淺談農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中的節(jié)水措施

楊榮盛

（民勤縣水務(wù)局，甘肅 武威 733399）

農(nóng)業(yè)水利灌溉工程是應(yīng)對(duì)我國(guó)特殊氣候環(huán)境與復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的重要項(xiàng)目，農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水措施是協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)發(fā)展與水資源合理配置的有效手段。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，受到地域氣候的影響，各地區(qū)降雨分布并不均勻，必須從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度出發(fā)，保證水資源充足，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的。因此，農(nóng)業(yè)水利灌溉系統(tǒng)有待強(qiáng)化，要加大農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水措施的研究力度，制定有效的節(jié)水方案，合理利用水資源，充分發(fā)揮出農(nóng)業(yè)水利灌溉的作用。

1 農(nóng)業(yè)水利灌溉工程模式

1.1 渠道防滲技術(shù)

農(nóng)業(yè)水利灌溉工程有效節(jié)水，必須做好渠道防滲工作。渠道輸水是水利灌溉工程輸水的關(guān)鍵方式，然而渠道滲水問題一直困擾著農(nóng)業(yè)水利灌溉工程。特別是傳統(tǒng)土渠輸水，滲水情況非常嚴(yán)重，渠道輸水流失大[1]。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)水利灌溉工程技術(shù)得到創(chuàng)新，施工結(jié)構(gòu)與材料等優(yōu)化，渠道防滲能力也明顯提高。當(dāng)前農(nóng)業(yè)水利灌溉工程所應(yīng)用的防滲材料類型與防滲處理日益多元化，如土料壓實(shí)處理、塑料薄膜防滲處理、三合土護(hù)面處理等新技術(shù)被廣泛使用[2]。實(shí)踐證明，渠道防滲技術(shù)可以在農(nóng)業(yè)水利灌溉過(guò)程中有效控制輸水滲漏，提高了水資源的利用率，使輸水效率與安全都得到了保證。

1.2 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)以噴灑灌溉為主，借助動(dòng)力機(jī)、管道以及水利工程專用水泵等設(shè)備，通過(guò)水自然落差的方式及時(shí)完成水利工程灌溉，隨后再借助噴灑器將水流調(diào)整為細(xì)小水滴加以噴射，以此達(dá)到均勻灌溉的目的。噴灌系統(tǒng)所應(yīng)用的設(shè)備比較多，如水源工程、管道、控制設(shè)備、動(dòng)力機(jī)等[3]。噴灌技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要分為三種系統(tǒng)，一是固定式；二是移動(dòng)式；三是半固定式。固定式系統(tǒng)只有噴頭靈活移動(dòng)，移動(dòng)式系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)、噴頭等均屬于靈活移動(dòng)設(shè)置，但是水源固定不動(dòng)，半固定式可移動(dòng)組件包括噴頭與噴頭支管，其余不能移動(dòng)[4]。

1.3 滴灌技術(shù)

農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中的滴灌節(jié)水技術(shù)，主要根據(jù)灌溉具體需求，對(duì)需要灌溉的區(qū)域制定滴灌計(jì)劃，并且于毛管與低壓管道系統(tǒng)安裝灌水器，這樣就可以實(shí)現(xiàn)水源均勻滴入作物區(qū)，沿著作物根部區(qū)域提供充足水分。滴灌系統(tǒng)主要包括三方面，一是首部樞紐；二是管道；三是滴頭。相比于其他灌溉技術(shù)，滴灌技術(shù)灌溉量小、灌溉時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)能夠根據(jù)農(nóng)作物需求設(shè)定灌水周期[5]。灌溉全程自動(dòng)化管理，既可以對(duì)灌溉量嚴(yán)格控制，又能夠節(jié)約水源，整體來(lái)講節(jié)水增產(chǎn)效果十分明顯[6]。

1.4 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)的節(jié)水出發(fā)點(diǎn)同樣是以作物需求為主，借助灌溉系統(tǒng)中的管道系統(tǒng)覆蓋情況，在灌溉區(qū)域管道安裝灌水器，按照作物生長(zhǎng)需求對(duì)水流進(jìn)行分流控制，將水源直接輸送至作物根部。對(duì)比噴灌、滴灌與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)，微灌技術(shù)對(duì)局部水分灌溉控制更到位。微灌系統(tǒng)灌溉處理，需要四方面的支撐，一是水源工程；二是首部樞紐；三是輸配水管網(wǎng)；四是灌水器[7]。微灌技術(shù)可以灌溉到每株農(nóng)作物，這樣就可以做到以最少的水分維持農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。微灌技術(shù)主要以管網(wǎng)供水為主，灌溉操作便捷，并且灌溉率比較高。

