农业水利工程设计中节水技术的应用

2022-12-17贾云姣

新农民 2022年33期

贾云姣

（沧州水利勘测规划设计院有限公司，河北沧州 061000）

0 引言

为了加快农村地区的发展速度，国家及政府在农村地区兴修了很多农业水利工程，由于农业生产具有一定的特殊性，对于气候及水源的要求相对较高，所以必须要配套建设相应的农业水利工程，为农业的发展做好保障。在可持续发展战略的要求下，需要不断提高农业水利工程的设计水平，并且将更多节能技术应用其中，进而在降低能源消耗量的前提下，使农业水利工程发挥更大的应用价值，在农业生产过程中降低能源消耗，不仅能够使农产品的经济效益显著提升，还能够使农业的发展速度逐渐加快，因此，为了贯彻我国农业领域能够实现可持续发展的理念，需从农业水利设计阶段融入更多的节能思路，加大对新技术新工艺新设备新材料的节能效果的探究。

1 农业水利工程设计中的节水策略

1.1 进行灌溉水源的优化配置

为了保证农业水利工程能够更好地实现节水的目标，必须要针对农业灌溉水源进行相应的优化配置，并且通过采取合理的优化配置措施，提高我国水资源的利用效率。我国是典型的农业大国，农业灌溉水资源总量需求较大，但目前农用水利用效率相对偏低，需合理控制灌溉水源的分配比例，并且在农业水利工程设计阶段充分考虑节能节水设施的配备要求，以期降低农用水资源的浪费率。针对目前我国水资源的分布特征进行分析可以明确，我国南部地区的水资源相对充足，而中部地区和西部地区存在干旱的问题，所以必须要在农业水利工程设计的过程中，对灌溉系统进行全面的分析，并且通过优化灌溉水源，使灌溉系统的节水效率达到最大化。负责农业水利工程设计的工作人员必须要明确，现阶段在农作物种植过程中其相关区域的水源分布情况，并且要事先通过对当地的水文状况进行全面考察和了解，根据农作物的种植类型以及产量等对灌溉水源进行合理的配置。在针对农业进行水利工程设计的过程中，既要满足农作物的生长需求，又要实现相应的节水目的，进而保障农业发展和水资源节约工程可以实现同步运行。相关单位应该对节水科技投入更多的研发资金，并且要对农业水利工程设计的合理性进行全面评估，进而保证我国地区水资源节约工作能够得到更好的落实。通过提高节水科技水平，使当地的农业和经济实现同步发展是当前地方政府的主要责任和义务。相关单位和有关部门也必须要加大对农业水利工程设计的监督力度，通过加大节水思想的宣传，使农作物种植人员可以养成节水习惯。

1.2 合理使用节水灌溉技术

在针对农业水利工程进行设计的过程中，为了提高水资源节约的效果，应该合理使用先进的节水灌溉技术，并且要引入更多先进的节水灌溉设备。首先在水利工程设计的过程中，必须要明确现阶段我国已经投入使用的节水灌溉工程技术，并且要在实际设计过程中引入更多的先进技术，进而提高水利工程设计的合理性及科学性，为了使农业水利工程在设计完成以后更好地体现节水灌溉的效果，应该针对设计的各个不同环节进行技术方面的强化，进而保证节水灌溉技术能够更好地和农业发展进行融合。其次在针对节水灌溉技术进行设计的过程中，相关设计人员必须要对当地的农作物灌溉情况进行全面的了解，并且通过对节水灌溉技术进行分析，明确相关技术在农业环境中是否具有更强的适用性。在农业水利工程设计之前，事先应该对当地的农业环境进行全面的考察和了解，并且根据当地农业的水文情况以及地质情况进行全面的分析，进而保证其设计质量能够得到显著提升。最后应该加强对节水灌溉技术的应用，根据目前农业发展的具体情况，对节水灌溉技术种类进行合理的选择。节水灌溉技术的科学应用不仅能够促进当地农业发展，还能够实现节约水资源的目的，所以相关设计人员必须要明确节水灌溉技术的具体工作原理，并且要在农业水利工程设计的过程中，通过制定合理的设计方案，充分发挥节水灌溉技术的应用效果。

