农田水利节水灌溉常用的灌溉技术与提升应用效果的方法

王中国

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.05.035

在农业发展中，农田水利灌溉发挥着重要作用。我国是一个农业大国，农业的生产和发展都离不開农业节水灌溉工程技术的进步。当前，国家对水利建设越来越重视，对农田水利灌溉进行严格化管理，进而促进新农村建设。本文主要分析了在农田水利节水灌溉中常用的几种灌溉方式，并对提升节水灌溉技术应用效果的方法进行逐一分析与探讨，以实现农业生产的高效性、稳定性与和谐性。

在我国传统农田灌溉工作中，明渠漫灌是较为常用的灌溉方式，虽然可以缓解农田区域的干旱情况，但受不同作物对水资源需求不同的影响，在同一时间为农作物浇灌大量水源，不仅会造成大量浪费，还易引发内涝，不利于农作物的正常生长。为解决上述问题，当前使用喷灌、微灌等节水灌溉技术，代替传统明渠漫灌技术，已经成为节约水资源的重要举措。

一、常用的农田水利节水灌溉技术

通过近年来水利部门发布的数据可知，我国总体水资源呈现较为匮乏的趋势，为进一步提升水资源的利用率，满足当前农业发展对于水利资源的需要，我国相关农业政府将节水灌溉技术融入当前的农田水利工程建设活动中，成为一项极为必要的举措。下面就农田水利节水灌溉中常用的几种灌溉方式进行分别介绍：

1、喷灌

①技术原理

喷灌是当前我国较为常用的节水灌溉方法，在实际作物灌溉过程中喷灌技术是以水泵、管道等设备为基础，通过增大水压的方式，将水运输至地块上空，使水先在空中分散成水滴或弥雾，然后在重力的作用下，落在农田区域。相较于大水漫灌的浇灌方式，喷灌式节水灌溉技术节约的水量超过了40%。尽管这一技术在应用过程中会因蒸发浪费一定水资源，但由于这一技术的设施安置工作与后期管理难度较低，因此，这一技术受到了人们的广泛欢迎。

②应用要点

在将喷灌节水技术应用于农田水利当中时，为保证喷灌节水技术能够取得令人满意的效果，需要在明确外界环境条件的基础上，选择合适的喷灌设备，在提升灌溉均匀性的同时，降低喷灌设备的后期管理难度。

首先，在喷灌节水系统构建工作中，喷头的规格与喷灌工作质量之间存在着直接的联系。具体来说，从喷灌射程的角度，可以将喷灌系统的喷头分为小、中小、中、大这四类。其中，小射程喷头的喷灌强度相对较大，喷洒的水资源有着较为理想的均匀度，并且设备应用效果显著，不仅可以满足小型农田灌溉的需要，还能被应用于灌木、绿篱等区域的浇灌、洗尘工作中。中小射程喷头喷洒水资源的范围在4—11m之间，喷水高度在0.1—0.3m之间，这一射程的喷头主要被应用于中型面积的农田、花卉绿地灌溉工作中。中等射程的喷头主要被应用于中、大型农田、绿地灌溉工作中。大射程喷头被广泛应用于大面积农田、绿地灌溉工作中，由于大射程喷头的材料强度较高，因此这类喷头有着良好的抗冲击性。

其次，农田水利工程中，喷灌工作质量与喷头布置情况之间有着较为密切的联系。在布置喷头时，应明确灌溉区域的具体地形与方向，然后选择矩形或三角形布置方式，保障喷灌系统的工作质量。具体来说，在当前的农田水利灌溉工作中，矩形喷头布置模式主要被应用于相对规整的农田地块，灌溉工作中三角形喷头布置方式主要被应用于边缘不够整齐、不够规整的地块当中。且相较于矩形喷头布置方式，三角形布置方式有着更为理想的抗风性，喷洒的水资源更为均匀。

最后，喷灌节水技术在应用过程中，会将水流转化为水珠，由于水珠的重量相对较小，风力会对喷灌工作的效果产生较为明显的影响。面对这一情况，在选择喷灌系统喷头以及确定喷头布置方式时，需要明确农田区域的气候条件情况，然后结合当地的风力、风向等因素，确定喷灌系统的布置方式。具体来说，若农田区域的风速在0-5km/h之间，则可以将喷头的间距控制为1.2R，风速在6—11km/h间时，可以控制喷头的间距为1.1R，当风速在12—20km/h间时，可控制喷头的间距为1.0R。

