节水灌溉技术在农田水利工程中的应用

郝 静

(青州市水利建筑总公司，山东 青州262500)

一直以来，水资源是人类生活中一种重要且必需的资源，同时也是一种紧缺性资源。我国水资源人均占有量严重匮乏，处在世界平均水资源人均占有量之下，并且我国在水资源的地域分布上也存在着严重的不均问题。所以，合理利用水资源是推动经济可持续发展的关键，是一项惠泽子孙后代的伟大功绩。另外，随着我国现代农业水平的不断发展，节水灌溉技术在农田水利工程中得到了广泛的应用，对提高农田水利工程的灌溉效率，提高水资源利用率，推动现代农业的健康发展具有重要的价值和意义。

1 节水灌溉技术在农田水利工程中的应用价值

1.1 提高水资源的利用率

目前，我国水资源的分布情况并不均匀，南方地区的降水量比较丰富，北方地区的降水比较少，水资源分布存在着很大的差异，所以一直以来北方地区农田水利工程可以利用的水资源比较少，这与维持正常生产生活所需要的水资源需求并不相符，从而对农田水利工程的发展造成了很大影响。此外，因为一些农民的节水意识比较淡薄，在农田灌溉中采用了粗放型大水漫灌的方式，造成了严重的水资源浪费和流失。而采用高效的节水灌溉技术，不仅可以缓解农田水利工程中水资源紧张的问题，同时还可以实现对水资源的保护，提高水资源的利用率。

1.2 提高农田水利工程的农业收益

我国幅员辽阔，由于受到不同地区不同气候的影响，气候变化莫测，各种自然灾害发生的频率比较高，对农业的种植和生产产生了严重的影响，尤其在北方地区，干旱灾害非常严重。而把节水灌溉技术应用在农田水利工程中，不仅可以为农田水利工程的发展提供大量的水资源，同时还可以更好地应对干旱灾害带来的不良影响，提高水资源的利用率，保护水资源，还可以保障农田水利工程中农业的收成和收益。

2 农田水利工程中的节水灌溉技术

2.1 水运输节水灌溉技术

在我国的农业生产中，很多地方使用渠道输送的灌溉方式，这种灌溉方式很容易造成水资源的渗透和蒸发，尤其是在夏天比较炎热的北方地区，水资源的流失问题比较严重。而为了解决这一问题，需要借助一些有效的方法来防止水资源运输中的蒸发和浪费。而渠道防渗透灌溉技术，可以有效防止灌溉过程中的渗漏问题，但是因为不同材质的防渗透材料性能有所不同，防渗透的作用和效果也各不相同，所以采用最符合灌溉标准的技术是非常重要的。其中渠道内壁混凝土衬砌方法和U 型槽渠等方法都可以很好地实现水资源的节约，同时还可以提高水资源的运输效率，避免水资源的蒸发，而后期的保养和维修成本也比较低，使用寿命也比较长，在众多的节水灌溉技术中有着比较高的应用率。

2.2 灌溉利用节水技术

2.2．1 喷灌技术

喷灌技术是借助于喷灌机和一些喷洒装置进行农作物大面积灌溉的技术。在使用喷灌技术时，因为灌溉的区域位置各有不同，所以，灌溉技术人员需要根据实际情况来对喷灌装置的各项设备参数进行调整和设计，并把自动化技术和信息化技术进行结合使用。针对连片、没有障碍、水资源可靠、电力设施完善和土地规模化的农作物片区可以采用中心支轴、平移式或者是绞盘式的喷灌机装置组合。另外，针对丘陵地区和农作物分布比较零散、分散、水源不足、没有电力保障的农作物地区，需要使用小型和轻型的机组式喷灌系统，而这种小型和轻型的移动式喷灌机组在设置灌溉面积时，要按照每千瓦0.667 公顷的参数进行设置。此外，喷灌系统设计时还要在满足风速的情况下，按照喷灌强度、喷洒水利用系数、喷灌均匀系数、喷灌雾化指标的要求来实施;并且喷灌强度不能高于土壤允许喷灌的强度。在喷灌系统日运行的时间控制方面，每天的运行时间需要控制在12-18 小时，最大不能超过21 小时。一般情况下，喷灌技术的操作比较简单，只要设置好相关的参数，即可进行自动化灌溉，与传统漫灌方式相比，可以节约四成以上的水资源，大大提高了水资源的利用率。

