节水灌溉技术在水利工程的应用

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摘要：随着现代化进程不断加快，各产业均处于飞速发展时期，我国作为农业大国，在当下现代化建设进程中，农田水利工程也迎来了全新的发展时期。目前，我国水资源严重匮乏，为进一步提高作物产量、保证水资源合理利用，农业生产逐步引入了高效节水灌溉技术。现阶段用于农田水利工程的高效节水灌溉技术类型较多，在不同的作物类型、地理环境、气候环境因素下，选择合理的灌溉技术也是实现农业可持续发展的重要前提，本文将对目前高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用进行深入分析。

关键词：高效节水灌溉；农田水利工程；应用价值；水资源管理

近年来，我国农业生产取得了长足发展，随着现代化进程不断加快，农田水利工程为进一步提升作物产量、降低运作成本，也逐渐引入了各种新型农业技术。现代化农业发展对水的需求量相较于传统农业更高，但目前我国乃至全世界都存在水资源匮乏的现实问题，在资源匮乏、生态环境恶化的情况下，如何最大程度上提高水的利用率、降低对生态环境的破坏已成为农业生产发展过程中重点关注的问题。高效节水灌溉则是其提高水资源利用率的重要技术之一。现阶段该技术已广泛用于我国农田水利工程中，而合理运用高效节水灌溉技术对实现农业现代化进程及长期、可持续发展有着重要意义。本文将对高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用情况及应用价值进行深入分析，旨在以此为农业在选择高效节水灌溉具体模式时提供一些参考依据。

1高效节水灌溉技术阐述

高效节水灌溉是一种非土渠输水、地表漫灌的输水、灌水方式统称，输水方式主要包含防渗渠、管道输水等两个发展阶段，而灌水方式则是在地表漫灌基础上，包含逐步从喷灌、微灌发展至地下滴灌等3个阶段，高效节水灌溉是一种可有效缓解水资源紧缺的新型技术，在实现将水的利用系数从0.3提升至0.98的同时，对改变农业生产方式、提高农田水利工程的土地利用率也有积极意义。此前人们采用的传统灌水方式为地面灌水，其覆盖范围较为全面，可充分适应各种农作物的生长需求，且传统灌水大多依赖人工，未含有太高技术成分，其灌水设备投资及运行费用较多，对质地较为密实的土壤相对较为实用。但目前随着农业生产的不断发展，作物不仅只是种植于密实土壤，也有部分作物会在砂性土壤上种植，传统的地面灌水方式或可导致砂性土壤深层渗漏，在超量灌溉下，地下水位上升后，也会导致土壤因此出现盐碱化，且沿田面发生跑水后也是一种对水资源的浪费现象。传统地面灌水对土壤性质及土地平整度均有较高要求，相较于此灌溉方法而言，高效节水灌溉技术下的喷灌、滴灌则不会受到诸多限制，在节水、省工、降低成本、提高产量等方面均有积极意义。

2高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用情况

高效节水灌溉技术已在我国取得了长足发展，针对不同地形、土壤类型及不同作物用水需求的情况下，多种灌溉技术均已得到广泛应用，而现阶段高效节水灌溉技术在我国农田水利工程中的具体应用情况主要表现在以下几方面。

2.1水资源管理

我国地形、地理条件及不同地区间的气候差异均较为明显，因而导致不同地区对水资源的需求也存在较大差异，现阶段随着生态环境污染加剧、水资源日益匮乏，因此在各农田水利工程中，做好水资源的合理管理十分必要。在高效节水灌溉技术下，可结合农作物在不同季节、不同时段下的需水量及蒸发量，为其选择合理的灌溉方式，这样可在保证作物产量的同时最大程度节省水资源的使用情况。在作物灌溉过程中，灌溉水的输送是相关操作人员需要重点考虑的问题，为避免灌溉水浪费和损伤，根据土壤的质地和下渗情况，选择合适的灌溉技术并建立相应的防渗漏渠是减少水资源浪费的重要环节。此前在传统的灌溉方式下，灌溉水输送大多依靠石块、混凝土护坡、混凝土预制面等砌筑，为进一步提高渠道的防渗漏性，建议在修建输送通道时尽可能选择修葺“U”型渠道。

2.2低压管道输水

管道输水是传统明渠输水灌溉的替代工程，将灌溉水经由分水设施直接通过管道输送至田间，可用于多种农田水利工程中。以大中型灌区为例，在进行作物灌溉时可采用明渠与管道输水相结合的方式，除了可存在为地面喷灌供水的压力输水管道外，还包括可为田间沟畦灌的低压输水管道。与常规的土垄沟相比，低压管道可减少5%左右的水资源损伤，其对水资源的利用率可比普通土渠高30%～40%，在机井灌区应用低压管道输水，可有效减少水的蒸发，在节水的同时也可显著降低能耗。且相较于土渠输水而言，管道输水对灌溉区域的面积占有率仅有0.5%左右，在有效避免跑水、漏水同时，可很大程度提升土地利用率。在同等的水源情况下，管道输水的投资成本相对更低，在有效满足作物长期需水要求的同时对降低生产成本、提高经济效益也有重要意义。传统土渠输水对地形平整度要求较高，而管道可爬坡、跨路、越沟，其施工方便且不受地形限制，其适应性相对更强，可更好满足当下农田水利工程中的生产责任制。