2 農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水難點(diǎn)

首先，農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水處理中，雖然接觸很多新的節(jié)水灌溉技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用一些新設(shè)備，但是整體來(lái)講革新力度小，特別是節(jié)水效果比較好的噴灌、滴灌或者微灌技術(shù)，以示范工程灌溉為主，同時(shí)集中在經(jīng)濟(jì)作物方面，還需要加大節(jié)水灌溉新技術(shù)的推廣力度，擴(kuò)大微灌、滴灌等技術(shù)應(yīng)用規(guī)模[8]。

其次，當(dāng)前的灌區(qū)運(yùn)行過(guò)程中，雖然逐步滲透了節(jié)水灌溉理念，但是卻存在很多方面的糾紛或產(chǎn)權(quán)關(guān)系爭(zhēng)議，繼而導(dǎo)致管理職責(zé)劃分不清晰，節(jié)水灌溉管理中出現(xiàn)相互推諉的現(xiàn)象。灌區(qū)管理中還存在政企管理分割不明確的情況，雖然制定了監(jiān)督管理機(jī)制，但是落實(shí)不到位，粗放式管理模式下，各方面調(diào)度不到位，影響到農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水效果。

最后，水資源節(jié)約意識(shí)有待提高，尤其是水資源豐富地區(qū)，節(jié)水積極性需進(jìn)一步提高。加上農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水資金投入力度小，農(nóng)業(yè)水利灌溉工程屬于資金消耗大的工程類型，并且后期維護(hù)費(fèi)用高。加上部分灌區(qū)維檢不及時(shí)，部分建筑老化失修，水利灌溉的面積減少，灌溉效益降低。農(nóng)業(yè)發(fā)展速度加快，對(duì)灌溉需求增加，但是新建灌溉節(jié)水工程與現(xiàn)有灌溉節(jié)水工程銜接不到位，資金壓力大，限制了灌溉節(jié)水工程發(fā)展速度[9]。

3 農(nóng)業(yè)水利灌溉工程中的節(jié)水措施

3.1 落實(shí)可持續(xù)發(fā)展策略，統(tǒng)籌規(guī)劃灌溉工程節(jié)水

對(duì)于農(nóng)業(yè)水利灌溉工程來(lái)講，節(jié)水工程的設(shè)計(jì)，是灌溉工程與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展需要以及水利灌溉工程實(shí)際情況，從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，對(duì)灌溉工程節(jié)水處理進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)改善農(nóng)業(yè)水利灌溉缺水現(xiàn)狀。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系著農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入與糧食產(chǎn)量，水利灌溉工程的主要作用是抗旱、科學(xué)用水，保證農(nóng)田經(jīng)營(yíng)。農(nóng)業(yè)水利灌溉工程必須不斷研究灌溉技術(shù)，擴(kuò)大灌溉面積，同時(shí)還需要在現(xiàn)有農(nóng)田灌溉基礎(chǔ)上節(jié)約用水，協(xié)調(diào)農(nóng)田生產(chǎn)面積與水資源緊缺的矛盾。真正認(rèn)識(shí)到資源型節(jié)水的重要意義，灌溉工程節(jié)水并非單純的工程或者設(shè)計(jì)問題，還是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，關(guān)系著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)問題。

