節水灌溉技術在水利工程的應用

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摘要：隨著現代化進程不斷加快，各產業均處于飛速發展時期，我國作為農業大國，在當下現代化建設進程中，農田水利工程也迎來了全新的發展時期。目前，我國水資源嚴重匱乏，為進一步提高作物產量、保證水資源合理利用，農業生產逐步引入了高效節水灌溉技術。現階段用于農田水利工程的高效節水灌溉技術類型較多，在不同的作物類型、地理環境、氣候環境因素下，選擇合理的灌溉技術也是實現農業可持續發展的重要前提，本文將對目前高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用進行深入分析。

關鍵詞：高效節水灌溉；農田水利工程；應用價值；水資源管理

近年來，我國農業生產取得了長足發展，隨著現代化進程不斷加快，農田水利工程為進一步提升作物產量、降低運作成本，也逐漸引入了各種新型農業技術。現代化農業發展對水的需求量相較于傳統農業更高，但目前我國乃至全世界都存在水資源匱乏的現實問題，在資源匱乏、生態環境惡化的情況下，如何最大程度上提高水的利用率、降低對生態環境的破壞已成為農業生產發展過程中重點關注的問題。高效節水灌溉則是其提高水資源利用率的重要技術之一。現階段該技術已廣泛用于我國農田水利工程中，而合理運用高效節水灌溉技術對實現農業現代化進程及長期、可持續發展有著重要意義。本文將對高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用情況及應用價值進行深入分析，旨在以此為農業在選擇高效節水灌溉具體模式時提供一些參考依據。

1高效節水灌溉技術闡述

高效節水灌溉是一種非土渠輸水、地表漫灌的輸水、灌水方式統稱，輸水方式主要包含防滲渠、管道輸水等兩個發展階段，而灌水方式則是在地表漫灌基礎上，包含逐步從噴灌、微灌發展至地下滴灌等3個階段，高效節水灌溉是一種可有效緩解水資源緊缺的新型技術，在實現將水的利用系數從0.3提升至0.98的同時，對改變農業生產方式、提高農田水利工程的土地利用率也有積極意義。此前人們采用的傳統灌水方式為地面灌水，其覆蓋范圍較為全面，可充分適應各種農作物的生長需求，且傳統灌水大多依賴人工，未含有太高技術成分，其灌水設備投資及運行費用較多，對質地較為密實的土壤相對較為實用。但目前隨著農業生產的不斷發展，作物不僅只是種植于密實土壤，也有部分作物會在砂性土壤上種植，傳統的地面灌水方式或可導致砂性土壤深層滲漏，在超量灌溉下，地下水位上升后，也會導致土壤因此出現鹽堿化，且沿田面發生跑水后也是一種對水資源的浪費現象。傳統地面灌水對土壤性質及土地平整度均有較高要求，相較于此灌溉方法而言，高效節水灌溉技術下的噴灌、滴灌則不會受到諸多限制，在節水、省工、降低成本、提高產量等方面均有積極意義。

2高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用情況

高效節水灌溉技術已在我國取得了長足發展，針對不同地形、土壤類型及不同作物用水需求的情況下，多種灌溉技術均已得到廣泛應用，而現階段高效節水灌溉技術在我國農田水利工程中的具體應用情況主要表現在以下幾方面。

2.1水資源管理

我國地形、地理條件及不同地區間的氣候差異均較為明顯，因而導致不同地區對水資源的需求也存在較大差異，現階段隨著生態環境污染加劇、水資源日益匱乏，因此在各農田水利工程中，做好水資源的合理管理十分必要。在高效節水灌溉技術下，可結合農作物在不同季節、不同時段下的需水量及蒸發量，為其選擇合理的灌溉方式，這樣可在保證作物產量的同時最大程度節省水資源的使用情況。在作物灌溉過程中，灌溉水的輸送是相關操作人員需要重點考慮的問題，為避免灌溉水浪費和損傷，根據土壤的質地和下滲情況，選擇合適的灌溉技術并建立相應的防滲漏渠是減少水資源浪費的重要環節。此前在傳統的灌溉方式下，灌溉水輸送大多依靠石塊、混凝土護坡、混凝土預制面等砌筑，為進一步提高渠道的防滲漏性，建議在修建輸送通道時盡可能選擇修葺“U”型渠道。