1.3 明确农业水利工程设计中的节水模式

在农业水利工程设计过程中，事先应该明确相应的节水模式，进而提高设计方案应用的合理性及应用价值。目前在针对农业进行水利工程设计时，其节水模式主要体现在灌溉方式上，相关设计人员要在设计方案中采取先进的灌溉方式。当前为了降低水资源的浪费率，一般会针对不同的区域使用不同的灌溉模式，为了保证农作物能够获得更加充足的水资源，应该使用低压管道对水资源进行运输，并且通过对低压管道进行移动满足农作物的用水需求，而对于一些经济型的农作物来说，则可以使用半喷灌的方式进行相应的灌溉操作，同时对于一些用水量相对较少的农作物，则可以使用滴灌的方式降低水资源的浪费率。针对不同的农作物选择不同的灌溉模式，是当前在农业水利工程设计过程中的主要节水方向。由于我国部分地区的农田和水资源的距离相对较大，所以可以通过水泵抽取管道内水的方式完成相应的灌溉操作，而对于水资源较为匮乏的地区，则可以利用人工的方式对资源进行运输，同时还可以在农业水利工程设计的过程中合理安排蓄水池的位置，保障水资源能够更快地引入到农田中。根据地表水的实际使用情况对水站建设的数量进行控制，并且要通过合理设计运输渠道，提高灌溉效率及节水效果。

2 节水配套设施应用分析

2.1 田间系统设计过程分析

为了提高农业水利工程节能技术的应用效果，除了要使用节能灌溉水泵之外，还应该配套使用其他设施。当前常用的节能配套设施主要包含田间管网布置设施以及滴灌系统设施。首先对田间管网的布置流程进行相应的分析，并且明确其设计要点。当前在针对农作物进行灌溉的过程中，一般会使用喷灌或者滴灌的方式，增加水资源的使用效率，降低水资源的浪费量，因此这就需要对田间系统进行科学的设计，确保田间管网的应用具有更强的合理性。与城市地区相比，农村地区的规划较为随意，所以在田间管网布置的过程中，应该综合考虑农田的位置以及道路的分布情况，确保田间管网的布置具有更强的可操作性。目前常见的田间管网布置形式为梳状单向布置，此布置形式在应用的过程中主要优点是能够根据地势情况进行合理的调节，并且可以按照从高到低的顺序，将输水的干管网、支管网以及毛管等进行合理的分布，进而保证灌溉效果能够得到显著提升。

其次在田间管网设计方案及铺设形式制定完成以后，需要对泵房进行相应的设计，对于田间管网系统的运行来说，泵房属于核心部位，因此必须要加大对泵房设计的重视程度，目前为了提高泵房的使用效果和使用寿命，一般会使用彩钢板房的修建方式，利用这种方式不仅能够降低泵房的建设成本，还能够提高泵房的修建效率。在泵房设计时应该对阀门和管道的位置以及操控流程给予高度关注，并且要明确施肥箱和过滤器的设计流程，在实际设计过程中要提高各基础设施的实用性，并且要尽量降低设计的复杂性。同时要对后期泵房在维修保养过程中的需求进行全面考虑，既要提高泵房相关设施的使用效果，又要增加其维修的便捷性，对于一些易于出现故障的设施，应该将其放置在便于拆卸的位置，这样可以提高后期水泵的维修保养效率。

要完成管网的铺设环节，首先要明确管网的材质选择要求和选择标准，目前在针对农村地区进行管网材质选择时，一般会使用UPVC管道，这种管道在运行的过程中其使用效果相对较好，不仅强度较高，而且具有较强的耐腐蚀性，因此能够提高其使用寿命。由于田间管网的布置环节较为复杂，并且会耗费大量的人力物力，因此增加管道的使用寿命，可以防止后期出现频繁的管道更换问题，进而增加了田间管网的经济效益。其次要完成管道的铺设环节，在进行管道铺设的过程中，一般会选择地下铺设的方式，利用地下土壤对管道进行保护，不仅能够提高管道的使用寿命，还能够使管道不会遭到外界环境的破坏，同时利用地下埋设的方式，可以农用地的有效利用率，避免浪费耕地资源。在考虑到施工成本的前提下，为了使管网的使用寿命得到显著增长，一般会将其埋设的深度设计为地下80cm，并且要在管网铺设的过程中配置三通设备，保证供水管网运行的稳定性。最后应该对铺设完成的管道进行连接稳定性的检测，确保管道和泵房中的相关设备的连接具有更强的稳定性，避免在后期供水压力增大时出现断裂问题。