3.2 合理規(guī)劃水利灌溉區(qū)域，優(yōu)化灌區(qū)可供水資源分配

通過(guò)對(duì)水利灌溉工程節(jié)水現(xiàn)狀的研究發(fā)現(xiàn)，雖然部分區(qū)域引入新的灌溉技術(shù)，設(shè)計(jì)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，但是實(shí)際實(shí)施中效果并不理想。這種情況下，就需要對(duì)水利灌溉區(qū)域合理規(guī)劃，根據(jù)灌溉工程灌溉能力與覆蓋范圍，積極對(duì)灌區(qū)可供水資源進(jìn)行優(yōu)化分配。對(duì)于灌區(qū)地面水，灌溉的分布主要包括兩方面，一是區(qū)內(nèi)攔蓄；二是區(qū)外引水系統(tǒng)。積極整理灌區(qū)可供水資源管理資料，在科學(xué)利用地上水資源基礎(chǔ)上，對(duì)地下淺水層加以利用，打造調(diào)節(jié)水庫(kù)，通過(guò)降水補(bǔ)給、排水溝滲漏補(bǔ)給等方式，及時(shí)為水利灌溉節(jié)水工程補(bǔ)給。灌溉區(qū)外的地下水補(bǔ)給，以人工回灌形式為主[10]。根據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉需求對(duì)灌區(qū)的水源進(jìn)行統(tǒng)一分配與科學(xué)調(diào)度，通過(guò)有效的分析實(shí)現(xiàn)水源的均衡利用。充分利用開采布局條件，科學(xué)控制地下水開采強(qiáng)度，根據(jù)地下水補(bǔ)給量計(jì)算規(guī)劃補(bǔ)給區(qū)域。以沖積平原中下游區(qū)域?yàn)槔驗(yàn)樵搮^(qū)域的地下水位相對(duì)較高，這樣就需要對(duì)上游引水科學(xué)控制，觀察外引水源情況，若達(dá)不到灌溉標(biāo)準(zhǔn)，則可以借助井灌的方式，打造以井補(bǔ)渠結(jié)構(gòu)。但是如果地下水利用超出開采范圍，則需要減少上游飲水，利用蓄水工程的建設(shè)，及時(shí)對(duì)地下水進(jìn)行回灌。

3.3 因地制宜推廣節(jié)水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)灌溉渠道系統(tǒng)化管理

農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水的實(shí)現(xiàn)，節(jié)水技術(shù)是關(guān)鍵。結(jié)合上述對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)的研究，目前灌溉區(qū)域節(jié)水技術(shù)類型多元。節(jié)水技術(shù)的推廣必須遵循因地制宜的原則，根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況與用水需求等，推廣微灌、滴灌、噴灌等技術(shù)。打造更完善的節(jié)水灌溉模式，尤其是對(duì)微灌、滴灌等技術(shù)的推廣，充分發(fā)揮了灌溉節(jié)水的優(yōu)勢(shì)，低壓、節(jié)能，還可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)利用?；诖耍瑢?duì)微灌、滴灌等技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化處理，并且提高自動(dòng)化管理水平。當(dāng)然水利灌溉工程中，灌溉渠系統(tǒng)化管理同樣至關(guān)重要。大型渠灌區(qū)渠系管道化是水利灌溉工程節(jié)水管理的主要方向，并且對(duì)渠道施工材料進(jìn)行升級(jí)。根據(jù)地面灌溉情況，制定精細(xì)化灌溉方案，同時(shí)加入激光控制平地技術(shù)，對(duì)地面灌溉現(xiàn)狀進(jìn)一步改善，科學(xué)控制田間灌溉水源，遵循適時(shí)適量原則，實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用。

3.4 借助信息化管理技術(shù)，提高灌區(qū)信息化管理水平

節(jié)水策略的實(shí)施與節(jié)水效果的提高，都需要從現(xiàn)代化信息管理方面著手，通過(guò)有效的管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水資源科學(xué)利用。如地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)、土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)等。參考地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要目的是幫助水利灌溉工程對(duì)灌溉區(qū)域地下水變化規(guī)律及時(shí)掌握，同時(shí)了解地下水開采狀況，為地下水資源的利用與保護(hù)提供科學(xué)指導(dǎo)。地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠隨時(shí)觀察地下水的水位、水溫與水質(zhì)等參數(shù)變化，并且在數(shù)據(jù)信息管理技術(shù)的支持下，自動(dòng)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

此外，部分水利灌溉工程還需要增設(shè)中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)為主，隨時(shí)了解自然河流、人工運(yùn)河等的水文情況，通過(guò)對(duì)水源變化的分析，及時(shí)對(duì)洪澇事故等進(jìn)行預(yù)警，有效規(guī)避水利灌溉工程經(jīng)濟(jì)、人員等損失。山西省中小河流水文監(jiān)測(cè)、黑龍江省國(guó)家自然保護(hù)區(qū)水文監(jiān)測(cè)、長(zhǎng)江流域河道水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，均是成功的水文監(jiān)測(cè)工程。土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，目的是幫助水利灌溉工程對(duì)灌溉區(qū)域的土壤墑情進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)可以做到長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)，及時(shí)整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)土壤水分傳感器靈活布置，隨時(shí)了解土壤剖面水分變化。土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還具備土壤溫度監(jiān)測(cè)、土壤電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)、土壤酸堿值監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、空氣溫度與濕度監(jiān)測(cè)、光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)、風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè)等功能，對(duì)灌區(qū)進(jìn)行全方面了解，為灌區(qū)的科學(xué)管理與節(jié)水方案調(diào)整等提供參考。

