農田水利建設中節水灌溉技術的運用及相關問題研究

覃業坤

湖南省常德市水利局，湖南常德 415000

長期以來，我國農業用水都保持在較高水平，但資源利用率卻較低，說明資源浪費較為嚴重，須大力開發和應用節水灌溉技術。文章圍繞湖南農田水利建設現狀，對節水灌溉技術應用方面的問題進行深入分析。

1 技術現狀分析

農業是國民經濟發展基礎產業，它和人們日常生活息息相關。我國農業快速發展過程中，農業灌溉用水需求不斷增加，但傳統的灌溉和管理方式導致浪費情況較為嚴重，不滿足資源合理化應用的需求。而在節水技術研究日益深入的影響下，農田水利建設方面的節水灌溉得到一定進展，一系列新興技術得以利用，大幅提高了資源利用率。然而，這并沒有足以解決農業水資源供需矛盾，在很多方面仍需進一步的改進和優化。

2 節水灌溉技術應用

2.1 輸水節水技術

我國農業灌溉比較普遍的輸水方式仍然采用開挖成渠自流灌溉，少量采用管道輸水灌溉。在這種傳統的輸水方式中，水分由于滲透和蒸發大量流失，實際用于農田的水量不足60%，浪費情況嚴重，亟需制定新型輸水方案。在實際工作中，可從以下幾方面入手減少輸水損失：

（1） 做好渠道防滲。渠道防滲的重點在于選取適宜的材料，而不同材料的性能有所差別，現階段常用的材料有：混凝土預制塊、現澆混凝土護面和漿砌塊石等，通過對這些材料的應用，都能起到防滲的作用。在當前的農田水利建設中，對于輸水渠道防滲，三面光渠道得到了廣泛應用，具有施工方便、防滲效果好等優勢，能有效減少輸水損失。

（2） 采用管道輸水。渠道輸水的流失點較多，除蒸發作用外，還包括渠床滲漏和接觸失水等，因此在部分條件較好地區農田灌溉可采用管道輸水形式，這樣能從根本上避免浪費。但輸水管的選擇須充分考慮灌溉方式，以滿足灌溉基本要求為基礎。

2.2 灌溉節水技術

2.2.1 微灌技術

微灌是指根據作物生長需求，采用管道和設置于末級管路的灌水裝置，以很小的流量，向作物根部周圍土體均勻輸送水及作物必需養分[1]。微灌主要包括滴灌、噴霧和脈沖灌溉等形式。按所用設備的使用性能可將微灌分為常壓微灌與重力微灌；按所用設備放置位置還能分成地下微灌與地上微灌。對微灌技術而言，其最大的特點是嚴格控制灌溉實際耗水量，其中的水量調控系統發揮著關鍵作用。微灌能十分便利的將水和養分灌溉到所有植物周圍的土體，并將水應力控制在較低水平，以免植物生長造成影響。它還具有以下優勢：

（1） 水資源利用率高。微灌根據作物生長要求進行適量和適時的灌溉，只對植物根須周圍土體進行潤濕，所以能最有效的避免水損失。而且微灌的灌水量相對較小，周期短，普通滴頭流量在1.5～12L/h范圍內，微噴頭流量在50～200L/h范圍內。采用微灌時，灌水的時間間隔為：蔬菜在1～3d內，果樹在7～15d內；

（2） 所需勞動量少。微灌采用管網供水，在操作上較為方便，效率高，可實現自動控制，所需勞動量很少，而且微灌還屬于局部灌溉，地表不會因灌溉局部面積濕潤，而長時間保持干燥，避免了雜草生長，降低了用于除草的費用。此外，植物生長必需養分的施用也能采用微灌，基本不用人工操作；

（3） 能耗低。微灌器壓力只有50～150kPa，遠低于噴灌，而且比地面灌溉更加省水，省水就意味著減少了大量能耗；

（4） 均勻性好。微灌系統能對所有灌水器實際出水流量進行有效控制，灌溉均勻度可保持在85%；

（5） 有利于增產。微灌能根據需要適時灌水，為作物的生長提供良好環境，所以有助于增產，并保證作物質量；

（6） 適應能力強。由于微灌直接在根系周圍土體灌水，所以能在多種復雜地形中進行作業。但微灌也存在投資較大的缺點，比傳統地面灌溉高很多，而且灌水器的出口極小，容易被雜物堵塞，若缺乏有效維護，將導致系統無法工作，甚至造成報廢，因此對日常檢查和維護有著很高的要求。

