農業水利灌溉與節水技術措施
時間:2022-06-09 03:17:38
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摘要:我國作為農業大國,以農業發展為本,農業與國民經濟發展直接掛鉤,大力發展節水技術,將節水技術應用到農業水利灌溉中,對推動我國農業發展有著重要意義。本文主要探討了農業水利灌溉模式與節水技術措施,旨在提高農業用水效率,促進農業可持續發展。
關鍵詞:農業水利;灌溉模式;節水技術;措施
我國地大物博、水資源豐富,但淡水資源分布不均,東南地區多、西北地區少,造成我國是淡水資源匱乏的國家之一。為了提高水資源利用率,我國近幾十年大力發展農業水利灌溉事業,很大程度上解決了淡水資源分布不均的問題,擺脫了傳統農業“靠天吃飯”的情況。多年發展中,農業水利灌溉模式也在朝向多元化方向發展,在眾多灌溉模式選擇中,如何更好地應用節水技術措施是需要重點考慮的問題。
1節水技術
應用節水技術的核心是為了發展節水農業,提升農業水資源利用率。現行主要的節水技術有工程節水措施、農業節水措施、覆蓋保墑措施、節水管理措施等。據有關調查顯示,我國農業水資源利用率不足30%,大部分水都被滲透到地層或被蒸發[1]。而節水技術的應用有助于提高農業用水效率,減少滲透、蒸發損耗量,實現高效、節能灌溉的目標。
2農業水利灌溉模式
2.1渠道防滲模式
我國農田灌溉的主要輸水方式為渠道運輸。過去主要采用土渠,輸水滲漏損失量達50%。渠道防滲一直都是發展節水灌溉的主要措施,按照防滲材料可以劃分為土料壓實、三合土護面、襯砌、混凝土、塑料薄膜、瀝青護面等。渠道防滲技術能夠降低渠道輸水過程中水資源滲漏量,提升水資源的利用率,保證渠道輸水安全。渠道防滲技術是將農田灌溉渠、非灌溉渠分開設置,確保灌溉渠水資源充足。由于農田灌溉渠道結構復雜,長期受到自然環境影響可能會出現滲漏情況,可在地下增設蓄水池收集水資源,還可以收集降水,實現水資源存儲、二次利用。
2.2噴灌模式
噴灑灌溉(噴灌)模式主要是借助水泵、動力機、管道等設備,通過設備驅動或借助水的自然落差將水輸送到灌溉區域,使用噴頭將水噴灑到空氣中形成小水滴,擴大水的覆蓋面積。噴灌模式中主要采用了灌溉水源工程、水泵、動力機、管道、噴頭、控制器等[2],可以將其細分為固定式、半固定式、移動式3種模式。固定噴灌系統大部分或全部系統固定不動,有些噴頭采用不固定式;半固定噴灌系統可以移動的部分為管噴設施或噴頭支管,其余設施不可移動,水栓與管道連接;移動噴灌系統中水泵、動力機、噴頭、管道均可移動,只有灌溉水源工程不可移動。
2.3低壓管道輸水灌溉模式
該模式也被稱之為管灌模式,主要是將輸水土渠道更換為低壓輸水管道,通過壓力作用將水資源傳輸到田間,減少水資源在輸送過程中蒸發、滲漏損失。管灌模式主要由灌溉水源工程、動力機、水泵、保護裝置、管道、配水裝置、排水閥、逆止閥、量水設備等構成,同樣可分為移動式、半固定式、固定式3種模式。移動模式除了灌溉水源工程外,其余設備均可移動,十分適合在小水源、小管徑、小機組的軟管使用。半固定式中機泵、支管、給水裝置均不可移動,地面灌溉管可以移動,地下埋設的管道將水資源輸送到農業灌溉區,借助水栓將水傳輸到地面可移動管道中進行灌溉。固定式中機泵、管道、給水設備均是固定形式,管道系統傳輸的水資源直接灌溉農田。
3農田水利灌溉節水技術措施
3.1工程節水措施
工程節水措施主要是借助各類灌溉工程降低水資源浪費量,如配套灌溉工程、低壓管道輸水、渠道襯砌、建設機電井、地下蓄水池、改善地面灌溉設施、噴灌與滴灌等。這些工程措施均可起到提高水資源利用率、保障灌溉率的作用。
