農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

楊德福

武威市涼州區(qū)雜木河水利管理處，甘肅武威 733009

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國水利工程建設(shè)水平得到了極大提升，但同時(shí)出現(xiàn)了一些問題，影響了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)田水利工程建設(shè)過程中，應(yīng)通過應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水資源的利用率，秉承節(jié)約環(huán)保的發(fā)展理念，在保障農(nóng)作物質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)水資源的科學(xué)分配與利用。

1 農(nóng)田水利工程概述和作用

在我國當(dāng)前社會的發(fā)展中，雖然農(nóng)田產(chǎn)業(yè)規(guī)模和面積越來越大，但在農(nóng)田灌溉的過程中，由于水資源匱乏與農(nóng)作物生長需水的矛盾越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)粗放式的灌溉技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。為了使我國農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要利用高效節(jié)水灌溉技術(shù)。通過對我國農(nóng)田水利工程中所使用的高效節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其具有以下作用。

1.1 提高水資源利用率

農(nóng)作物的生長都離不開水資源，缺少水資源不但不能保障農(nóng)作物的質(zhì)量，而且會降低農(nóng)作物的產(chǎn)量，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展得不到提升。只有保證足夠的水資源，才能在保障農(nóng)業(yè)質(zhì)量和產(chǎn)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

在我國當(dāng)前的農(nóng)田水利工程中，水資源浪費(fèi)量在一定程度上甚至超過了水資源的使用量，這種情況嚴(yán)重加劇了我國水資源短缺問題，導(dǎo)致一些地區(qū)的農(nóng)田沒有足夠的水資源，因此，在這些地區(qū)的農(nóng)田中，只能通過漫灌模式保障農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。而應(yīng)用高效的節(jié)水灌溉技術(shù)，就能在實(shí)現(xiàn)水資源合理利用的同時(shí)，減少水資源浪費(fèi)的情況。由此可見，節(jié)水灌溉技術(shù)的使用能夠有效提高水資源的利用率[1]。

1.2 有助于生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

在我國當(dāng)前的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，自然生態(tài)體系的建立和維護(hù)工作需要經(jīng)歷漫長的時(shí)間，且在工作的過程中也有著極大的困難性和復(fù)雜性。而建立優(yōu)質(zhì)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，能通過實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的合理利用，促進(jìn)水資源的生態(tài)化發(fā)展。在農(nóng)田水利工程中合理應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，能夠優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2 農(nóng)田水利節(jié)水灌溉現(xiàn)狀

在我國以往的農(nóng)田水利工程中，對水資源的不合理利用給當(dāng)?shù)匕l(fā)展帶來了較為嚴(yán)重的影響。對此，許多地區(qū)應(yīng)用了節(jié)水灌溉技術(shù)，但并取得了較好的效果，造成這種問題出現(xiàn)的主要原因有以下幾個(gè)方面。

2.1 工程規(guī)劃設(shè)計(jì)缺乏合理性

當(dāng)前，我國農(nóng)田水利工程中對節(jié)水灌溉技術(shù)的使用并沒有根據(jù)實(shí)際的工程情況進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，在規(guī)劃過程中，一些工程技術(shù)人員僅憑自身的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃。由于一些地區(qū)的農(nóng)田水利工程建設(shè)具有一定的復(fù)雜性，一旦設(shè)計(jì)規(guī)劃不合理，就會導(dǎo)致設(shè)計(jì)規(guī)劃與實(shí)際情況出現(xiàn)差異而產(chǎn)生質(zhì)量問題。質(zhì)量問題的出現(xiàn)不但不能保障節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用效果，而且會增加工程施工成本[3]。

2.2 灌區(qū)設(shè)施差，節(jié)水措施相對單一

在某些地區(qū)的農(nóng)田水利工程中，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展情況較為落后，所以灌區(qū)水利設(shè)施也較為落后，這種情況會由于灌區(qū)水利設(shè)施不能滿足節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用需求而導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)難以發(fā)揮出真正的作用。此外，如果在水利工程建設(shè)過程中所應(yīng)用的技術(shù)較為落后，也會由于水利項(xiàng)目技術(shù)不先進(jìn)，而無法滿足農(nóng)田水利節(jié)水需求，這種因素也會無法發(fā)揮出水利工程的節(jié)水作用，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐乃Y源不能得到有效的分配與利用。

