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高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用探讨

2021-04-09张德芳

农业灾害研究 2021年12期
关键词:农业生产具体应用

张德芳

摘要 作为提高农业生产效率的基础保障,农田水利工程在我国的农业建设发展中占有重要的地位。高效节水灌溉技术能够有效保障农田水利工程的建设效果,为农业生产灌溉用水提供更加高效的方式。针对高效节水灌溉技术的实际应用情况,结合农田水利工程建设与农业生产需求,探究了相关技术在农田水利工程中的具体应用。

关键词 高效节水灌溉技术;农田水工程;农业生产;具体应用

中图分类号:S275 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2021)12–0154–02

我国是农业大国,有着大量的耕地面积和生产需求,但水资源的地域分布却存在较大差异,需要通过农田水利工程的建设保障农业生产的灌溉用水需求。在水利工程建设方面,不仅有“南水北调”等大型工程,小范围内的沟渠工程建设也十分重要,是保障灌溉需求的具体措施。通过相关灌溉技术的应用,能够实现对农田的高效灌溉,为农作物的生长提供充足的水分。因此,要不断探索和实践高效节水灌溉技术,通过优化和改进灌溉技术提高农田的灌溉效果。在高效应用节水灌溉技术时,需要明确该技术在农田水利工程和农业生产中的意义,根据农田耕地的实际情况进行规划,确保相关技术在农田水利工程中被有效应用。

1 高效节水灌溉技术在农田水利工程中的意义

1.1 提高水资源利用率

水资源作为农业生产的必要元素,高效地利用水资源至关重要。在传统的农业生产中,普遍采用漫灌的形式灌溉,这对水资源的利用率极低,大量的水分经过土壤渗透至地下,或蒸发至空气中,农作物能够吸收到的水分极少,导致灌溉效果不佳,水资源被浪费。对此,采用高效节水灌溉技术改进灌溉方式,将水资源通过节水灌溉作用到农作物的根系,使其能够更加有效地吸收水分,提高灌溉的效果。更多的水分被农作物吸收,只有少量水分渗入地下或被蒸发,极大地减少了水资源的消耗,提高了水资源的利用率,实现了农田水利工程建设的主要功能之一[1]。

1.2 提高农业经济效益

在农业生产时,需要投入的成本不仅有种子、化肥等,更关键的是水资源。大部分农作物的生产都需要额外的灌溉用水,这使得农业生产需要在水资源的使用上投入大量资金,成为农业生产经济成本的重要组成之一。传统的农业生产未注重水资源的利用效率,使同等单位的水资源灌溉面积较少,导致水资源浪费的同时,增加了同等面积农田的用水量,从而增加了农业生产的成本投入。应用高效节水灌溉技术能够提高水资源的利用率,在保障同等灌溉需求的前提下,减少灌溉的用水量,为农业生产节约大量的用水成本,有效提高农业生产的经济效益。

2 我国常用的节水灌溉技术

2.1 渠道防渗透技术

在灌溉用水中,水流对土壤的渗透性导致大量的水分在运输过程中流失,减少了灌溉用量。对此,我国采用了渠道防渗透技术减少水流在渠道运输过程中的消耗。据有关部门统计,初步挖掘的沟渠,在没有进行防渗透处理前,其水流运输的损耗高达30%,而有效用于灌溉的水资源不足50%,土质松软、渗透力强的地区对水资源的利用只有30%左右。由此可见渠道防渗透技术的重要性[2]。该技术是借助三合土、砌石、混凝土以及塑料薄膜等防渗材料,对初步挖掘的沟渠进行施工改造,对沟壁和沟底进行防渗透处理,使水资源在运输过程中减少对土壤的渗透效果,从而保障水资源在沟渠运输中的消耗。采用该技术进行沟渠施工,能够保障从水源到灌溉农田之间水流量的充足,为农田提供足够的灌溉用水,提高水资源的利用率。