2.2 滴灌系统设计过程分析

与其他灌溉系统相比，滴灌系统的先进性更强，利用滴灌系统不仅能够降低水资源的消耗量，还能够使灌溉效果得到显著提升。因此在农业水利工程的建设和设计过程中，必须要加大对滴灌技术的重视程度，并且尽量将滴灌系统在农业生产和发展过程中进行普及。在针对滴灌系统进行设计时，要明确滴灌水头的选择类型，并且要对其标准差进行相应的控制。当前滴灌水头的类型相对较多，所以应该根据管网的相关水力参数对其进行计算，并且尽量做出合理的选择，提高滴灌系统的应用效果。目前在滴灌系统中，管上有压的补偿式滴头得到了广泛的应用，并且取得了良好的使用效果，利用这种类型的滴头，可以对灌溉的压力进行合理的调节，进而完成水流量的补偿操作。在滴灌系统运行的过程中，支管及毛管的设计对其灌溉效果产生的影响相对较大，所以应该尽量将滴头的位置靠近毛管。要不断提高水力参数计算的准确性，可以将支管的水头损失和干管的水头损失分别进行计算。通过对计算成果的比较分析，确定经济合理的干支管布设方案，提高灌溉用水的合理利用率，确保滴灌系统能够达到预期的节水节能效果。

2.3 节能变频调速灌溉水泵的应用

在农业水利工程中灌溉水泵得到了广泛的应用，利用灌溉水泵不仅降低了水资源的消耗量，还提高了农产品的灌溉效率，而利用变频调速技术，不仅能够使灌溉水泵具有更强的节能性，还能够降低资金投入成本，因此对其进行深入研究非常必要。例如，目前常用的节能变频调速灌溉水泵在农业水利工程中的应用，取得了良好的节能效果，因此对其进行深入分析，并且保证在后期农业水利工程设计的过程中，可以优先选择此种先进的节能设备。在实际设计过程中，必须要明确变频调速技术的应用原理，以及在农业水利工程灌溉水泵设计中的具体使用需求，进而提升灌溉水泵的整体节能效果。要想使变频调速技术更好的应用在灌溉水泵中，并且提升灌溉水泵的使用效率，必须要充分体现灌溉系统的节能特性。其节能特征主要体现在可以根据农田的实际灌溉需求，对水流量进行相应的控制，对于需要大量水灌溉的区域，则应该尽量增加水流量，而对于只需要表皮灌溉的区域应该降低水流量，这样既能够提高水资源的使用效率，又能够避免水资源浪费。为了提升水资源节约效果，在针对水流量进行控制的过程中，可以通过对水泵的转速进行调节，并且控制阀门的开合，进而实现相应的目的。在针对灌溉水泵节能系统进行调节的过程中，要对其水流量的流速大小以及流量大小进行合理的调节，确保整个系统在运行的过程中能够利用自动控制技术实现高水平的自动化操控，降低农业生产对人力资源的依赖性。

2.4 节能系统设计注意事项分析

目前在节能系统设计过程中，应该注意泵型的选择和灌溉区的划分。在水泵选择时要综合考虑经济因素和使用性能因素，并且要根据当地农业的实际灌溉需求，进行合理的选择。目前我国市场上的水泵型号众多，设计人员应该根据本水利工程的实际需求对其进行全面的分析，既要满足水利灌溉工程的实际需求，又要实现更强的节能效果。同时在类型选择时，还应该参考泵站的设计情况，要保证选购的水泵能够顺利地安装在泵站中，并且可以和其他设备进行稳定地连接。灌溉区的划分会直接影响水资源的消耗量，所以在水利工程设计之前应该明确农田灌溉区的划分情况。尤其是在针对管网进行铺设的过程中，应该通过合理地划分，降低管道的使用数量，并且要在满足农业灌溉需求的前提下，降低整个灌溉系统的能源消耗量。