高效節水灌溉技術研究與應用

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摘要：農業生產對水資源需求量極大，為加快建設資源節約型、環境友好型社會，農業生產應積極探索更有效的節水方案，做好灌溉用水控制，提高水資源利用率。以甘肅省張掖市臨澤縣為例，分析臨澤縣農田水利工程高效節水灌溉技術應用中存在的問題，提出根據區域實際情況進行統籌規劃、建立農田灌溉用水自主管理機制、加強高效節水灌溉技術研究和應用、控制水資源價格及加大資金投入力度等改善策略。

關鍵詞：高效節水；灌溉技術；甘肅省張掖市臨澤縣

科學灌溉是農業增產增收的前提，但目前國內有很多地區農業灌溉仍以大水漫灌為主，缺少科學規劃，灌溉技術落后，存在明顯的水資源浪費問題，與可持續發展理念不符。臨澤縣是甘肅省重要的糧食、蔬菜產區，農田灌溉技術水平直接決定了區域農業生產能力。采用高效節水灌溉技術能減少農業成本投入、節約資源、保護環境，是農業發展的必然選擇。臨澤縣從2004年即開始建設節水灌溉工程，但受制于技術、資金等因素，節水灌溉工程技術水平低、推廣范圍小，進一步加強節水灌溉管理非常必要。

1實施現狀

1.1臨澤縣基本情況介紹

臨澤縣隸屬甘肅省張掖市，位于河西走廊中部，轄區面積2729km2。受氣候因素影響，臨澤縣降水集中在7—9月，經常面臨季節性干旱，干旱缺水一直是制約縣域經濟高質量發展的最大瓶頸。

1.2臨澤縣節水灌溉基本情況

自2004年開始，臨澤縣嘗試采用渠道防滲等技術著手建設節水灌溉工程。由于當時技術水平較低、缺少維護資金、管護不到位等問題，目前部分節水灌溉工程已停用。從已有灌溉工程來看，臨澤縣有效灌溉面積0.36萬hm2，實際灌溉面積3.72萬hm2，其中高效節水灌溉面積僅0.13萬hm2，灌溉水利用系數約0.27，農業灌溉水資源利用率還有很大提升空間[1]。同時，區域內耕地主要是碎片化的小畦農田，難以推廣機械化大規模農業作業，也增加了灌溉管理的難度。整體而言，臨澤縣受自然條件、地形地貌的影響，水資源短缺問題突出，對高效節水灌溉技術的需求十分迫切。但在建設高效節水灌溉工程的過程中，受各方面因素影響，高效節水灌溉工程建設滯后，推廣力度不足，未能充分發揮出其高效、節水的優勢。

1.3存在的問題

1.3.1相關設備、設施少，農民用水不規范1）20世紀八九十年代，臨澤縣修建了一定數量的農田水利工程，但受當時技術條件、管理體制等因素的影響，農田水利工程基礎設施條件薄弱，配套設備滯后。2）農民是實施灌溉的主體，但農民普遍文化程度較低，灌溉前沒有進行調查研究，既不懂得結合農田實際情況選擇合適的灌溉技術方式，也不會根據農作物的不同生長需求合理設計灌溉量，最終不但無法增產增收，還可能因土壤中水分過多導致植物爛根死亡[2]。1.3.2農作物種植結構不合理目前，臨澤縣的種植方式還是以農民自行種植和管理為主，生產方式粗放，且不同農民理念不同，很難統一進行協調灌溉；農作物種植結構體現不了規模效益，達不到集約經營、機械耕種的要求，高效節水技術的應用也受到了限制。1.3.3高效灌溉節水技術水平低1）20世紀70年代，節水灌溉技術被引入我國并逐漸推廣，但國內對該技術的研究還不夠深入，普及程度較低，很多地區依舊沿用大水漫灌的灌溉方法，造成了嚴重的水資源浪費[3-4]。2）臨澤縣農業機械化水平較低，投入農田水利的資金、技術較少，灌溉時主要依靠人力，導致技術指導人員不能準確掌握農田灌溉情況，也不能根據農田實際灌溉需求作出技術調整，高效節水灌溉技術難以真正應用到實際中。1.3.4資金缺口大，工程效益低1）臨澤縣投入的資金主要依賴中央和省級財政，來源渠道單一，沒有形成分級管理、分級負責的水利投入機制，難以滿足水利工程建設需求，也沒有形成社會融資、農民集資的有效管理機制，解決不了水利工程資金困難的問題。2）受傳統觀念的影響，臨澤縣部分農民對灌溉設備的養護漠不關心，導致灌溉設備老化失修，無法保證有效供水，難以正常發揮工程效益，水費收繳難度增加，工程運行經費短缺，灌溉效益衰減，水管單位經營困難[5]。

