水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與農(nóng)田灌溉技術(shù)分析

劉 玲

(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400)

現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)水利工程和農(nóng)田灌溉技術(shù)的支撐。水資源的短缺是制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素，而水利工程建設(shè)和農(nóng)田灌溉技術(shù)可以解決此類問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，有什么樣的水利建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，就產(chǎn)生相應(yīng)的水利灌溉技術(shù)。本文對(duì)水利工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、取水方式的設(shè)計(jì)和罐渠布置的原則等方面做了全面的分析，在此基礎(chǔ)上提出了農(nóng)田水利灌溉的模式、存在的問(wèn)題和解決措施，使水資源滿足農(nóng)田灌溉的需求。

1 農(nóng)田水利工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)分析

1.1 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分析

農(nóng)田灌溉之水主要來(lái)自河水、雨水、泉水等地表水源，西北旱寒地區(qū)由于干旱少雨、河流較少、地表少水，冬春河水干涸斷流，使農(nóng)田灌溉之水嚴(yán)重缺乏，秋夏河水泛濫成災(zāi)，又呈現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)剩的現(xiàn)象。對(duì)此，農(nóng)田水利工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)要充分考慮到西北旱寒地區(qū)水資源的實(shí)際情況來(lái)確定灌溉技術(shù)和方式。從理論上分析，能用的水源量和需要的水量是灌溉工程設(shè)計(jì)的前提，農(nóng)田灌溉工程設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理的衡量指標(biāo)是灌溉設(shè)計(jì)保證率(表示符號(hào)P)和抗旱天數(shù)，其計(jì)算方法是提取一段時(shí)間的正常灌溉用水量滿足的年數(shù)再除以總年數(shù)所得的百分比。農(nóng)田灌溉工程設(shè)計(jì)的主要參考指標(biāo)是灌溉設(shè)計(jì)保證率和抗旱天數(shù)，此外，農(nóng)田灌溉工程設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮水源持續(xù)性和其它各類作物的需求，如果灌溉工程設(shè)計(jì)保證率P值在80%以上，可滿足需水量較大的作物，如果P值較低，可考慮抗旱性較強(qiáng)的作物，其目的是保證作物最大用水量和節(jié)約、共享水資源?？购堤鞌?shù)是以水利灌溉工程供水能力為依據(jù)，在持續(xù)高溫、無(wú)雨或嚴(yán)重少雨的極端天氣下，能夠滿足農(nóng)作物最小需水的天數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于抗旱天數(shù)的確定，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐母珊党潭?、作物生長(zhǎng)抗旱情況和水資源有效利用率確定，不是主觀設(shè)計(jì)中決定的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 取水方式的設(shè)計(jì)

水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)中最主要的環(huán)節(jié)是灌溉取水方式的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)灌溉水源進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。目前，灌溉取水方式為自流式灌溉取水和人工灌溉取水，水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞這2種取水方式展開(kāi)實(shí)際的設(shè)計(jì)，根據(jù)地理地質(zhì)狀況，可設(shè)計(jì)一種灌溉取水方式，或設(shè)計(jì)2種灌溉取水方式。農(nóng)田灌溉之水往往來(lái)自于河流和湖泊，地下水源成本較高，水源不足，而河流之水在灌溉中廣泛運(yùn)用，可無(wú)壩提取河水或者攔壩提取河水。根據(jù)灌溉取水的地方和流量不同，將無(wú)壩提取河水設(shè)計(jì)為建閘和不建閘，無(wú)壩有閘的設(shè)計(jì)有助于科學(xué)合理的調(diào)整河流全年的流量，保護(hù)了罐渠設(shè)施和農(nóng)田作物，減少了洪澇災(zāi)害的破壞，實(shí)現(xiàn)了水利灌溉工程的自我調(diào)節(jié)。另一方面，有壩取水是在河流上建壩攔截流水，提高水位，增加罐渠數(shù)量，保證水資源滿足灌溉，從而克服了由于地勢(shì)、水量等原因?qū)е滤惠^低不能滿足灌溉需求，雖然攔壩建閘投資大，但是萬(wàn)畝良田的灌溉比起投入的資金來(lái)說(shuō)顯得更加重要。在攔壩工程的設(shè)計(jì)中，溢流壩既能夠提高河流水位，又能起到泄洪排汛的作用。進(jìn)水閘的設(shè)計(jì)能夠有效控制灌溉水量、減少泥沙流入、起到既保證灌溉水流正常，又保護(hù)農(nóng)田、交通和房屋免遭侵害的作用。

1.3 灌渠布局的設(shè)計(jì)原則

罐渠設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)須考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益2個(gè)方面，既要充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，也要考慮到農(nóng)田、山林、水利和交通等工程項(xiàng)目的規(guī)劃，規(guī)劃既要考慮當(dāng)前實(shí)際，又要考慮未來(lái)的發(fā)展。罐渠布局科學(xué)合理的設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：一是科學(xué)合理利用地理位置實(shí)現(xiàn)自流灌溉，在高地修建灌溉渠、底地修建配水渠，減少灌溉用水成本和作物損失，必要時(shí)對(duì)地勢(shì)較低、落差明顯的區(qū)域修建提灌實(shí)現(xiàn)灌溉；二是注重安全意識(shí)，在修建壩渠過(guò)程中盡量避免大規(guī)模的動(dòng)土和深挖方、高填方等工程，以免發(fā)生重大事故，盡量避免沿河修建罐渠；三是提高綜合利用，高山丘陵耕地由于缺水可開(kāi)展多種作物種植，采取一水多用的方法，平原地區(qū)可采用地表水與地下水結(jié)合的方式提高灌溉能力和滿足作物對(duì)水資源的需求。