2.2低壓管道輸水

管道輸水是傳統明渠輸水灌溉的替代工程，將灌溉水經由分水設施直接通過管道輸送至田間，可用于多種農田水利工程中。以大中型灌區為例，在進行作物灌溉時可采用明渠與管道輸水相結合的方式，除了可存在為地面噴灌供水的壓力輸水管道外，還包括可為田間溝畦灌的低壓輸水管道。與常規的土壟溝相比，低壓管道可減少5%左右的水資源損傷，其對水資源的利用率可比普通土渠高30%～40%，在機井灌區應用低壓管道輸水，可有效減少水的蒸發，在節水的同時也可顯著降低能耗。且相較于土渠輸水而言，管道輸水對灌溉區域的面積占有率僅有0.5%左右，在有效避免跑水、漏水同時，可很大程度提升土地利用率。在同等的水源情況下，管道輸水的投資成本相對更低，在有效滿足作物長期需水要求的同時對降低生產成本、提高經濟效益也有重要意義。傳統土渠輸水對地形平整度要求較高，而管道可爬坡、跨路、越溝，其施工方便且不受地形限制，其適應性相對更強，可更好滿足當下農田水利工程中的生產責任制。

2.3灌溉技術分析

用于農田水利工程的高效節水灌溉技術主要包含噴灌、步行式灌溉、微灌和滴灌等多種。噴灌技術適用于大田密植農作物，該技術可實現對作物的區域化控制，對提高耕地利用情況、增加作物產量等均有積極作用，且在噴灌技術下，作物用水量可比漫灌節省約30%的用水量，但噴灌技術在氣溫過高情況下有易蒸發的風險，且為保證必要的噴灌頻率一般需介入大容量的噴灌水源，此外，若外界風力過大，噴灌技術或難以實現理想的灌溉效果。步行式灌溉與噴灌技術有相同之處，但其運行成本相較于噴灌技術更低，誠然用柴油機、拖拉機代替步行或可一定程度提高灌溉效率，步行式微灌在部分農田水利中應用也較為廣泛。微灌是一種較為先進的節水灌溉技術，與傳統的地面灌溉不同，微灌不是對地面進行全方位灌溉，是對作物進行針對性灌溉，僅對作物需水部分供應實際需水量，其灌水量均勻，對水資源的節省率可達50%左右，微灌不會受到地形及土壤限制，且在微灌技術下，設施農業及經濟作物的產量可明顯提升，但需注意的時，在微灌下也易導致水肥一體化，因此在實施微灌技術灌溉時，需時常對水質及灌溉系統進行嚴格的把控。滴灌是近年來新興起的一種灌溉技術，我國于1996年起，逐步將滴灌技術用于多地的速生林、果樹、草坪及城市綠化，以上地下滴灌均大獲成功；國外相關學者于1998年開始應用地下滴灌，在對果樹、草坪及棉田等分別實施地下滴灌后也均取得了增產、減成本的效果。在精準的立體定位下，地下滴灌可實現蒸發量小、灌溉面廣的雙重效果，且地下滴灌不會受到風力限制，對水的利用系數可高達0.98，理論上可實現水的零損失。不同高效節水灌溉技術均有其自身的優缺點，張亮等也在其相關研究中表示，高效節水灌溉將會成為破解農業水資源短缺的關鍵途徑，因地制宜選擇適應區域可持續發展需要的高效節水灌溉模式尤為重要。

