农业水利工程对提高农田灌溉效率的影响

姚义鹏

（新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市水利工程管理服务中心塔北灌区管理服务站，新疆 阿拉尔 843300）

农业水利工程在农田灌溉中发挥着重要作用，对提高农田灌溉效率具有显著影响。随着人口的增长和农业生产的发展，有效利用水资源、提高水分利用效率以及实现农田灌溉的均匀性和精确控制变得越来越重要。农业水利工程涵盖了多种灌溉方式和技术，如表面灌溉工程、微灌工程、喷灌工程和地下灌溉工程，这些工程的建设和应用能够直接影响农田的灌溉效果和农业生产的发展。通过对农业水利工程对农田灌溉效率的影响和相关策略的论述，本文旨在为农业生产和水资源管理提供指导和参考，促进农田灌溉的可持续发展。

1 农业水利灌溉工程的类型和特点

1.1 表面灌溉工程

表面灌溉工程是一种传统的灌溉方式，通过引水渠将水引入农田，并通过灌溉沟渠或地面覆盖来进行灌溉。其特点是简单易行、成本较低，并适用于广大的农田。表面灌溉工程的优点是容易实施和维护，能够满足大面积农田的灌溉需求。然而，它也存在一些缺点，如水分蒸发损失较大、土壤渗漏导致的水分浪费、灌溉均匀性较差等。

1.2 微灌工程

微灌工程是一种将水以滴灌或微喷的方式直接供应给植物根系的灌溉方式。它通过在植物根部附近设置微喷头或滴灌管道，使水分直接供应到植物的根系区域。微灌工程的特点是节水高效、灌溉均匀性好、减少土壤侵蚀和水分蒸发损失等。微灌工程能够减少水分浪费，提高水分利用效率，并且有利于植物的根系生长和发育。但是，微灌工程的建设和维护成本较高，对灌溉系统的设计和管理要求较为严格。

1.3 喷灌工程

喷灌工程是一种通过喷嘴将水以雾状或喷射状形式喷洒到农田的灌溉方式。喷灌工程的特点是灌溉均匀性较好、喷射范围广、可覆盖较大的面积。喷灌工程能够减少水分浪费和土壤侵蚀，提高灌溉的均匀性，适用于不同作物和土壤条件。然而，喷灌工程也存在一些问题，如水分蒸发损失较大、灌水时易受到风速和风向的影响等。

图1 喷灌工程

1.4 地下灌溉工程

地下灌溉工程是一种将水通过埋设在土壤下方的管道或渗漏管进行灌溉的方式。地下灌溉工程的特点是水分利用效率高、减少水分蒸发损失、土壤侵蚀和草害等。地下灌溉工程能够将水直接输送到植物根系区域，减少了水分浪费和表面水分蒸发的可能性。它适用于各种土壤条件和作物类型，但对于地下灌溉系统的设计和管理要求较高，施工难度也较大。

2 农业水利工程对农田灌溉的影响

2.1 影响水资源的利用效率

农业水利工程对水资源的利用效率有着显著影响。通过科学规划和建设农业水利工程，可以减少水分的浪费和损失，提高水资源的有效利用。在微灌工程中，采用滴灌和微喷的方式将水直接供应到植物的根系区域，避免了水分的表面流失和蒸发，大大减少了水分的浪费。此外，通过合理设计灌溉系统和控制器，精确供水量和灌溉时间，能够避免过度灌溉和不必要的水分损失，进一步提高水资源的利用效率。同时，利用现代化的灌溉设备和自动化控制系统，根据作物需水量、土壤湿度和气象条件等因素进行精确调节和控制，实现智能化供水，减少水分的浪费。

