水利抗旱技术在农田灌溉中的推广应用

宋芳兰

（天水市应急救援服务中心，甘肃 天水 741000）

0 引 言

干旱产生的原因主要是季节性因素、水土流失因素。为减少干旱给农业种植带来的影响，需要大面积推广水利抗旱技术，在农田灌溉中推广水利抗旱技术，确保农产品产量，增加农民收入，为人民群众提供充足的粮食资源。

1 水利抗旱技术推广意义

1.1 推动农业科技发展

农业是我国第一产业，农民的人口基数大，在国民经济中占有主导地位，因此，国家一直高度重视农业生产的发展。近年来，我国水利工程建设取得显著成效，水资源利用方式实现深层次改革，水利工程的实施旨在帮助农民提高灌溉效果。为进一步加快新农村建设步伐，提高城市化建设进程，可以通过组建抗旱服务组织的方式，开展检测旱情、推广节水抗旱技术的工作，确保农村防旱、抗旱工作的有效性，使农业生产朝着现代化的方向发展，以此推动我国农业科技的发展。

1.2 全面促进增产增收

干旱会对农业生产造成较大影响，近年来，我国部分区域经常出现全年、连年干旱的情况。据《2022年中国气候公报》显示，当年我国气候总体状况较差，暖干气候特征明显，导致出现人畜饮用水困难、工业产值减少、粮食减产的情况，这对我国的农业发展造成一定影响[1]。在这种情况下，为增强抗旱能力，国家建设了一系列的水利工程，大力发展排灌事业，确保干旱所造成的经济损失降到最低，以全面促进我国农业的增产增收。

1.3 突破传统生产方式

水利抗旱技术在农田灌溉中的推广应用直接影响到农业生产成果，实现农业的丰产丰收。所以，要转变农民思维，帮助农民树立节约用水意识，以此抵抗旱灾，激发农民主动学习抗旱灌溉的干劲，将水利抗旱技术在农田灌溉中大力推广，使农民充分感受到突破传统生产方式带来的变革[2]。

2 水利抗旱技术在农田灌溉中的推广应用

2.1 喷灌式灌溉

喷灌式灌溉技术是利用水源落差，或借助水泵和管道系统通过水的压力将水喷到空中。在农田灌溉过程中，先将水加压，再利用管道输送有压力的水至田间，并通过喷头以细小水滴的方式将水喷洒在农作物上，以使农作物得到灌溉。大田农作物的灌溉更适合喷灌式灌溉技术，可以使用喷灌机进行灌溉，以机械灌溉的方式节水。当前，较为常见的有固定管道式喷灌、半固定喷灌、平移式喷灌机，近年来，兴起的绞盘式喷灌机被广泛应用到农田灌溉中，这种喷灌机的喷头是一个软管，借助喷灌机的压力带动卷盘工作。喷灌式灌溉应注意设计灌溉路线，在使用过程中需来回移动喷灌机，以达到最佳灌溉效果。喷灌式灌溉比起大水漫灌技术，更适合对农田进行灌溉，其操作简单、节水性能好，通过自动化、现代化技术及土壤种类的情况，在中央处理器的作用下，即可实现水肥一体化的灌溉目的。

喷灌式灌溉既可以对梯田进行喷灌，也可以通过软管喷灌。梯田喷灌的方法是将帆布管接好，顺着田埂方向灌溉。可在离田埂80 cm 处架好支架、喷头，将可控距离控制在100 m，采取先远后近的方式进行倒退喷灌，将喷头滚动角度设置为270°，喷灌面积设在0.8 hm2左右，喷头的射程能控制上下两块梯田田面[3]。软管喷灌更加适合于山区，在自压喷灌环节，可借助水的天然压力通过软管导流，形成高水低用。自压喷灌头对水头要求不高，2 kg/cm2压力即可工作，两个人可以操作一根工作管路，一个人整理线路，另一个人手持软管沿着墒沟喷水，在操作过程中，应注意减少折叠、扭曲、拖沓，每天每人可喷灌0.07～0.13 hm2。在机动喷雾环节，需要结合机组的扬程大小及地形机动使用，可以一次提水带动软管喷灌。若扬程不够或地形比较高，应强化田间渠系配置后喷灌。软管灌溉方法分为3 种，即全面喷灌、分行喷灌及定点喷灌，软管是人工移动的，压力水流会从管口喷出，经过手持式喷头或人工调整，以雨点状的方式分散水流，对作物进行全面灌溉。软管喷灌还能对条播套种开展喷灌，集中起水后定点喷灌作物，最大限度地节约用水。结合作物品种、播种方法和山区梯田地块情况及不同生长期，可以通过差异化的方式进行喷灌。如定点喷灌玉米应确保泥土湿润度能维持1 周，确保每穴浸润深度达40 cm，相比全面喷灌能节水55%～70%。