2.3灌溉技术分析

用于农田水利工程的高效节水灌溉技术主要包含喷灌、步行式灌溉、微灌和滴灌等多种。喷灌技术适用于大田密植农作物，该技术可实现对作物的区域化控制，对提高耕地利用情况、增加作物产量等均有积极作用，且在喷灌技术下，作物用水量可比漫灌节省约30%的用水量，但喷灌技术在气温过高情况下有易蒸发的风险，且为保证必要的喷灌频率一般需介入大容量的喷灌水源，此外，若外界风力过大，喷灌技术或难以实现理想的灌溉效果。步行式灌溉与喷灌技术有相同之处，但其运行成本相较于喷灌技术更低，诚然用柴油机、拖拉机代替步行或可一定程度提高灌溉效率，步行式微灌在部分农田水利中应用也较为广泛。微灌是一种较为先进的节水灌溉技术，与传统的地面灌溉不同，微灌不是对地面进行全方位灌溉，是对作物进行针对性灌溉，仅对作物需水部分供应实际需水量，其灌水量均匀，对水资源的节省率可达50%左右，微灌不会受到地形及土壤限制，且在微灌技术下，设施农业及经济作物的产量可明显提升，但需注意的时，在微灌下也易导致水肥一体化，因此在实施微灌技术灌溉时，需时常对水质及灌溉系统进行严格的把控。滴灌是近年来新兴起的一种灌溉技术，我国于1996年起，逐步将滴灌技术用于多地的速生林、果树、草坪及城市绿化，以上地下滴灌均大获成功；国外相关学者于1998年开始应用地下滴灌，在对果树、草坪及棉田等分别实施地下滴灌后也均取得了增产、减成本的效果。在精准的立体定位下，地下滴灌可实现蒸发量小、灌溉面广的双重效果，且地下滴灌不会受到风力限制，对水的利用系数可高达0.98，理论上可实现水的零损失。不同高效节水灌溉技术均有其自身的优缺点，张亮等也在其相关研究中表示，高效节水灌溉将会成为破解农业水资源短缺的关键途径，因地制宜选择适应区域可持续发展需要的高效节水灌溉模式尤为重要。

3应用价值分析

闫晓红学者表示，高效节水灌溉可提高农业用水效率,避免水资源的浪费。在充分结合作物生长过程中的水文、土壤、气候特点进行科学、合理的水资源灌溉，在实现较为理想的农田灌溉效果同时，对进一步节省我国水资源、促进农业现代化、可持续化发展均有重要意义。目前我国已将该技术广泛用于各类农田水利工程中，高效节水灌溉技术的实际应用价值主要体现在以下几方面。

3.1增加作物产量、提高农业减灾率

近年来，随着各地自然灾害频繁，我们不难看出，当前全球范围内的气候条件均已发生变化，就我国而言，极端天气的发生率相较于往年明显升高，各类地质、气候灾害也层出不穷，对于西北地区而言，干旱、冰雹等对其农业生产造成了严重影响，而对于东南地区而言，地震、洪水等自然灾害也成为了威胁其作物产量的重要因素。此前为保证作物的生长用水需求，会大范围的进行地面灌溉，地面灌溉往往需要破坏土地本身的地形，通过开凿土壤、修建土渠等方式实现灌溉水输送，部分海拔较高地区为实现灌溉水顺利输送，或需采用砍树、除林等方式为土渠修建提供必要的地形环境，如此一来，随着土壤沙化，发生地质灾害的风险也会相应升高。在高效节水灌溉技术下，可一改传统的土渠输水，在采用不受地形影响的管道输水后，可一定程度上减少对地理环境的破坏，对提高农业的减灾率也有一定积极意义，作为受灾害影响降低后，其产量则会相应提升，进而对增加农业产业经济收益也有重要的促进作用。

3.2实现水资源的高度利用

农业是我国的主要产业，而农业用水也占全国总用水量的70%以上，此前大范围漫灌的灌溉方式一定程度上造成了农业用水严重浪费现象，近年来我国水资源日益匮乏，农业作为用水大户，在不合理的灌溉条件下，其水资源的有效利用率仅在30%～40%，远低于发达国家水平。在我国部分区域，水资源短缺是一个需要重点关注且亟待解决的问题，相较于城市区域而言，农村地区对水资源的保护、节约意识有所欠缺，水资源浪费现象非常严峻。相关数据显示，我国每立方米水的粮食产量仅为0.85kg，而大多数发达国家的产量可达到2kg/m3以上。为改变我国农业传统的不合理灌溉习惯，进一步缓解水资源短缺现状，应用并推广高效节水灌溉技术为农田水利工程的必要发展需求。

3.3促进生态环境改善

从地理条件来说，我国不同地区的气候、地形等生态条件均存在明显差异，但生态环境的恶化却是目前各地区共同面临的问题。受气候条件影响，不同地区在进行农作物生产时，对水的需求也存在一定差异，以西北地区为例，该区域常年气候干旱，降水量减少，为保证作物正常生长，其用水量相较于南方区域来说相对更大。但无论南北地区，在进行水资源灌溉时，均存在明显的浪费现象。为了获取更多水资源，部分区域难免会对生态环境进行一定改变，由此对生态造成了一系列破坏均是不可逆的。而实施高效节水灌溉技术可从避免对地形环境造成破坏为出发点，切实减少农田水利工程对生态环境造成的破坏，因此，应用并推广高效节水灌溉也是促进生态环境改善的重要措施之一。

4结语

目前我国生态环境日趋恶化，水资源匮乏问题也日益严峻，因此现阶段在农田水利工程中切实推广高效节水灌溉为必然选择。尽管目前国家已大力推广该灌溉技术，但其推广范围仍较小，且由于缺乏相应的监督机制，加之相关对节水灌溉的必要投入不足，导致其应用效果并未达到理想水平，为充分实现高效节水灌溉技术的有效应用，相关人员应当深入了解现阶段农田的实际运作情况，通过强化对各种节水灌溉技术的有效管理，才可真正实现高效节水灌溉技术的推广及应用。

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作者：周兴龙 单位：甘肃省疏勒河流域水资源利用中心