高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用

郭捷山

（沧州水利勘测规划设计院有限公司，河北 沧州 061000）

我国地貌广阔，南北降水资源不均衡，合理地使用水资源是实现可持续发展的保障。目前，节水灌溉已经在国内外得到了快速发展，并不断应用于农业生产，对于提高农作物产量、推动农业现代化发展、有效利用水资源起到了一定的作用。

1 高效节水灌溉技术概述

与传统土渠输水灌溉技术及表面漫灌技术相比，高效节水灌溉技术具有显著的优势。就目前而言，在我国高效节水灌溉技术中，喷灌技术、微灌技术、滴灌技术、低压管道灌溉技术应用极为广泛。近年来，高效节水灌溉技术的应用已成为推动我国农业事业发展的一项重要举措，依托高效节水灌溉技术能够提高农业生产工作质量，有效缓解我国水资源供应紧缺问题，对于推动我国农业事业可持续发展具有积极的现实意义。目前，高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用具有以下几点意义。

第一，高效节水灌溉技术具有显著的社会效益。与传统灌溉技术相比较，高效节水灌溉技术在应用过程中能够节约30%～40%的水分，可以提高水资源利用效率，促进传统农业生产环节的改变与创新。第二，高效节水灌溉技术具有显著的生态效益，依托高效节水灌溉技术能够避免次生盐渍化及水土流失的问题出现。第三，高效节水灌溉技术具有显著的经济效益。高效节水灌溉技术在应用过程当中能够有效降低人力成本及物力成本投入，费用支出也能够得到明显的控制，人工管理工作效率及质量能够得到明显的提升。

2 农田水利工程节水灌溉技术的应用价值

2.1 优化地区资源

我国是名副其实的水资源大国，据不完全统计，全国淡水储量达到2.8万亿m3，但是同时我国也是水资源极度匮乏的国家，由于人口众多，工农业用水量较大，在经济社会发展过程当中一直存在着淡水资源不足的问题，我国人均淡水资源的占有量在世界上排名靠后。因此，通过在农业发展过程当中引入高效节水灌溉技术，可以有效地促进淡水资源缺乏的地区在农业生产中取得更好的生产效果。此外，部分水资源特别紧张的地区，只有选择运用高效节水灌溉技术，才能够将本地农业灌溉的成本降到最低，使农业生产能够获得最大的经济效益。

2.2 有利于提高减灾效率

现阶段，我国气候的不稳定性日益凸显，部分地区气候不规律，甚至会发生更加复杂的自然灾害。此外，很多区域会出现冰雹和干旱等极端天气，严重影响了当地农业发展。通过应用高效节水灌溉技术，使水资源节约效果明显增强，为减灾工作的开展提供了必要保障，更有利于农业收益的增加。在此基础上，高效节水灌溉技术的应用有利于提高农作物产量，农田的用水成本显著下降，极大地促进了现代农业的发展。

2.3 提高农业收益

我国领土广袤，东西跨度与南北跨度都比较大，在全国范围内，不同地区可能会同时受到不同气候的影响。此外，部分地区由于自然环境的限制，经常面临严重的自然灾害，这些问题都将会对当地的农业生产行为造成一定的不利影响。通过将高效节水灌溉技术应用于农业生产当中，可以帮助农户在农业生产中，最大限度地减少由于突发的自然灾害而对农业经济效益造成的损失，帮助农户提升农业生产的收益。

3 高效节水灌溉技术具体应用方法

3.1 喷灌技术

在农田水利灌溉环节当中，喷灌技术的应用依托于相应的喷灌设备，在经过一系列的参数调整工作后，利用喷洒的方式完成相应的灌溉任务。在此环节中，为了提高喷灌技术的应用水平，技术人员应做好相应的计算及分析工作，以此使水分喷射范围能够覆盖在灌溉区域内，通过这种方式提高水资源利用效率。当前，在农田水利灌溉期间，喷灌技术应用十分广泛，受动力设施及压力设施影响，水分能够在压力条件下形成落差，进而喷射出来。当水由喷头喷出后，能够分散成多个细小水滴并落入地面，以此提高灌溉工作效果。该项技术的应用能够及时解决传统农业灌溉过程中存在的水资源浪费现象，技术人员还可灵活选择多种喷灌设备，根据农作物种植的实际情况，对灌溉模式及过程进行优化与调整。

