農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)運用研究

張如春

（山東省濰坊市土地儲備中心，山東 濰坊 261041）

1 引言

隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型升級，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中愈發(fā)占據(jù)主要地位，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，農(nóng)田水利工程扮演著重要角色。眾所周知，我國地域遼闊，水資源分布極其不平衡，尤其是部分地區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展使得水資源短缺問題日漸凸顯，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水資源需求矛盾問題更加尖銳[1]。此外，我國西北地區(qū)屬干旱或半干旱地區(qū)，水資源短缺問題長期存在，為進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水資源利用效率，大部分農(nóng)田水利工程中應(yīng)用了節(jié)水灌溉技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國農(nóng)業(yè)灌溉中，部分地區(qū)仍沿用傳統(tǒng)的灌溉方式，比如漫灌、溝灌等形式，對節(jié)水灌溉技術(shù)重視。目前，在應(yīng)用高效的節(jié)水灌溉技術(shù)過程中，受制于多方面因素制約，比如宣傳不及時、節(jié)水措施不到位等，使得我國農(nóng)田水利工程灌溉水利用效率較低，從本質(zhì)上未能起到節(jié)水目的。鑒于此，在農(nóng)田水利工程中大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)迫在眉睫，這無疑對節(jié)水促效、合理配置水資源具有重要現(xiàn)實意義。

2 節(jié)水灌溉技術(shù)的涵義闡述

2.1 內(nèi)涵界定

根據(jù)前人研究和筆者自身經(jīng)驗，所謂節(jié)水灌溉技術(shù)主要是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，綜合氣象、環(huán)境、土壤等多方面因素，根據(jù)本地區(qū)的水資源特征和分布科學(xué)調(diào)度水資源進(jìn)行高效灌溉，同時，結(jié)合多種節(jié)水措施達(dá)成節(jié)約水資源、提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)[2]?，F(xiàn)階段，農(nóng)田水利工程中常應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有滴灌技術(shù)、微噴技術(shù)、自壓輸水技術(shù)、低壓管理技術(shù)、噴灌技術(shù)等，其中滴灌技術(shù)最為常見。滴灌技術(shù)主要根據(jù)農(nóng)作物生長規(guī)律，遵循“少量多次”原則，及時灌溉水輸送至農(nóng)作物根系，相比于常規(guī)灌溉方式，可節(jié)約30%以上水資源，同時能夠顯著降低勞動力成本，促進(jìn)農(nóng)田作物產(chǎn)量，為此在農(nóng)田水利水利工程中被大量應(yīng)用。

2.2 現(xiàn)實意義

眾所周知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，水是農(nóng)田的命脈，尤其是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施不斷發(fā)展，對節(jié)水灌溉技術(shù)提高了更高的要求，必須摒棄以往過度浪費水資源現(xiàn)狀，因此，必須依托農(nóng)田水利工程進(jìn)行大量發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術(shù)?，F(xiàn)階段，隨著我國可利用水資源日漸短缺，“節(jié)水”理念變得愈發(fā)重要，任何農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動都離不開水資源，通過實施節(jié)水灌溉技術(shù)，使得區(qū)域極度有限的水資源得到充分保證，從而切實提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水利用效率，提高經(jīng)濟(jì)作物、糧食作物、林果業(yè)等不同類型農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用類型

3.1 噴灌式節(jié)水灌溉技術(shù)

噴灌技術(shù)在農(nóng)田水利過程中主要應(yīng)用于規(guī)?；N植，比如在我國新疆、黑龍江、內(nèi)蒙古等地區(qū)，主要是借助大型機(jī)械化的噴灌機(jī)從而實現(xiàn)節(jié)水灌溉目的[3]。主要工作原理：充分利用自動噴灌機(jī)的水壓力帶動卷盤，使得灌溉水通過噴灌機(jī)進(jìn)入軟管對農(nóng)田作物進(jìn)行灌溉，同時，在噴灌機(jī)上會安裝等間距的噴頭進(jìn)行水霧化，使得農(nóng)田能夠充分接受大面積的灌溉，一般情況下，采取此種節(jié)水灌溉技術(shù)的灌溉路線較為自由，隨著噴灌機(jī)的自由運動路線進(jìn)行不同方向灌溉。

