浅析节水灌溉技术在农田水利工程中的应用

摘 要：随着水资源短缺问题的日益凸显，农田水利工程的可持续性发展成为亟须解决的问题。深入探讨节水灌溉技术在农田水利工程中的应用，聚焦于精准化、自动化、一体化等方面特征，通过科学监测及智能设备的引入，实现精准化灌溉，提高对农田水分的高效管理，降低水资源浪费，推动农田水利工程现代化发展。

关键词：节水灌溉技术；农田水利工程；应用举措

中图分类号：S274 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

水资源的有限性和全球气候的不断变化，使农业水利工程面临着巨大挑战，迫切需要寻找创新灌溉方式，提高水资源的利用效率。在这一背景下，节水灌溉技术应运而生，成为农田水利工程中用于推广应用的关键举措。将着重探讨这一技术在农田水利工程中的应用，深入分析节水灌溉技术的要点，以及为农业生产带来的深刻变革。通过深入挖掘节水灌溉技术的内在机制和优势，更好地理解农业可持续性发展所带来的深远影响。在节水灌溉技术创新的不断推动下，农田水利工程也将迎来一次转型，更好地适应未来水资源的变化。

1 节水灌溉技术的具体内容

节水灌溉技术是一种利用科学、合理的方法将水资源进行农田灌溉的技术体系[1]。其具体操作是要在最小的水资源投入下实现最大的农田产出。节水灌溉技术包括高效的水源利用，通过引水渠、水泵等设施，将水输送至农田。利用喷灌、滴灌等精细化灌溉方式减少水分的蒸发和流失，提高灌溉水的利用效率。此外，节水灌溉技术也涵盖科学的灌溉制度，需要监测土壤水分状况，调整灌溉量和频率，确保作物在不同生长阶段都能获得适量水分。节水灌溉技术在水资源稀缺的情况下也能够发挥重大作用，通过引入现代化手段，如传感器和自动化控制系统等，可以实现智能化灌溉管理，这套管理系统可以根据实施的气象和土壤条件自动调整灌溉计划，避免过度浇灌，有效降低水资源的浪费，提高土壤保水能力和作物的抗旱能力，解决粮食安全和水资源问题。

2 节水灌溉技术在农田水利工程中的应用特点

2.1 精准化

节水灌溉技术在农田灌溉中可以通过先进的监测和计量手段的应用，确保操作的精准性和高效性。通过对土壤湿度的科学监测，能够深入分析植物生长状况，获取实时气象数据，系统也能够准确判断植物对水分的需求，从而实现对灌溉水量的精准计量和调控，这种具有高精度的灌溉方式不仅可以有效规避传统灌溉中常见的过度灌溉问题，还能够有效减少水资源的浪费，能最大化提高农作物产量和质量。在精准化的灌溉过程中，节水灌溉技术用科学仪器实时监测土壤湿度，调整灌溉计划，有效提高农田水利工程的灌溉管理水平，实现精准浇水，保障农作物对水分的需求，为农业生产提供更为科学、高效、可持续的灌溉方式，也为解决水资源短缺和提高农田产出质量提供了助力。

2.2 自动化

智能化设备和系统的引入，实现了对农田水利工程的全面自动监测和控制，可以借助先进的传感器、控制器和远程监测技术，实时获取土壤湿度及气候变化等关键信息。在没有人工干预的情况下，也能够自动调整灌溉水量和频率，这样的自动化管理措施，不仅提高了农田水利工程的利用效率，还显著降低了对人工干预的需求，系统可以自适应气候的波动，实现对不同环境因素的需求，确保农作物的生产状况和产量的稳定性，使得农作物能够更好地适应复杂多变的自然条件。作为现代农田水利工程的重要创新，节水灌溉技术也为农业生产提供了更为智能、高效的水资源管理方式。

2.3 一体化

节水灌溉技术主要是通过综合考虑水资源和养分利用效率，实现灌溉和施肥的协调，在这样一体化的管理方式中，灌溉水量和施肥计划的有机结合，形成了水肥一体化系统，能够在最大限度上优化水资源利用。这一综合性灌溉方式不仅提高了农作物对水分和养分的利用效率，还减少了土壤养分的流失，为节约水资源提供了更综合全面的解决方案。在实践过程中，水肥一体化特点通过科学灌溉和施肥计划的制定确保了农作物在不同生长阶段都能够获得适当的水分和养分供给，在提高农作物产量和质量的同时，也更符合农业可持续性发展原则，在最大程度上减少对环境的负担，以此满足农作物的生长需求，推动农业向可持续性的方向发展。