3.2 微灌溉技术

微灌溉技术是高效节水灌溉技术当中的典型代表，一般情况下微灌溉技术在大棚内的农作物生产过程当中应用比较多，对于微灌溉技术的应用比其他技术需要投入更多的资金和人力。一般而言，在微灌溉技术应用的过程当中，需要搭建起两套系统，一套是水资源过滤系统，另一套则是灌溉控制系统，通过对这两套系统进行配合使用，可以使大棚内的农作物充分地得到水资源灌溉，从而使大棚农作物的生长得到充分保障。在对微灌溉系统进行建设完成之后，只需要通过根据农作物的基本生产情况对灌溉量的大小进行适当的调节即可，在操作上比较简便。此外，在对农作物进行施肥的阶段，无需通过人工或机械在农作物垄间进行肥料的释放，只需要将肥料放入管道当中，通过水流的溶解就能够将肥料当中的养分送到农田各处，使农作物获得充分的滋养。需要注意的是，在利用微灌溉技术对农作物进行灌溉的过程当中，需要首先对所使用的水资源做净化处理，即通过过滤系统对水资源当中的杂质进行一定的过滤，从而确保水资源的质量能够符合农业灌溉的需求。

3.3 雨水收集利用技术的应用

降雨是对灌溉的自然补充，合理将雨水进行收集，在干旱季节和灌溉用水高峰进行灌溉用水的补充，可以有效解决用水不均匀问题。因此，发展雨水的收集和储存技术，建设相关的基础设施，是节水灌溉水利工程中重要的一环。雨水收集利用技术是将雨水通过工程措施进行收集，并通过管道输送至用水现场使用的技术。该技术还可以保护生态环境，防止水土流失，有利于改变农民的种植方式。特别适用于干旱、季节性缺水地区，不仅补充了人畜饮水，还解决了农田灌溉问题。

3.4 低压管网灌溉技术

低压管网灌溉技术主要以管网替代传统的水渠，通过利用能耗较低的水泵或者自然水压力为灌溉水加压，然后通过管道输送至农田。低压管网灌溉技术的优势主要体现在以下几方面：其一是管网输水所需压力相对较小，能耗比较低，但出水量较大，并且不易出现堵塞的情况；其二是管网全部深埋地下，灌溉过程中相较于传统的水渠蒸发量较小，渗漏损失也较小；其三是输水效率比较高，不会占用或者浪费耕地资源，虽然一次性投入较大，但从长远来看，整体成本较低，并且后期的维护管理也较为简单，不需要投入太多人力物力，适用于大面积农田。这种技术的缺陷主要表现在以下几个方面：其一是灌水均匀性相对较差，不适用于水肥管理较为严格的农作物；其二是适用范围较窄，一般来说低压管网仅适用于地形相对平坦，并且土壤透水性小的区域，若地形起伏较大，则低压管网很难完成灌溉任务。

3.5 渠道防渗透技术

提升农田水利工程水资源输送质量与效率是工程建设的重点，在输送水资源方面，要高度重视其效率与防渗透情况。为此，科研工作人员应在工程建设期间，对防渗技术予以科学应用，以改善输送水资源质量，有效规避渗漏所引发的水资源浪费情况。对工程建设方法的有效利用即可避免以上问题的发生，且水资源可向农田灌溉区域高质量地输送，为灌溉质量、效率的提升奠定了重要基础。建设水资源输送设备期间，防渗漏技术的运用也十分关键。长期以来，农田水利工程输送设施一般选择砌块与石头砌建渠道，在渠道表面则选用混凝土处理，该技术要求构建U型输送渠道，以实现水输送效率的提升，以免出现水资源浪费与渗漏现象。