2.3 水資源污染

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，各行各業(yè)都有了較大發(fā)展。在工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些廢棄物和污水，這些污水向外流出會污染水源，水源一旦受到污染，輕者會對河流中的生物生長產(chǎn)生影響，重則會導(dǎo)致生物死亡，當(dāng)這種污水流入農(nóng)田進(jìn)行灌溉時(shí)就會破壞農(nóng)作物的生長，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象[4]。

2.4 技術(shù)推廣力度不足

高效節(jié)水灌溉技術(shù)在我國當(dāng)前的農(nóng)田水利工程中沒有得到廣泛應(yīng)用的主要原因在于沒有做好技術(shù)推廣工作，使得一些地區(qū)對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的作用缺乏深入了解。對我國當(dāng)前的技術(shù)推廣工作進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，雖然一些部門開展了技術(shù)推廣工作，但工作并沒有做到位，在技術(shù)推廣工作過程中沒有為后續(xù)工作制定相應(yīng)的規(guī)章制度，導(dǎo)致推廣并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，從而民眾不能充分認(rèn)識到節(jié)水灌溉技術(shù)的價(jià)值，導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)不能充分發(fā)揮作用。

3 高效節(jié)水灌溉技術(shù)在我國農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用

3.1 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)是一種常見的節(jié)水技術(shù)，該技術(shù)在我國已經(jīng)得到了較長時(shí)間的應(yīng)用，發(fā)展至今取得了一定的成果。其工作原理就是通過管道壓力的作用，將水運(yùn)送至噴頭，噴頭再將水噴灑出來，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的均勻噴灑，在一定程度上達(dá)到節(jié)水的目的，灌溉效果較好。

3.2 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)是在隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型節(jié)水灌溉技術(shù)，該技術(shù)工作原理是通過低壓管道將灌溉水轉(zhuǎn)換為緩慢滲出的水滴，水滴在滲出的過程中就能均勻地澆灌在植物根部。通過這種方式，水流出的速度較慢，能使土壤始終保持充足的水分，在植物生長的過程中，通過滴灌技術(shù)，能促進(jìn)植物根系的發(fā)育，保障作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。采用滴灌技術(shù)進(jìn)行灌溉時(shí)，其水分是以水滴的方式滲入土壤的，在灌溉的過程中不會損害土壤和植物根部，也不會發(fā)生地表徑流的現(xiàn)象，使得滴灌技術(shù)在我國當(dāng)前的農(nóng)田灌溉使用中有著較好的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

3.3 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)是隨著滴灌技術(shù)的發(fā)展而衍生出的一種新技術(shù)，其灌溉方式可以分為滲灌、滴灌、微噴灌以及中小管涌流灌等。在使用的過程中采用微灌技術(shù)，灌溉周期較短，能合理控制水量。在農(nóng)田水利工程的應(yīng)用中，一般是將一些肥料和該灌溉技術(shù)相結(jié)合，在灌溉的過程中將肥料和水分一同滲透植物根系土壤。由此可見，采用微灌技術(shù)進(jìn)行灌溉，不但能夠節(jié)約水資源，而且能有效節(jié)省肥料、農(nóng)藥、人力等資源[6]。

3.4 信息化灌溉節(jié)水技術(shù)

信息化灌溉節(jié)水技術(shù)也是一種新興技術(shù)，隨著科技水平的提升，信息化技術(shù)得到了廣泛的普及，已經(jīng)在各行各業(yè)得到了有效的應(yīng)用，將信息化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)灌溉工作中，就能通過信息技術(shù)的高精確性和高效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉和地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效結(jié)合。如此一來，在農(nóng)田灌溉的過程中，就能通過地理信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，在農(nóng)田作物生長期間，有效判斷水資源的需求，從而實(shí)現(xiàn)合理灌溉。由此可見，應(yīng)用信息化灌溉節(jié)水技術(shù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)作物的精準(zhǔn)灌溉，而且能有效提高灌溉工作的效率和質(zhì)量。

4 農(nóng)田水利工程中高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用措施

4.1 加強(qiáng)示范工程建設(shè)