2.2.2 噴灌技術

噴灌是指采用水泵與管道系統間或自然水源存在的落差，將壓力水噴灑到空中，使水流變成水霧自由落到農作物上，噴灌系統如圖1所示，它主要具有以下優勢：

（1） 水資源利用率高。因噴灌可對噴水均勻性進行有效控制，防止滲透損失與地面徑流，所以相比于傳統的漫灌，能省水30%～60%，而且省水在一定程度上還就節省了動力，減少灌溉成本；

（2） 所需勞動量少。噴灌可以實現全自動化和機械化，直接節省了大量勞動力。因無需輸水渠道，所以不僅便于進行機械化作業，還能避免產生過多的田間勞動量。此外，噴灌還能兼做農藥與化肥的施用，進一步節省勞動力，相比于地面灌溉，噴灌能節省80%的勞動量；

（3） 占地少。噴灌無需設置田間溝渠，采用噴灌的耕地，能增加7%左右的實際耕種面積；

（4） 有利于增產。噴灌能對土地水分進行嚴格控制，確保土體的濕度始終保持在有助于農作物生長的范圍。而且噴灌還能洗去植物莖葉表面覆蓋的塵土，促進其光合作用。此外，噴灌幾乎對土體沒有任何影響，是一種直接作用于作物的灌溉技術；

（5） 適應能力強。平地、坡底均可采用噴灌技術，尤其是厚度較小的沙質土，特別適合噴灌[2]。

圖1 噴灌系統示意圖

噴灌最主要的問題就是投資較大，相比之下移動式噴灌設備價格最低，但也要20～50元/畝的投資。此外，噴灌還會受到風速直接影響，如果風速超過5.5m/s，則能將水滴吹散，影響噴灌的均勻性，不宜在大風天進行噴灌[3]。

2.3 其它節水技術

2.3.1 耕地整理節水

做好土地平整，確保排灌保持暢通，并筑造池、塘、坑、窖等進行攔水與蓄水，使農田節水灌溉方案得以全面實施，提供必要基本條件，目前這種節水技術措施已得到大部分農民認可，并已廣泛用于實際。

2.3.2 減免耕保水

根據農田及其水利設施實際情況，采用“高留茬免耕套播”、“貼茬免耕直播”及“以旋代耕”等有效方法，增大水分在土壤當中的滲透深度，增強蓄水保墑能力，從而避免水分大量流失，起到理想的節水效果[4]。

2.3.3 生物或化學制劑保水

近幾年，我國各地區研制出很多類型的保水劑，如生物保水劑、化學保水劑、有機保水劑、無機保水劑與對水分蒸騰作用有抑制作用的試劑，并在旱作領域得到大范圍推廣應用。

2.3.4 地膜與秸稈覆蓋保水

覆蓋保水在我國已經有了大面積的實際應用，取得十分顯著的成效。其作用在于可以有效縮減水分蒸騰，保證耕地的保水與蓄水作用，從而最大限度利用水資源，實現保水、節水的目標。

2.3.5 節水種植

節水種植技術在我國北方地區較為常用，如坐水點種、旱育稀植、膜側溝播等。實踐表明，通過節水種植，能有效提高節水效果，從根源上保證水分得以充分利用。

2.3.6 水分、肥料一體化調節控制節水

從最初的單一化澆水向澆灌營養液方向發展，使肥料隨水運動。這樣一來，能將水變為作物的一種復合溶劑，在減少作業次數的同時，降低成本，并提高水分與肥料的綜合利用率和利用效益[5]。

3 結語

綜上所述，在介紹農田水利建設節水灌溉技術現狀的基礎上，分別提出了輸水節水和灌溉節水技術，總結不同技術的優劣勢。可以看出，不同節水技術有著不同的特點，實際情況中要根據具體要求妥善選擇，以發揮技術最大化作用。

[1] 張福輝.農田水利建設中節水灌溉技術的思考探微[J].種子科技，2017（4）：99，101.

[2] 邵麗盼·卡爾江.農田水利建設中的節水灌溉技術及發展趨勢[J].北京農業，2016（5）：99.

[3] 王曉林.淺析農田水利建設節水灌溉技術[J].建材與裝飾，2015（51）：300-301.

[4] 羅萍. 農田節水灌溉技術探討[J]. 水利科技與經濟，2013（11）：79-81.

[5] 李艷秋. 農田節水灌溉中存在的主要問題及應對策略[J]. 科技風，2013（16）：221.