4 提升高效节水灌溉技术应用水平的几点建议

4.1 科学选择高效节水灌溉技术

为了提高农作物灌溉过程中高效节水灌溉技术的应用成效，应根据作物生长状况及特点，综合考虑多项因素，秉持因地制宜原则，科学选择相应的技术手段进行应用。不同地区的气候条件及土壤性质存在着明显的差异，这使得各地作物生长期间水分需求也存在着明显的不同。为了使水源能够得到科学合理的应用，在高效节水灌溉技术应用期间，还应做好区域内部水量考察工作，根据多种信息选择最为适宜的技术手段进行利用。

4.2 提升节水灌溉技术的普及率

高效节水灌溉技术要想达到对水资源进行节约利用的目的，就需要不断地促使其得到广泛的普及应用，只有这样才能够使水资源节约的目的得到实现。因此在我国农业发展过程当中，应当建立起完善的高效水资源节约技术应用推广体系。将部分高效节水灌溉技术应用效果较好的地区作为示范典型，从而促进其他地区对该技术的应用，使农民认识到对水资源进行节约的重要性，从而不断地提升其高效节水灌溉技术水平，最终实现节水灌溉效率的提升。

在对高效节水灌溉技术进行推广应用的过程当中，地方政府应当充分发挥促进作用，使技术人员在对相关技术进行推广时，能够得到一定的帮助，从而减少在技术推广过程中所遇到的阻碍，使技术推广效率得到提升。

4.3 建立完善的高效节水灌溉体系

应从节水技术、节水负荷、节水设备、节水管理等方面，建立健全高效节水灌溉设施服务管理体系。对于具有大面积新作物苗木种植基地的特殊地区，特别是当新作物苗木进入新梢生长发育加速期时，充分采用高效节水施肥技术和灌溉管理，实现新作物苗木定期节水灌溉，确保新作物苗木持续健康生长。

4.4 管道水锤保护

水锤指的是压力管流中由于水流速度发生剧烈变化继而导致动量转换，使管道中出现一系列压力变化的水力撞击现象，这是远距离输水管道比较常见的一种破坏现象，受水压力作用的影响，会造成管道破损，从而导致水流渗漏，不仅影响灌溉效果，还会造成水资源浪费。输水管道中发生水锤现象跟时，管道内部的压力会骤然增加，甚至会超越正常压力值的数十倍之多，管道在超高压力作用下会发生剧烈振动，轻则阀门被破坏，重则管道发生爆裂，甚至于还可能对操作人员造成伤害，因此必须采取相应的保护措施。最为简单也是最为有效的方法是开启管道阀门时尽可能保持缓慢，速度不宜过快。除此之外，也可以在管网中较为重要的节点选择安装超压泄压阀或者是调压塔，也可以安装恒速缓冲排气阀，这些设备均能起到防护作用，有效降低发生水锤现象的风险。

4.5 水量的科学化监测

基于科技水平的提高，农田水利工程节水技术明显改善。在融合现代信息技术和农业灌溉技术的基础上，可对农作物各时期需水量加以明确，在实时监测的同时制定农作物的水量灌溉规划，实现精准灌溉的目标，为农作物灌溉现代化发展提供必要保障。针对种植面积较大的农作物，或是在农作物进入生长加速期，可借助高效节水灌溉技术定期灌溉，促进农作物健康生长。为减少喷灌技术应用期间的水分蒸发量，要结合实时监测数据进行精准化判断，将地膜铺设于地表，增强喷灌水利用率。

5 结论

综上所述，农田水利工程节水灌溉技术能够优化我国地区资源，帮助提升农田淡水资源利用率，同时还能增收农业收益，具有不可替代的作用。为了提高农田水利工程节水灌溉技术，应当不断地提升节水灌溉技术的普及率，提升节水灌溉技术的成熟度以及适当加大技术资金投入，从各方面对高效节水灌溉技术的应用给予足够的支持，从而确保农田水利工作顺利开展。