节水灌溉技术在农田水利中的应用研究

2024-05-15甘肃省白银市会宁县河道管理站姚玉峰

河南农业 2024年6期

甘肃省白银市会宁县河道管理站姚玉峰

一、节水灌溉技术和农田水利建议概述

（一）节水灌溉技术

灌溉技术在农业生产扮演关键角色，其中，节水灌溉旨在保持灌溉效果的同时，减少用水量，实现水资源的合理利用。节水灌溉技术既能保障灌溉需求，又能减少水资源紧张的问题，代表了一种环保的农业发展方式，非常适合在我国推广。目前，包括滴灌、移动灌溉、喷灌、管道输水、微灌和渠道防渗等在内的主要节水技术各有特点，但共同目标是优化降雨和土壤水分利用，满足作物生长的需求，同时提高农业经济效益。节水灌溉技术在农田水利设施中显示出显著优势，鉴于我国水资源短缺的现状，促进这些技术的持续发展显得尤为关键。

（二）农田水利建设

农田水利建设指在农业中兴建水利工程设施并对水资源的利用进行科学管理，确保满足作物对水资源的需求。无论是简单如井或沟渠，或覆盖整个村落、区域的水利系统，都属于农田水利范畴。此类工程旨在服务农业，促进农业经济与农业生产的进步。在干旱季节可以保证充足的农田用水，洪涝季节可以保证排水工作。我国大部分地区的农田水利工程取得了阶段性成果，部分农村的水利工程已经具有完整的灌溉措施，实现了插卡即出水，提高了灌溉的方便性与快捷性。但该方面的修建还有待提高，需要将理念与实际相结合，更好地为农业服务。

二、农田水利中应用节水灌溉技术的优势

（一）合理利用水源，改善生态环境

水资源短缺的现象日益严重，水资源的有效利用也成为重点，农业灌溉需要大量的地下水资源，地下水资源的过度利用对生态环境造成难以恢复的破坏。因此，降低农田灌溉对地下水资源的影响、提高水资源利用效率成为迫切任务。必须采纳科学的灌溉方法，高效合理使用地下水。节水灌溉技术的应用不仅能优化水资源管理，还能促进农业生产高质量发展。这项技术的广泛应用有助于增强农民的节水意识，实现水资源的有效利用，同时促进生态环境的改善。

（二）提高农业生产质量与经济效益

节水灌溉技术的广泛应用是个缓慢过程，初始需选取某区域作为试验场，通过实践发展得出有效策略，逐步以点及面推广其应用，实现技术价值。节水灌溉技术减少了水资源在农田灌溉中的浪费，并降低灌溉所需的人力、物力及经济成本，有利于地下水保护。使用节水灌溉技术，结合农业生产的成本与产值，确保满足农业对水的需求，同时保护地下水资源。节水灌溉技术不仅能够提高农作物生产的品质，还有助于提高农业的经济收益。

三、农田水利节水灌溉技术推广中存在的问题

（一）农村基础设施条件整体薄弱

为了提高农业水利灌溉的效果，提高水资源利用效率，必须有一定的基础设施支撑。随着我国经济的不断发展及农村基础设施投入的加大，部分乡镇的水利基础设施得到了一定程度的改善。然而由于我国领土广阔，地理环境多样，部分农村基础设施水平仍相对落后。主要问题集中在农村基础设施的短板：一是相关设备已趋老化，无法充分发挥其应有功能；二是设施分布不均衡。

（二）农民节水灌溉意识不强

农民对节水意识的重要性尚未得到充分认可，这与农村的基础设备状况密切相关。在农田耕作过程中，农民往往难以全面理解并充分利用农田水利灌溉的效能与影响。此外，受城市经济发展的影响，部分农村年壮年的劳动力选择放弃农耕活动，使农业生产面临严峻的老龄化挑战。由于农村老年群体的教育水平相对较低，阻碍了农田水利灌溉技术的推广与应用。

（三）灌溉管理体系有待优化

我国农村地区长期受到历史遗留的制约，传统的农田灌溉方式至今仍被广泛应用，已无法满足现代农业生产的需求，尤其那些以大规模水流量灌溉为主的粗放式灌溉方式，已与现代社会对水资源节约利用的核心理念相悖。因此，为确保农业发展的步伐与时代同步，需要采用创新的管理理念和农田灌溉技术，以提高水资源利用效益。农业水利灌溉技术的推进应被视为一项持久且全面的工程项目。在灌溉管理中，需要对其进行有序的管理与维护，并适时进行修复，确保灌溉设施得以持续发挥其效用，防范实施过程中出现的管理疏漏，避免后期维护失误，从而确保灌溉项目整体收益不受影响。