通過研究可知，我國農(nóng)田水利工程中高效節(jié)水灌溉技術(shù)沒有得到有效應(yīng)用的主要原因在于推廣工作不到位，導(dǎo)致一些地區(qū)沒有正確認(rèn)識高效節(jié)水灌溉技術(shù)的價(jià)值。因此，為了避免這種情況的出現(xiàn)，應(yīng)加強(qiáng)示范工程建設(shè)，以此提升技術(shù)推廣工作的有效性。為了實(shí)現(xiàn)示范工程建設(shè)，相關(guān)工作人員應(yīng)針對示范工程建設(shè)進(jìn)行合理選址，要選擇在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水較為嚴(yán)重的地區(qū)，或選擇在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，以此保障高效節(jié)水灌溉技術(shù)有著足夠的資金支持，能在應(yīng)用過程中彰顯高效節(jié)水灌溉技術(shù)的價(jià)值。在工程選址完成之后，要對示范工程建設(shè)中的技術(shù)規(guī)范予以嚴(yán)格要求，在技術(shù)規(guī)范方面，要將技術(shù)使用和保護(hù)生態(tài)相結(jié)合，體現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣價(jià)值。此外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉工作中，應(yīng)明確規(guī)定灌溉的時(shí)間和灌溉量，通過合理規(guī)劃實(shí)現(xiàn)水資源的最大化利用[7]。

4.2 優(yōu)化水利工程管理

在我國以往的農(nóng)田水利工程中，節(jié)水灌溉技術(shù)沒有得到有效應(yīng)用的重要原因之一是節(jié)水灌溉技術(shù)的使用重建設(shè)、輕管理，導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)出現(xiàn)多種問題。為了避免這種問題，水利工程在應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)的過程中，首先，應(yīng)制定相應(yīng)的管理制度。管理制度的制定要根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以此保障管理制度具有合理性和有效性。管理制度的有效制定不但能夠有效協(xié)調(diào)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，而且能提高管理工作的效率和質(zhì)量。其次，要根據(jù)管理制度的內(nèi)容，明確劃分各管理人員的職能，做到責(zé)任落實(shí)到人，有效提高管理人員的工作嚴(yán)謹(jǐn)性[8]。

4.3 遵循因地制宜的原則

我國地域遼闊，不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境各不相同，因此，在農(nóng)田水利工程中應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)遵循因地制宜的原則，這樣才能提升高效節(jié)水灌溉技術(shù)的適應(yīng)性，充分發(fā)揮其價(jià)值。遵循因地制宜的原則，就要在應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)之前，首先，對當(dāng)?shù)氐耐寥李愋秃吞攸c(diǎn)進(jìn)行分析，再確定該地區(qū)最優(yōu)的灌溉技術(shù)，然后再應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，以此最大限度地實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。其次，由于不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)情況不盡相同，因此，在應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)的過程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)情況選擇灌溉技術(shù)，針對經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)，可以使用噴灌和滴灌的方式，而對于經(jīng)濟(jì)較落后的地區(qū)，可以采用麥稈覆蓋的方式[9]。

4.4 引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)

為了使農(nóng)田水利工程中的高效節(jié)水灌溉技術(shù)能夠滿足社會需求，首先，應(yīng)加強(qiáng)對先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，由于先進(jìn)技術(shù)具有精確度高、運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于農(nóng)田水利灌溉工程，能夠有效節(jié)約水資源，還能實(shí)現(xiàn)對節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新。其次，在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以建立信息化監(jiān)控中心，對不同地區(qū)的水資源管理終端進(jìn)行監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集工作，確定不同灌區(qū)、不同作物、不同灌溉模式下作物的需求量，以此實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化灌溉，進(jìn)一步提高水資源利用效率和效益[10]。

4.5 充分考慮不同農(nóng)作物的生長特點(diǎn)