2 農(nóng)田灌溉技術(shù)的分析

2.1 灌溉模式分析

隨著水資源的短缺，農(nóng)田灌溉技術(shù)的改進(jìn)是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)就是對(duì)水資源的充分利用，其主要包括保墑耕作技術(shù)、抗旱栽培技術(shù)、覆膜保墑技術(shù)、化學(xué)藥劑抗旱保墑技術(shù)和抗旱作物培育選種技術(shù)等。目前，罐渠輸水是農(nóng)田灌溉的主要輸水方式之一，以前的土渠或者石渠輸水使水資源損耗較大，水渠的改造和減少水渠漏水為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的第一要?jiǎng)?wù)?？刹捎眯滦偷墓艿垒斔夹g(shù)，即可減少管道占用土地的空間，提高耕地的利用率，還可以減少水資源在輸送過(guò)程中因蒸發(fā)、滲漏、水草吸收等導(dǎo)致的水量損失。此外，根據(jù)土壤、季節(jié)、作物、水資源狀況等實(shí)施噴灌、滴灌、引灌和低壓管道輸水等不同方式的農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)，既能滿足作物的用水需求，又提高水資源的利用率。

2.2 農(nóng)田水利灌溉中存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)的農(nóng)田水利工程建設(shè)取得巨大的發(fā)展，在自然條件允許的地區(qū)已經(jīng)完成了節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉基本設(shè)施，黃河中下游、長(zhǎng)江中下游、淮河流域等水資源比較豐富的地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智慧化建設(shè)。但是，西北地區(qū)的農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)困難重重，問(wèn)題諸多：首先，存在農(nóng)民對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)認(rèn)識(shí)性不足的問(wèn)題，傳統(tǒng)農(nóng)耕思想依然深厚，而且水利部門對(duì)農(nóng)田灌溉的新技術(shù)和新設(shè)備的推廣普及力度不夠，甚至僅限于工程示范。其次，農(nóng)田水利灌溉工程資金投入不足導(dǎo)致灌溉設(shè)施建設(shè)和維護(hù)難以持續(xù)，使水利灌溉工程建設(shè)滯后，設(shè)施的使用壽命縮短，必然影響節(jié)水農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)農(nóng)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。最后，農(nóng)田水利灌溉技術(shù)推廣規(guī)劃缺乏科學(xué)合理性，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉工程不能正常發(fā)揮效益。農(nóng)田灌溉區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)罐渠經(jīng)營(yíng)權(quán)和所有權(quán)關(guān)系混亂的現(xiàn)象，導(dǎo)致管理權(quán)責(zé)不清、公共資源私用、設(shè)施無(wú)人維修的情況，這為農(nóng)田水利灌溉技術(shù)在農(nóng)村廣泛的普及增加了阻力。

2.3 農(nóng)田節(jié)水灌溉的改善措施

設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉保證了作物需求的水量，也保證了栽培技術(shù)和灌溉技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展。農(nóng)作物中有需水量較大的作物，有抗旱能力較強(qiáng)的作物，所以灌溉技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)該根據(jù)本地普遍作物的用水量和氣候條件實(shí)施改造措施。農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的革新需要重新規(guī)劃，設(shè)計(jì)一套行之有效的節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉體系，這個(gè)體系必須結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，培育和種植抗旱能力較強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益較好的作物，科學(xué)合理的開(kāi)展退耕還林，保持水土流失，增加需水量少、根系發(fā)達(dá)的樹(shù)種、畜草和經(jīng)濟(jì)作物的栽種。農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的革新與推廣要因地制宜，根據(jù)不同的作物和水土選擇節(jié)水灌溉技術(shù)，例如對(duì)于中低產(chǎn)田可實(shí)施滴灌技術(shù)或噴灌技術(shù)來(lái)滿足作物的需水量，而對(duì)于鹽堿地可實(shí)施大水澆灌的方式?jīng)_掉土壤中過(guò)多的鹽分，改良土壤的鹽堿性，達(dá)到作物生長(zhǎng)的環(huán)境。紅色土壤地區(qū)通過(guò)灌溉改善土壤所含的元素成分，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，確保作物的產(chǎn)量。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，自古以來(lái)，通過(guò)品種改良、農(nóng)田灌溉和耕作改進(jìn)等方式提高糧食產(chǎn)量，滿足人類生存的需求。隨著水資源的短缺和農(nóng)田灌溉技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉要根據(jù)實(shí)際要求選擇灌溉技術(shù)，保證農(nóng)作物的用水量。本文對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展中的水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，將水利工程規(guī)劃與灌溉技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步增強(qiáng)水利工程服務(wù)于現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的效果，推動(dòng)科技智慧農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。