农田水利工程高效节水灌溉技术的发展与应用

2023-04-16杨德福

农业灾害研究 2023年1期

杨德福

武威市凉州区杂木河水利管理处，甘肃武威 733009

随着社会经济和科学技术的不断发展，我国水利工程建设水平得到了极大提升，但同时出现了一些问题，影响了我国农业生产。为了实现我国农业生产的可持续发展，在农田水利工程建设过程中，应通过应用高效节水灌溉技术，提高水资源的利用率，秉承节约环保的发展理念，在保障农作物质量的同时，实现水资源的科学分配与利用。

1 农田水利工程概述和作用

在我国当前社会的发展中，虽然农田产业规模和面积越来越大，但在农田灌溉的过程中，由于水资源匮乏与农作物生长需水的矛盾越来越严重，传统粗放式的灌溉技术已经难以满足当前的农业生产需求。为了使我国农业实现可持续发展，就要利用高效节水灌溉技术。通过对我国农田水利工程中所使用的高效节水灌溉技术进行研究发现，其具有以下作用。

1.1 提高水资源利用率

农作物的生长都离不开水资源，缺少水资源不但不能保障农作物的质量，而且会降低农作物的产量，导致当地的经济发展得不到提升。只有保证足够的水资源，才能在保障农业质量和产量的同时，实现当地经济的发展。

在我国当前的农田水利工程中，水资源浪费量在一定程度上甚至超过了水资源的使用量，这种情况严重加剧了我国水资源短缺问题，导致一些地区的农田没有足够的水资源，因此，在这些地区的农田中，只能通过漫灌模式保障农作物的质量和产量。而应用高效的节水灌溉技术，就能在实现水资源合理利用的同时，减少水资源浪费的情况。由此可见，节水灌溉技术的使用能够有效提高水资源的利用率[1]。

1.2 有助于生态系统实现可持续发展

在我国当前的农业发展中，自然生态体系的建立和维护工作需要经历漫长的时间，且在工作的过程中也有着极大的困难性和复杂性。而建立优质的节水灌溉系统，能通过实现农业水资源的合理利用，促进水资源的生态化发展。在农田水利工程中合理应用节水灌溉技术，能够优化生态环境，实现生态系统的可持续发展[2]。

2 农田水利节水灌溉现状

在我国以往的农田水利工程中，对水资源的不合理利用给当地发展带来了较为严重的影响。对此，许多地区应用了节水灌溉技术，但并取得了较好的效果，造成这种问题出现的主要原因有以下几个方面。

2.1 工程规划设计缺乏合理性

当前，我国农田水利工程中对节水灌溉技术的使用并没有根据实际的工程情况进行设计规划，在规划过程中，一些工程技术人员仅凭自身的经验和相关资料进行设计规划。由于一些地区的农田水利工程建设具有一定的复杂性，一旦设计规划不合理，就会导致设计规划与实际情况出现差异而产生质量问题。质量问题的出现不但不能保障节水灌溉技术的应用效果，而且会增加工程施工成本[3]。

2.2 灌区设施差，节水措施相对单一

在某些地区的农田水利工程中，当地的经济发展情况较为落后，所以灌区水利设施也较为落后，这种情况会由于灌区水利设施不能满足节水灌溉技术应用需求而导致节水灌溉技术难以发挥出真正的作用。此外，如果在水利工程建设过程中所应用的技术较为落后，也会由于水利项目技术不先进，而无法满足农田水利节水需求，这种因素也会无法发挥出水利工程的节水作用，导致当地的水资源不能得到有效的分配与利用。

2.3 水资源污染

随着我国社会经济的高质量发展，以及科学技术水平的不断提升，各行各业都有了较大发展。在工业发展的同时，也产生了一些废弃物和污水，这些污水向外流出会污染水源，水源一旦受到污染，轻者会对河流中的生物生长产生影响，重则会导致生物死亡，当这种污水流入农田进行灌溉时就会破坏农作物的生长，进而导致农作物出现枯萎的现象[4]。

2.4 技术推广力度不足

高效节水灌溉技术在我国当前的农田水利工程中没有得到广泛应用的主要原因在于没有做好技术推广工作，使得一些地区对高效节水灌溉技术的作用缺乏深入了解。对我国当前的技术推广工作进行研究发现，虽然一些部门开展了技术推广工作，但工作并没有做到位，在技术推广工作过程中没有为后续工作制定相应的规章制度，导致推广并没有达到预期的效果，从而民众不能充分认识到节水灌溉技术的价值，导致节水灌溉技术不能充分发挥作用。

