升。

3 结语

综上可知，运用合适的节水灌溉技术能够有效减少现代农业生产中的水资源浪费与损失。地方农业部门在积极推动农田水利工程建设的过程中，应当结合本地实际情况，综合考虑多方面因素，通过综合化的比较选择适宜的节水灌溉技术加以应用，科学制定相应的技术应用方案，加强相应的项目建设与管理，同时做好节水灌溉效益分析，根据分析结果持续优化节水灌溉技术的应用效果。