试析农业水利工程中高效节水灌溉技术

张东荣

（高台县大湖湾水管所，甘肃高台 734300）

0 引言

农业水利工程主要以农业灌溉为主，也涉及城市和工业用水领域，进行水利工程（农业防控防涝、城市污水排放、雨水集畜利用等）的勘测、规划和设计。伴随着社会经济的不断提升，农业产业得到全新发展空间，种植规模快速扩大，对于水资源的需求量日渐提高。高效节水灌溉技术的合理运用，已然成为农业水利工程建设的必然选择[1]。对农业发展而言，高效节水灌溉技术优势突出，既能节约水资源，保护生态环境，又能够降低农业生产成本投入，获取可观的经济效益。如何采取有效手段，将高效节水灌溉技术灵活运用在农业水利工程中，是本文的重点研究课题。

1 农业水利工程中高效节水灌溉技术应用的意义

我国属于水资源短缺国家，人均水资源占有量明显不足，与世界其他国家相比，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。另外，受气候条件的影响，部分地区干旱灾害时有发生，进一步加重了水资源的枯竭问题，在一定程度对我国农业经济的发展产生了不良影响。我国属于农业大国，农业经济的发展占主导地位，而农业生产对于水资源的消耗较大。为确保农业用水充足，避免农业生产出现水资源短缺现象，国家应重视农业水利工程的建设，重视高效节水灌溉技术的引进与应用。高效节水灌溉技术属于一种先进技术，其具有减少水资源浪费、提高水资源利用率的作用，可在一定程度上节约农业水资源的使用量。

其一，节约水资源。该技术的应用可以提高水资源利用率，减少水资源在运输及灌溉过程中的浪费，从而解决农业生产中水资源短缺的问题。其二，提高农业生产率。高效节水灌溉技术的应用可以根据不同阶段农作物的用水需求完成水资源的灌溉任务，具有灵活控制以及调节灌水量的功能，可以满足不同农作物生长期间对水资源的需求，且具有保持土壤湿润度的作用，有助于农作物的健康生长。其三，节约人工劳动力。高效节水灌溉技术的应用主要依靠于自动化设备，无需太多人工劳动力，优化劳动力配置的同时，还可以有效减少人工投资成本。其四，提高农业生产经济效益。高效节水灌溉技术属于自动化信息技术，人员可以进行远程操控，极大地提高了灌溉效率，促进了农业生产向自动化及机械化的方向发展。

2 技术要点分析

2.1 喷灌技术

喷灌技术是我国农产品种植浇灌领域中的常见技术，喷灌类型选择性多，比较适用于大面积农业种植。该项技术的运用原理，主要借助水泵、种植区域内自然落差，在经过施压处理后，将水源输送至种植区域，进而通过喷头喷射形成小水滴，实现对种植范围的大面积均匀铺洒，实现对农作物的有效营养补充（图1）。喷灌技术具有明显优势：灌溉方式均匀，喷灌系统选择形式多，农耕占用面积小，地形要求不高。该项技术在果树等农作物种植方面也比较适用，与传统地面式灌溉方式相比，节水量能够达到30%～50%。弊端是设备投资需要大量资金，且极易受到风力影响。

图1 喷灌技术示意图

在我国农田灌溉技术不断发展、完善的今天，喷灌技术类型呈现多样化的特点，可选择性高。例如：固定管道式、滚移式、中心支轴式、喷灌机组式、半移动式等。以固定管道式为例，将部分管道系统埋设于地面下，在灌溉季节中不会出现移动现象，减少了管理期间劳动力的投入与浪费，具有较高的稳定性。管道多数以PPR、PVC等材质为首选，整体使用寿命长，水阻力偏低，具有可操作性。

