农业节水灌溉设备的应用及相关技术分析

2022-12-02李建斌

农业科技与信息 2022年15期

李建斌

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃景泰 730400）

农业是我国国民经济的支柱产业，面对新时期农业现代化发展相关要求，应正确看待高效节水灌溉对于农业发展以及环境保护的重要性，从而优化农业灌溉方式。由于我国以往农业生产中主要选择大水漫灌方式，水资源浪费现象严重，而且水资源的商品化意识不强，未能获取相应的收益支持水利工程后期运营和管理，不同程度上制约着农田水利工程积极效应的发挥。因此，新时期要加强对农业节水灌溉技术的全面研究与推广应用，减少农业灌溉中的水资源浪费，实现精细灌溉，在满足农业生产基本需求的基础上，提高水资源利用率。综合分析研究农业节水灌溉设备和相关技术内容，有助于推动高效节水灌溉技术优化创新，并加快高效节水灌溉技术的推广和应用。

1 农业节水灌溉技术

农业生产离不开水资源支持，针对我国水资源匮乏的现状，农业灌溉用水技术也在不断创新发展，并在实践中取得了较为可观的成效。在农业生产中，灌溉用水主要包含水田、水源、农作物以及农产品，通过高效节水灌溉技术的合理化运用，有助于实现水资源最优化配置和利用，减少不必要水资源损耗，建立完善且合理的节水灌溉体系[1]。通过此种方式，支持农业生产活动高效有序进行，切实提升水资源利用率。

1.1 水资源配置技术

水资源的优化配置是节水灌溉技术体系的一项重要内容，通过此项技术的合理运用，充分结合农业生产规模不断扩大的客观需求以及区域地表、地下水资源储量、分布情况等，在获取充足的数据基础上，依据生产需要合理调度和分配水资源，调节水环境情况，并通过灌溉回归水技术，实现雨水、洪水和污水等多水源利用，提高水资源的循环利用，减少农业灌溉用水浪费量，同时还可以采取有效的防洪措施，起到理想的防洪引流效果[2]。

1.2 水资源控制技术

传统农业生产中所采用的灌溉模式主要是大水漫灌，水资源浪费问题十分严重，同时还可能导致某区域水资源过于集中而产生涝害，而部分区域由于地势过高灌溉时水流未经过，导致该区域存在灌溉不透彻的问题。另外，在农业生产中还会出现不同程度的水资源渗漏，为了避免此类问题，需要对区域地质条件和水文条件进行充分的调查分析，合理设计规划输水渠道，并采取现代化的管道输送技术，依据种植的农作物灌溉需求特点，灵活应用喷灌、微灌、滴灌等先进的节水灌溉技术；干旱地区还可以利用抗旱点浇技术，减少水资源输送过程中的渗漏消耗，避免出现严重的“跑、冒、滴、漏”问题，提高水资源利用率，实现对灌溉用水的合理控制。

1.3 农艺及生物节水技术

为了优化利用水资源，控制水资源消耗，可以合理选择农作物品种，尽量选用抗旱品种，并采取科学合理的深耕深种技术，利用塑料薄膜对农田进行覆盖，保墒保湿，减少水资源损耗。在合理运用农业节水灌溉技术的同时，还要进一步加强节水灌溉全过程的科学管理，基于现代化信息技术实现农业灌溉用水精细化管理，对土壤特性、农作物生长状态、天气变化情况等进行智能化监控与分析，结合具体情况对农业灌溉用水进行自动化调控，并建立科学合理的用水制度[3]。具体施工中，需要结合实际需求，对多种农业节水灌溉技术进行灵活选用，以便取得理想的节水效果，推动农业现代化转型和节水型社会发展。

2 节水灌溉技术应用现状和趋势

从目前我国农田水利灌溉工程建设现状来看，整体质量稳定性不足，产品配套水平偏低，微灌产品的规格和类型较少。在工程设计和管理方面，存在设计人员专业性不足、人员匮乏、选型不当以及运行管理水平不高等问题，不同程度上影响到节水灌溉技术有效地发挥。

随着科技水平的提升，节水灌溉技术水平也将朝着系统集成方向发展，实现精准灌溉的目标。目前地下灌溉拥有广阔的前景，但地下节水灌溉技术推广应用速度缓慢。随着科技发展，未来必将大范围普及应用，以此来提升水分利用率。另外，要推广应用智能化节水灌溉设备、3S 技术等，有机融合生物技术，实现农作物灌溉动态调整，并根据灌溉设备的最优化配置合理利用水资源。

3 节水灌溉技术的设备

节水灌溉技术设备不断创新发展，设备类型逐渐多样化，在实际应用中，可以在满足农作物灌溉需求的基础上，减少不必要水资源浪费，切实提升水资源利用率。当前我国节水灌溉设备类型主要包含微灌式、喷灌式、全塑节水灌溉系统等。全塑节水灌溉系统进一步细化，包括低压出地阀、软管三通阀、半固定式喷灌系统及移动式灌溉系统等。节水灌溉工程类型多样，但所采用的节水灌溉设备具有一定共性特点，均是围绕节水降耗和自动化控制内容。