技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)此項技術(shù)能夠適用大部分農(nóng)作物，比如林果、經(jīng)濟(jì)作物等，且對地形的要求也不是很高，在技術(shù)操作上基本上實現(xiàn)了自動化管理，灌溉效率極其高。技術(shù)劣勢主要表現(xiàn)在占據(jù)農(nóng)田面積交代，必須借助大型的通道設(shè)備方可實現(xiàn)噴灌，因此，在應(yīng)用此項技術(shù)時必須建設(shè)專用通道，對農(nóng)田面積浪費較大。

3.2 微灌式節(jié)水灌溉技術(shù)

目前，此項節(jié)水灌溉技術(shù)主要應(yīng)用于大棚種植，特別是蔬菜類的農(nóng)作物，一般在溫室大棚內(nèi)完成作物灌溉[4]。主要工作原理：根據(jù)農(nóng)作物生長規(guī)律、需水規(guī)律和灌水周期，科學(xué)合理微噴設(shè)施在農(nóng)田區(qū)域構(gòu)建通水灌溉管道，在此基礎(chǔ)上，在主要管道上安裝灌水器，在完成灌水的同時融入作物需要肥料并直接輸送至作物根系在土壤水重力作用下，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉目的。技術(shù)優(yōu)勢主要變現(xiàn)為節(jié)水效果較佳，能夠及時防止灌溉水外泄又可以實現(xiàn)水分過度蒸發(fā)。此外微灌式節(jié)水灌溉技術(shù)的管道設(shè)備較為簡易，便于操作。

3.3 井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)

現(xiàn)階段，隨著節(jié)水灌水技術(shù)的不斷更新迭代，此項技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，主要目的在于能夠有效防止地下水資源的過度開發(fā)和地下水變低，從而實現(xiàn)科學(xué)合理配置水資源，達(dá)成節(jié)水灌溉的目的。與此同時，緊緊圍繞著農(nóng)田水利過程的生態(tài)水資源，進(jìn)行科學(xué)劃分，例如：在農(nóng)作物需水高峰期進(jìn)行應(yīng)用井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)時，可顯著降低灌溉周期和灌水量，進(jìn)而提高農(nóng)作物整體產(chǎn)量。一般情況下，井灌位置的設(shè)置主要在農(nóng)田幾何交匯處（中心位置）[5]，主要有支管、干管組成，構(gòu)建系統(tǒng)的井灌設(shè)施，因此，采取井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)可有效配置地下水資源，最大程度上避免過度開發(fā)水資源，達(dá)成節(jié)水灌溉的目的。

3.4 防滲式節(jié)水灌溉技術(shù)

目前，此項技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用主要集中在水庫灌溉方面，由于大部分地區(qū)水庫蓄水量較少，無法實現(xiàn)水資源循環(huán)利用，因此，立足于水庫整體水量，充分利用防滲式節(jié)水灌溉技術(shù)實現(xiàn)節(jié)水灌溉目的。此項技術(shù)的工作原理主要表現(xiàn)為在農(nóng)田水利工程中運用防滲膜，在進(jìn)行農(nóng)田灌溉過程中，最大程度上避免灌溉水滲漏到其他區(qū)域，造成水資源的大量浪費。一般情況下，在進(jìn)行鋪設(shè)防滲膜時會建設(shè)相應(yīng)的通水管道，主要采取混泥土材質(zhì)，從而提高防滲性能。此項技術(shù)的優(yōu)勢主要為灌溉水輸送較為穩(wěn)定，且使用壽命較長，能夠?qū)崿F(xiàn)對水資源長期儲存，盡可能避免水資源的蒸發(fā)及滲透。

3.5 滴灌節(jié)水灌溉技術(shù)

眾所周知，滴灌節(jié)水技術(shù)是最為常見的灌溉方式，這種技術(shù)主要是在PE或PVC管道上安裝滴頭，或者滴灌帶上打小孔，將灌溉水均勻地輸送至農(nóng)作物根系，最大優(yōu)勢在于進(jìn)行局部灌溉。在實踐過程中，滴灌節(jié)水灌溉技術(shù)能夠適用于大部分農(nóng)作物，具有節(jié)水、省力的目的，尤其是在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等西北干旱地區(qū)。相關(guān)研究結(jié)果表明，滴灌節(jié)水灌溉技術(shù)相比于傳統(tǒng)灌溉方式，灌溉水利用效率能達(dá)到85%以上。但是，應(yīng)用過程中也會存在部分弊端，滴頭很容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，造成部分區(qū)域農(nóng)作物無法有效灌溉。