2改善策略

2.1建立農田灌溉用水自主管理機制

1）相關部門做好用水監督，對灌區內水利工程進行全面排查，及時排除隱患，做好灌區設備投入和維護工作，監督灌溉用水合理使用，避免農田水利工程設備帶病運行。2）農民是農田灌溉用水的使用主體，應發揮農民在管理水利設施、維護用水設備方面的積極作用，加強農村供水協會、用水者協會、農業合作社等組織的建設，本著“誰受益、誰負責，誰投資、誰所有”的原則吸引農民參與管理，明確產權，依靠農民的力量做好灌溉設施管理、灌溉用水管理[6]。

2.2根據區域實際情況進行統籌規劃

1）在推廣高效節水灌溉技術時，相關部門應立足區域農業生產實際，分析制約節水灌溉技術推廣的原因，考慮當地農業發展狀態、農民利益等情況，統籌規劃，整合各項資源，避免技術推廣的局限性。2）水利部門在制訂節水方案前，應調查區域地形地貌、農作物實際需水情況、適合的節水設施等，針對性地采用噴灌、渠道防滲等技術進行灌溉。3）做好高效節水灌溉技術的宣傳工作，培養農民節水意識，引導農民提高水資源利用率；加強對農民群體的知識教育、技術培訓，使其掌握節水灌溉技術，為節水灌溉的推廣和普及奠定良好的基礎[7]。4）為促進節水灌溉設施的高效利用，應明確水利設施各相關部門的職能。在農田灌溉中，水利設施使用方、所有方易出現職權交叉進而引起糾紛的問題，必須以法律規范各方的權利、責任、義務和利益，使各部門積極參與管理，明確水源、供水、治污等職責，理順管理體制，通過民主監督、協商等方式解決全局性問題[8]。5）嚴格落實配水計劃，根據當前河源來水、渠道引水情況，科學分析，合理配置水資源。各渠系、各村社嚴禁在灌溉高峰期隨意改變配水計劃、隨意調配水量，防止用水矛盾激化和水事糾紛發生，確?，F有水量合理配置。

