高效节水灌溉技术在农田水利中的实际应用探讨

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.05.036

近年，我国在农业生产方面投入了大量的资金，对于水利方面的建设愈加关注，并先后在各地区进行了灌区水利基础设施的一系列改造，但也依然存在一部分问题尚未得到解决，影响了水资源的整体利用效率。针对这些问题，相关部门要予以高度重视，全面分析问题产生的原因，然后结合实际情况选择针对性的高效节水灌溉技术，落实农田水利建设，有效提高灌区水资源利用效率，提高农作物的生产质量。

农业的发展离不开水土资源的大力支持，尤其是现阶段环保理念的提出，促使农业在发展的过程中更加注重水资源节约问题。对此，在农田水利工程中做好节水灌溉具有十分重要的意义，需要相关人员能够借助科学的手段进行合理灌溉，在提高农田水利工程经济效益的同时，做到节约用水，以此来实现农业技术与生产层面之间的和谐发展。在调整农田水利工程灌溉作业水平的过程中，需要对原有的农业生产结构做出调整，同时坚持新农村建设发展的理念，保护生态平衡，增加农民收入，为全面推动乡村振兴奠定基础。

一、高效节水灌溉技术综述

在农田水利工程中，农作物在生长阶段需要结合高效节水灌溉技术来实现水资源管理，节水灌溉技术可以综合地区水文条件特征来提高水资源灌溉合理性，避免因为农田水利工程中的水资源过于浪费而影响到行业正常发展。就目前而言，最为常见的高效节水灌溉技术可以分为滴灌、喷灌等技术，其中应用最多的是喷灌技术，相较于传统灌溉方法，喷灌灌溉能够让农作物顺利获取大量水资源，滴灌技术在实际应用期间，需要针对农作物根部进行灌溉处理，滴灌技术在应用中具有较强的针对性，灌溉周期也将受到影响。

二、高效节水灌溉技术的应用价值

1、提高水资源利用率

进行农田水利工程建设主要是给农作物生长发育带来足够的水分，加快其不断生长。和传统漫灌手段比较来说，高效节水灌溉技术能够促进水利循环系统的建立，在保证农作物可以良好生长的前提下增加水资源利用率，防止水资源被大量浪费。特别是对于一些干旱以及半干旱区域来说，通过高效节水灌溉技术能够最大程度凸显出水资源价值和效果，而且同样可为农田水利工程的进一步改善创造有利的条件。

2、提高减灾工作效率还有农业收益

近年来，我国的经济发展得到了很大的提高，然而气候同样开始愈加不稳定起来。大部分区域气候都存在不规律的情况，而且自然灾害层出不穷，包括干旱还有冰雹天气等，给农业发展造成了极大的阻碍和破坏。使用高效节水灌溉技术，既能够有效保护水资源，降低浪费，还可以给减灾工作的良好实施带来保障，提高减灾工作整体效率，基于此，也一定会加快农业经济效益最大化目标的实现，而且同样可以提高水资源利用率，减少用水成本支出，加快农业产量进一步提高。

3、优化生态环境

现阶段，我国一些地区的自然环境被过度开发，给水资源带来了极大的危害，导致水资源匮乏，制约着当地农业发展。而且，因为地形以及气候，还有水资源分布的影响，部分干旱区域水资源极为缺失，导致农业发展被长时间制约。应用高效节水灌溉技术，能够缓解水资源匮乏的情况，给农业生产带来有利条件，而且还能够优化自然生态环境，增加生态资源利用率，加快生态环境达到良性循环发展的目标。

三、节水灌溉技术可采取的有效措施

1、输水过程中的节水措施

传统的沟渠漫灌的方式在很大程度上对水资源造成了浪费，且不能对灌溉质量有所保障，不能够彻底满足农作物生长对水资源所提出的各项要求。最为重要的是，这种灌溉方式会在很大程度上造成水资源的浪费，不利于生态平衡的维持。因此，做好输水过程中的水资源节约具有十分重要的意义。目前，随着农田灌溉节水理念的提出，在实际操作中主要采取了以下两种方式，一种是管道运输，另一种是渠道防渗技术。这两种方式都可以起到节水的作用，二者应用的理论也大体相同，只是在形式上有所差异。具体来说，管道运输是通过在地上安装灌溉管道，灌溉水通过管道的传输流入农田，这样在降低传输过程中水分的蒸发方面可以发挥出良好的作用。不仅如此，通过管道输送灌溉水还能有效避免水资源在流通过程中所发生的渗漏而导致的水资源浪费问题。对于渠道防渗技术的使用，则是运用建筑材料来对水沟渠道进行处理，如在渠道内铺设混凝土预制板、砌块石等，通过这些手段来改善水沟渠道的渗漏，以此来达到节约用水的目的。尽管这两种技术手段是现阶段输水过程中较为常用的节水措施，但是从节水成本以及节水效能上来说还是存在着很大的差异，具体的使用还需要依据农田的实际情况加以确定。