3.1 节水喷灌设备

当前农田灌溉中所采用的节水灌溉设备有喷灌机、地面移动管道、喷灌地埋管道以及规格不一的喷灌水泵等。结合目前国内自主研发的大型喷灌机来看，DPP-400 型平移式喷灌机和DYP-415 型电动圆形喷灌机应用较为普遍，实际应用中覆盖面积较大，作业效率和自动化水平较高，更适合目前机械化耕种的农田区域。中型喷灌机主要是以卷盘式喷灌机为主，设备型号有 JP40、JP50、JP90 等，但实际应用中存在一定水损失，表现在水涡轮和供水管道处，水头损失较大，配置单喷头会产生较大的入机压力，不可避免的产生大量的能量损耗。小型与轻型喷灌机分为手抬式机组和手推式机组，凭借其优势在我国农业节水灌溉中得到了广泛应用[4]。

3.2 喷灌专用水泵

喷灌所选择的水泵需要同小型或轻型喷灌设备联合使用，国内的喷灌专用水泵包括自吸泵、非自吸泵2 种，自吸泵有65BPZ、50BPZ 等型号水泵，非自吸泵有80BP、65BP 型号等型号水泵。除了喷灌专用水泵，通用水泵同样广泛应用在节水喷灌工程中，如QJ 系列井用潜水电泵，可以依据实际情况灵活补充应用。

3.3 管道

管道是农业节水灌溉设备中的主要构成部分，也是水资源输送的基础装置，通常选择地埋固定埋藏形式。目前国内地埋固定埋藏喷灌管道类型包括钢筋混凝土管、铸铁管以及硬质聚氯乙烯管等。管道材料质量和性能只要满足节水灌溉技术要求即可投入应用，但由于管道敷设范围广、规模较大，因此在工程总投资中占比超过80%以上[5]。为了实现资金最优化配置和利用，减少喷灌技术成本，可以选择性价比较高的管材，通过降低管材费用来有效减少工程整体成本，切实提升管道利用率。如基于移动管道式喷灌和机组式喷灌进一步开发新型环保材料的管道，最大限度提升工程整体性能，如钢丝网水泥管。

4 农业节水灌溉设备和技术的实践应用

针对目前农业节水灌溉设备和技术应用现状来看，资金投入力度还有所不足，工程积极效应发挥不充分，农业灌溉用水浪费情况仍然十分严重，不同程度地阻碍了农业现代化转型和节水型社会发展。针对存在的问题，应制定更具针对性的措施。

4.1 完善农业节水灌溉技术管理制度建设

为了进一步推进农业节水灌溉技术的推广应用，需要结合具体情况，制定科学合理的管理制度和机制，结合当地社会经济发展水平、农民经济承担能力、农业发展需求等要素，对水价进行合理设置，既能满足农业用水需求，也能对人们的用水行为进行有效约束；要对水权进行合理分配，保障对农业用水的优化调控和合理配置，改变以往低效益的灌溉用水模式，避免出现水资源浪费问题。要对农业灌溉用水的优化措施进行规范化管理，并在更大范围内进行推广应用。

4.2 提高民众节水灌溉技术认知水平

我国是一个人口大国，人均水资源量远低于国际水平，面对水资源短缺带来的挑战，应正确看待经济发展和环境保护之间的关系，扩大宣传，提高民众对节水灌溉技术的认知水平。基于农业节水灌溉技术广泛应用，在满足农业生产需求的基础上，对水资源最优化开发和利用，减少不必要的水资源损耗，维护农业生产效益。从整体角度来看，节水灌溉技术不仅关乎农业发展，同时也关乎全社会民众的切身利益，对此需要整合资源，大范围推广应用节水灌溉技术，以便帮助人们全方位了解此项技术要点，创设有助于节水灌溉技术应用发展的良好环境。

4.3 加大帮扶力度

推广应用农业节水灌溉技术过程中，部分农户对其存在一定抵触情绪，尤其是部分水资源储量丰富的区域，农户对高效节水灌溉技术应用积极性不高，究其根本是因为资金限制。即便节水灌溉技术可以显著提升农业产量和效益，但同样的需要消耗一定资金，如果缺少政府财政支持，将不同程度上制约节水灌溉技术推广应用。对此，相关部门应强化主导作用，增强帮扶力度，形成完善的投资帮扶体系，为节水灌溉系统建设提供支持。可以先试点，依据试点情况逐步推广，适当的增加资金投入，便于最大限度发挥节水灌溉技术积极效应。同时，在对农业节水灌溉技术设备进行推广应用过程中，需要对当地农村的基本情况进行全面调查分析，如各地区农业经济发展情况、农民经济情况等，以便采取具有针对性推广方式，选择与区域实际情况相契合的节水灌溉技术合理运用，为区域经济发展注入新的生机与活力，增加农户收入水平；强化农业节水灌溉技术研究，提高节水灌溉设备质量，是提高农业节水效果的关键要素。相关部门要对节水灌溉设备生产企业给予一定的政策支持，为相关设备制造行业的高质量发展创建良好的社会环境，推动产业创新发展，为农业节水灌溉技术的高质量推广应用奠定坚实的设备基础和技术支持。通过此种方式，有助于大力促进节水灌溉技术推广应用，为构建节水型社会做出更大的贡献。