2.2 影响农田灌溉均匀性

农业水利工程对农田灌溉的均匀性有重要影响。不同作物对水分的需求不同，而均匀的灌溉可以确保每片土地获得适量的水分供应。通过合理设计灌溉系统和布置灌溉设施，如喷头、滴灌管道等，可以使水分均匀地分布在农田中，避免出现水分过多或过少的情况。特别是微灌工程，通过滴灌和微喷的方式，可以精准地将水分输送到植物的根系区域，提高灌溉的均匀性，确保作物各部位获得相同的水分供应。此外，农业水利工程还可以采用分级灌溉和交错灌溉等技术手段，改善灌溉水流的分布，提高农田灌溉的均匀性。

2.3 影响灌溉水量控制

农业水利工程对灌溉水量的控制起着重要作用。适量的灌溉水量能够满足作物的需水量，同时避免水分的过度浪费。通过灌溉系统的设计和管理，可以实现对灌溉水量的精确控制。在喷灌工程中，可以通过调节喷头的水流速度和喷射角度来控制灌溉水量的大小。这种灌溉水量的控制可以根据作物的生长阶段和土壤条件进行调整，从而实现最佳的水分供应，提高水资源的利用效率。

2.4 影响灌溉时间和灌溉频率

农业水利工程对灌溉时间和灌溉频率的控制也具有重要影响。不同作物在不同生长阶段对水分的需求是不同的。通过科学合理地设计和管理农业水利工程，可以确定最佳的灌溉时间和频率，以满足作物的生长需求，避免过度或不足的灌溉。这不仅可以提高作物的生长和产量，还可以减少水分的浪费和土壤侵蚀的风险。灌溉时间的合理安排和灌溉频率的控制，可以根据作物的需水量、土壤湿度以及气象条件进行调整，确保作物获得适量的水分供应，促进作物的正常生长发育。

3 农业水利工程对农田灌溉效率的提升策略

3.1 管理提升策略

3.1.1 加强农业水利工程建设

加强农业水利工程建设是提高农田灌溉效率的关键策略之一。这包括改善灌溉设施、修复和维护灌溉渠道、完善水源保护措施等。具体措施可以根据实际情况进行调整。在现有灌溉系统中，可以进行渠道的清淤疏浚，修复漏水和破损的渠道段，确保水流畅通；对老化的喷灌设备进行更新换代，提高喷头的喷射效果和均匀性；修复和扩建水库、水塘等水源设施，增加水资源供给。通过加强农业水利工程建设，可以改善灌溉设施的性能和效率，提高灌溉的稳定性和可靠性。

3.1.2 推广现代灌溉技术与农业水利工程的结合

推广现代灌溉技术与农业水利工程的结合是提高农田灌溉效率的重要途径。现代灌溉技术包括滴灌、喷灌、局部根区浸渍等，这些技术能够实现精准供水、节水灌溉和灌溉自动化控制。农业水利工程与现代灌溉技术相结合，可以提高灌溉的精确性和均匀性，减少水分浪费。在微灌工程中，通过布置滴灌管道和微喷头，将水分直接供应到植物根系区域，提高水分利用效率。结合现代灌溉技术，可以在不同作物和土壤条件下选择最适合的灌溉方式，实现精细化灌溉管理。

3.1.3 建立科学的农业水利工程管理与运营体系

建立科学的农业水利工程管理与运营体系是提高农田灌溉效率的关键。这包括制定灌溉计划、灌溉制度和操作规程，加强灌溉设备的监测和维护，进行水资源的动态管理等。例如，通过建立定期的灌溉计划和水量监测系统，根据作物需水量和土壤含水量，制定合理的灌溉方案。同时，加强灌溉设备的定期维护和检修，确保其正常运行和高效性能。建立科学的管理与运营体系，可以提高农业水利工程的管理效率和操作准确性，从而提高灌溉的效率和稳定性。

3.1.4 增强农业水利工程与水资源可持续利用的协调性

增强农业水利工程与水资源可持续利用的协调性是提高农田灌溉效率的必要策略。这涉及水资源的科学管理和合理利用。通过建立水资源利用评估和监测体系，对水资源进行动态监测和调控。在干旱地区或水资源短缺的地区，可以采取节水灌溉技术、灌溉排水一体化、农田水土保持等措施，提高水资源利用效率。此外，加强水资源保护和水土保持工作，减少水源污染和土壤侵蚀，确保农业水利工程的可持续发展。

