灌区节水灌溉现代化技术改造及应用

2024-06-08蓝永光

建材与装饰 2024年13期

蓝永光

（上林县大龙洞水利工程管理所，广西南宁 530504）

0 引言

灌溉在农业生产中占有举足轻重的地位。植物在天然环境中具有较弱的生长潜能，若遇温、湿度等不良环境，则会导致作物减产，从而影响植物的生长发育及农业的可持续发展。随着农业科技的进步，灌区的规模不断扩大，而滴灌是一种非常有效的灌区。现代灌溉技术和水资源储备是农业土地利用的重要组成部分，在此基础上，可以根据农业用地的发展情况，来设计出一种合理的灌溉方式，从而提高灌溉效率，减少对资源的消耗，并采用现代化的方法来设计出一种现代农田滴滴涕灌溉、综合净化。

1 发展高效节水灌溉的意义

1.1 提高水资源利用效率

在农业生产中，水是最基本的生产要素，只有保证了水的供应，才能保证农业工业的安全发展。随着我国经济和社会的发展，农业用水在我国的比重逐渐下降，这对我国的农牧业发展造成了很大的威胁。将节水灌溉技术运用到农田水利工程中，既可以最大限度地降低耕地的用水需求，又可以避免不必要的水资源浪费。因此，在农田水利节水灌溉技术的应用中，首先要实现的就是水资源的效益效率，从而缓解了我国农业生产中的用水短缺问题。

1.2 提高农田水利服务效益

农田水利工程是我国政府部门为了确保农业生产安全而进行的一项重要的农业基础设施，所以农田水利工程本身拥有非常可观的社会经济效益。在农田水利工程的运行中，因为其所覆盖的耕地面积很大，所以对水资源的需求也很大，这就要求既要保证农业生产的用水需求，又要保证水资源的安全和稳定。采用节水灌溉技术，可以在保证农田水利工程社会经济服务价值的前提下，在保证农业安全生产的同时，还可以促进农村经济的发展和进步。

1.3 加快现代化农业建设

从农业生产的角度来说，节水灌溉技术的应用，尤其是农田灌溉环节节水技术的应用，还促进了农业产业的现代化转型和发展。具体地说，在实施农田灌溉环节节水技术时，需要对农田进行改造和提升，比如在农田中铺设输水网络，安装喷洒装置，在一些农田中甚至还购买了喷洒装置。同时，在节水灌溉设备的安装使用中，还需配置相应的自动化或智能化控制系统，这将加速我国农业工业的现代化转型。

2 高效节水灌溉发展的现状

2.1 传统灌溉模式节水效果低

传统的灌溉方式多以自流式或提灌形式，经明渠向农田运输，存在着较大的水分损失，灌溉水利用率低，农田和土壤的单亩灌用水偏高等问题。广西农田灌溉主要以引水灌溉为主，一般为引水灌溉，引水至山坡出水口，经沟渠自流灌溉，遇有高于沟渠的田块，再由泵站二次引水灌溉。这种模式造成了全区当前的农业灌溉用水用系数为0.52，与节水型灌溉技术规范规定的标准和节水改造的长远规划值0.65～0.75 相差甚远[1]。

2.2 节水观念落后

正确的节水理念可以为节水工作提供正确的指导，受传统农业生产理念的影响，人们的节水理念相对滞后。在农业生产中，农户对水资源的控制能力较差，使用的是满灌、串灌和串排的方式；用水农户没有将节水与节本结合起来，对使用高效节水技术将会提高生产成本的片面认识。这就导致了水资源的严重浪费，限制了我国农业的现代化进程。

2.3 缺乏专业技术人才

有了专业的技术人员，可以极大地提高节水工作的效率和质量，还可以避免农业灌溉中的一些普遍存在的问题。然而，与目前我国农业生产与发展的现实状况相结合，专业的技术人员比较缺乏，对农业灌溉技术的指导作用十分有限。此外，在农村地区，大量的青壮年劳动力都已经外出，农村现有劳动力对先进灌溉技术的接受能力较低，这也成为影响高效节水灌溉发展的重要原因[2]。

