中国科技人才2023年5期

高效节水灌溉技术在农田水利工程中的运用探究

梁桂兰

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摘要：近年来，我国在农业现代化建设上取得了重大成就，农业生产效率得到了显著提升，农业灌溉用水量也随之大幅增长。目前，我国部分地区在进行农业生产时仍沿用传统引水漫灌的方式，导致水资源利用率不高。将喷灌技术、微灌溉技术、渠道防渗透技术等新型节水灌溉技术应用于农业生产中，在确保农业灌溉用水充足的前提下，可有效提升水资源的利用率。

关键词：水利工程；农田；灌溉技术；高效节水

中图分类号：S275

文献标识码：A

引言

我国农业发展主要受到水资源结构失衡因素的限制，且我国南方、北方的水资源分配不均，能够利用、开发的水资源总量较小，农业地区生产、生活用水难以得到满足。我国当前正在研究高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用，并对未来的发展方向进行探寻。

1应用节水灌溉技术的现实意义

1.1提高水资源利用率

建设农田水利工程的目的在于调节地区水情，改善农田灌溉方式，防治旱、涝、盐、碱灾害，以保障农业生产的稳产、高产。现阶段，我国水资源人均占有量仅为世界平均水平的1/4左右，属于水资源短缺国家，因此，在农田水利工程中利用节水灌溉技术建立一套完善的水资源循环灌溉系统，可以在满足农田灌溉用水的同时，提升水资源的利用率。

1.2推动灌溉技术发展

随着我国农业现代化水平的不断提高，农田灌溉技术已经成为我国农业生产中不可替代的重要组成部分。我国幅员辽阔，不同地区气候、地质、水文条件存在较大差异，农作物生长规律也有很大不同。农田水利工程技术人员在开展节水灌溉技术推广工作时，需要根据区域实际条件以及作物生长规律做出科学规划，并在此过程中不断改进与完善节水灌溉技术，推动其持续发展，为区域农业经济的发展奠定良好基础。

2高效节水灌溉技术在农田水利工程中策略

2.1高效喷灌技术

高效节水灌溉技术的应用，主要目的在于充分有效地进行农田灌溉。此种技术的应用，需要管道、加压设备及动力设备等专业化的硬件设备进行支持。在实际操作中，连接水资源运输管道时，可以结合农田基础地形高度数据差距，对压力进行持续增加，进而开展体系化的数据传输工作，再利用喷嘴设备开展全面喷洒，确保农业的生产种植能够获得充足的水资源支持。当前，我国大多数的农田水利建设，都会运用到高效喷灌技术。其中又分为半固定模式喷灌、固定模式喷灌及移动模式喷灌。根据类型的差异，应选择不同的灌溉模式。移动式喷灌设备的特点是所有部件均可以移动，更加适用于在环境较为恶劣的地区灌溉，其优势在于机动性更好。农田范围较大的地区适合使用只有喷头可以移动、其余部分不能移动的固定式喷灌设备。而半固定式设备，较固定式设备，其机动性相对较好，它的喷头支管具有可移动性，喷头也可以移动。

喷灌节水灌溉技术好处还在于其节水效果，喷灌能节水80%，相较于地面灌溉，喷灌模式灌溉能节省50%水资源，且能使作物大幅增产，通常增产率可达35%。这是由于取消了畦埂、田间灌、毛渠、农渠的灌溉，使得播种面积的灌溉率增加了18%，而且灌溉效果均匀，农业生态环境及田间小气候得到改善，有利于保全苗及抢季，防止土壤板结。

2.2渠道防渗技术

传统的渠道灌溉技术，其水分流失达到50%。而渠道防渗技术在实际的操作过程中，可以最大限度的降低系统内部结构渠道的水资源渗透性能，避免水资源的浪费。使用运输渠道防渗技术可避免水资源的浪费。当前，在高效节水灌溉的大背景下，主要使用整体断面为U型断面作为水资源的运输渠道，其核心材料为沥青混凝土、混凝土及水泥土，被称为沥青护面防渗技术，还有塑料薄膜防渗、混凝土衬砌及砖衬砌等类型。比如，砌石防渗运用的是片石、块石及卵石，塑料薄膜防渗，在其内部衬好薄膜后，再用石料、混凝土、土料做好防渗。同时，这种灌溉渠道防渗技术的实际运用及操作，还具有有效控制地下水资源、传播速度较快、维修成本低的优势，避免次生盐碱化的弊端。