2.2.2 微灌溉技术

一般情况下，微灌溉技术在大棚农作物灌溉中的应用比较多，微灌溉技术的铺设方法比较多，需要构建起灌溉控制系统和水过滤系统。而这两个系统的结合使用，可以满足农作物的灌溉需求。在完成系统之后，农民只需要根据农作物的用水量对灌输量的大小进行调节，操作比较简单方便，并且在需要对农作物进行施肥的时候，只需要把肥料放到水管道中，不仅降低了水资源的损失，同时还可以节省养料，减少了农民单独施肥的问题，节省了种植时间。

微灌溉技术中的微灌用水需要先进行净化处理，并根据所在地区的水质条件来选择合理的过滤器;并且微灌技术首部的位置中需要设置施药装置、施肥装置，同时这些装置还要设置在过滤器上游的位置;另外，选择灌水器的时候，需要根据农作物种植地形、土壤、农作物种类、栽培方式和灌水器水力特性等进行综合性的选择;此外，微灌技术首部位置过滤器下游的管道要使用塑料管材，在铺设管道的时候，要注意不能透光。

2.2.3 滴灌技术

滴灌技术相比较渠道灌溉技术可以更好地提升水资源的利用率，在使用滴灌技术时，只需要把滴管口和土壤进行连接，这样水资源就可以直接滴灌在农作物的根部和茎部，让农作物充分地得到水分，这样在充足的水源下，农作物可以得到更好的生长，同时还让水资源的利用率更加精准，提高了水资源的利用率。在使用滴灌技术进行农作物灌溉的过程中，需要根据农作物的实际需水量，合理地进行水资源的分配，通过这种方式来确保农作物处在湿润的状态。和其他的灌溉技术相比，滴灌技术可以更好地利用水资源。此外，滴灌技术在应用的过程中还需要对是否覆膜进行选择，覆膜的选择需要根据农作物的生长、产量、降水利用率情况等进行考虑;而在进行膜下滴灌时，需要注意对地膜的合理回收。通常情况下，滴灌装置的使用只需要低压，用重量为0.5-1.5kg、5-15m 的水头进行滴灌，灌水的次数需要根据不同农作物的需水量来进行调整和设置。例如，如表1 所示为甘蔗滴灌节水技术的应用参数设计。滴灌技术不仅可以降低水资源的损耗和浪费，同时还可以提高灌溉的均匀度，让农作物灌溉技术更加精准和便捷。

表1 滴灌技术在甘蔗浇灌中的应用

2.3 井灌式灌溉技术

井灌式灌溉技术需要在农田中心位置设置井灌，之后借助于干管和支管组合成移动式的井灌系统。井灌式灌溉技术在农作物急需水分的时期应用会比较频繁，这样就可以缓解对水资源需求的矛盾，并且还可以缓解地下水位比较低的问题，减少农业生产过程中出现过度使用水资源的问题，提高了农田水利工程中高效节水灌溉的效率和质量。

3 节水灌溉技术在农田水利工程中的应用注意事项

3.1 综合考虑经济效益

随着科学技术水平的不断发展，我国农田水利工程中的灌溉节水技术得到了很大的发展，在灌溉技术中应用了信息技术和科学手段，提升了灌溉技术的智能化发展水平。但是，由于受到多种因素的影响，如气候变化、环境变化等，在采用节水灌溉技术的过程中需要根据农田水利工程的实际情况，选择科学合适的灌溉技术。针对大规模农田可以采用水资源利用率比较高的灌溉技术，例如，喷灌技术和滴灌技术;另外，对于那些比较分散的农田水利工程灌溉，可以采用成本比较低，灌溉效果比较突出的灌溉技术，例如，水运输灌溉技术等。在选择灌溉技术时要根据农作物的实际情况，综合考虑农田的经济性，在合理控制灌溉成本的基础上，选择合适的灌溉技术。

