農田水利工程高效節水灌溉發展思路

□薛中良

（鄢陵縣水利局）

0 引言

河南省是水資源嚴重短缺的省份，據調查，河南省的人均水資源量僅是全國平均值的1/5，并且還處于日益下滑趨勢，屬于嚴重缺水省份。基于這樣的情況，河南省各級政府和水利部門對農田水利工程中節水灌溉技術的應用及其發展都十分重視，每年都投入巨額資金用于高效節水灌溉工程，以此來提升農田水利工程節水灌溉效果，在保障農田灌溉需求的基礎上實現水資源的嚴格管理。

1 河南省農田水利節水灌溉的發展現狀

河南省是農業大省，國家將河南省確定為糧食生產核心區，農田水利工程是糧食安全的重要保障，事關河南省農業發達程度及全省的經濟和社會發展水平。加快和推進農業現代化建設一直是河南省經濟發展的戰略重點。新形勢下各級政府把與農村和農民問題密切相關的基地項目建設放在十分重要的位置，而高效節水灌溉又是農業現代化的重中之重，提高農田高效灌溉水平，有利于提高水利現代化支撐力度，提高農業綜合生產能力，使農業現代化早日實現。

近年來，河南省重視和加強水利建設，實施了灌區節水改造與續建配套，末級渠系改造，節水增效示范，顯著提高了有效灌溉面積、噴灌面積、微灌面積、低壓管道面積等，有效提高了水資源調控能力和利用效率，推動了現代節水農業的發展。經過多年建設，截止目前河南省有效灌溉面積達500多萬hm2，高效節水灌溉面積超過100 萬hm2，取得了優異成績，但是，全省農田水利工程高校灌溉還存在以下問題：一是還有300 萬hm2沒有實現高效節水灌溉；二是灌溉水有效利用系數較低，僅達到0.62，離0.85 的目標差距還很大，具有較大的節水空間。高效節水灌溉方式（如噴灌、滴灌）應用較少；三是智能化應用較少，對作物的需水規律研究較少，沒有做到科學灌溉，存在嚴重浪費水資源的現象。此外，多年來存在的重建設輕管理的問題還沒有有效解決，節水灌溉設施沒有得到充分利用。

2 高效節水灌溉技術的應用

高效節水灌溉的一般方式：噴灌、滴灌、微噴灌、地下灌溉（滲灌）、涌灌、霧灌、波涌灌溉、膜上灌、膜下灌等。在河南省常用的有以下幾種：

2.1 滴灌技術

對于水資源匱乏的地區而言，可用水源常常無法滿足植物的生長需求，所以在農田灌溉中，可引進滴灌技術。該技術主要是借助于管道系統和毛管上安裝的灌水器，將農作物生長所需的水分和養分緩慢均勻地滴入到農作物生長的土壤中，這樣不僅可以為農作物提供充足的水分，也更加有利于用水量的節約（滴灌比噴灌節水33.00%，比畦灌節水81.60%）。且該方法操作簡單，具體應用中，可按照實際需求，通過固定式灌溉法和移動式灌溉法來進行灌溉，以此來保障農作物需要水分時及時得到灌溉，這樣不僅能滿足農作物生長需求，也可以最大限度節約用水量。但是這種灌溉方式很容易出現管道堵塞情況，所以在具體應用時，需先將水中雜質清除，做好管道的疏通，再開始滴灌，以此來保障灌溉質量。

2.2 噴灌技術

噴灌技術是當今農田水利工程中的一種主要灌溉方式，噴灌技術分為固定式和移動式兩種方式。固定式噴灌讓噴頭的位置固定，以此來實現對農田的均勻灌溉。移動式噴灌是根據實際需求來設置噴頭位置，這種噴灌方式不會對噴頭的位置造成限制，通過機械可自動實現噴頭位置的移動，操作簡單便捷。同時，噴灌技術投入的資金也比較少，可大面積地應用和推廣。這種灌溉方法不僅比傳統的地面灌溉節水約40.00%，還有保土、保水、保肥、省工和改善田間小氣候等優點。噴灌的主要優點如下：①節水效果明顯，水的利用率可以達到或接近80.00%。②有效提高作物產量，由于噴灌采取的是小水多次灌溉模式，保持土壤含水率在一個最佳的狀態，此外，通過噴霧改善田間小氣候，為作物提供最佳的生長環境；噴灌有利于保護土壤結構，保持土壤透氣性能，給作物提供良好的生長環境。③降低田間渠系建設及管理維護的工作量，減少人力成本。④減少灌溉勞動量，提高灌溉水有效利用效率。