2、微灌

①技术原理

微灌技术是一种利用水泵、电机、灌水器等设备，将有压水输送至农田区域，并通过灌水器以较小的流量均匀地渗到作物根系附近土壤中，完成农田灌溉的高效节水灌溉工作，这一方法因有着操作简单、设备使用年限长、灌溉成本偏低等优点，受到了种植户的广泛欢迎。相较于其他节水灌溉技术，微灌节水灌溉技术在应用过程中的灌溉方式有很多，从灌水器的角度划分，微灌技术主要包括滴灌、微灌、涌泉灌溉三种方式。其中，滴灌主要是利用安装在系统末端管道上的滴灌孔，将管道内的水以水滴的形式输送到作物土壤处，一般情况下，滴灌灌水器的流量在2—12L/h之间。在当前的农田水利工程中滴灌系统的末端管道既可以放置在地面上，也可以埋入地表以下30—40cm处，前者被称为地表滴灌，后者被称为地下滴灌。微灌指的是将微灌灌水器直接安装在系统末端管道上，利用水压将水以洒水的方式，喷洒到土壤上方，微灌灌水器的水流量一般为20—250L/h。涌泉灌溉主要是将直径在4mm左右的塑料小管与节水灌溉系统末端管道连接到一起作为灌水器，以水流的方式局部打湿作物附近的土壤。一般情况下，涌泉灌溉灌水器的流量为40—250L/h。由于不同地区地理条件、自然环境存在差异，种植的农作物种类也存在一定的差别，为保证灌溉工作既能满足农作物的生长需要，又能实现水资源的高效利用，工作人员需要结合当地的实际情况，选择最为合理的微灌技术。

②应用实例

以某地棉花种植区为例，当地在种植棉花时，为提升水资源的利用率，将滴灌技术作为当地农业灌溉的主要技术方法之一。并且随着当地膜下滴灌技术研究的不断深入，研究人员明确了不同土质情况下膜下滴灌区域土壤水分的移动规律，根据棉花生育周期膜下滴灌的耗水规律，制定了科学的灌溉制度，同时提出了膜下滴灌水肥耦合的最佳量化指标，为棉花的高产提供了科学的依据。具体来说，该棉花种植区在使用滴灌技术的第一年耗水量为每亩868.86m3，第十五年的实际灌溉量为每亩562.52m3。在使用滴灌技术的这些年间，土地的灌溉面积在逐年增加，作物产量也逐年增长，当地的生态环境得到了改善，因此可以认为滴灌技术在当地的农田节水灌溉工作中取得了令人满意的成效。

3、井灌

为了在利用浅层地下水资源的同时，实现地下水位的合理调节，可以将井灌节水灌溉技术应用于当前的农田水利灌溉工作中。当前我国应用井灌技术的农田面积约为1.76亿亩，并且这部分农田大多位于北方地区。这一技術的应用不仅可以提升农田的产量，还能保障干旱期农作物生长用水的需要。在构建井灌系统时，工作人员可以结合当地的生态环境以及农田周围的水资源状况，开展井灌区域的合理划分工作，若农田周边并不存在湖泊、河流等地表水源，那么可以将井灌系统设置于农田的中心处，缩短水资源与农田各部分之间距离，减少因运输浪费的水资源。

4、运输节水技术

①渠道防渗技术

渠道输水技术是当前我国农田灌溉的主要输水技术之一，传统的土渠输水系统利用效率一般在0.3-0.5之间，大部分的水资源在土渠运输过程中因渗漏、蒸发等问题而被浪费，对此，构建防渗漏的输水渠道成为当前节约农田灌溉用水的主要方法之一。现阶段，在将防渗措施应用于渠道污水系统后，因渠道渗漏所损失的水资源可以减少50%—90%。这一情况的出现，使得渠道水资源的有效利用系数提高到了0.6-0.85。在开展灌溉工作时，这一技术的应用不仅有效降低了输水灌溉系统的投资与运行管理费用，还能实现当地地下水位的有效调控，避免水渠区域发生次生盐碱化问题，因此，当前渠道防渗技术主要被应用于含砂率相对较高的农业种植区中。

在当前的渠道输水工作中，渠道防渗技术主要被应用于渠道修复或重新打造工作中。具体来说，在开展使用年限较长、侧面底面裂缝以及凹槽较多、堵塞相对严重的水渠修复工作时，工作人员可以应用渠道防渗技术，对渠道进行优化处理。同时，在修建新的水渠时，工作人员可以先利用3S技术对农田区域的地形、作物生长情况进行勘探，然后以AI技术为支撑设计灌溉渠道，最后在灌溉渠中引入自动水闸技术，实现水资源在渠道中的精准调控，尽可能降低水资源在运输过程中造成的损失，达到提升水资源综合利用效率的目的。

②低压管道输水技术

低压管道输水技术是一种利用管道直接将水资源运输到田间开展灌溉的技术方法，这一技术方法在应用过程中可以有效减少因蒸发、渗漏所造成的明渠输水浪费现象的出现概率，其水资源利用率达到了95%。同时，管道输水技术在应用过程中不仅可以有效避免占用过多的土地资源，还能提高输水速度，加快灌溉进度，缩短周期，因此，低压管道输水技术成为一种广受欢迎的节水灌溉技术。

5、步行式灌溉技术

步行式灌溉技术是将农村现有的农机设备与电力资源作为水资源的灌溉动力，使之与相匹配的灌溉系统进行搭配，开展移动式灌溉工作的节水灌溉技术。在当前的农田灌溉工作中，步行式灌溉技术应用时不需要配备相对复杂的设备，而是通过组装农机设备的方式，即可满足农业灌溉的需要。因此，相较于其他灌溉技术，步行式灌溉技术有着适应性强、使用方便、可以有针对性开展作物灌溉、不需要开展修渠工程，节约资金与劳动力等优点。