科學(xué)設(shè)置農(nóng)田機(jī)井灌溉管理系統(tǒng)，根據(jù)IC 卡刷卡取水與用水的方式，精準(zhǔn)計(jì)算用電量、用水量，方便農(nóng)田機(jī)井的費(fèi)用結(jié)算管理，同時(shí)還設(shè)置了防盜報(bào)警功能與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，隨時(shí)對(duì)灌溉區(qū)域的用水總量進(jìn)行掌握，精準(zhǔn)分析灌溉工程的水資源利用情況。為調(diào)節(jié)水資源分配提供幫助，輔助水利灌溉工程制定針對(duì)性的節(jié)水措施，真正提高水利灌溉工程的水資源利用率。

農(nóng)田機(jī)井灌溉管理系統(tǒng)，集潛水泵、電表、水表/流量計(jì)、水務(wù)局監(jiān)控中心、村管理站等于一體，在云服務(wù)器的支撐下，有效管理與控制農(nóng)田機(jī)井灌溉工作。灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)供水遠(yuǎn)程控制、閘門遠(yuǎn)程啟閉、渠道/水池水情實(shí)時(shí)測(cè)報(bào)、用水量自動(dòng)采集和圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控等多項(xiàng)功能，達(dá)到了節(jié)約灌溉用水和科學(xué)、高效管理灌區(qū)的目的。灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)為確保灌區(qū)工程安全運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置、提高用水效率和保障灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

3.5 建立水利灌溉長(zhǎng)效管理機(jī)制，保障灌溉節(jié)水投資穩(wěn)定性

通過(guò)對(duì)水利灌溉工程的研究與節(jié)水難點(diǎn)的分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的水利灌溉工程缺乏長(zhǎng)效管理機(jī)制，并且資金鏈不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致新舊灌溉工程與節(jié)水系統(tǒng)銜接不及時(shí)。面對(duì)這種情況，必須對(duì)水利灌溉工程布局作出調(diào)整，突出節(jié)水重點(diǎn)，適當(dāng)減少冗余項(xiàng)目，并且積極將節(jié)水新技術(shù)的應(yīng)用示范規(guī)模擴(kuò)大。提高全民節(jié)水意識(shí)，使其認(rèn)識(shí)到糧食安全、水資源科學(xué)利用與生態(tài)安全等的重要性。借助國(guó)家對(duì)水利灌溉工程投資數(shù)額增加的有利條件，及時(shí)豐富灌溉節(jié)水項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容，尤其是擴(kuò)大節(jié)水灌溉工程的覆蓋范圍，增加新技術(shù)應(yīng)用示范點(diǎn)，以此來(lái)放大示范效應(yīng)。調(diào)動(dòng)農(nóng)民參與灌溉節(jié)水的主觀性，為新農(nóng)村建設(shè)與農(nóng)業(yè)水利灌溉工程的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。建立長(zhǎng)效機(jī)制，提高示范項(xiàng)目投入重視的同時(shí)，還需要從財(cái)政資金方面制定保障方案，并且科學(xué)調(diào)整灌溉區(qū)域資金投資比例，做好配套資金落實(shí)工作，在此基礎(chǔ)上，對(duì)節(jié)水水權(quán)等進(jìn)行妥善處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水措施的研究，是改善水資源過(guò)度消耗、落實(shí)節(jié)約用水策略的重要內(nèi)容。農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水，是協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)發(fā)展與水資源合理配置的有效手段，通過(guò)對(duì)微灌、滴灌等節(jié)水技術(shù)的研究，認(rèn)識(shí)到灌溉節(jié)水的重要性。深層次剖析水利灌溉工程節(jié)水難點(diǎn)，科學(xué)梳理灌溉工程節(jié)水思路，更好明確水利灌溉工程節(jié)水方向，積極建立長(zhǎng)效管理機(jī)制，保障灌溉節(jié)水投資穩(wěn)定性，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展策略，統(tǒng)籌規(guī)劃灌溉工程節(jié)水。合理規(guī)劃水利灌溉區(qū)域，優(yōu)化灌區(qū)可供水資源分配，因地制宜推廣節(jié)水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)灌溉渠道系統(tǒng)化管理，借助信息化管理技術(shù)，提高灌區(qū)信息化管理水平，以此達(dá)到農(nóng)業(yè)水利灌溉工程節(jié)水效益最大化的目的。