2.3 微噴技術

微噴又稱霧滴噴灌。微噴技術比噴灌更為省水，由于霧滴細小，其適應性比噴灌更大，農作物從苗期到成長收獲期全過程都適用。微噴灌溉是灌溉中經常用到的一種灌溉方式，它的特點是結合了滴灌與噴灌兩種灌水方式，從而逐漸形成的一種新型節水灌溉技術，微噴灌是通過低壓管道系統將水流以較大的流速噴出，進而用較小的流量將水噴灑到土壤表面，水流噴出后在空氣阻力的作用下分解成無數個小水滴落在土壤和作物表面上。微噴灌溉的出口流速大于滴灌，更有效地防止滴水器的堵塞，降低日后的維護成本。

微噴技術的原理和滴灌技術較為相似，是以節流為目的所進行的局部農作物灌溉。該方法的應用不僅可以讓農作物局部缺水問題得到有效解決，同時也可以節約水資源和資金投入。利用少量的水資源就可以有效滿足局部的灌溉需求，讓農田種植需求和資源投入這兩者之間達到平衡。

2.4 智能化渠道灌溉技術

智能化渠道灌溉技術在當今農業生產技術和各項科學技術的不斷發展中，農田灌溉的方式也越來越多樣化。目前，全渠道灌溉控制系統在很多地區的農田水利工程節水灌溉中都得到了科學利用。這種灌溉方式主要是將感知系統和控制系統作為依托，可在目標范圍之內自動進行農田灌溉，在滿足農田用水需求的基礎上，讓農田灌溉的用水量得到良好控制。同時，水資源的運輸過程中，智能化渠道的應用也可減少水資源浪費現象，以此來實現農田的高效節能灌溉效果。因此，在近年來的農田水利工程高效節能灌溉中，智能化渠道灌溉技術也越來越受到重視，并在很多地區的農田水利工程高效節能灌溉中發揮出了充分的作用。

3 農田水利工程高效節水灌溉的發展思路

3.1 水資源得到優化配置

為保障農田水利工程的灌溉效果，最大限度優化灌溉作業，技術人員在對農田灌溉方式加以確定之前，應深入到農田灌溉區域，全面勘查和研究灌溉區域的實際情況，通過對灌溉區域自然條件、地理位置和水資源需求等各方面因素的綜合考慮，確定出最終的可行性農田節水灌溉措施。在具體的農田勘查過程中，應注意量化分析用水需求位置、用水需求量和水源儲備量等的各項指標，以此來良好把握用水總量，并以此為基礎來進行用水量的科學分配，保障各個區域的灌溉用水得到隨時調節從而達到良好的灌溉效果。

3.2 加大力度進行高效節水示范工程的建設

高效節水灌溉示范區建設，有利于逐步提升高效節水灌溉發展質量及推廣高效節水灌溉發展模式，有利于促進農業增產增效及農民持續增收，有利于提高農業用水效率和展示現代農業的發展前景。高效節水示范工程的建設為引導和帶動農業高效節水標準化、規范化建設，發揮重要作用。

2014年，許昌市決定用3 a時間，連片建設3.34萬hm2高效節水灌溉示范區。項目涉及建安區、長葛市等十幾個鄉鎮二百多個行政村，概算總投資7.00億多元，預計每年節水2 000萬m3，節省電費約600多萬元，節省人工費8 000多萬元，每年產生直接經濟效益1.00億多元。示范區通過節水灌溉設備，比非示范區多澆2～3 遍水，夏糧生產再創新高。在示范區的帶領下，許昌市的高效節水灌溉面積大幅度提升。

在節水灌溉措施的應用過程中，應使高效節水灌溉影響力得以不斷擴大，讓高效節水灌溉在更多區域的農田灌溉中發揮出充分優勢。在完成了一個地區的高效節水灌溉措施使用，并收獲了良好應用成效后，應該由該地區主動帶動周圍地區共同進行高效節水灌溉技術的應用，結合不同地區的實際情況，合理運用先進的節水灌溉技術，讓節水灌溉措施在水資源匱乏地區的農田灌溉中得以應用和推廣，以此來滿足農田灌溉需求，并達到合理節約水資源的目的。

