农田灌溉用水趋势及节水措施分析

作者: 刘建刚

随着社会的发展,我国水资源利用情况得到越来越多的重视,建设节约用水型社会能够有效地提升资源的利用效率,改善人们的生存环境。我国是一个农业生产大国,高质量开展农田节水灌溉工作能够有效的提升我国资源的可持续发展能力,从而促进我国发展与进步。农田节水灌溉工作不仅能够提升我国农业资源的可利用性,达到效益上升的效果,还能够优化资源配置,提升区域水环境与农业环境的承载能力,从而提升人们生活环境的质量与农民群体的收益。本文对此进行了简要分析。

一、农田节水灌溉重要性

1、农田节水灌溉技术的应用能够有效的提升粮食产量,解决人们的粮食需求问题,通过构建系统的粮食安全管理机制,及时更新与优化该区域相关设备,根据实际情况制定相关灌溉方案,能够提升农田区域的综合收益,提升粮食综合产量。同时农田节水灌溉还能够促进农业发展,并且满足市场需求。农田节水灌溉技术有效的解决了传统的农业管理中人力、技术与财力投入等方面的问题,改善人们生活质量,基础设施的完善与创新促进了农业的高质量、可持续发展,先进的技术模式在提升农民经济收入的同时提升了灌排工程的有效性。农田节水灌溉技术有效的满足了市场需求,在灌溉工作开展过程中,对水资源与电力资源的使用进一步减少,逐步满足居民的生活与消费需求,同时改善农村生态环境。

2、对农田开展科学合理的农田节水灌溉工作,能够增加30%以上的水资源利用率,农田中节约用水意味着灌溉成本得到降低,实现区域高效率利用水资源。在实际运用中,开展农田节水灌溉技术的稻田相对更加干爽,有助于后续农业生产工作的进行,同时农田节水灌溉技术有助于水稻向下伸展根须,促进其生长,水稻根须伸展发达,扎根越深入,水稻的抗倒伏能力越强,节水灌溉技术有效的提升了水稻的抗倒伏能力。作为农业生产中不可避免的问题,病虫害问题一直困扰着农业工作者,特别是在高温条件下,病虫害问题严重的影响了水稻的产量与质量,使用农田节水灌溉技术,能够有效减少病虫害的发生频率。我国虽然水资源较为丰富,但是人口较多,人均水资源占有量并不高,水资源是人类生存的重要资源,保证水资源与水环境的高效利用,开展高质量的农田节水灌溉技术,减少浪费能够促进人类社会的持续性发展。

二、农田灌溉用水趋势分析

1、我国对农业农田发展重视程度持续提升,农业农村部表示,2030将年建成12亿亩高标准农田,在《全国高标准农田建设规划(2021-2030年)》中提到,要把高效节水灌溉与高标准农田建设统筹规划、同步实施,规划期内完成1.1亿亩新增高效节水灌溉建设任务。相较发达国家,我国的农田灌溉用水体系构建较晚,存在一定的差距,在北方地区,农田灌溉采用井水灌溉的方式,达到整体灌溉区域的35%以上,井水灌溉不仅水量需求较大,还存在效率低下的状况。未来我国农田灌溉用水区域自动化、智能化,同时与施肥技术进行有机融合,实现农田种植水肥一体化管理。水肥一体化设备、大型喷灌机、JP系列卷盘式喷灌机、CP型移管喷灌机、发电机组、微喷、滴灌系列、潜水泵系列、聚乙烯(PE)管材等,都是未来田间地头灌溉用水的发展方向。

2、随着信息技术的不断发展,农田灌溉用水不断引进新设备、新技术,开展科学灌溉,我国部分地区引进灌溉信息监测技术,能够精确的对灌溉水量与水流速度进行监测管控,达到节水灌溉,提升水资源利用率的目的。农田灌溉技术与施肥技术共同形成一体化管理体系,在节约水资源的同时提升施肥效果,避免出现肥料挥发的现象,实现了保护环境的现代化节水灌溉。同时喷灌、微灌等系统类型呈多样化发展趋势,农民可以根据自身实际情况进行选择。喷灌设备具有多功能、可移动的特点,适应农业发展与改革,喷灌、微灌等系统配套价格低廉,更加适合当地条件,其运转水头低,便于操作与管理,未来农田节水灌溉工作中能够得到广泛的使用。水肥一体化发展主要是利用滴灌系统中的水为载体,灌溉同时进行施肥,从而实现农田灌溉与施肥的一体化运行与管理,使得水和肥料在土壤中以最优化的方式供给作物吸收,应用前景十分广泛。

三、农田节水灌溉技术

1、滴灌技术

滴灌技术指的是利用喷头或者滴灌管、滴灌带、滴箭、微喷头与微喷带等专用的设备,将有压水流调节成细小的水流或水滴,湿润作物根部附近土壤的灌水方法。滴灌技术是一种局部灌溉的方式,节水效果较为明显。滴管毛管的直径为1cm左右,滴灌技术的灌溉效率可达到95%,有效的避免了水资源的浪费,适合在干旱或者水资源短缺的地区。滴灌技术还能够应用于作物施肥上,有效的提升施肥效果。滴灌技术需要一定的基础配套设施,例如蓄水工程等,蓄水工程能够贮存河水与雨水,在干旱季节将水资源引至农田中,从而为灌溉技术提供水资源,保证农田在旱季也能够获得灌溉,保障农作物的产量与质量。