2.2 井灌式灌溉

井灌式灌溉的水源来自地下水，具有输水时间短、渠系短的特点，能有效节约水资源，灌溉时应结合农田水资源的实际情况，科学合理安排灌溉位置，通常可以在农田的中心位置开展井灌式灌溉[4]。井灌式灌溉适用于半干旱、干旱地区，或地面水较多的渠灌也能开发为井灌，亦或发展成为渠灌与井灌相结合的灌溉模式。井灌的方式宜运用于易碱易涝区域，能降低地下水位，有效防止土壤出现盐渍化、沼泽化。尤其在我国北方地区，可以充分利用径流与降雨发展井灌，以降低水量损失，增扩水源，提高灌溉效益，确保适量、适时对农作物进行补水。同时，地下水的水质洁净，不会堵塞管道孔眼。但还应注意过量开采会导致水质变坏，地下水位下降，泉水断流。所以，还应对地下水与地面水相互转化的规律进行分析，了解农田的水文地质条件，并对水井的滤水结构、提水机具、打井工艺等进行研究，确保以最低的造价建设出水量大、寿命长、耗能少的水井新系统。

井灌式灌溉包括筒井灌溉、管井灌溉、辐射井灌溉及插管井灌溉。筒井又称为大口井，其直径通常在1.5 m 左右，可以在井壁中置入混凝土管或用砖石进行砌护，以滤水井壁进行取水。应在井底设置滤水层，谨防泥沙进入。筒井建设简单，可以就地取材，检修便利，适用于水头不高且埋深不大的浅层承压水，井深通常＜30 m。管井又称为机井，其井壁可以用塑料管、钢管、铸铁管、混凝土管制作，用滤水管制作取水部分，井孔与滤水管的中间应用滤料进行填充，以拦沙滤水。用实管制作非取水部分。可使用黏土球填充井孔的环状间隙及实管，对管道进行封闭，谨防上下含水层的水混入井中[5]。在下部3～8 m 处设置沉淀管，以沉淀井中泥沙。埋深较大的非承压水管井，井深100～500 m，井径通常应小于500 mm。辐射井的运用通常在大口井动水位以下，将辐射管道安装在水平集水管道。大口井的实际用途在于能给辐射管的安装提供场地，并能集存辐射管中的自来水。辐射管在井筒的周围均匀分布，通常为5～8 条，根据土质和水量选择辐射管长度。在黄土地区，由于辐射孔不会坍塌，因此，只需安装辐射孔即可，无需安装滤水管。大骨料井应将骨料粒径加大，加大至5～10 mm，孔隙增大的情况下，会使渗透性得到提升，将大量的粉细砂抽除，增加了井的出水量。含水层颗粒较细的农田适用于大骨料井灌溉，其上部的地层较为坚固，能增强节水性。插管井又称为对口抽井，将进水管与井管密封连接，在淡水质地区及浅层水丰富的地区适用。联井又被称为群井，它由2 个或2 个以上的筒井，用虹吸管进行连接，浅层水不丰富的地区适合使用联井进行灌溉。

2.3 滴灌式灌溉

滴灌式技术的运用，能解决水资源污染问题，它运用于淡水资源匮乏的地域，能提升农田农作物的抗旱能力，确保农作物始终能获得充足的水源，以降低作业风险。在开展滴灌式灌溉的过程中，要做好准备工作，可以先分析图纸，在满足施工质量控制条件的基础上，设计滴灌式灌溉方式，再勘察当地的水文条件，以此计算施工现场滴灌技术工程的主要参数。通常需要设计放线、开挖、管道安装等环节，以确保不会出现技术层面的偏差。

在施工过程中，应做好放线工作，确保放线的精准性。可以先开展加压泵施工作业，在施工现场加压泵站应用相应的测试仪器，并开挖建筑物的基坑中轴线及外部，需明确开挖过程，了解到建筑物自身的覆盖范围，结合具体放线位置，做好现场标记工作。为避免开挖过程中出现的误差，应间隔30 m 做一次打桩，确保管道安装与图纸设计要求相吻合。开挖的过程应确保桩号的完整性，以免影响后期管道铺设。滴灌深度应确保在0.8 m 以上，滴灌的宽度应为0.6 m 以上。在安装管道环节，应结合设计图纸安装，再铺设连接管道。在对地下管道及地面管道进行铺设的阶段，应注意结合埋深的差异，以及两条管道的分支确定连接模式，通常都会采取冷接模式。