6、膜上灌溉技术

膜上灌溉技术是一种新型的地面灌溉技术，在实际应用过程中，工作人员可以先在沟中平铺地膜并在膜上输水，然后使水通过农作物放苗孔、灌水孔渗入到土壤中。膜上灌溉技术作为一种新型的局部灌溉技术，不仅具有节水、保肥、提高地温的优点，还能抑制田间杂草的生长，达到提高农作物产量的目的。从调查研究中可以了解到，相较于传统的沟灌技术，膜上灌溉技术有着更为突出的节水性能，举例来说，在棉花生产过程中，应用膜上灌溉技术的节水量达到了40.8%，在玉米生产中，这一技术的节水量达到了58%。

二、提升节水灌溉技术应用效果的方法

1、灵活选择节水灌溉技术

为保证节水灌溉技术能够在农田水利工程中取得令人满意的效果，工作人员应结合农田的具体情况，秉承因地制宜的原则，灵活选择节水灌溉技术，保证技术的应用优势能够得到最大程度的发挥。举例来说，在我国西北部地区，部分地区存在着气候环境较为干旱、土壤条件比较差的问题。为满足当地农业经济的发展需要，在选择节水灌溉技术时，可以大力推广渠道防渗技术，在降低灌溉难度与灌溉成本的同时，提升水资源的利用率，满足作物的正常生长需要。举例来说，在开展北方地区节水灌溉技术选择工作时，工作人员可在明确北方降水量偏低且气候干燥等特点的基础上，选择并使用沟渠防渗技术这类供水量较大的灌溉技术，在满足植物生长对水资源需要的同时，实现水资源蒸发量的有效管控。同时，为保证相应的灌溉技术能够在农田水利工程中获得较好的应用效果，工作人员应重点开展水利工程灌溉渠道的建设工作。即在建设工作正式开展前，工作人员应实地开展农业生产区域情况考察工作，然后结合当地的地形、水文条件、气候环境等条件，确定农田灌溉管道的具体布置方案，确定本次水利灌溉系统所需的设施、管网布局，以便达到推动农田水利节水灌溉工程高质量发展的目的。

2、合理划分灌溉区域

受地表水、地下水资源分布并不平均的影响，不同地区的农田对于灌溉的需求存在一定的差异。现阶段，为了在满足农作物灌溉需求的基础上，尽可能降低灌溉系统设置工作所产生的成本，工作人员可以在明确农田区域具体情况的基础上，科学划分灌溉区域，以便为后续灌溉装置配置工作提供参照。具体来说，在划分灌溉区域时，工作人员需要先分析农田项目区气候条件、水文地质，然后结合不同区域农作物的种植需要，制定相应的灌溉计划，并以灌溉计划为基础，选择合适的灌溉技术方式，以便为后续农业生产提质增效提供助力。

3、明确作物生长特点

不同的农作物在不同生长阶段对于水资源的需求量存在一定的差异，为提升水资源的利用效率，实现水利工程的高质量发展，在构建农田灌溉系统前，需要对不同区域农作物的种植需求加以分析，合理计算不同阶段农作物对灌溉水量的要求，然后在满足农作物生长需要的基础上，应用合适的节水操作，尽可能避免水资源的浪费。举例来说，水稻是一种最有两栖性的农作物，在开展水稻田灌溉工作时，工作人员需要结合农作物在苗期、拔节期、孕育期、成熟期四个生长期间对于水资源的需求情况，合理调整农田内的灌溉时间与水量，为水稻的增产提供支持。

4、应用智能化灌溉技术

在信息技术不断发展的背景下，为提升节水灌溉技术的应用质量，可以将智能化、信息化技术融入农田水利节水灌溉系统当中，推动灌溉工作的精准化发展。在智能节水灌溉技术应用时，系统可以利用传感器，综合分析地质条件、农作物生长状况、气候环境条件等因素，在明确农田水分供应情况能否满足作物不同生长阶段用水需求的基础上，控制节水灌溉系统的灌溉量、灌溉时间，开展精准化灌溉操作，在为农作物提供良好生长环境的同时，推动我国农业经济朝着现代化的方向发展。

5、灌溉系统的多功能发展

为提升当前灌溉系统的利用率，在应用灌溉系统完成水资源运输工作的基础上，工作人员可以结合农业生产过程中，农作物对于肥料、药物等资源的需要，开发灌溉系统的功能，提高灌溉系统的利用效率，降低农业生产管理工作的难度。

总而言之，为满足农业经济迅猛发展的需要，在新时期下，我国对农田水利工程的关注度不断提升，大量与水利工程相关的节水灌溉技术、设备被应用到农田水利工程建设活动中，这不仅提升了水资源利用率，还提升工程的整体质量水平，为农产品产量的稳定增长打下了坚实的基础。

（作者单位：274300山东省菏泽市单县龙王庙镇农业农村服务中心）