2、喷灌与微灌

(1)喷灌

喷灌技术主要是运用水泵或者自然落差输送水资源至灌溉区域,水资源从喷头喷洒至农田上空,从而完成农田灌溉工作。喷灌技术能够模拟成自然降水,保证农田作物的水资源需求,农田喷灌技术主要有以下优点:

①灌溉均匀。喷灌技术节水率可达到40%,具有较高的水资源利用率。

②调整田间气候。通过喷灌的节水灌溉方式,其灌溉面积较大,并且灌溉均匀,能够达到局部降水的效果,有效调节局部气候环境,为农作物构造良好的生长环境。

③应用范围较广。农田喷灌技术对于农田的平整度要求不高,通过各类设备与技术的支撑,自动化程度较高,能够实现一定的智能化喷灌,应用范围较广,被广泛用于农作物与果树种植中。喷灌技术不适用于风力较大的区域,大风环境会影响到喷灌的效果,难以发挥喷灌技术的优势,造成喷灌不均匀或者水资源浪费的情况。

(2)微灌

农田微灌与喷灌原理相同,区别为水压、流量相对较小,可叫做微喷灌。由于各微灌设备工作强度与压力存在差异性,微灌技术能够分为常压微灌与重力微灌两种方式。灌溉方式由灌溉设备所铺设的方式决定,能够分为农田地下铺设灌溉与农田表面铺设灌溉。农田微灌技术对水资源控制较为精确,主要由灌溉用水中控系统、过滤系统与灌溉系统的输水管组成,在开展灌溉工作时,化肥与农作物生长的营养物质通过管道上的特殊喷头,以较为缓慢均匀的速度作用到农作物上。

3、渠道防渗技术

灌溉用水沟渠渗透是农田节水灌溉中水资源浪费的主要原因,渠道防渗技术主要以构建渠道的方式,向农田输送水资源,技术应用较为广泛。在传统的渠道修建中,土质为主,水资源输送的效率较低,导致输送过程中存在大量水资源渗透到土质中,形成严重浪费,渠道防渗技术主要功能是降低灌溉渠道的通透性,在土质灌溉渠道上形成保护层,防止水资源浪费。对水资源输送渠道开展防渗透之后,水资源利用系数得到显著提升,渠道输水性能与综合性能得到强化,渠道防渗技术效果明显,有效的节约了农田节水灌溉技术工作开展中的水资源浪费。

4、膜上膜下灌技术

农田膜上膜下灌技术指的是农田灌溉中的膜上灌技术与膜下灌技术,膜上灌技术主要通过在农田内垄沟底部进行地膜铺盖,在农作物种植位置挖开小孔,农田灌溉工作开展时,首先水资源被输送至地膜上,之后通过地膜流入农田内,最后通过挖开的小孔渗到农作物根部,从而完成农田灌溉。农田膜下灌技术在干旱农田中应用较为常见,通常与滴灌技术结合使用,滴管插入挖开的小孔中,之后进行灌溉,膜下灌技术节水效果强于膜上灌技术。膜上(下)灌技术适合应用于苹果树等果树的种植,在每棵树下都铺设地膜,既有助于保持土壤中的水分,又有助于节约灌溉水资源,使农田土壤始终处于潮湿状态,有助于果树的生长与发育。

四、具体措施

1、强化项目建设

随着社会科学技术的进步,农田灌溉节水技术与设备得到长足的发展,传统的农田灌溉技术与设备需要进行完善与更新,满足新时代下农业灌溉需求。在实际工作开展中,相关部门需要对农田节水灌溉足够的重视,加强渠道灌溉与防渗渠道工作质量,转变传统思想,更新观念,运用新技术新设备,引用滴灌、喷灌等灌溉技术。同时更新相关灌溉设备,使用科学创新的灌溉技术与设备,提升农田灌溉的效率与质量,促进农业可持续发展。

2、转变农田节水灌溉理念

思想对行动具有影响作用,在农田节水灌溉工作中,需要转变传统的农田灌溉理念,强化灌溉相关管理。农田灌溉是农业生产中的重要工作,开展高质量的农田节水灌溉管理工作不仅能够提升农田作物的产量与质量,还能够有效节约水资源,为我国农业可持续发展提供有效支撑。在农田灌溉中需要将抗旱转变为主动避旱,提升水资源利用效率,完善与优化农田灌溉管理机构,相关职责准确划分,设计科学合理的工作方案,以新时代理念开展农田节水灌溉工作,促进节水灌溉工作高质量开展。