3 农田水利节水灌溉技术的改造措施

3.1 新型喷灌技术

新一代喷灌技术是一项非常重要的新技术，它的新一代喷灌技术必须达到两个目的。①要使其具有最大的肥力。②要使其具有较高的水分利用率，使其具有较好的灌溉效果。为此，新的喷灌技术在具体的改型应用中，需借助泵及动力装置，对水体施压。然后将相关的喷灌设备放置到一定的高度，当水到达喷灌设备时，在自然力量的作用下，水呈丝线或丝线状降落到地面，完成整个灌溉过程。而且，当这些水化作细小的水柱冲刷到地表时，可以让这些水柱全部流向农田和植被，使得整个灌溉系统的分配更均衡，更好的滋养作物。新的喷灌技术，可以让作物得到充分的水分，从而达到最大限度的保护农田的目的。就当前的改造和应用效果而言，新型喷灌技术是最理想和最有效的农田节水灌溉技术，应用范围较广。在实际应用的过程中，新型农田喷灌技术可以被划分为固定喷灌、移动喷灌等，在多种农田环境中都可以发挥出较好的灌溉效[3]。

3.2 滴灌节水技术

滴灌节水技术，就是采用塑料管道，将水通过直径16mm 左右毛管上的滴头，输送到作物地进行局部灌溉。滴灌在干旱、严重缺水的地区得到了广泛的应用，滴灌是一种行之有效的节水方法，其用水利用率可达95%，极大地减少了水资源的浪费。而且，与喷灌节水技术相比，滴灌节水技术具有更好的节水增效作用，与施肥结合在一起，可以将肥料的效率提升一倍。滴灌的优点是很明显的，但是它也有它的缺点，例如滴灌的滴头很容易结垢、堵塞，因此它对水源的要求很高，通常都要经过适当的过滤。根据管道的固定程度，滴灌可以分为3 种类型：半固定式、固定式以及移动式，这为不同地区的灌溉利用提供了便利。另外，根据水源的不同，滴灌节水技术有两种，一种是储水滴灌，另一种是低下滴灌。蓄水滴灌是一种利用雨水收集的方式，将水分输送到水窖中，形成一个可移动的小水源，从而实现灌溉。而地下滴灌，则是将地滴灌管埋在作物的地下根部，使灌溉水透过微孔，被作物吸收，具有更好的灌溉效果[4]。

3.3 防渗式灌溉技术

沟道引水是农田灌溉中最主要的引水形式，因此，在进行节水灌溉技术改造时，应充分发挥沟道引水的抗渗作用，即“防渗型”灌溉技术。渠道输水或多或少的都会造成一定程度的水资源浪费，在选择防渗式灌溉技术时，就必须要科学地确定断面结构方式，通过混凝土护面、浆砌石衬砌和塑料薄膜的等方法来做好防渗工作，从而降低水源输送农田过程中产生的损耗。其中，砌筑石料用于节水灌溉技术，可以有效地控制70%～80%的下渗量，具有较好的防渗效果。至于混凝土渠道，则应选择U 形渠，既可增大渠道输水能力，又可减小过水截面，这对提高灌溉效率有很大的作用。

3.4 雨水蓄积利用技术

存在着更多的限制，也就是说，雨水蓄积技术更适合于某些干旱、半干旱或者是季节性的干旱地区。虽然在使用上有一定的限制，但它的优势也是显而易见的。降雨蓄能利用技术可以有效地防治灌溉地区的土壤侵蚀，更好地保护生态环境，其步骤和费用都较为复杂。除了施工难度较大之外，更重要的是，雨水储存利用技术的实施也很困难，对技术和环境都有较高的要求。但是，在某些干旱和半干旱地区，从农户的使用情况来看，降雨蓄积利用技术更适用，所以，它是一种需要与环境相结合来进行特定应用的技术。

3.5 低压管道输水灌溉技术

与传统的灌水器相比，低压管式灌水器具有如下优点。

（1）具有很好的节水型作用。低压管线以管线为输水载体，由于管线的限制，不会产生泄漏，且能有效地减少蒸发损耗，因而具有较强的节水性。与传统的“地沟式”灌溉相比，相对于用混凝土来修建的沟渠，低压管道输送的灌溉技术也具有很好的节水效果，通常可以达到10%～15%。对灌区来说，节水就是降低水资源的消耗。

（2）节约土地和人力。从节约耕地的角度考虑，如果使用土质渠道，通常需要在农田里挖出一条专用的水沟，这样就会占用耕地。而使用管道输水，不需要建设沟渠，所以占地面积较小，有效的节省了土地，提高了土地利用率。从省工的角度来看，低压管道输水变得更加稳定，不用担心跑水，灌溉效率高，还能有效地节约出巡渠和清淤维修的劳动力，经济效益更好。