3.2農業節水措施
農業節水措施主要是通過農業技術降低水資源使用量和提高利用率。主要有土地平整、免耕少耕、深翻松翻、秸稈還田、均衡施肥等,配套采用薄膜覆蓋技術、護地栽培技術,增加農業設施數量,利用抗旱保水劑。對現有種植結構、耕作方式進行改進,推動周圍林業建設,加強水土保持力。該類措施有助于提高農作物種植產量、質量,減少水資源蒸發量[3]。
3.3覆蓋保墑技術
覆蓋保墑有助于減少水資源浪費,可在耕地表面覆蓋一層塑料薄膜、秸稈等,以減少水分蒸發量,加強土壤的蓄水性能,提升地表溫度,改善土壤物理性狀。秸稈覆蓋技術可以減少15%~20%水資源浪費量,提高10%~20%產量。覆蓋塑料薄膜能夠增加土壤水分存量,減少20%~30%水資源浪費,提高30%~40%產量。
3.4管理節水措施
土壤監測和灌溉預報,采用張力計、中子法、電阻法等先進手段,對土壤墑情實時監測,通過分析采集的數據信息,配合天氣預報數據,預測適宜的灌水時間和灌水量,從而確定水資源灌溉量,控制土壤含水量,實現增產、節水的目標。節水高效灌溉中可將有限的水資源在作物生育期科學分配,讓灌溉水更多地被作物根系吸收、存儲、轉化,提升光合產物向經濟產量轉化率。優化灌區配水,結合灌區輸配水渠道的技術參數、農田情況、作物分布狀況,根據水源可供水量、作物生育階段需水量、水分生產函數,以配水中水資源損失量最小、增產值最大為目標,結合灌溉工程技術手段,制定灌區水資源最優調度方案,實現水資源的科學調配[4]。此外,還應借助灌溉自動化系統,借助電子技術獲取渠道水位、河流水庫、含沙量、流量、抽水灌區水泵運轉等信息數據,自動化系統將這些數據信息處理后,按照所設定的最優方案自動調節閘門開度、調節水泵運行參數,使整個系統進行自動化監測,實現水資源最優化管理目標。
3.5調整農業種植結構
節水灌溉能夠提高水資源利用率、降低損耗率,但僅憑借農田灌溉工程節水存在上限,而將灌溉技術與農業技術結合,除了可以提高水資源利用率,同時也能滿足增收需求。地下灌溉、滴灌技術可以在一定程度上減少作物本身水分蒸發,其他灌溉形式在控制作物自身水分蒸發的作用微乎其微,特別在作物生產前期,作物遮陰率較低,作物間的蒸發量較大。配套農業節水技術有助于減少作物本身水分蒸發量,可采用耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、噴灑抗旱劑、使用保水劑、采用抗旱品種等,通過技術組合的形式進一步提高水資源效益。
4結束語
農業水利灌溉有助于推動我國農業經濟發展,符合現代農業發展需求。要進一步加強農業水資源的開發、利用規劃,從技術角度、資源利用角度著手,結合水利工程技術、節水灌溉技術,采取科學的農業水利灌溉模式,降低農業生產成本,推動現代農業發展進程。
參考文獻
[1]付曉雙,荊燕燕,陳文蛟.農業水利灌溉模式與節水技術措施研究[J].農村科學實驗,2020(3):89-90.
[2]藍晶晶.農業水利灌溉模式與節水技術措施研究[J].農家科技(下旬刊),2018(9):192-193.
[3]郭麗云.淺析農業水利灌溉模式與節水技術措施[J].工程技術(文摘版),2016(2):105-106.
[4]楊青宇.農業水利灌溉模式和節水技術措施的思考研究[J].新絲路,2020(3):100-101.
作者:趙偉 單位:臨夏回族自治州水利科學研究院
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