3 节水灌溉技术在农田水利工程中的应用意义

3.1 提高水资源利用效率

节水灌溉技术通过精确控制灌溉水量和时间，大幅度减少了水的浪费。与传统灌溉方法相比，如地面灌溉或漫灌，节水灌溉系统如滴灌或喷灌能够直接将水输送至作物根部，极大降低蒸发和渗漏损失[2]。这种高效的水资源管理不仅可以节省用水量，提高水资源的利用率，还可以减少能源消耗和劳动成本。节水灌溉技术能够保障农作物在各个生长阶段获得充足且适宜的水分供给，从而优化作物生长条件，提高作物的产量和质量。合理的水分管理有助于提高土壤结构和肥力，减少病虫害的发生，同时还能减少化肥和农药的使用量。由此可知，节水灌溉技术不仅可以提高农业生产效率，还有利于保护环境，促进农业生态系统的健康发展。

3.2 降低对生态环境的影响

在农田水利工程中应用节水灌溉技术可以降低对生态环境的影响。传统的灌溉方法往往倾向于过度灌溉，导致农田和周边地区水分过剩，引发水土流失问题，过度灌溉还会导致养分的流失，对生态环境和水体质量造成负面影响。通过精确的节水灌溉，可以避免过多的养分被冲刷出农田，降低化肥和农药对水体的污染风险，维护水域生态系统的健康，减少水生生物受到污染的风险。减少农业用水量可以确保更多的水资源用于生态系统的维护，保护湿地、水体和水生生物的生存环境，维持生态平衡和生物多样性。过度灌溉和水资源浪费会导致能源的浪费和温室气体排放，因此节水灌溉技术可以降低农业对能源的需求，减缓气候变化的速度，有助于维护农田生态系统的健康，减轻对气候变化的影响。

3.3 推动农田水利工程现代化

节水灌溉技术的广泛应用推动了农田水利工程的现代化进程。在现代化管理框架下，节水灌溉技术充分利用了现代化设备的优势，实现了农田水利工程的全面自动化，传感器的实时监测可以让系统获得土壤湿度、气候等数据，控制器在获得传感器数据后，根据农作物的需水情况自动调整灌溉率和频率，实现对水资源的精准利用。远程监测系统则是能够将整个农田水利工程纳入远程控制范畴，使管理者能够通过网络实现对系统的监测和调整。这不仅可以提高农田水利工程的整体水平，降低人工操作的成本，还可以提高农田水利工程的经济效益，将农业生产方式引向更为智能、高效的方向发展。

4 节水灌溉技术在农田水利工程中应用的问题

4.1 技术普及难度

农民的教育水平和所在地域文化对技术普及起到了关键作用。在一些地区，农民由于接受的教育有限，

对新技术缺乏理解或信心，他们更倾向于坚持传统的农业方法。这种传统观念和文化背景使得他们对新技术持保守或怀疑的态度，因而影响了节水灌溉新技术的推广。节水灌溉技术的操作相对复杂，需要农民具备一定的技术知识和操作技能。没有接受相关培训的农民可能感到无法掌握这些技术，从而不愿意尝试。因此，提供有效的技术培训和支持至关重要，以帮助农民克服技术操作难度，增强其信心。简化节水灌溉技术的操作流程是推广应用的关键之一，可以通过开发用户友好的操作界面、提供详细的操作手册和视频教程等方式实现。简化操作流程可以降低农民学习和使用新技术的门槛，使其更容易接受和采用。在一些偏远地区，农民难以获得最新的信息，包括关于节水灌溉技术的优势和最新进展。信息不对称导致其对新技术的认知滞后，从而降低了对新技术的接受度和普及率。解决这个问题可以通过建立信息传播渠道，如农业培训课程、农村广播或互联网连接等方式改善。

4.2 维护和管理难度

在农田水利工程的应用过程中，节水灌溉技术也需要进一步维护和管理，才能确保系统的长期稳定运行。在农田水利工程中，节水灌溉技术的有效运行依赖于有能力的技术人员。然而当前专业技术人才比较缺乏，在面临设备故障或更新需求时，缺乏足够的专业知识和技能独立解决问题，影响了技术的可靠性和效率。与技术人才短缺同时存在的是农民不了解节水灌溉技术的维护技能，不理解设备的运行原理，未掌握基本的维修技能。再加上专业技术人员的不足，难以及时发现和解决设备问题。缺乏有效的定期维护和设备更新机制会导致设备运行不稳定，增加生产损失的风险[3]。因此，建立一套有效的设备维护和更新机制对确保节水灌溉技术长期、可靠的运行至关重要。

4.3 适应性问题

节水灌溉技术在农田水利工程中的应用存在适应性问题，主要体现在针对不同地区的土壤、气候、农作物种类上的差异。不同地区的土壤、气候和农作物种类的差异导致节水灌溉技术在各地的适应性不同。某些地区可能因为环境条件与技术特性相匹配而表现出色，而在其他地区则可能因适应性不足而效果欠佳。地理环境的多样性意味着同一种节水灌溉技术可能在不同的农业生态系统中表现出不同的效果。这种差异性要求技术在应用前需要进行针对性地调整和优化。由于节水灌溉技术在不同地区的表现存在差异，因此建立有效的技术反馈机制对发现和解决技术应用中的问题至关重要，有助于不断完善技术体系，提升其在各种环境条件下的适应性。