在对地下管道进行安装的过程中，通过承插式的方式进行连接，确保将闸阀、弯头、三通及地面支管进行连接。在铺设地面管道环节，需要合理连接支管及地管，确定毛管的安装范围及间距，可以将三通安装在支管的管壁上，确保毛管的稳定性。再者，应解决三通球阀脱离漏水的问题，可以在安装管道的过程中做好以下3 个层面的处理：其一，应先清理支管孔眼中的残渣，确保安装的橡胶止水阀与孔眼吻合，避免由于接触不良而导致管材胶圈出现漏水的情况。其二，需将滴灌管套安装在旁通位置，若滴灌管壁较厚，应先对滴灌管套的管口位置进行预热，在热胀后再开始安装。其三，在施工环节若发现地管存在漏水的情况，应在周围布置一个深坑，并露出管道连接口，再将地管拆卸。还应及时修理损坏部位，如在管道的损坏位置涂抹生胶，再将管道拧紧。在施工验收阶段，应注意避免二次返工现象，验收其是否与规定标准相符合，包括验收滴灌系统的合理性、滴灌设备的质量、管道的试压与复查，以此最大限度地降低事故概率，延长滴灌式灌溉技术的使用寿命。

2.4 防渗式灌溉

防渗式灌溉对水库灌溉较为合适，水库蓄水含量通常较少，无法实现再生或循环，它的工作原理是将防渗薄膜加入农田中，避免出现无故浪费水资源的情况。农田实施防渗技术大都会利用石块、混凝土等建立专有的通水渠道，以提升防渗效果。防渗式灌溉设备具有较高的稳定性，能长期使用，可以外部贮存水资源。防渗式灌溉技术在农田灌溉中的应用，需先勘察并明确水文地质条件，通过钻探或物理勘探以及两者相结合的方式进行勘探，然后，再评价地下水资源，进而提出合宜的开采方案。防渗渠道适合在温度较高的时间段施工，在开展施工之前，应注意先清理原渠道中的树须、树根、淤泥等，然后，再进行回填、压实，继而开展施工放样，确保按照图纸要求开展放样，再进行开挖。

应提前开挖土方，确保最大限度地降低地基土水分，增加土基强度，降低冬季冻胀的破坏性。在开挖渠道基槽及修整的过程中，需要先清理腐土及淤泥，控制渠道的平整度、尺寸及渠道基槽断面的高度。对于一次成型的现浇防渗渠，需要按照其结构尺寸进行放线，通过人工或机械培膜的方式夯实。对于回填土需要分层夯实，干容量应＞1.55 t/m3，层厚应＜20 cm。

防渗渠道的施工对气温有一定的要求，适合在温暖季节施工，日平均气温在-3～5℃的情况下，需要结合《水工混凝土施工规范》开展施工，若日平均气温＜-5℃，则应停止施工。施工缝的混凝土表面凿毛，应注意先用水冲洗干净后再进行浇注，在湿润后将10～15 mm 的水泥砂浆在其表面铺好。在切缝阶段，横缝应在3～5 m 为宜，宽度则应为1.5～2.5 cm，混凝土浇筑后的6～18 h 可以进行养护。防渗式灌溉能使渠系水利用率提高0.70%～0.86%，比土渠提高65%左右，具有防渗性强，输水快等优势。

2.5 信息化喷灌

为确保水利抗旱技术的有效运用，可以与信息技术相结合进行喷灌作业。利用雨情自动测报系统、土壤墒情监测系统、机井地下水位检测系统，根据气象相关数据、土壤墒情数据信息、机井分布、地下水位预警模式等资源提早为抗旱工作提供信息数据支持。此外，还要利用信息技术开展灌溉管理，对水的采集、水流运算等信息进行计算，通过计算机网络对作物、气象、土壤等情况进行随时观察，再结合输水、配水、含蓄水等方式制定配水计划，通过动态配水的形式，达到精准灌溉。

在开展信息化灌溉阶段，兼顾全局的同时要就近灌溉，联通所有供水管路，并将阀门设立在每片主管网交界处以控制主管，保证中间喷头360°旋转、角上喷头90°旋转，边缘喷头180°旋转，在确保喷头能够正常工作的前提下，每个喷头的喷洒列、行间距为20 m，喷洒半径为15 m，实现无盲区喷洒，保证喷洒范围覆盖交叉。应结合压力损失情况进行分析，管道正常工作压力应设置在0.25～0.35 MPa 较为合适，最大压力值不得超过0.60 MPa，若两行喷头同时喷洒，末端喷头工作压力为0.21 MPa。

3 结 语

总之，干旱频率高、持续时间长、影响范围广，已成为影响我国农业生产最严重的气象灾害，也是导致农作物欠收、减产的最主要原因。因此，需大力发展水利工程，应用信息化抗旱技术以及时发现旱灾，对旱灾详情能够充分了解，制定合宜的抗旱方案，结合抗旱技术灌溉农田，并通过喷灌式、井灌式、滴灌式、防渗式、信息式等多元化的灌溉手段完成农田灌溉工作，实现抗旱灌溉的现代化、及时化，确保灌溉效率与质量得到双重提升，使因旱灾导致的损失能够降到最低，保证农民利益。