試分析節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用實(shí)踐

摘 要：在當(dāng)前水資源緊缺的情況下，加強(qiáng)節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的運(yùn)用有非常重要的意義。為了解決水資源短缺的問(wèn)題，就要提高水的利用率，杜絕水資源的隨意浪費(fèi)。文章主要對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的運(yùn)用作了介紹，對(duì)目前農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉存在的問(wèn)題作了簡(jiǎn)要的分析，并且提出了在農(nóng)田水利灌溉的過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題和建議。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉技術(shù)；農(nóng)田水利工程；運(yùn)用實(shí)踐

我國(guó)的水資總量大，但是人平均用水量少，我國(guó)是世界上缺水的國(guó)家之一，所以就我國(guó)目前的情況來(lái)說(shuō)處于嚴(yán)重的缺水狀態(tài)，節(jié)約和保護(hù)水資源已經(jīng)成為當(dāng)前的重要問(wèn)題。我國(guó)農(nóng)田水利工程的水資源占有量比較的大，灌溉方式的選擇必然在一定程度上影響水資源的利用率。采用合理的節(jié)水灌溉方式，提高水的利用率。當(dāng)前主要的節(jié)水灌溉方式有微灌，噴灌，小管出流灌溉和低壓管道灌溉。其中噴灌技術(shù)由于其特殊性，運(yùn)用的比較的廣泛；而微灌技術(shù)是當(dāng)前世界上最省水的灌溉技術(shù)，小管出流的灌溉設(shè)計(jì)方法類似于微灌的設(shè)計(jì)方法，低壓管道灌溉技術(shù)主要用在井灌區(qū)。

1 目前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉存在的主要問(wèn)題分析

根據(jù)上述內(nèi)容我們得知了我國(guó)目前的主要的節(jié)水灌溉的方式，但是節(jié)水灌溉技術(shù)在實(shí)施的過(guò)程中存在很多的問(wèn)題。問(wèn)題的存在阻礙了灌溉技術(shù)的推廣。下面就對(duì)在灌溉過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。

1.1 灌溉技術(shù)推廣力度不夠

我國(guó)的節(jié)水灌溉研究和推廣起步于20世紀(jì)70年代，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)還處于起始階段。由于沒(méi)有嚴(yán)格的制度和體系，節(jié)水灌溉的推廣力度始終上不去。由于我國(guó)的地形比較的復(fù)雜多樣，到現(xiàn)在還沒(méi)有研究出適合任何地形的節(jié)水灌溉方法，所以有些地方還是保留原來(lái)傳統(tǒng)的大水漫灌的灌溉方式，節(jié)水灌溉技術(shù)推廣不到位。

1.2 節(jié)水灌溉工程和灌區(qū)的管理職責(zé)不清

由于政策的不健全，導(dǎo)致了灌溉工程的管理出現(xiàn)了問(wèn)題，有些灌溉的地方根本就沒(méi)有專人管理，灌溉出現(xiàn)了自由化的狀態(tài)。管理的職責(zé)不明確，在管理的過(guò)程中沒(méi)有明確各個(gè)部門的任務(wù)，沒(méi)有明確的分工。一些地方的水利過(guò)程往往會(huì)出現(xiàn)重建輕管的現(xiàn)象，工程建設(shè)后出現(xiàn)沒(méi)人管理的局面，導(dǎo)致水利工程荒廢，無(wú)人管理，最終失去其功能。

1.3 灌溉工程建設(shè)投入的資金不足

在我國(guó)水利設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中，節(jié)水灌溉的管理制度不完善，每年投入到農(nóng)田水利建設(shè)的資金比較的有限，有一部分需要農(nóng)戶自己進(jìn)行資金的籌集，但是農(nóng)戶籌集資金的能力有限，導(dǎo)致在農(nóng)田水利建設(shè)的過(guò)程中缺乏必要的資金，一些過(guò)程設(shè)施由于缺乏資金，年久失修，失去了其作用，在汛期的時(shí)候往往出現(xiàn)事故。

1.4 灌溉工程設(shè)備不完善，不規(guī)范

目前水利工程的面臨最嚴(yán)重的問(wèn)題是資金的投入不夠，由于缺乏資金，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候不能及時(shí)地修理，一些已經(jīng)喪失作用的工程設(shè)備不能及時(shí)地更換。雖然近幾年來(lái)我國(guó)提倡大力發(fā)展水利過(guò)程，重視農(nóng)業(yè)灌溉，但是由于推廣的力度有限，現(xiàn)階段的水利設(shè)施大部分是始建于上世紀(jì)，有些過(guò)程已經(jīng)老化，出現(xiàn)了嚴(yán)重的問(wèn)題，過(guò)程設(shè)施不完善，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

2 節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中需要注意的問(wèn)題

水利問(wèn)題刻不容緩。通過(guò)以上的內(nèi)容我們得知了農(nóng)田水利工程中農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉存在的主要問(wèn)題。問(wèn)題存在就要去解決，不能等到釀成事故的時(shí)候才去解決，到時(shí)候悔之晚矣。以下提出節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題。