2.2 微灌技术

目前，我国农业种植中应用到的微灌技术主要有3种，分别为微型滴灌式、微型喷雾式、脉冲灌溉式。在农业种植中应用微灌技术时，要综合衡量种植规模、农作物品种、灌溉周期、种植环境等要素，一般微型滴灌式、微型喷雾式技术比较适宜在大棚种植中应用[2]。技术主要操作方式：将便于灌溉管道设置在种植区域内部中，作物根部留有适当距离，便于植物吸收。同时，将灌水器安装在管道附近，以此对可溶于水的固体肥料、液体肥料进行融合处理。结合植物本身生长需求，合理安排肥料投入，通过管道与肥料自身重力，将其准确输送至种植区域中，以此完成农作物生长期间的灌溉处理工作。

微灌技术的优点：灌溉水流量小，水利用率高；灌溉面积均匀，效果良好；可对指定区域开展高频率灌溉作业，减少了资源浪费。微灌技术主要从农作物的根部位置进行灌溉处理，使以往灌溉作业中地表水分蒸发的问题得到有效改善。灌水周期整体缩短，相比于传统地面灌溉作业，用水量节约50%左右。值得注意的是，该项技术极易造成盐分累积，所以应用在干旱地区，要尽可能选择淡水洗盐的方式，避免湿润体外部发生盐壳现象。

2.3 渠道防渗技术

渠道防渗技术应用率相对较高，能有效降低渠道输水期间的渗漏现象，以此来控制地下水位，节省水资源，避免种植区域出现土壤盐化现象。目前，防渗层设置、渠床渗透性能改变是渠道防渗技术的主要操作方式。

前者的材料选择性较多，需要结合实际种植情况、种植面积、作物品种进行妥善选择，在水泥土、混凝土、钢筋混凝土、沥青、塑料薄膜等材料的辅助应用下设置防渗层。其中，塑料薄膜材料防渗层发展悠久，技术成熟、经验丰富，整体资金投入不高，防渗效果比较理想，一般在流速较小的种植渠道中比较适用。而后者是对土壤进行压实、抹光、淤淀等处理后，起到缩减土壤孔隙、减少渗透的效果。在特定化学材料的辅助下进行渠床土壤补充，可控制土壤透水性，避免水分流失过快而影响作物健康生长。

2.4 井灌式节水灌溉

井灌式节水灌溉技术主要以水资源为着眼点，通过合理划分应用，实现高效节水灌溉的目的[3]。在技术的具体应用期间，应广泛搜集种植区域的资料信息，结合种植区域、种植品种、土壤性质、当地气候等，对植物生长的急需用水时节进行确定。并且，在此时节中设置井灌高峰期，在其他时节中减少田地种植灌水量投入，结合实际情况调整灌水周期，保证水资源的高效利用。

为进一步提高井灌式节水灌溉技术的应用效果，需要在种植区域中心位置设置井灌设施。与干管、直管融合运用，逐步形成可移动式井灌系统。可以同时安装两套井灌系统，以取得最佳节水灌溉效果。该项技术的优点：解决地下水位较低的问题，水资源合理得到有效运用，实现节水高产。

2.5 滴灌工程技术

滴灌工程技术的应用与喷灌技术相类似，技术应用需要首部控制枢纽、水源工程以及输配水管网等。该技术主要是利用压力将水资源通过毛管输送至灌水器当中，随后水资源再从灌水器中滴入农田完成灌溉工作。此种灌溉技术具有增加土壤湿润度、满足农作物生产需水量的作用。此外，该技术的应用节水优势较为突出，与喷灌技术相比，其节水率提高了约15%；与地面灌溉技术相比，其节水率提高了约40%。同时，在滴灌期间，种植人员可以搭配使用施肥设备，形成水肥一体化的种植模式。将水资源与肥料注入农作物根部土壤，既可以减少水肥资源的浪费，又可以提高水肥灌溉效率，促进农作物的快速生长。

2.6 管灌工程技术

低压管道输水灌溉工程技术，简称管灌工程技术。该技术的应用需要使用机泵进行抽水，随后通过向机泵施加低压的方式，将水资源顺着塑料水管或水泥管等输送至农田间，完成农作物的灌溉操作。该技术主要是利用输水软管对农作物进行灌溉，不仅可以降低水资源的渗漏量及蒸发量等，还可以提高水资源的利用率，减少水资源浪费现象。

