當代農田水利技術發(fā)展的研究

章健

（南陵縣河湖管理事務中心，安徽 蕪湖 242400）

我國的農田水利建設是指為發(fā)展農業(yè)生產(chǎn)服務的水利事業(yè)，基本任務是通過水利工程技術措施,改變不利于農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的自然條件, 為農業(yè)高產(chǎn)高效服務。

1 發(fā)展農田水利技術意義

農田水利技術的發(fā)展具有三方面的意義：其一，可處理農業(yè)生產(chǎn)過程中水資源不足的問題。我國人均水資源僅為世界人均水平的20%，全國有65%的城市缺水，其中有20%的地區(qū)嚴重缺水。而農業(yè)與工業(yè)的發(fā)展需消耗大量水資源，引起水資源供需之間的矛盾。我國農業(yè)每年用水占全國總用水量的60%左右，超過4000億立方米，而農田灌溉作業(yè)的用水量高達95%，年平均缺水量約為300億立方米。為解決供水不足問題，需依托于多種形式的農田水利技術，減少農業(yè)總用水量的同時確保田間水分充足。其二，能夠進一步提升農田灌溉水利用效率。以往在開展農田灌溉作業(yè)時，采用的灌溉方法較粗放，灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.5，而國外先進技術水平下有效利用系數(shù)標準為0.8，這一差異的出現(xiàn)通常是由灌溉模式所引起的?；诖耍瑧哟筠r田水利技術的研發(fā)力度，優(yōu)化農田灌溉方法，并在先進灌溉技術的支持下，打造節(jié)水灌溉工程，以此實現(xiàn)水資源的合理利用，促使農業(yè)用水利用效率得以提升。其三，是農業(yè)朝著生態(tài)化發(fā)展的重要保障。通過研發(fā)、發(fā)展農田水利技術，確保節(jié)水灌溉工程的良好運作，能夠增強灌溉地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)整體平衡性，并使該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境得到進一步優(yōu)化，實現(xiàn)農業(yè)生態(tài)效益持續(xù)上升。

2 農田水利技術發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 農業(yè)節(jié)水材料與設備

現(xiàn)如今，市場中已出現(xiàn)較多類別的節(jié)能型農業(yè)材料，比如在治理U型襯砌渠道伸縮縫時，可應用新研發(fā)的焦油塑料膠泥條以及遇水后發(fā)生膨脹的止水條，以此規(guī)避滲透現(xiàn)象的發(fā)生，既達到節(jié)水灌溉的效果，又實現(xiàn)水資源利用率最大化。

科技的進步加速研發(fā)多種農業(yè)先進設備的步伐，不僅加速了農業(yè)生產(chǎn)效率，還極大程度地減少各類資源的浪費，比如噴灌設備，現(xiàn)如今，借助先進農業(yè)技術，在原有噴灌設備的基礎上又相繼研發(fā)出智能性噴頭、噴灌機等；在微灌設備方面也做出相應的完善，如微噴頭、施肥器等。此外，一些農業(yè)節(jié)水小構件依托于現(xiàn)代化技術也得到進一步完善，例如，研發(fā)出了極具智能性的農業(yè)量水儀以及專門滴灌地下空間的專用滴頭，一些高效性且工序簡單的設備已投入大批量生產(chǎn)并應用于農田灌溉作業(yè)中。

2.2 節(jié)水技術與資源開發(fā)

在現(xiàn)代化技術的支撐下，節(jié)水技術可以針對水資源使用問題構建調度模型，以保證相關管理人員能夠實時掌握并控制農田中各徑流的水量，與此同時，綜合考量水庫蓄水量及作物種植結構，在此基礎上，計算出農田所需的實際水量，確保水資源供給的合理性與準確性。針對所需水量較多的農田，應重視地表水與地下水的結合利用，促使水資源調度工作得到相應的優(yōu)化，依托于自動化技術，實現(xiàn)分散水源的集中控制，起到節(jié)水作用的同時還能提高灌溉效率。執(zhí)行到配水、輸水階段時，應加強對節(jié)水作業(yè)的合理設計，促使農田灌溉作業(yè)朝著節(jié)水灌溉的目標持續(xù)邁進。

3 農田水利技術發(fā)展前景

3.1 高新技術研發(fā)

建設農田水利工程時，通常會面臨水資源匱乏的挑戰(zhàn)，極易出現(xiàn)水資源供不應求的現(xiàn)象，而農田排水系統(tǒng)與灌溉系統(tǒng)的內部結構較為復雜，傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展方式無法發(fā)揮出各農業(yè)系統(tǒng)的優(yōu)勢與運行價值，因此，需在智能化、自動化技術的指導下打造出滿足現(xiàn)代化農業(yè)生產(chǎn)需求的農業(yè)水利工程，重視農田水利技術的發(fā)展，并將其應用到農業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中。實踐過程中，還需積極引入先進設備與技術，比如模擬模型技術、集成應用專家系統(tǒng)技術等，以此全面提高灌水質量、效率與精準性，保證農業(yè)灌溉作業(yè)實施的有效性、科學性，實現(xiàn)農業(yè)活動的有序進行，為生態(tài)農業(yè)的發(fā)展帶來積極影響，且農業(yè)持續(xù)發(fā)展與生態(tài)效益提高是農田水利技術重點研究與發(fā)展方向。