2.2 喷灌及微喷技术

喷灌技术是我国农业生产常用的灌溉技术,其通过高压大面积地喷洒水流,使水分能够均匀地洒落在农作物表面,能够有效提高灌溉效率。在灌溉过程中,借助管道和水泵设备从水源处取水,通过水泵对水流进行加压,在水管喷头处采用细口设计,使水流呈放射性喷洒,其高效的喷洒能够快速地灌溉农作物。而微喷技术是喷灌技术改进的一种,在喷灌的基础上加强了喷洒水分的细化,使其形成水雾的形式,减少对农作物花叶等脆弱部位的影响,同时也减少了水资源的消耗,能够有效增加空气湿度,多用于花卉、果树等经济作物在花期时的灌溉。喷灌技术的应用可以有效提高水资源的利用率,其模拟降雨的灌溉形式能够清理农作物表面的灰尘,使其能够更好地进行光合作用,在空气中形成的水雾能够改善空气质量,形成农田间的小气候,促进农作物的生长[3]。

2.3 滴灌与渗灌技术

滴灌技术在缺水地区是较为常用的一种节水灌溉技术,该技术以管道运输水资源为主,在农作物的根系生长点铺设管道,在水管处设置滴水孔,通过对农作物点对点的滴水灌溉实现对水资源的最大利用,其水资源利用率高达90%以上。在此基础上,分点进行灌溉能够减少人工的参与,既省时又省力。在滴灌技术上,发展出了渗灌技术,即将滴灌的管道铺设至地表下20~30 cm处,通过水管滴孔在土壤中渗出水分,使附近农作物根系能够直接吸收水分,进一步提高水资源的利用效率。使用水管运输的水分能够避免高温和空气对水分的蒸发,避免了水资源的浪费。渗灌技术相对于滴灌技术不仅有效地保护了管道系统的安全,还免除了滴水到植物根部的过程,避免了水分暴露在空气中的蒸发作用,保证了水分被农作物有效吸收,使水资源被最大程度地利用。

2.4 膜上灌与膜下灌技术

在农田灌溉中,未生长农作物部分的土壤对水分的吸收,一定程度上降低了水资源的利用效率。对此,可采用覆膜的方式减少空白地表对水资源的吸收,形成膜上灌技术。农业生产者在种植农作物时,使用塑料薄膜覆盖栽种间隙,在农作物根部进行预留开口。在灌溉时,水流会顺着塑料薄膜表面流入农作物根部,而农作物之间的空白地表会受塑料薄膜的阻挡无法接触水分,从而实现对灌溉用水的高效利用,同时地表薄膜的覆盖也减少了水分的蒸发,更好地保留了土壤中的水分。

膜下灌技术是通过对农作物种植的全范围覆盖,在膜下方进行滴灌等灌溉措施。膜下灌能够有效收集植物和地表蒸騰的水分,使其在膜表面形成水滴,重新进行灌溉,同时还能为农作物的生长提供保温效果,从而提高农作物的产量。

3 高效节水灌溉技术的规划要求

3.1 施工前勘测与布局规划

针对高效节水灌溉工程的施工需要提前进行规划,相关人员需要对灌溉地区的气候因素、水源分布、用水需求等进行调查,以当地的降水量和水源分布作为布局规划的基础,根据当地农业生产类型合理地规划灌溉用水。由于不同节水灌溉工程建设的成本不同,在进行工程设计时,需要明确当地农业用水需求和储备水量。针对水量较多的地区,可以采用成本较低的沟渠灌溉方式,并在此基础上进行改进。而在水量较少的地区,可以采用成本相对较高的滴灌或渗灌技术进行建设,在地区农业储备水量和节水灌溉工程成本之间取其平衡点,使农业生产的经济效益最大化。对地形环境的勘测能够保障高效节水灌溉工程的顺利开展,保障农田水利工程建设的有效性。

3.2 施工建设的材料要求

在高效节水灌溉技术的应用中,需重点关注相关农田水利工程建设的材料性质,在材料质量、成本及使用寿命3个方面进行斟酌,通过对比以选择性价比最高的材料,保障工程的长期使用。在材料质量方面,需要保障其抗腐蚀性,化学结构稳定,避免对水资源造成污染;沟渠工程建设所使用的水泥要符合国家标准,保障其施工厚度,避免在使用过程中出现侵蚀损坏现象;在材料成本方面,要将其控制在工程建设的成本范围内,实现农田水利工程的可持续性发展;在使用寿命方面,需要确保相关工程结构的合理性,维持其稳定运行的状态,实现农田水利工程建设的长期运作[4]。