在高效節水灌溉的實施過程中不斷地總結經驗，發現問題，并及時交流、解決，例如：高效節水灌溉技術的應用對于電力方面有著比較高的需求，所以，保障電力資源的供應也是保障高效節水灌溉措施良好應用的關鍵，各地要探索這個問題的解決辦法。

3.3 注重高效節水灌溉技術的引進和應用

目前，河南省節水灌溉雖然處于較快的發展階段，但與水資源緊缺的嚴峻形勢、現代農業發展的迫切要求以及轉變經濟發展的預期需求仍不相適應。加快引進先進的高效節水灌溉新技術是當前一項重要的工作。將高效節水技術措施合理應用到農田水利工程中，不僅可以有效降低農田灌溉的用水量，也可以有效避免水資源的不必要浪費。多年的研究和實踐證明，無論是國外還是國內高效的節水灌溉新技術發展很快，效果非常好，有很好的引進和推廣的價值，但是情況并不是那么簡單，引進和推廣有很多工作要做，不是標書照抄搬來就行的，把先進的技術和當地實際情況相結合，需要大量的工作。

在節水措施的具體應用中，主要應該從減少用水量和改善水資源的配置入手，以此來達到節水灌溉的效果。更具科技性的灌溉技術讓農田高效節水灌溉水平得到了顯著提升。在這一新的發展形式下，技術人員可以對農作物的生長特點進行深入研究，在農作物不同的生長階段中采取不同的灌溉策略，以此來滿足農作物的用水需求，保障農作物的生長和產量。另外，在具體的農田節水灌溉中，也應該合理應用信息技術，讓相應的檢測系統和控制系統發揮出充分的作用，以此來保障農田灌溉效果，實現水資源節約的目標。

3.4 改革農業水價，促進節水灌溉工程的實施

合理的水價可以在一定程度上促使人們節約用水。而中國農業水價整體偏低，致使農民的節水意識不強，大水漫灌的灌溉方式依然盛行，水資源浪費現象較為嚴重，農業水資源供求矛盾日益加劇。為此，依據國務院辦公廳印發的《關于推進農業水價綜合改革的意見》要求，各地和有關部門因地制宜，圍繞保障國家糧食安全和水安全，加快建立健全農業水價形成機制，對更好地促進農業節水增效發揮價格杠桿配置水資源的作用、提高農業用水效率具有重要意義。

借助于智能掃碼灌溉方式，實現“互聯網+機井”的無縫對接，通過遠程控制，根據用水定額或水權以及農戶土地及其耕作情況，可設定每一戶農民每一年的用水量和每一眼機井每年取水量，來分配水量，超出使用的用水量則無法開泵取水，強迫人們提高節水意識。分配給農戶的水使用量為其水使用權，若用不完，農戶可以轉讓、出賣用水權，把水權作為商品，從中獲利，珍惜水權，通過經濟手段培養人們的節水意識。同時，也根據用戶用水量設置了幾個階梯，實行階梯收費，利用價格杠桿撬動節水灌溉的推行和實施。用水戶取用水過程可通過掃碼實現，需要取水灌溉時通過掃碼啟動機泵取水，停泵；啟動水泵后，自動實時記錄用水量，并自動扣除可用水的定額，在剩余水量達到告警值時自動告警，水量用完自動停機，沒有授權任何人無法開啟水泵。后臺對所有現場設備數據實時采集監測，進行精準計量和有效管理。

把水價改革和節水灌溉有機結合起來，通過水價改革的推行，讓農民在水價改革中體會到節約用水的好處，由此讓農民感覺到節水灌溉工程對農民的好處，提升農民對節水灌溉設施的建設和保護的迫切感，提高節水灌溉設施（例如：噴灌、微噴、滴灌等）的使用率，反過來，通過節水灌溉設施的建設和使用，讓農民確實感覺到節水灌溉就是省錢省水省勞動，最終實現全面的節水灌溉。

4 結語

在當前的農田水利工程建設與發展中，高效節水灌溉措施的應用可進一步滿足農作物對水資源的需求，并實現水資源的最大限度節約。憑借著投資成本低、技術簡單、可操作性強等諸多優勢，高效節水灌溉措施在農田水利工程中得到了越來越廣泛的應用。在此基礎上，很多地區也加強了信息化建設與管理，結合相應的農田灌溉用水制度，讓水資源浪費問題得以有效解決，在滿足農田灌溉需求的基礎上達到了水資源嚴格管理的目的。這對于農田灌溉水平的提升、農業的良好發展和水資源的合理節約都有著深遠的意義。