3.2 節(jié)水灌溉技術

當前農業(yè)發(fā)展過程中面臨的最大挑戰(zhàn)便是水資源匱乏，要想保證農業(yè)事業(yè)的有序推進，就需重視對水資源的保護，積極使用節(jié)水灌溉技術，實現(xiàn)水資源的合理配置，為作物健康生長提供充足水分。同土渠灌溉方法相比，正在研發(fā)并投入試用中的渠道防滲技術可以在輸水過程中節(jié)約60%～90%的水資源；而噴灌技術的使用，節(jié)約了地面漫灌技術輸水量的3～5倍。多樣化的節(jié)水灌溉技術體現(xiàn)出多種技術優(yōu)勢，適用于不同地形，同時還能避免滲漏、徑流現(xiàn)象的發(fā)生，獲得極為顯著的節(jié)水效果。此外，相比噴灌技術，微灌技術的使用可減少15%～20%水資源的浪費；還能針對土壤性質的不同，調節(jié)灌水速度，達到節(jié)水的目的；還有助于增加作物總產(chǎn)量，一般在20%以上。

3.3 節(jié)水改造技術

開展農田水利工程建設時，需結合實際情況，始終堅持節(jié)水灌溉的目標，對現(xiàn)有的農田水利設施、灌溉方式以及生產(chǎn)技術加以全方位優(yōu)化與改造。為保證改造作業(yè)的科學性、有效性，可從四方面著手：①針對用水量與水資源損耗量較大的農田渠系，可采用襯砌的方式搭建渠道，并在渠系適當區(qū)域安裝精細化的測水量裝置，確保可實時掌控水資源使用情況與浪費情況，避免發(fā)生跑水、漏水問題，促使渠系水利用系數(shù)得以提升；②堅持統(tǒng)一性規(guī)劃原則，對當?shù)厍?、井、庫加以合理?guī)劃與建設，著手于科學完善開發(fā)利用水資源體系的打造，采取渠井結合、井庫聯(lián)合調度方式，實現(xiàn)水資源的科學配置，為農田高產(chǎn)、增收提供充足水資源保障；③完善當前農田的渠系布局形式，加大渠系巡查力度，以此減少甚至規(guī)避農戶在干渠開口建閘的現(xiàn)象，確保下游農田用水充足。同時，相關部門應重視對渠系的管理，進一步擴大渠系灌溉面積；④依托于實際，合理優(yōu)化農田灌溉方式，使用局部灌溉方式取代傳統(tǒng)灌溉方式，避免在光照與空氣流動的作用下，水分蒸發(fā)速率加快導致水分的大量流失。由此可見，采用局部灌溉方式有助于土壤存儲更多水分，滿足作物根系生長用水需求，相較于傳統(tǒng)灌溉形式而言，應用此方法可節(jié)水30%，同時，還能增加8%以上的作物產(chǎn)量。此外，用間歇式灌溉方式代替連續(xù)性灌溉方式，可以確保水流始終處于陸續(xù)波涌狀態(tài)，提升水流推進速度，并增大農田灌溉范圍，減少輸水過程中發(fā)生深層滲漏、水資源浪費問題。同連續(xù)性灌溉方式相比，間歇式灌溉方式可擴寬1～3倍的水流推進距離，還能有效保證農田被均勻灌溉。

3.4 渠道防滲技術

渠道防滲技術是輸水節(jié)水的重要保障，同時還能起到提高節(jié)水灌溉效益的作用，輸水過程中，該技術可實時控制渠道水流速度，賦予渠道更強的輸水能力，規(guī)避渠道水源滲透現(xiàn)象的發(fā)生，從根本上強化節(jié)水效果?，F(xiàn)階段，常使用的渠道防滲技術主要有五種：其一，水泥防滲技術。采用該技術開展農田灌溉作業(yè)時，需先對使用的防滲材料進行合理化選擇，一般為水泥和土料，制作水泥時，可參照其他渠道工程配比參數(shù)，土料則可就地取材。將二者相互融合，并添加適當水量進行攪拌，制作成水泥土，當其自然凝固后，便能夠獲得良好的防滲效果，滲透量可減少90%左右。但水泥防滲技術不具備較強的抗凍性，只能應用在不會發(fā)生凍害問題的地區(qū)。其二，混凝土防滲技術。該技術的實現(xiàn)主要有兩種形式，分別為預制板和現(xiàn)澆混凝土，應用此技術建設農田水利工程時，應根據(jù)農田所處區(qū)域及用水需求，合理確定防滲渠道類型，主要有三種即板型、槽型及管型。由混凝土打造的渠道可持續(xù)作業(yè)40年以上，被用于多數(shù)地區(qū)。其三，土料壓實防滲技術。選擇土料時，盡可能選用土顆粒級配良好、四合土或具有極強膠凝固結性的粘砂混合土，將土料直接涂抹在渠床表面，以起到防滲的作用。此技術具有多方面的優(yōu)勢，如施工簡單、成本低等，對于一些小規(guī)模的渠道防滲工程來說，是最合適的防滲技術。其四，膜料防滲技術。該技術將薄型土工膜作為防滲材料，比如聚乙烯塑料薄膜，因其體現(xiàn)出極強的耐腐蝕及變形能力，且不需過多的建設費用，具有良好的工程價值，防滲率高達99%。其五，砌石防滲技術。該技術是當前我國農田輸水渠道防滲工程建設時，最為常用的防滲技術，使用率占所有防滲技術的45%，且防滲效果良好。

4 結論

依托于現(xiàn)代化手段，結合農業(yè)生產(chǎn)以及農田水利工程建設實際，加大對高新技術、節(jié)水灌溉技術以及渠道滲透技術的研究與發(fā)展，以保證水資源的高效且合理使用，實現(xiàn)農田灌溉水利用率最大化，并在多樣化技術的支持下，提高農業(yè)生產(chǎn)質量與產(chǎn)量，推動農業(yè)事業(yè)高效性、經(jīng)濟性、節(jié)能性發(fā)展。