4 高效节水灌溉技术在农田水利工程中的具体应用

4.1 结合环境选择节水灌溉技术

在农田水利工程中运用高效节水灌溉技术时,需要根据农业生产环境进行调整,对比不同高效节水灌溉技术的优缺点,采用最适合当地农业生产的灌溉技术。在此基础上,可以采用多种灌溉技术相结合的方式,在控制成本的同时,最大化地利用水资源。此外,不同的农作物类型所适宜的灌溉技术也不同,需要根据农作物的生长特点选择,农田水利工程的建设也应符合农作物的用水需求。针对全年降水不均的农业地区,可以建设蓄水池工程,保障在农业生产各个时期的灌溉用水,实现节水灌溉的效果。

4.2 建设信息化节水灌溉系统

随着科技的发展,相关信息技术也得以在农业生产中实践。实时收集农作物水分需求数据与自动化灌溉是信息技术实现的重要功能。传统农业生产只能通过生产者的经验来判断农作物生长是否缺水,具有一定的误差。而信息技术中的传感器技术能够实时收集农作物及土壤水分含量的数据,通过数据处理和分析判断是否需要進行灌溉。一旦农作物缺水,自动化技术能够及时进行灌溉,同时在水分含量达到农作物生长需求时,自动停止灌溉,既避免了灌溉超量,又减少了灌溉水的浪费,有效地节约了农业灌溉用水量。

4.3 加强设施管理,提高灌溉水平

在农田水利工程建设完成后,要有效地管理和维护相关设施设备,保障灌溉工程的稳定运行。因此,需要加强对相关设施的管理工作,对农业生产者进行高效节水灌溉技术的推广和普及,使其充分了解相关技术的重要性,强化农业生产者节水灌溉意识,提高其灌溉水平,相互协同配合,对节水灌溉等农田水利工程进行有效管理,以确保高效节水灌溉技术在农田水利工程中的有效应用。

5 结束语

高效节水灌溉技术作为提高水资源利用率的农业技术,在农田水利工程中的运用能够提高农业生产经济效益,极大地减少农业用水成本。在实际工程施工的应用中,需要注重前期的勘测和规划工作,确保工程建设的材料稳定性,根据农业用水需求选择相关技术。通过后期对工程的管理保障农田水利工程的有效运行,实现高效节水灌溉技术在农田水利工程中的实践应用,促进我国农业的可持续发展。

参考文献

[1] 武荣.影响节水灌溉技术在农田水利工程中应用的因素及注意事项探究[J].河北农机,2021(9):25-26.

[2] 崔瑞军.节水灌溉技术在农田水利工程中的运用探讨[J].内蒙古科技与经济, 2021(15):104-105.

[3] 张德儒.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究[J].南方农机,2021, 52(15):78-79,88.

[4] 侯宇轩.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究[J].农业灾害研究,2021, 11(9):166-167.

责任编辑:黄艳飞

Application of High Effi-ciency and Water Saving Irrigation Technology in Farmland Water Conser-vancy Projects

ZHANG De-fang (River and Lake Man-agement Center of Water Affairs Bureau of Tianzhu Tibetan Autonomous County, Wuwei City, Gansu Province, Tianzhu, Gansu 733299)

Abstract As the basic guarantee to improve agricultural production efficiency, farmland water conservancy project plays an important role in China’s agricultural construction and development. With the development of society, people have more and more demand for agricultural production. The application of high-efficiency water-saving irrigation technology in water conservancy projects has also attracted a lot of attention. The application of this technology effectively ensures the effect of farmland water conservancy project construction and provides a more efficient way for irrigation water for agricultural production. According to the actual application of high-efficiency water-saving irrigation technology, combined with the needs of farmland water conservancy project construction and agricultural production, the specific application of relevant technologies in farmland water conservancy project was studied and discussed.

Key words High efficiency and water saving irrigation technology; Farmland water engineering; Agricultural production; Specific application

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