2、喷灌与局部灌溉的节水技术

喷灌式节水灌溉技术在农田水利工程中也是一项较为常见的技术，这种技术通常在大规模种植区域内应用。喷灌式节水灌溉技术的应用原理是利用压力输送水，在一定的高度下将水资源喷洒到需要灌溉的农田中。而在实际的农田灌溉中，采取这样的灌溉方式需要结合农田的面积合理计算并分布输送管道，尽量做到在满足农作物生长需求的基础上减少管道，同时还要保障整个喷灌工作具备一定的均匀性。目前，喷灌式节水灌溉的适用性极强，无论是在高原还是低洼区域，都具有较强的实用性。再加上灌溉效率极高，因此这种灌溉方式受到了农业部门的青睐。但在实际应用中，这种灌溉方式在前期的管道铺设等工作上需要投入较多的财力和物力，使得这种灌溉技术在实际应用方面仅能在经济较为发达、种植面积较大的区域内得到应用。在农业高速发展的今天，为了更好地满足人民对农产品所提出的各项需求，相关人员在农田灌溉方面也采取了新的形式，局部灌溉就是其中之一。局部灌溉通常也被称为重点灌溉管理，即将有效的水资源直接灌溉到植物的根系，避免了传统灌溉方式所造成的中间环节浪费现象。局部灌溉多应用在大型果园或者蔬菜种植区，对目标形体较大的农作物更为适用。值得注意的是，在采取局部灌溉的农田区域，需要通过铺设地膜的方式来减少水分的蒸发，以保障有限的水资源可以保持土壤湿润，进而满足农作物生长需求。

四、农田水利中高效节水灌溉技术的应用

1、滴灌技术

滴灌技术主要根据农作物的实际情况和生长需求来控制浇灌水量，在整个操作过程中，技术人员在灌水器中安装相应的低压管道系统，通过两种管道的结合来达到控制水量的目的。基于这一系统，技术人员也可以根据不同季节、不同农作物的需求将水资源均匀分布到土壤中，满足农作物自身生长的需求，可以有效代替人工操作，缓解工作人员的工作压力。关于滴灌系统的构成需要考虑三个方面的问题，分别是管道分布、枢纽问题及滴头的选择。这种技术对水滴的控制能力很强，在整个灌溉过程中可以有效延长滴水时间，而且滴水周期较短，能够在短时间内满足农作物的水量需求，在保证均匀浇灌的同时，也能减少水资源浪费问题的出现。除此之外，滴灌技术还可以同自动化技术相互结合，实现自动化的滴灌，在节约水资源的同时，达到提高水资源利用效率的目的。

2、喷灌技术

在具体应用过程中，喷灌技术通常是通过增压的形式来实现的，通过适当的压力将水资源从管道传输到喷头，农田浇灌更加均匀，可以有效满足农作物的生长需求。在农业生产中应用喷灌技术，可以确保田间农作物被全面覆盖，而且水量喷灌十分均匀，相较于传统的灌溉模式来说，喷灌技术更符合田间农作物的生长需求。同时，应用这种方法能够有效减少水资源浪费问题的出现，提高水资源的利用效率。从另外一个角度来看，应用喷灌技术还能在一定程度上节省劳动力成本，帮助工作人员缓解灌溉工作的压力，而且经过喷灌之后，农作物可以增加产量。从当前实际情况来看，喷灌技术也存在一定的缺点和弊端，对于周围自然环境的要求较高，不能在恶劣条件下应用，因此导致这项技术在实际操作过程中具有一定的难度，并不是任何环境下都能使用。

3、低压管道输水

管道输水属于明渠输水灌溉的一种替代工程，把灌溉水通过分水设施借助管道输送到田间，能够在各种农田水利工程中良好应用。比如，对于大中型灌区来说，在作物灌溉过程中就可实施明渠以及管道输水相结合的措施，除了为地面喷灌供水的压力输水管道外，还有能够为田间沟畦灌的低压输水管道。和一般土垄沟比较而言，低压管道能够降低5%水资源损失，其对于水资源的利用率会高出一般土渠30%～40%；在机井灌区使用低压管道输水，能够缓解水分蒸发问题，既可以节水又能够减少整体的能耗。同时，和土渠输水比较来说，在防止跑水、漏水的前提下还可增加土地利用率。除此之外，在同等水源情况下，管道输水有着较低的投资成本，不仅符合农作物生长需求，而且还可减少成本支出，实现效益最大化。

4、渠道防渗透技术

对于水资源保护工程来说，提高水资源整体输送质量就是工程的关键内容，在进行农田水利建设过程中一定要避免出现渗漏。所以相关研究人员就要在施工时使用防渗技术手段，确保输水质量，防止在运输时发生泄漏，使得水资源流失浪费。通过有效的施工措施，能够避免问题发生，确保给灌区提供高质量水资源，提高实际灌溉效率以及质量。在水资源输送设备中，提高防渗技术水平也是至关重要的。对传统工程施工来说，其往往是石头和砖构建而成的渠道，使用现代化工程处理手段，借助混凝土对渠道展开处理，可以实现防渗的目的。