3、引进先进农田节水灌溉技术

相较于发达国家,我国的农田节水灌溉技术起步较晚,灌溉技术存在一定的差距,对水资源的利用依然存在一定的浪费,根据我国农田灌溉节水的实际情况与发展趋势,需要引进并应用先进的农业灌溉技术,达到我国农业灌溉节水工作加速发展的目的。随着我国经济的快速发展,乡村振兴战略的不断深化落实,大型农业项目的规划与建设越来越多,国内多个地区设立了农业示范区域,为新技术与新设备推广应用提供了良好的环境,能够切实的帮助农业种植人员了解先进的节水灌溉技术,提升节水灌溉技术使用率,提升水资源的利用率。引进先进的农业节水灌溉技术能够转变种植人员的种植理念,通过节水效果等实际应用情况为农业种植人员呈现更好的节水灌溉效果,更好的构建与推广良好氛围。先进的节水灌溉技术对农业灌溉结构调整起到较好的支撑作用,同时,先进灌溉技术的引进与应用能够加快农田灌溉机制改革速度,促进农业节水灌溉体系的构建,并且创新农田节水灌溉项目管理机制,为乡村振兴战略提供有效支撑。

4、优化配置水资源

水是人类赖以生存的资源,水资源短缺是一个困扰全球人类的问题,农业生产工作的平稳运行与发展离不开水资源。我国在农田灌溉用水方面依然存在水资源利用与水资源配置不合理的情况,这就需要相关部门对水资源与配置进行合理的优化。可以通过以下方式构建科学合理的水资源配置:

(1)构建科学合理的农业区域水网系统

水网系统主要有水源工程、水处理工程、输水工程与排水工程等,构建水网系统是一个长期过程,能够连接农业区域的水资源,形成水资源配置渠道,为水资源的配置提供基础。

(2)对水资源与其配置进行优化时需要遵循多种原则

首先便是适度性原则,水资源需要根据农田灌溉的现实用水量进行科学分配,根据农田灌溉不同的规模,分配不同的用水量,通过科学合理的水资源调配来保证农田灌溉的合理性,确保各区域的农田都有着充分的水资源。其次需要遵循实效性原则,农田开展节水灌溉技术不仅能够提升农作物的产量与质量,还能够提升水资源的利用效率,节约水资源,提升灌溉效率,相关农业种植人员在对水资源进行配置优化时,需要提前进行水资源配置成本计算,经过计算后根据各区域实际需水量制定水资源分配方案。最后需要遵循可持续发展的原则。在农田灌溉工作中,由于农田灌溉属于发展型的项目,这就需要水资源灌溉中融入可持续发展意识,重视水资源的保护与节约,引导农民使用节水灌溉技术,以此实现水资源节约的目标。

5、合理选用灌溉技术

农业作为国家发展的重要基础领域之一,高质量的农业发展能够为国家与社会发展提供保障,农作物的生长离不开水资源,这就需要在农业生产中科学合理的选择灌溉技术。强化渠道防渗质量,应用过滤技术,在渠道管道建设中采用防渗材料,减少农田灌溉用水中的水资源浪费,满足灌溉需求,强化水资源管理,提升水资源利用率。相较于防渗技术,农田节水灌溉技术中的滴灌技术节水效果更好,滴灌技术更适合应用在干旱地区,与水肥管理结合开展,满足农作物对水分与养分的需求,实现农作物增质增产。在灌溉技术的选择上,需要根据各地区的实际情况,采取合适的灌溉技术,区域环境水资源情况与气候条件都是决定灌溉技术选择的因素。

6、构建激励机制

我国农村地区基础设施与人员意识较为落后,农业种植人员的种植观念较为保守,难以在短时间内接受节水灌溉技术的推广,普遍认为学习技术耽误农田耕作,并且文化水平较低,导致认为先进的节水灌溉技术操作复杂,抵触对节水灌溉技术的使用与学习。可以通过构建激励机制,鼓励农业种植人员对节水灌溉技术学习使用的积极性,选择人员代表,进行免费培训与设备提供,指导种植人员开展节水灌溉技术工作,树立榜样,提升种植人员的节水意识,构建全面的激励机制,将技术指导补偿与种植人员的种植经济效益相挂钩,鼓励种植人员积极应用节水灌溉技术,有助于确保节水措施的有效落实。

7、强化农田节水灌溉管理

由于农民文化水平相对较低,缺少农业种植知识储备,未经过专业种植与灌溉培训,农田灌溉节水管理意识与技能不足,需要相关管理部门强化指导,指派专业技术人员进行田间管理,指导农民科学合理的管理农田,同时大力开展培训,注入培训资金,提升农民节水灌溉管理能力。确保灌溉设备质量。无论是何种节水灌溉技术,其应用都需要相关机械设备的配合,机械设备的运行质量直接影响着技术的应用效果,种植人员应优先采购符合国家质检标准的灌溉机械设备,并做好设备的日常维护与检修,以此确保设备质量能够满足节水灌溉技术的应用要求。加大节水灌溉投资力度。农田节水灌溉技术的应用需要大量的资金支持,农村地区经济发展较为落后,技术应用投资资金匮乏,需要依靠政府相关部门的财力支持,为农村新建节水灌溉工程提供资金保障。

(作者单位:276400山东省沂水县水利工程保障中心)

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