四、不同节水灌溉技术在农田水利中的应用

（一）滴灌技术

滴灌技术在农田水利灌溉领域被广泛应用，通过塑料管道和约10 mm 直径的滴灌喷头，直接将水资源输送至作物根部实施精确灌溉。滴灌技术旨在提高水资源使用效率，减少浪费，确保作物通过根部有效吸水，对促进其生长极为关键。与其他灌溉技术相比，滴灌能用更少的水资源满足作物需求，但成本较高，需要有足够的资金支持。

工艺过程：主反应锅中加入A相搅拌，加热至70～75 ℃，加入混合好的B相，搅拌溶解均匀后加入C相，搅拌溶解。冷却至40～45 ℃时加入D相，混合均匀，继续冷却至30～35 ℃，加入E相。搅拌均匀，至25～30 ℃时加入F相、G相，混合均匀。

滴灌技术贴合我国绿色可持续发展的目标，节水效果显著，发展潜力大。技术专家依据不同地理环境不断优化创新，在技术升级上取得进展。农业从业者根据作物需求调整滴灌使用策略，能够有效降低生产成本，提高效率。在不同区域，因土壤、气候差异，应用滴灌时需考虑作物特性、土壤条件等，调整使用方法，促使作物更好地成长。

（二）步行式灌溉技术

步行式灌溉技术是一种将现代电力与农业机械技术相结合的创新方法，通过整合水利灌溉与机械技术，形成一体化的灌溉模式。此技术允许操作者依据作物品种、土地面积及水分需求灵活选择适配的机械设备，如拖拉机和运输车，与灌溉系统协同工作，提高灌溉的灵活性和适应性。这种方法的应用扩大了灌溉技术的覆盖范围，确保作物能够获得充分的水分供应。步行式灌溉技术的显著优势是其在农田灌溉过程中，无须铺设固定的输水管道，这一点不仅降低了灌溉成本，也极大提高了设备的使用灵活性，扩大了灌溉面积。此外，该技术操作简便，不依赖高端或复杂的设备，即便是最基础的机械设备也能完成灌溉任务，使灌溉工作更加具有针对性。

在实际应用中，步行式灌溉技术已在多个地区如山东省、辽宁省、黑龙江省等地进行试验，并已成功提高了如玉米、黄豆等多种农作物的产量。与传统的地面灌溉技术相比，步行式灌溉技术能够节省90%以上的用水量，大幅提高了水资源的利用效率。这种技术的成功应用不仅提高了农业生产的经济效益，还促进了农业生产方式向更加节水、高效、环保的方向发展，符合当前对可持续农业发展的需求。

（三）喷灌技术

喷灌技术运用机械设备及压力系统，结合信息技术与自动化，以确保灌溉效率和合理性。该技术能够根据土壤的特性调整设备参数和操作方法，以优化适应不同的土壤环境条件。与人工灌溉相比，该技术能够节省成本。与传统灌溉技术相比，喷灌技术主要是利用喷洒式节流来实现灌溉区域内农作物均匀地获取水分，使用喷灌技术灌溉农田能够促进水资源转化成小的水分子，滴落于农作物表面，操作简单，实际运转过程中产生的压力能够保证灌溉区域内的水压稳定，应用该技术时应该考虑风向及风速的情况，以确保在灌溉时能够均匀喷洒，防止发生灌溉不全面的问题，在合理利用水资源的基础上实现高效灌溉。

研究表明，喷灌技术会受到风向、风速和地形等因素的影响。在地形较为陡峭的区域，需要针对地形作出调整，并对种植区域进行合理划分。为降低水压差异，确保灌溉的均匀性，不同高度的区域应设立独立的调压池。在应用喷灌技术时，还需加强管道连接与物资运输的管理，以减少地形对喷灌效果的负面影响，并据此调整喷灌策略，以实现水资源的有效利用。

（四）管道输水技术

管道调水技术是指将管道直接连接到农田，代替渠道进行储水和作物灌溉。为了减少运输过程中水资源的损失，有必要根据作物的需水量合理规划水源，从而更好地完成水资源的配置。金属管道、PE管、混凝土管等新型材料可作为管道输水技术的施工材料。

（五）微灌溉技术

微灌溉技术包括灌水器、水过滤器、水泵、滴头等，主要应用于大棚。该方法具有操作简单、成本低、寿命长等优点。微灌溉技术有多种形式，根据不同的需求可以选择不同的方式，在进行微灌溉时要结合实际情况，可以提高农作物的产量，减少成本，节约水资源。