不同農(nóng)作物的生長對水資源的要求和需求不同，因此，在農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須充分考慮不同農(nóng)作物的不同特點(diǎn)，以此根據(jù)不同農(nóng)作物的特點(diǎn)，充分發(fā)揮高效節(jié)水灌溉技術(shù)的作用。高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用除要實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用外，還應(yīng)保障農(nóng)作物的有效生長。由于水稻之類的農(nóng)作物對水資源的需求量較大、要求較高，因此，針對這一類型的農(nóng)作物在應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)時(shí)，相應(yīng)的工作人員必須加強(qiáng)重視，要在滿足農(nóng)作物水資源需求的同時(shí)，做好水資源節(jié)約工作。針對花生等水資源需求量較少的農(nóng)作物來說，進(jìn)行農(nóng)田灌溉時(shí)，可以適當(dāng)延長灌溉的時(shí)間間隔，以此在達(dá)到節(jié)約水資源目的的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)作物的有效生長。

5 高效節(jié)水灌溉實(shí)現(xiàn)方式與應(yīng)用要求

5.1 實(shí)現(xiàn)方式

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)有了長足進(jìn)步，發(fā)展至今，主流的高效節(jié)水灌溉技術(shù)包括輸水管防滲、灌溉量控制、管徑控制等。其中，輸水管防滲主要是從多種措施中避免管道發(fā)生滲水問題，通過解決滲水問題，盡量避免水資源浪費(fèi)，提高水資源利用率。為了保障輸水管防滲技術(shù)的作用，必須選擇防滲性能好、防腐蝕性強(qiáng)的輸水管管材，具有這2種性能的管材有不銹鋼管材和塑料管材。由于塑料管材在應(yīng)用中剛性不足，且容易造成土壤污染，因此，大多數(shù)的工程都使用不銹鋼管材。

其次，輸水管管徑大小也會對節(jié)水效果產(chǎn)生一定影響，很多人認(rèn)為小的管徑才能起到有效的節(jié)水效果，但在實(shí)際情況中，管材直徑較小的輸水管并不能起到較好的節(jié)水效果，而管徑較大的輸水管在應(yīng)用中既能起到節(jié)水效果，又能減少堵塞問題的發(fā)生，并降低爆管概率，所以更有利于控制灌溉量，減少水資源浪費(fèi)。雖然適當(dāng)加寬輸水管直徑具有較好的作用，但為了保障節(jié)水效果，在管道工程建設(shè)過程中應(yīng)提前挖好管槽，并設(shè)計(jì)好管槽開挖深度和走向。

5.2 應(yīng)用技術(shù)的要求

要想實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的有效應(yīng)用，在工程建設(shè)中，針對大田形式、管材鋪設(shè)形式等都有著一定的要求，必須按照相應(yīng)的規(guī)則和要求展開多種工作，才能保障高效節(jié)水灌溉工作的有效落實(shí)。要求主要有以下幾點(diǎn)：

工程施工之前，工作人員需要做好整個(gè)高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工地區(qū)的地理環(huán)境有著直接影響，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分析該地種植作物結(jié)構(gòu)、土壤條件、地理環(huán)境等因素，之后根據(jù)分析的結(jié)果做出科學(xué)規(guī)劃的設(shè)計(jì)，以此保障工程建設(shè)滿足大田灌溉高效節(jié)水的要求。

在高效節(jié)水灌溉工程正式施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。只有按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求展開施工，才能最大限度地保障工程實(shí)際應(yīng)用中具有節(jié)能性、可操作性，以此通過提高節(jié)水效益避免水資源浪費(fèi)，提升農(nóng)作物種植的綜合效益。

雖然高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對水資源的有效利用，但由于該系統(tǒng)中使用的設(shè)備較多，且使用中受到的影響因素也較多，因此其中的設(shè)備材料會在多種因素的影響下加速磨損、老化。因此，為了避免高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障，應(yīng)做好系統(tǒng)的日常維護(hù)管理工作，且在系統(tǒng)維護(hù)過程中一旦發(fā)現(xiàn)問題，要第一時(shí)間聯(lián)系技術(shù)人員維修，以此保障節(jié)水灌溉系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

6 結(jié)束語

在農(nóng)田水利工程發(fā)展中，應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，能夠通過科學(xué)合理的方式，實(shí)現(xiàn)對水資源的高效利用。而在應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)的過程中，為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)采取加強(qiáng)示范工程建設(shè)、優(yōu)化水利工程管理、遵循因地制宜的原則、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)等措施，提升高效節(jié)水灌溉技術(shù)的有效性。