2.3加強高效節水灌溉技術研究和應用

目前，國內外應用較多的高效節水灌溉技術包括步行式灌溉、渠道防滲、噴灌及滴灌等，各灌區應根據自身自然條件、資金水平、維護能力等科學選擇高效節水灌溉技術[9]。2.3.1步行式灌溉步行式灌溉指的是利用農用機械產生灌溉動力，實現移動灌溉的效果。步行式灌溉對設備要求不高，適應性和靈活性較強，在農田急需灌溉，而噴灌、滴灌技術難以迅速達到灌溉目標時，可采用步行式灌溉。同時，步行式灌溉較強的靈活性、適應性，主要依賴組裝形成的灌溉系統，投入資金較少，且可根據水源所在位置配合灌溉機完成作業，不必修建大量水渠工程，勞動力投入少，灌溉實效性較高。2.3.2渠道防滲渠道防滲技術在農業水利灌溉中的應用較為廣泛，技術原理為減少渠道輸水時的滲漏，節約灌溉水。目前，渠道防滲技術有兩種實現途徑：設置防滲層、改變原渠床滲透性。防滲層設計可選擇混凝土、鋼筋混凝土、瀝青、塑料薄膜等材料，其中塑料薄膜具有防滲效果好、資金投入少的優勢；改變原渠床滲透性可采取壓實土壤、抹光、淤淀等方法，以減少土壤空隙，降低土壤透水性。2.3.3噴灌技術噴灌技術在農業灌溉中的應用非常廣泛，適用于大面積種植區，其原理為利用水泵或自然落差將水輸送到種植區，利用噴頭大面積噴灑種植作物，噴灑出的小水滴可均勻鋪灑在種植范圍內。噴灌技術的優勢在于灌溉設備占用耕地面積小，灌溉均勻，幾乎適用所有類型的種植作物，相比地面式灌溉可節水30%～50%；缺點是噴灌設備投資較高，噴出的水霧易受風力影響[10]。2.3.4滴灌技術滴灌技術可利用動力設備、水凈化設備、加壓設備等將水流引入灌水器內，再通過篩網篩除水內浮游藻、砂礫、金屬雜質，并通過一定壓力將水滴灌到土壤中。滴灌技術能減少水分蒸發，防止雜草增長，減少農藥使用；滴灌技術對設備要求較高，使用中毛管、滴頭會因雜質沉淀而堵塞，在大面積作物種植中的應用還有待研究。2.3.5間歇式灌溉間歇式灌溉的原理為通過向種植區域內的畦間歇性輸送水分，產生連續供水效果，主要靠間歇閥來完成，一般為兩組畦交替供水。間歇式灌溉主要的優勢是：間歇式灌溉可比連續式灌溉節水22%以上，且灌溉更加均勻；可減少畦首和畦尾滲水量，提高水資源利用率，防止肥料流失；間歇閥和自動控制裝置投資不高，造價低，能提高經濟效益。2.3.6雨水集蓄利用雨水集蓄利用是指通過工程措施收集自然降水并儲存起來，在農田有灌溉需求時利用管道將集蓄的雨水輸送到田地中。雨水集蓄利用不但能緩解農田灌溉問題，也能補充人畜飲水，適用于季節性缺水及干旱的地區。同時，雨水集蓄利用對設備設施的需求較少，投資要求低，可大范圍推廣使用。此外，雨水集蓄利用體系可保護生態環境，防止水土流失，為農業增產、農業經濟發展提供有效幫助。

2.4控制水資源價格

農田水利工程的直接受益群體是廣大農民，具有較強公益性，但為了提高農民節約灌溉用水的積極性，有必要制定合理的水價政策，控制用水成本。在科學計算農田水利設施效益的基礎上制訂水價范圍，既要體現水價的公益性，杜絕所有方隨意制訂供水成本的現象，從政策方面降低農民負擔，又要保持水利工程管理單位有序運行，避免出現大量虧損，維持科學的水價區間[11]。

2.5加大資金投入

相關部門應向市級、省級政府申請資金，加大資金投入力度，緩解縣區財政壓力，在現有基礎上進一步增加配套資金，形成以政府資金為主，社會投資、村集體和個人資金統籌參與的多元化籌資渠道。同時，集體、個人自籌資金的使用必須遵循一定的章程，確保資金籌集、使用的透明，嚴禁挪用、截留資金，并由水利、財政部門聯合監督資金使用情況。

3結語

高效節水灌溉技術對農業種植、農業生產有突出作用，節水灌溉技術不同，適用條件也存在差異。因此，農民在開展高效節水灌溉時應結合實際情況，靈活選擇灌溉技術，以更好地發揮灌溉功效，節約水資源，實現高質量農業發展的目標。

作者：李洪星 單位：臨澤縣平川水利管理所