常规情况下，管灌工程技术的应用可以连接软管，也可以不连接软管。种植人员若想提高水资源的利用率，提升农业灌溉的节水效果，可选择接入软管，虽然其操作略微复杂，但实际的节水灌溉效果良好。实践证明，在农业生产灌溉过程中，管灌工程技术的应用可以将水资源的利用率提升至95%，还能够极大地提高农业灌溉的速度。当前，该技术已在我国北方井灌区域获得了广泛应用。

3 优化应用措施

3.1 优化种植结构

为促进农业水利工程的顺利建设，保证水资源合理使用，需要在高效节水灌溉技术应用前期，做好相关规划。结合地区农业生产项目、地质水文条件等，适当调整种植结构，为农业水利工程建设打好基础。对农业种植结构进行调整，应通过分区发展生产的方式开展，以农业项目、种植品种为基础，做好单项农业区分，结合种植地势特点，做好建设方案的优化改良。

在农业种植区划期间，要着重观察以下几点内容：一是对农作物本身的经济与自然条件进行评价。二是充分了解当下农业生长状况，掌握农作物构成与耕作特点，挖掘其增产潜力。三是按照地区经济情况与种植地理位置，合理规划未来发展方向。在优化种植结构、划分种植品种后，要妥善选择相应的节水灌溉技术，并要求相关技术人员参与到决策制定中，为最佳节水灌溉目标的实现做出努力。

3.2 合理配置水资源

我国土地辽阔，类型多样。在农田水利工程中应用节水灌溉技术，需要专业人士做好前期调查工作，深入基层走访考察，详细了解种植区域内的实际情况，进而对症下药选择适宜的技术手段，推动高效水资源灌溉技术的高效利用。充分了解土地情况，深入分析地貌类型，确定该地区是否属于水资源丰富地区，若水资源丰富则无需从外界引水。如果该地区水资源存在短缺现象，则需适当进行水资源调度。根据水资源具体情况，进行对应节水灌溉技术的选择与应用，以此更好发挥技术优势，提高水资源利用率[4]。

值得注意的是，无论地区水资源是否丰富，都需对农业用水情况、储水量进行监测，准确掌握水资源使用量及变化情况。目的是保证水资源储备充足，需要用水时能够在最短时间内完成调度处理，便于用水不当问题的及时发现和妥善处理。可有效规避不当行为的出现，进而实现地区水资源的合理规划及高效利用，最大限度减少资源的浪费与流失[5]。

3.3 提升新型高效节水技术

农业水利工程涉及的领域广泛。为促进我国高效节水灌溉技术的进一步发展，应科学借鉴国内外成熟先进的技术手段，做好节水灌溉技术的应用补充，取长补短，实现农作物产量与质量的同步提升。

一方面，以全自动控制系统为基础，不断优化其技术形式。具体来讲，在现有高效节水系统基础上，搭建全自动化灌溉控制系统，在各类传感器的辅助应用下，做好数据搜集、汇总与分析，进而对植物生长环境与生长状况做出客观判断，发挥计算机的系统优势，实现智能化的灌溉作业。另一方面，加大节水灌溉技术人才培养力度。逐步打造一支高专业水平、高素质的节水灌溉队伍，为节水灌溉技术推广、农业经济发展助力[6]。

4 结语

综上所述，农业水利工程是带领农业产业发展的基础工程，在地区发展与社会经济建设中占据重要地位。其中，高效节水灌溉技术在农业生产、水资源保护中有着十分关键的作用。新时期背景下，各地区要着重加强对高效节水灌溉技术的关注，将其灵活运用在农业水利工程建设中，充分发挥技术优势，促进低投入、低消耗、高效率建设目标的顺利实现，有利于发展循环经济。