（六）渠道防渗技术

在农田水利工程的水流输送管道施工中，通常采取渠道防渗技术解决传统水流输送系统中的渗漏问题，这类问题会导致大量水资源损失，从而影响工程效益。通过使用塑料薄膜包覆管道，能够有效阻止渠道渗漏，并能防止直射日光导致水温过高。应用该技术时，必须确保混凝土密度适宜，以增强结构的紧密性，防止水的渗透。此外，还需进行防锈防腐处理，以减少管道与空气长期接触可能引起的氧化损害，确保系统的长效运行和水资源的充分利用。

（七）薄、浅、湿、晒灌溉

目前，广西等地已广泛应用薄、浅、湿、晒灌溉技术。这种灌溉方式依据农地位置及作物种类进行灌溉类型的划分。以水稻为例，根据其生长的不同阶段，如播种期、分蘖期、乳熟期、蜡熟期等，选择适当的灌溉方式进行水分控制。通过在作物的各个生长期调整灌溉量，既能有效节约水资源，又能促进作物更好成长。此灌溉技术不仅提高了水资源的利用效率，也为作物提供了更适宜的生长条件。

五、节水灌溉技术在农田水利应用中的展望

（一）利用信息化技术

将大数据、云计算等相关的信息化技术与节水灌溉技术相结合，为节水灌溉技术提供更好的保障。在节水灌溉技术的应用中，可以实现智能化管理和科学合理利用。信息技术可以分析作物生长信息，精准计算需水量，实现自动化灌溉，有效节约了人力、物力，提高了灌溉效率。

（二）根据农田的面积采用不同的节水灌溉技术

各地区的农田面积不同，所需的水量也不同，想要实现水资源的合理利用，需要在灌溉前进行农田面积、农作物数量等，根据这些数据采取相应的灌溉技术，能够更好地避免水资源的浪费。因此，灌溉时要严格按照农田面积及作物需水量来确定灌溉范围和用水量，从而选择合适的灌溉方式。在灌溉之前需要进行实地考察。

（三）加强节水灌溉技术推广

为保证节水灌溉技术在农田种植中得到更有效的应用，需要推广应用节水灌溉技术，让人们更好地了解节水灌溉技术，认识节水灌溉技术的优点。强化灌溉技术与水资源节约的宣传至关重要，选择适合的灌溉方法能够增进效率及作物产量。为了扩大灌溉技术的应用范围，相关部门需积极推广这些技术，举办相关培训，并邀请专家讲解。针对建设灌溉设施的挑战，相关部门应执行政策，加大财政投入力度，保障灌溉技术的有效执行。在提高灌溉技术应用的同时，应综合考虑农田规模、作物种类及地形等因素，选择合理的灌溉方式，确保灌溉的科学性与合理性，从而促进作物产量的提高。

（四）定期检查灌溉水量

随着现代化技术的发展，大量农业灌溉设备得到广泛应用。灌溉技术在不断优化过程中，现在已经能够根据农田面积、农作物生长情况采取不同的灌溉技术，还能根据作物不同的生长时期控制灌溉水量，提高了灌溉的精准度，还能使水资源得到充分利用。通过对大数据的实时跟踪与记录，灌溉方案可以满足不同农作物对水的需求，促进灌溉技术实现信息化。对于大面积种植的农作物地区来说，采用灌溉技术，可以确保幼苗的生长，保证植物的含水量，提高作物产量，还能给开发耕地提供保障。

（五）合理控制喷灌时间

运用农田水利工程进行灌溉需要结合农田的实际情况，来制订科学、合理的灌溉方案，以保证工作人员能够根据作物的不同生长时期来提供水量。要合理安排浇灌时间，在雨季时要减少灌溉水量，避免水资源的浪费；在干旱时保证灌溉水量充足，防止作物因缺水而影响生长。因此，在应用农田水利灌溉技术时，既要控制每次灌溉的用水量，又要对灌溉时间进行合理安排，促进农田水利灌溉技术的大面积应用。

（六）科学制订灌溉方案

在应用农田水利灌溉技术前，对农田面积、农作物类型、降雨量等要进行全面的测量与分析，根据实际情况进行科学合理的设计，保证均匀灌溉。在不同生长时期，农作物所需的水量不同，在选择灌溉方式时要考虑农作物的生长特点。另外，灌溉时间和灌水量也要根据农作物的实际生长情况进行精准控制。同时，还要根据当地的降雨量进行适当的调整，在雨水充足时减少灌溉量，在干旱时增加灌溉量，以保证作物的生长，不会因水量对作物生长产生影响。