隨著滴灌技術(shù)的不斷快速發(fā)展，逐漸形成了膜下滴灌技術(shù)和膜上滴灌技術(shù)。對于膜下滴灌技術(shù)而言，主要是在干旱地區(qū)或者半干旱地區(qū)，所謂膜下滴灌技術(shù)就是將滴管放置在膜下進(jìn)行灌溉，運用此項技術(shù)主要目的在于盡可能減少水分蒸發(fā)，保持土壤墑情，達(dá)到節(jié)水灌溉目的。在農(nóng)業(yè)實踐過程中，此項節(jié)水灌溉技術(shù)既能有效發(fā)揮滴灌技術(shù)的巨大優(yōu)勢，同時又具備了地膜覆蓋的優(yōu)點，能很好起到節(jié)水增產(chǎn)的效果。

對于膜下滴灌技術(shù)而言，在現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，部分區(qū)域農(nóng)民種植戶將農(nóng)田進(jìn)行起隆并將地膜進(jìn)行覆蓋，對于此種農(nóng)田地形的灌溉，主要將滴管放置在膜上，通過膜上預(yù)留的小孔將水分不斷滲入到農(nóng)作物根系，一般應(yīng)用于馬鈴薯等作物。

4 農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)運用對策

4.1 根據(jù)農(nóng)田多種因素，科學(xué)選擇節(jié)水灌溉技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型升級，為全面提高節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用成效，需根據(jù)農(nóng)田土壤質(zhì)地、土壤類型、農(nóng)田面積、農(nóng)作物需水規(guī)律、水資源配置等諸多影響因素，科學(xué)選擇節(jié)水灌溉技術(shù)，合理配置水資源，從而使得灌溉水的合理使用。因此，農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)在應(yīng)用時，應(yīng)對農(nóng)田進(jìn)行充分調(diào)研，明確農(nóng)田面積以及其他影響因素，全面掌握農(nóng)作物在不同生育階段的水資源需求量，科學(xué)選擇節(jié)水灌溉技術(shù)，最大程度上避免水資源的浪費。

4.2 因地制宜，合理配置水資源

現(xiàn)階段，正是由于我國地域遼闊，水資源分布極其不平衡，致使部分地區(qū)水資源供需矛盾日漸加劇，“干旱”問題未能從根本上解決。在此現(xiàn)狀背景下，在進(jìn)行農(nóng)田灌溉過程中，應(yīng)合理配置水資源，結(jié)合技術(shù)灌溉技術(shù)，提高灌溉水利用效率，確保能夠為區(qū)域農(nóng)作物及時補(bǔ)充水資源。為此，我國相關(guān)水利部門和農(nóng)業(yè)部門應(yīng)加大水資源合理配置的力度，加強(qiáng)頂層設(shè)計，依據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)整體規(guī)劃（特別是“十四五”規(guī)劃）和土壤含水量（墑情）設(shè)計出多種供水方案。此外，還要切實加強(qiáng)組織保障制度，有效保證節(jié)水灌溉技術(shù)能夠落地實處。換而言之，農(nóng)田水利工程在進(jìn)行應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)之前，應(yīng)對農(nóng)田土壤進(jìn)行取土化驗，依據(jù)土壤分析結(jié)果合理配置水資源，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)選擇節(jié)水灌溉技術(shù)。筆者建議，在西北干旱地區(qū)或半干旱地區(qū)滴灌節(jié)水灌溉技術(shù)首當(dāng)其沖作為第一選擇，結(jié)合防滲節(jié)水、噴灌技術(shù)、井灌技術(shù)；在水資源較為豐富的南方地區(qū)，應(yīng)切實加大微灌技術(shù)、噴 灌技術(shù)等高效節(jié)水灌溉技術(shù)推廣力度。

5 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)田水利過程中廣泛應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)有效緩解了水資源配置合理、水資源匱乏等突出問題，最大程度上避免了進(jìn)行農(nóng)田灌溉時不必要的水資源浪費，有效推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國的節(jié)水灌溉技術(shù)取得了舉世矚目的成效，但仍須因地制宜，根據(jù)農(nóng)田土壤質(zhì)地、土壤類型、農(nóng)田面積、農(nóng)作物需水規(guī)律、水資源配置等諸多影響因素，加大對相關(guān)節(jié)水灌溉技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)水資源的高效利用。