5、步行式灌溉

步行式灌溉在实施过程中离不开电力和机械的支持，只有确保机械设备和电力辅助全部到位，而且还需专门的配套设备，才能达到应有的效果。从当前的实际情况来看，在我国农业生产中，步行式灌溉技术应用十分广泛，在机械设备方面不需要投入过多的成本，也无须投入太多的劳动力，而且对周围自然环境没有太高的要求，整体田间适应能力较强，基本上可以满足各类地质条件和各种自然环境的生产需求，也可以实现对不同农作物的灌溉。步行式灌溉技术相较于滴灌技术和喷灌技术来说具有一定的局限性，如果农田生产规模较大便难以应用这种技术，只能进行小范围的使用。

6、薄、浅、湿、晒灌溉

薄、浅、湿、晒灌溉技术目前在广西地区应用程度较高，此项灌溉技术的核心在于根据种植区域、作物类型来合理划分灌溉水分标准。以水稻浇灌为例，应用薄、浅、湿、晒灌溉技术进行浇灌时，需在插秧期、分蘖前期、抽穗扬花期、乳熟期等阶段分别采用不同的水分控制标准，确保各个阶段土壤含水率达到田间持水率的85%～90%。基于每个阶段农作物需水量来调节灌溉水量，能够节约大量的水资源，在初期使用薄水确保农作物含有足量的水分，后续在晒田等阶段保证农田湿润，防止土壤干裂而影响农作物生长进度。

7、防渗漏

利用高效灌溉技术对农作物进行均匀浇灌的同时，需要关注到灌溉用水流通渠道是否稳定、安全，尽量避免流通渠道出现渗漏而导致水资源浪费，实现农田水利工程水资源高效利用。实际开挖农田灌溉水路通道时，可能会受到人为操作水平、地形条件等因素影响而出现管道渗漏。部分地区在修建农田灌溉通道时，为节约成本往往会通过就地取土来进行建设，而就地取土所建成的土地密实度较差，后期易出现地下水反渗的情况，与地表灌溉水形成压力差，进而影响渠道土质结构，引发渗漏。此外，农田本身固有的生物链系统、渠道建设材料质量等也可能会影响渠道结构的牢固性。为防止上述管道渗漏情况发生，需要相关人员积极运用防渗漏技术确保浇灌用水顺利流入农作物种植土壤。针对全年气温较稳定的地区，可采用简单的土料、水泥防渗技术，配合防冻、防风技术来提升防渗效果。针对地形较复杂的农田灌溉管道建设区域，可采用混凝土防渗技术，发挥此项技术抗压、牢固、适宜大规模使用等特点，充分适应农作物种植区域复杂的地形，需要注意的是，应用混凝土防渗技术期间需要对应用地段进行定期的养护，完善缝隙处理工作。针对部分全年气温较低的地区，可采用膜料防渗，此类防渗材料的抗冻性能优于土料防渗材料，且具备抗腐蚀优势，但在使用周期上相对较短。由此可见，建设灌溉管道时，需根据地形、气温等条件灵活选择防渗漏材料，最大程度减少灌溉水的浪费，实现高效节水。

8、其他节水灌溉技术分析

在高效节水灌溉技术中，可以通过不同的节水灌溉技术来进行综合管理。就目前而言，喷灌技术在实际应用中能够发挥出最佳节水效果，其他灌溉工艺虽然无法保证节水效果超越喷灌技术，但是却能够在不同的灌溉需求下保障施工质量。例如在步行式灌溉中，设备可以保障拆装改进期间的操作便捷性，通过快速组装灌溉设备组，可以让灌溉效果得到进一步提高。而低压管道输水在灌溉期间，则可以实现对井内水源的快速抽取，并利用灌溉管道直接将水资源灌溉至所需的地区。需要注意的是，步行式灌溉在实际应用中，需要利用农机与相关电力装置的组合来完成灌溉，因为无需在农田中搭建施工管道与渠道，所以在应用期间具有较强的灵活性。而低压管道输水在应用期间，则需要专门完善灌溉管道，通过在土壤深处埋设管道，能够在低压的情况下将水资源直接引入待灌溉区域。在实际应用中，这种灌溉方式需要通过预埋管道的方式来避免水源在应用期间不会与空气进行接触，因为自然蒸发而影响到灌溉效果，并影响到水资源的消耗量。

综上所述，社会发展使得大众对于水资源的需求量变得越来越高，导致水资源愈加匮乏。所以，一定要增加水资源利用率，提升节水灌溉技术水平，并加大对灌溉工程的监督和管理力度。高效节水灌溉技术既能够缓解水资源浪费问题，又能够加快农作物生长，而且合理使用节水灌溉技术满足了现代化农业的发展需求，是解决水资源匮乏的关键措施，对于建设节约型社会来说有着重要的现实意义。

（作者单位：735000甘肃省酒泉市肃州区水务局丰乐河灌区水利管理所）