3.2 因地制宜的选择节水灌溉技术

受到我国气候条件和地理环境不同的影响，南北方地区的农田水利工程各不相同，农作物的种植种类也各不相同，所以在应用节水灌溉技术的过程中，需要以农作物的实际生长特性和需求来选择合适的灌溉技术。另外，还要根据我国南北方地域降水量的不同来选择合适的灌溉技术，在雨水比较多的南方地区，也可以借助蓄水池利用雨水进行灌溉，减少了农田水利工程中的水资源需求。

4 节水灌溉技术在蔬菜农业基地中的应用案例

节水灌溉技术在很多农田水利工程中得到了广泛的应用，本次以某农业蔬菜基地为研究案例，对其节水灌溉技术的应用情况进行了分析和探讨。该农业蔬菜种植基地位于我国内蒙古通辽地区，实际灌溉面积约为34.3 万m2。在蔬菜基地的建设初期，对基地的地形和地貌以及水文地质情况进行了探测和明确，建设了两座取水泵站，从基地周围的大口井中提水，通过水管网向蔬菜大棚进行输水，之后通过微喷灌溉技术进行灌溉。

在进行灌溉的过程中，利用过滤器、加肥加药装置、电气控制屏、水表等装置来完善水泵内部的构建。根据蔬菜大棚的实际布置情况进行灌溉总干管的铺设，同时沿着蔬菜大棚的走向设置灌溉的分管铺设，支管主要是按照大棚蔬菜的种植方向进行布置的，一般情况下把喷头安装在蔬菜田块各个条带的上方位置。蔬菜基地灌溉技术中的各种毛管、支管、干管使用的都是PE100 系列，压力等级在1MPa 左右的管材。

该蔬菜基地的灌溉技术是在2019 年4 月建设完成的，运行状态和效率比较良好。此项目的区域灌溉技术使用的是管道输水微灌式灌溉技术，为了更好地对节水灌溉技术的效果情况进行明确，将其与传统明渠输水灌溉方式进行了对比分析。与传统明渠输水灌溉技术相比，管道输水微喷灌技术的节水性更加良好，管道输水微喷灌技术的灌水利用率从原来的0.56 提高到了0.89，并且此蔬菜基地2019 年4 月-2020 年4 月的节水总量超过了93200m3，节水率超过了40.2%，具体节水率情况如表2所示。

表2 传统明渠输水灌溉技术和管道输水微喷灌技术灌水量对比情况

另外，在该项目中还使用了水肥一体化的装置，从而提高了浇灌和施肥的效率和精准性，不仅在很大程度上提高了资源的利用率，同时还提高了蔬菜种植的产量，提高了蔬菜种植的效率和质量。此外，节水灌溉技术所使用的各种灌溉设备设施的占地面积并不是很大，只需要利用蔬菜基地中空闲的区域用地，就可以进行设备设施的安装，并且灌溉设施中还应用了现代化的自动化技术，节省了大量的人工看管时间，也提升了农田水利工程的现代化发展水平，促进了农业生产的规模化发展，提高了蔬菜种植基地的经营效益。

5 结束语

随着现代科学技术的飞速发展，现代科学技术在农业种植和生产中得到了广泛的应用，满足了现代农业发展的需求。而在农田水利工程中应用节水灌溉技术，不仅可以提高水资源的利用率，同时还可以促进现代农业的发展，提高农业生产种植效率和质量。在选择节水灌溉技术的过程中，根据区域农业灌溉的实际特点和需求以及灌溉设备设施、后期维护保养等工作来进行合理的选择，为现代农田水利工程节水目标的实现提供重要的技术保障。