3應用價值分析

閆曉紅學者表示，高效節水灌溉可提高農業用水效率,避免水資源的浪費。在充分結合作物生長過程中的水文、土壤、氣候特點進行科學、合理的水資源灌溉，在實現較為理想的農田灌溉效果同時，對進一步節省我國水資源、促進農業現代化、可持續化發展均有重要意義。目前我國已將該技術廣泛用于各類農田水利工程中，高效節水灌溉技術的實際應用價值主要體現在以下幾方面。

3.1增加作物產量、提高農業減災率

近年來，隨著各地自然災害頻繁，我們不難看出，當前全球范圍內的氣候條件均已發生變化，就我國而言，極端天氣的發生率相較于往年明顯升高，各類地質、氣候災害也層出不窮，對于西北地區而言，干旱、冰雹等對其農業生產造成了嚴重影響，而對于東南地區而言，地震、洪水等自然災害也成為了威脅其作物產量的重要因素。此前為保證作物的生長用水需求，會大范圍的進行地面灌溉，地面灌溉往往需要破壞土地本身的地形，通過開鑿土壤、修建土渠等方式實現灌溉水輸送，部分海拔較高地區為實現灌溉水順利輸送，或需采用砍樹、除林等方式為土渠修建提供必要的地形環境，如此一來，隨著土壤沙化，發生地質災害的風險也會相應升高。在高效節水灌溉技術下，可一改傳統的土渠輸水，在采用不受地形影響的管道輸水后，可一定程度上減少對地理環境的破壞，對提高農業的減災率也有一定積極意義，作為受災害影響降低后，其產量則會相應提升，進而對增加農業產業經濟收益也有重要的促進作用。

3.2實現水資源的高度利用

農業是我國的主要產業，而農業用水也占全國總用水量的70%以上，此前大范圍漫灌的灌溉方式一定程度上造成了農業用水嚴重浪費現象，近年來我國水資源日益匱乏，農業作為用水大戶，在不合理的灌溉條件下，其水資源的有效利用率僅在30%～40%，遠低于發達國家水平。在我國部分區域，水資源短缺是一個需要重點關注且亟待解決的問題，相較于城市區域而言，農村地區對水資源的保護、節約意識有所欠缺，水資源浪費現象非常嚴峻。相關數據顯示，我國每立方米水的糧食產量僅為0.85kg，而大多數發達國家的產量可達到2kg/m3以上。為改變我國農業傳統的不合理灌溉習慣，進一步緩解水資源短缺現狀，應用并推廣高效節水灌溉技術為農田水利工程的必要發展需求。

3.3促進生態環境改善

從地理條件來說，我國不同地區的氣候、地形等生態條件均存在明顯差異，但生態環境的惡化卻是目前各地區共同面臨的問題。受氣候條件影響，不同地區在進行農作物生產時，對水的需求也存在一定差異，以西北地區為例，該區域常年氣候干旱，降水量減少，為保證作物正常生長，其用水量相較于南方區域來說相對更大。但無論南北地區，在進行水資源灌溉時，均存在明顯的浪費現象。為了獲取更多水資源，部分區域難免會對生態環境進行一定改變，由此對生態造成了一系列破壞均是不可逆的。而實施高效節水灌溉技術可從避免對地形環境造成破壞為出發點，切實減少農田水利工程對生態環境造成的破壞，因此，應用并推廣高效節水灌溉也是促進生態環境改善的重要措施之一。

4結語

目前我國生態環境日趨惡化，水資源匱乏問題也日益嚴峻，因此現階段在農田水利工程中切實推廣高效節水灌溉為必然選擇。盡管目前國家已大力推廣該灌溉技術，但其推廣范圍仍較小，且由于缺乏相應的監督機制，加之相關對節水灌溉的必要投入不足，導致其應用效果并未達到理想水平，為充分實現高效節水灌溉技術的有效應用，相關人員應當深入了解現階段農田的實際運作情況，通過強化對各種節水灌溉技術的有效管理，才可真正實現高效節水灌溉技術的推廣及應用。

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作者：周興龍 單位：甘肅省疏勒河流域水資源利用中心