在渠道防渗施工的过程中，需要满足以下要求：其一，应通过水力计算的方式确定防渗渠道断面尺寸，流量＜1m3/s时可以采用U形断面，流量＞1m3/s时应采用弧形底梯形断面或弧形坡脚。其二，对于标准冻深＞10cm的地区，当衬砌渠道的地基冻胀量比允许位移大时，可以使用防冻胀的技术。其三，小型灌区面积应≥70%、中型灌区面积应≥50%、大型灌区面积应≥40%，且井灌区固定渠道需做好全部防渗、井渠结合灌区应降低18%。其四，应将伸缩缝设置在刚性材料渠道防渗结构中，伸缩缝的间距，应依据护面厚度及渠道断面规定选择。其五，地下水位比埋铺式模料和防渗渠道渠底高的情况下，为确保排水口的畅通，应将排水设施设计于渠底。

2.3痕灌技术

痕灌技术的推出，使农作物“被动补水”的方式被打破，农作物可以按需自主吸水。痕灌技术是化学层面的痕量元素与微量元素相结合而产生的概念，它的特点在于可以通过超微流量的方式长久对作物供水，在单位时间内，痕灌的出水量能够达到滴灌的1/100～1/1000。痕灌控水头是痕灌技术的核心节水部件，其毛细管的导水性能及过滤性能良好，控水头在作物根系附近，而充满水的管道则与毛细管束相连，能够感知土壤的水势变化。作物根系周围水势的降低，与作物吸水相关，这也是发出的需水信号，根系周围不断有控水头内的水流入，直到作物的吸水停止。毛细管束可以被控水头内的痕膜保护，可避免毛细管束的堵塞现象，能够使系统长期稳定的工作。痕灌技术节水效果更明显，节水技术能耗更少，特别可以在常规节水灌溉方面使用广泛，经过多年的田间试验研究表明，痕灌技术比滴灌技术更加节水，节水量达到50%，尤其适合在无法推广滴灌的地区使用。

痕灌技术仅需使用贮水箱灌溉，保持水箱水位在0.5m，无需使用动力设备，且对水质基本无要求，只需保持水中无油，无需安放首部过滤设备。同时，相比普通滴灌，痕灌的控水头具有较强的抗堵性，控水头的流量与作物生长需求、土壤湿度、贮水池水位相关。譬如，灌溉一季草莓，普通灌溉每667m2用水量为281m3，而痕量灌溉的用水量仅为153m3，相比普通滴灌方式，痕灌的节水量为47%。同时，也能够节约肥料。

2.4步行灌溉及雨水收集技术

农田水利工程在建设过程中，可以充分利用雨水资源对农业灌溉方面使用的水资源进行弥补。在我国农业科学发展技术水平不断提升的当前阶段，雨水收集技术也获得了突破。通过科学手段对雨水进行储存，再通过管道在农田结构中传输水资源，进而确保农作物可以正常生长，杜绝侵蚀问题的出现。此外，干旱地区特别适合使用雨水收集技术。这种技术不仅能解决农作物生长的缺水问题，也能通过深度过滤，供应正常的生活饮用水。在使用高效节水灌溉技术进行农田灌溉的过程中，应注意步行灌溉的技术优势，这是高效节水灌溉与农业生产中的机械化技术进行融合的模式。其作用在于通过移动的方式进行灌溉，也可以引入其他硬件及不同的灌溉技术，以提高步行灌溉的质量及效率。再者，全新高效节水灌溉技术的开展，是节水技术与硬件机械操作模式相结合的方式，在操作环节，搭配设施及操作技术都相对简单，且其自身的可移动优势，使得不同地形、不同外部环境的农作物都可以通过步行灌溉的方式操作。

结束语

综上所述，高效节水灌溉技术能提高水资源利用率，扩大灌溉面积，且可以使农产品的产量及质量得到提升。在节水灌溉技术上有所突破，需要通过多元化的方式，完善农田水利工程的发展，应用先进的高效节水灌溉技术，确保在节约水资源的情况下，促进农业发展。

参考文献：

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[2]宋承平.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].智慧农业导刊,2022,2(14):94-96.

[3]徐栋.高效节水灌溉技术在现代农田水利工程中的应用概述[J].农业开发与装备,2022(3):95-97.