5 节水灌溉技术在农田水利工程中的应用措施

5.1 制定精准灌溉方案

在农田水利工程中，可以通过制定精准的灌溉方案提高节水灌溉技术的应用质量。详细调查农田水利工程的信息数据，了解土壤的理化性质、排水状况和各个地块的地理位置等因素，借助现代技术手段，如卫星遥感和地理信息系统精准获取农田的空间数据，形成更为全面的土地利用图，为后续的灌溉方案制定提供科学的理论数据基础。再通过计算模型科学、合理地确定每块土地的水分需求，结合作物的生长周期、生理生态特征和各种气候条件，确保作物在不同的生长阶段都能够获得适当的水分供给。灌溉水量的分配需要细致入微地观察，才能满足作物的生长需要，避免过度灌溉而导致水分的浪费。此外，还需要考虑到不同作物对水分的敏感度，为每块土地量身定制合适的灌溉方案，为农业的可持续发展提供实质性支持，让农田水利工程走向智能化方向[4]。

5.2 智能传感器监测系统的应用

在农田水利工程中，节水灌溉技术的应用还可以通过引入传感器监测系统，实现大力推广与应用。通过在农田水利工程中安装一系列智能传感器，如土壤湿度传感器、气温传感器、光照传感器等，监测土壤和气候条件的微妙变化，精准判断出土壤水分含量的变化情况。当土壤湿度较高时，系统要给出及时反馈并减少灌溉水量，防止过度灌溉。当土壤湿度偏低时，需要增加灌溉水量，确保作物在关键时刻能够获得充足的水分供应。而气温和光照的监测能够确保在高温或强光照的情况下提前预判作物对水分需求，再根据这些情况进行调整，大幅度提升作物在不同技术条件下的适应性。这不仅有效降低了管理的复杂性，还提高了水资源的利用效率，让灌溉在智能调控下更加精准和高效，为农田水利工程带来实际可见的经济和生态效益[5]。

5.3 雨水收集与利用

设置集雨设备以利用自然降水作为农田水利工程的备用水源，在节水灌溉技术的应用中具有重要的价值。首先，这种做法能有效储存雨水，尤其在干旱季节为农田提供必要的灌溉水源。其次，利用集雨系统减少了对地下水源和其他传统水源的依赖，从而减轻了对这些资源的开采压力。再次，这种方法还具有显著的环保价值，可以促进水资源的循环利用，有助于可持续性发展。通过集雨设备的应用，农业灌溉更具灵活性和可靠性，同时也是推广节水灌溉技术的一个有效手段。利用屋顶、渠道等结构可以最大化雨水的收集面积和效率，收集到的雨水通过精心设计的导流系统输送至储水池或其他储存设施。这一环节的关键是确保雨水的捕获、运输和储存过程高效而有序地进行，以充分利用每滴雨水。在干旱季节，合理地调度和管理储存的雨水对农田进行灌溉至关重要。通过有效的水源管理，可以确保农作物在缺水时期获得必要的水分供应，从而支持农业生产的持续性和稳定性。这种储备水源的利用不仅有利于缓解因降水不均导致的水资源供应不足的问题，还能够显著减轻对传统水源的开采压力，降低对生态环境的不良影响。同时也进一步降低灌溉成本，提高农业的经济效益，有利于维护当地生态平衡。

6 结束语

通过对节水灌溉技术在农田水利工程中的全面解析，可以深刻认识到这一技术革新对农业生产带来的深远影响。这一技术的应用和推广不仅是对传统灌溉技术的革新，更是对未来农田水利工程的高效塑造。技术手段的结合使得农田水利工程更加智能，可以有效提高水资源的利用效率，为降低水资源浪费提供切实可行的途径，在科技引领下农业能够更好地适应水资源的变化，推动农田水利工程朝现代化、智能化的方向迈进，并实现农业可持续发展目标。

参考文献

[1] 桑龙.简析节水灌溉技术在灌区农田水利工程中的应用[J].水上安全，2023（4）：80-82.

[2] 晏得勋.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用分析[J].信息记录材料，2018，19（4）：210-211.

[3] 热米拉·塔什珀拉提.节水灌溉技术在农田水利工程设计中的应用研究[J].水电水利，2022，6（10）：83-85.

[4] 翟龙.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用要点[J].世界热带农业信息，2023（7）：39-41.

[5] 董学良.农田水利工程中高效节水灌溉技术的应用及推广策略[J].大众标准化，2023（14）：55-57.

作者简介：何爱彬（1992—），男，甘肃白银人，研究方向为农田水利、水土流失、节水灌溉、河道管理。