（3）低投入，高效益。用低压水管进行灌溉，可以更好的控制水量，避免“灌溉过量”的问题，也不会对作物造成任何伤害，从而提高作物的产量。

（4）适应能力极强，在实际应用中，此项技术使用的是高压管线，管线可以随意布置，不会受到地势的影响，既可攀岩，又可埋入地下。实际的管道安装也比较简单，很容易上手，所以也更有利于该技术的推广。另外，在低压管道输水灌溉的前提下，再进行移动软管配置，对于一些零散地块，也可以满足低压灌溉。

4 发展高效节水灌溉的策略

4.1 对水渠线路及规格进行科学设计

农田水利工程节水技术的运用，主要是在输水和灌溉两个方面，所以，在实施农业节水灌溉技术的实际工作中，首先要把重点放在输水这两个方面，也就是科学、合理地对水渠进行优化。沟道修建是否科学合理直接关系到农业灌溉的通量，然而，沟道断面过大也会造成水源暴露，加大了沟道渗漏的可能性，造成了水资源的极大浪费。而沟道断面过窄，又会使其过流能力下降，从而影响到农业灌溉的服务作用。

在水渠改造过程中，一方面要科学、合理地规划水渠的线路，尤其是干渠，在保证输水需求的前提下，要尽量缩短其长度，而支渠设计的重点则是要实现耕地的全覆盖，而斗渠、毛渠则要按照耕地的分布来进行合理的规划，以保证渠道输水能力的最优。另一方面，要合理地设计水渠的横截面，根据灌区历年用水高峰和传统用水需求，科学地设计不同等级的渠道横截面，这样才能保证农田水利输水能力与灌区农业生产需要相适应[4]。

4.2 结合农作物需求进行节水技术改造

从农业生产的观点来看，由于不同的作物品种对水的需求有很大的差别，所以在节水灌溉技术的应用和改造时，必须与作物的生产需要相结合。具体地说，农户要与农田种植的农作物用水需求相结合，合理选择节水灌溉技术。例如，传统粮食作物可直接采用低压管道输水和喷灌技术，在此情况下，就需要对低压输水管网展开合理规划。同时，还可以根据灌溉需求及预期投入金额选择固定式、半固定式或移动式喷灌装置。

而在蔬菜种植的灌区中，因为蔬菜生长阶段对水资源的需求非常大，为了确保农业生产用水的稳定，并达到节水的效果，就更多地采用了微灌的形式。在具体的节水技术应用实践过程中，要求农户合理地配置灌溉控制系统，并重视对土壤墒情的信息化监测和灌溉作业的自动化控制。综上所述，在节水灌溉技术应用过程中，农户要根据自身情况进行技术改造，从而在满足农业生产用水需求的同时，提升节水灌溉技术的应用效果。

4.3 转变节水观念

要实现农业节水技术，就必须转变过去对水的认识。首先，在我国农业灌溉地区，农户要充分认识到水资源短缺的严重形势，要提高节水意识，树立“节流”是一种光荣，“暴殄天物”是一种耻辱。其次，在实施农田灌溉节水技术时，要综合考虑各种因素，如土地地质、种植作物、经济状况等。通常，在农田用地上，可以采用沟道防渗技术进行农业高效节水灌溉的技术选型。它可以应用于平原地区和坡地，在合适的条件下，可以有效地提高水的利用率，也可以满足平原地区和坡地农作物的灌溉需要。在温室栽培中，采用先进的滴灌技术，同样可以满足节水灌溉工程的技术要求。该技术可根据作物的生长需要，利用低气压管路系统，配合灌水器，向作物精确供给水分及营养。从而提高了农作物的质量，同时也增加了农作物的平均产量[5]。

4.4 培养专业人才

在新时期，经济、社会的建设与发展要求更高层次的综合型人才，应以综合型人才为终极目标。要想培养出一名综合性技术人才，可以开展如下工作：①要进行有针对性的专业培训，培训对象是乡镇和村级的农业技术人员、种植能手等。②要加强员工的训练，提高员工的整体素质。加强对政府机关、企事业单位和社区、乡镇的节水工作人员的专业培训。③要加强制度建设，推动生产要素的双向流动，提高对人才的工资待遇，并积极吸引人才返乡，技术返乡，资金回流，营造良好的乡村振兴环境。