2.1 進(jìn)行灌區(qū)調(diào)度時(shí)運(yùn)用線性二次高斯模型

灌區(qū)的水大部分來(lái)自水庫(kù)，假如灌區(qū)的水資源能夠得到合理的調(diào)度，水資源的利用率和經(jīng)濟(jì)效益也就提高了，此時(shí)我們運(yùn)用線性二次高斯模型進(jìn)行計(jì)算灌區(qū)水資源的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)水資源的最大利用率。用線性二次高斯模型進(jìn)行調(diào)度的基本步驟是：首先掌握和了解灌區(qū)的水土情況，根據(jù)水土情況將整個(gè)灌區(qū)分為幾個(gè)小型的灌區(qū)，然后將小型灌區(qū)里的有長(zhǎng)有作物的田塊看成一個(gè)土壤水庫(kù)，簡(jiǎn)化灌區(qū)調(diào)度的難度和步驟。最后用優(yōu)化控制的方法求解模型，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度。

2.2 優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉中的灌溉量和灌溉時(shí)間

農(nóng)業(yè)上，將作物的生長(zhǎng)期分為四個(gè)階段。分別為苗期、拔節(jié)期、孕育期和成熟期，并且為了計(jì)算方便，每個(gè)階段的作物蒸發(fā)蒸騰量看成一個(gè)定值。在灌溉的過(guò)程中，只考慮兩種損失，一種是在灌溉水輸送的過(guò)程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失；另一種由于土壤水的下滲而引起的損失量。將由于土壤水的下滲而引起的損失量和在灌溉水輸送的過(guò)程中由于渠道的滲漏和水面的蒸發(fā)而引起的損失的總和看成一個(gè)定值。然后根據(jù)實(shí)際的情況建立模型，假設(shè)作物生長(zhǎng)需水量為定值，然后兩種損失為定值的情況下確定最優(yōu)灌水量和最優(yōu)灌水周期，使得灌溉水的損失最小。

2.3 運(yùn)用可變模糊理論選擇節(jié)水灌溉方式

灌溉方式是影響技術(shù)推廣的重要因素。節(jié)水灌溉方式的選擇是從許多建設(shè)方案中，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)回收率，灌水強(qiáng)度，灌水均勻度和施工等方面進(jìn)行綜合的考慮，最后選出最優(yōu)的灌溉方案。目前主要的方法有關(guān)聯(lián)分析法，集隊(duì)分析法，屬性識(shí)別模型等等，但是這些方法各有優(yōu)點(diǎn)，也各有缺點(diǎn)。基于可變模糊理論之上的優(yōu)選方法如下：（1）有n個(gè)待選的節(jié)水灌溉方案組成的樣本，為一個(gè)集合。（2）確定指標(biāo)的權(quán)重向量。（3）根據(jù)相對(duì)隸屬度計(jì)算公式計(jì)算方案j對(duì)1級(jí)（優(yōu)級(jí)）或0級(jí)（劣級(jí)）的相對(duì)隸屬度。（4）根據(jù)計(jì)算各方案的相對(duì)優(yōu)屬度向量，求其平均值（為相對(duì)優(yōu)屬度向量u）。（5）根據(jù)u中各方案的相對(duì)優(yōu)屬度大小，對(duì)其進(jìn)行排序，選出優(yōu)屬度最大的，即為最佳方案。

2.4 統(tǒng)籌規(guī)范農(nóng)田水利工程的節(jié)水灌溉

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的研究方法已經(jīng)不能適合于當(dāng)前的水利發(fā)展。現(xiàn)階段需要的是一種能夠準(zhǔn)確，及時(shí)的反應(yīng)當(dāng)前的土壤和作物狀況的研究方法。目前提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水灌溉網(wǎng)絡(luò)體系。物聯(lián)網(wǎng)在節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的組成包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)供電策略。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)又可細(xì)分為監(jiān)測(cè)區(qū)，采集區(qū)和控制區(qū)，其主要作用是監(jiān)測(cè)和傳送作物的生長(zhǎng)情況和土壤狀況，對(duì)灌溉的流量和時(shí)間起控制作用；軟件結(jié)構(gòu)的主要作用是在軟件窗口中以動(dòng)畫的形式顯示灌溉系統(tǒng)和農(nóng)田的墑情信息；系統(tǒng)供電策略的主要作用是為整個(gè)軟件的運(yùn)行提供電力，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先考慮太陽(yáng)能發(fā)電，并且適當(dāng)?shù)牟捎脙?yōu)化策略。

3 結(jié)束語(yǔ)

大力發(fā)展節(jié)水灌溉是未來(lái)農(nóng)田水利工程的必然需求，也是我國(guó)國(guó)情發(fā)展的必然趨勢(shì)。大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)能夠在一定程度上緩解水資源短缺的問(wèn)題，也能提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：劉賢剛（1964-），男，四川彭州人，四川省都江堰人民渠第一管理處，助理工程師，大專學(xué)歷，研究方面：水利工程、灌溉管理。