3 高效节水灌溉技术在我国农田水利工程中的应用

3.1 喷灌技术

喷灌技术是一种常见的节水技术，该技术在我国已经得到了较长时间的应用，发展至今取得了一定的成果。其工作原理就是通过管道压力的作用，将水运送至喷头，喷头再将水喷洒出来，能够实现水资源的均匀喷洒，在一定程度上达到节水的目的，灌溉效果较好。

3.2 滴灌技术

滴灌技术是在随着科技发展而产生的一种新型节水灌溉技术，该技术工作原理是通过低压管道将灌溉水转换为缓慢渗出的水滴，水滴在渗出的过程中就能均匀地浇灌在植物根部。通过这种方式，水流出的速度较慢，能使土壤始终保持充足的水分，在植物生长的过程中，通过滴灌技术，能促进植物根系的发育，保障作物的产量和质量。采用滴灌技术进行灌溉时，其水分是以水滴的方式渗入土壤的，在灌溉的过程中不会损害土壤和植物根部，也不会发生地表径流的现象，使得滴灌技术在我国当前的农田灌溉使用中有着较好的经济效益[5]。

3.3 微灌技术

微灌技术是随着滴灌技术的发展而衍生出的一种新技术，其灌溉方式可以分为渗灌、滴灌、微喷灌以及中小管涌流灌等。在使用的过程中采用微灌技术，灌溉周期较短，能合理控制水量。在农田水利工程的应用中，一般是将一些肥料和该灌溉技术相结合，在灌溉的过程中将肥料和水分一同渗透植物根系土壤。由此可见，采用微灌技术进行灌溉，不但能够节约水资源，而且能有效节省肥料、农药、人力等资源[6]。

3.4 信息化灌溉节水技术

信息化灌溉节水技术也是一种新兴技术，随着科技水平的提升，信息化技术得到了广泛的普及，已经在各行各业得到了有效的应用，将信息化技术应用在农业灌溉工作中，就能通过信息技术的高精确性和高效率，实现农田灌溉和地理信息技术、计算机技术的有效结合。如此一来，在农田灌溉的过程中，就能通过地理信息技术和计算机技术，在农田作物生长期间，有效判断水资源的需求，从而实现合理灌溉。由此可见，应用信息化灌溉节水技术不但能够实现对农作物的精准灌溉，而且能有效提高灌溉工作的效率和质量。

4 农田水利工程中高效节水灌溉技术的应用措施

4.1 加强示范工程建设

通过研究可知，我国农田水利工程中高效节水灌溉技术没有得到有效应用的主要原因在于推广工作不到位，导致一些地区没有正确认识高效节水灌溉技术的价值。因此，为了避免这种情况的出现，应加强示范工程建设，以此提升技术推广工作的有效性。为了实现示范工程建设，相关工作人员应针对示范工程建设进行合理选址，要选择在农业生产缺水较为严重的地区，或选择在经济较为发达的地区，以此保障高效节水灌溉技术有着足够的资金支持，能在应用过程中彰显高效节水灌溉技术的价值。在工程选址完成之后，要对示范工程建设中的技术规范予以严格要求，在技术规范方面，要将技术使用和保护生态相结合，体现节水灌溉技术的推广价值。此外，在农业生产灌溉工作中，应明确规定灌溉的时间和灌溉量，通过合理规划实现水资源的最大化利用[7]。

4.2 优化水利工程管理

在我国以往的农田水利工程中，节水灌溉技术没有得到有效应用的重要原因之一是节水灌溉技术的使用重建设、轻管理，导致节水灌溉技术出现多种问题。为了避免这种问题，水利工程在应用节水灌溉技术的过程中，首先，应制定相应的管理制度。管理制度的制定要根据实际发展情况和标准进行，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够有效协调各乡镇节水灌溉技术的应用，而且能提高管理工作的效率和质量。其次，要根据管理制度的内容，明确划分各管理人员的职能，做到责任落实到人，有效提高管理人员的工作严谨性[8]。