3.2 技术提升策略

3.2.1 灌溉系统的优化设计

灌溉系统的优化设计是提高农田灌溉效率的关键。根据具体情况，可以采取一系列措施进行优化设计。首先，通过合理布置灌溉设施，优化灌溉系统的结构和布局，减少水分在输送过程中的损失。在表面灌溉系统中，可以合理规划灌溉沟渠和堤坝的位置和形状，使水流更加顺畅，减少漏水和渗漏。其次，根据作物需水量和土壤水分状况，合理选择灌溉方法和灌溉量。通过灌溉制度的科学设计，使灌溉水量与作物需水量相匹配，减少水分浪费。此外，考虑到灌溉的时间和频率，根据气候条件和作物特性，确定最佳的灌溉时间，避免在高温和风速较大的时段进行灌溉。

3.2.2 高效节水灌溉技术的研究与应用

研究和应用高效节水灌溉技术是提高农田灌溉效率的重要策略。这些技术可以减少水分浪费、提高水分利用效率。滴灌技术通过将水直接供应到植物根系区域，减少了水分的蒸发和渗漏损失，节约水资源。喷灌技术利用雾化喷头将水雾化为小水滴，使水分均匀地分布在农田中，减少水分的表面流失。局部根区浸渍技术将水分集中供应到植物根系附近，避免了非生长区域的水分损失。这些高效节水灌溉技术的应用可以根据具体作物和土壤条件进行调整和优化，以达到最佳的灌溉效果。

3.2.3 农田水利设施的改造与升级

农田水利设施的改造与升级是提高农田灌溉效率的重要手段。通过对现有设施的改进和升级，可以提高其性能和效率。对老化的灌溉设备进行更新换代，采用节水型喷头、滴灌器等新型设备，提高灌溉的精确性和均匀性。对于灌溉渠道，可以进行渠道疏浚、防渗漏处理，提高输水效率和减少水分损失。此外，加强农田排水系统的改造与升级，合理排除积水，防止土壤过湿，提高土壤的通气性和保水性。通过农田水利设施的改造与升级，可以提高灌溉系统的效率和稳定性。

3.2.4 智能农田水利工程技术的应用

智能农田水利工程技术的应用可以提高农田灌溉的效率和精确性。这包括使用传感器、自动控制系统、远程监测等技术来实现对灌溉过程的实时监测和精确控制。通过智能化的灌溉系统，可以根据作物需水量、土壤水分状况、气象条件等参数进行实时调节和控制。利用土壤水分传感器监测土壤湿度，结合气象数据预测，实现智能灌溉的精确供水。此外，利用远程监测和控制技术，农民可以通过手机或电脑对灌溉系统进行远程管理和操作，提高灌溉的便捷性和灵活性。智能农田水利工程技术的应用可以实现精细化的灌溉管理，提高灌溉的效率和水资源的利用。

4 结语

农业水利工程对农田灌溉效率的提升至关重要。通过综合运用管理提升策略和技术提升策略，可以显著改善农田灌溉的效率和水资源利用效益。在管理提升方面，加强农业水利工程建设是关键，包括改善灌溉设施、推广现代灌溉技术与农业水利工程的结合，建立科学的管理与运营体系，增强农业水利工程与水资源可持续利用的协调性。在技术提升方面，灌溉系统的优化设计、高效节水灌溉技术的研究与应用、农田水利设施的改造与升级、智能农田水利工程技术的应用都是关键策略。通过综合运用管理和技术策略，可以实现农业水利工程对农田灌溉效率的提升。这将有助于优化水资源利用、提高作物生长和产量、减少水资源浪费，进一步推动农业的可持续发展。