4.3 遵循因地制宜的原则

我国地域辽阔，不同地区的地质环境和气候环境各不相同，因此，在农田水利工程中应用高效节水灌溉技术应遵循因地制宜的原则，这样才能提升高效节水灌溉技术的适应性，充分发挥其价值。遵循因地制宜的原则，就要在应用节水灌溉技术之前，首先，对当地的土壤类型和特点进行分析，再确定该地区最优的灌溉技术，然后再应用节水灌溉技术，以此最大限度地实现水资源的合理利用。其次，由于不同地区的经济情况不尽相同，因此，在应用高效节水灌溉技术的过程中，应根据当地的经济情况选择灌溉技术，针对经济条件较好的地区，可以使用喷灌和滴灌的方式，而对于经济较落后的地区，可以采用麦秆覆盖的方式[9]。

4.4 引进先进技术

为了使农田水利工程中的高效节水灌溉技术能够满足社会需求，首先，应加强对先进科学技术的应用，由于先进技术具有精确度高、运行速度快的特点，将其应用于农田水利灌溉工程，能够有效节约水资源，还能实现对节水灌溉技术的优化和创新。其次，在先进技术应用的过程中，可以建立信息化监控中心，对不同地区的水资源管理终端进行监控，并通过数据采集工作，确定不同灌区、不同作物、不同灌溉模式下作物的需求量，以此实现农业精准化灌溉，进一步提高水资源利用效率和效益[10]。

4.5 充分考虑不同农作物的生长特点

不同农作物的生长对水资源的要求和需求不同，因此，在农田水利工程高效节水灌溉技术应用的过程中，必须充分考虑不同农作物的不同特点，以此根据不同农作物的特点，充分发挥高效节水灌溉技术的作用。高效节水灌溉技术的应用除要实现水资源的有效利用外，还应保障农作物的有效生长。由于水稻之类的农作物对水资源的需求量较大、要求较高，因此，针对这一类型的农作物在应用高效节水灌溉技术时，相应的工作人员必须加强重视，要在满足农作物水资源需求的同时，做好水资源节约工作。针对花生等水资源需求量较少的农作物来说，进行农田灌溉时，可以适当延长灌溉的时间间隔，以此在达到节约水资源目的的同时，实现作物的有效生长。

5 高效节水灌溉实现方式与应用要求

5.1 实现方式

随着社会经济和科技的发展，农田水利工程高效节水灌溉技术有了长足进步，发展至今，主流的高效节水灌溉技术包括输水管防渗、灌溉量控制、管径控制等。其中，输水管防渗主要是从多种措施中避免管道发生渗水问题，通过解决渗水问题，尽量避免水资源浪费，提高水资源利用率。为了保障输水管防渗技术的作用，必须选择防渗性能好、防腐蚀性强的输水管管材，具有这2种性能的管材有不锈钢管材和塑料管材。由于塑料管材在应用中刚性不足，且容易造成土壤污染，因此，大多数的工程都使用不锈钢管材。

其次，输水管管径大小也会对节水效果产生一定影响，很多人认为小的管径才能起到有效的节水效果，但在实际情况中，管材直径较小的输水管并不能起到较好的节水效果，而管径较大的输水管在应用中既能起到节水效果，又能减少堵塞问题的发生，并降低爆管概率，所以更有利于控制灌溉量，减少水资源浪费。虽然适当加宽输水管直径具有较好的作用，但为了保障节水效果，在管道工程建设过程中应提前挖好管槽，并设计好管槽开挖深度和走向。

5.2 应用技术的要求

要想实现高效节水灌溉系统的有效应用，在工程建设中，针对大田形式、管材铺设形式等都有着一定的要求，必须按照相应的规则和要求展开多种工作，才能保障高效节水灌溉工作的有效落实。要求主要有以下几点：

工程施工之前，工作人员需要做好整个高效节水灌溉系统的设计。由于高效节水灌溉系统设计与施工地区的地理环境有着直接影响，因此设计时应分析该地种植作物结构、土壤条件、地理环境等因素，之后根据分析的结果做出科学规划的设计，以此保障工程建设满足大田灌溉高效节水的要求。

在高效节水灌溉工程正式施工时，应严格按照设计标准要求进行。只有按照设计标准要求展开施工，才能最大限度地保障工程实际应用中具有节能性、可操作性，以此通过提高节水效益避免水资源浪费，提升农作物种植的综合效益。

虽然高效节水灌溉系统的应用能够实现对水资源的有效利用，但由于该系统中使用的设备较多，且使用中受到的影响因素也较多，因此其中的设备材料会在多种因素的影响下加速磨损、老化。因此，为了避免高效节水灌溉系统出现故障，应做好系统的日常维护管理工作，且在系统维护过程中一旦发现问题，要第一时间联系技术人员维修，以此保障节水灌溉系统的正常运行。