水利工程規(guī)劃設計與農田灌溉技術分析

劉 玲

(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400)

現(xiàn)代智慧農業(yè)的發(fā)展離不開水利工程和農田灌溉技術的支撐。水資源的短缺是制約現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的主要因素，而水利工程建設和農田灌溉技術可以解決此類問題，實現(xiàn)現(xiàn)代農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展。對此，有什么樣的水利建設規(guī)劃與設計，就產生相應的水利灌溉技術。本文對水利工程設計的標準、取水方式的設計和罐渠布置的原則等方面做了全面的分析，在此基礎上提出了農田水利灌溉的模式、存在的問題和解決措施，使水資源滿足農田灌溉的需求。

1 農田水利工程的規(guī)劃與設計分析

1.1 工程設計標準分析

農田灌溉之水主要來自河水、雨水、泉水等地表水源，西北旱寒地區(qū)由于干旱少雨、河流較少、地表少水，冬春河水干涸斷流，使農田灌溉之水嚴重缺乏，秋夏河水泛濫成災，又呈現(xiàn)嚴重過剩的現(xiàn)象。對此，農田水利工程的規(guī)劃與設計要充分考慮到西北旱寒地區(qū)水資源的實際情況來確定灌溉技術和方式。從理論上分析，能用的水源量和需要的水量是灌溉工程設計的前提，農田灌溉工程設計是否科學合理的衡量指標是灌溉設計保證率(表示符號P)和抗旱天數(shù)，其計算方法是提取一段時間的正常灌溉用水量滿足的年數(shù)再除以總年數(shù)所得的百分比。農田灌溉工程設計的主要參考指標是灌溉設計保證率和抗旱天數(shù)，此外，農田灌溉工程設計時還要考慮水源持續(xù)性和其它各類作物的需求，如果灌溉工程設計保證率P值在80%以上，可滿足需水量較大的作物，如果P值較低，可考慮抗旱性較強的作物，其目的是保證作物最大用水量和節(jié)約、共享水資源?？购堤鞌?shù)是以水利灌溉工程供水能力為依據(jù)，在持續(xù)高溫、無雨或嚴重少雨的極端天氣下，能夠滿足農作物最小需水的天數(shù)為標準。對于抗旱天數(shù)的確定，要根據(jù)當?shù)氐母珊党潭取⒆魑锷L抗旱情況和水資源有效利用率確定，不是主觀設計中決定的標準。

1.2 取水方式的設計

水利工程規(guī)劃與設計中最主要的環(huán)節(jié)是灌溉取水方式的設計，設計師要結合實際情況對灌溉水源進行科學的設計。目前，灌溉取水方式為自流式灌溉取水和人工灌溉取水，水利工程規(guī)劃設計應圍繞這2種取水方式展開實際的設計，根據(jù)地理地質狀況，可設計一種灌溉取水方式，或設計2種灌溉取水方式。農田灌溉之水往往來自于河流和湖泊，地下水源成本較高，水源不足，而河流之水在灌溉中廣泛運用，可無壩提取河水或者攔壩提取河水。根據(jù)灌溉取水的地方和流量不同，將無壩提取河水設計為建閘和不建閘，無壩有閘的設計有助于科學合理的調整河流全年的流量，保護了罐渠設施和農田作物，減少了洪澇災害的破壞，實現(xiàn)了水利灌溉工程的自我調節(jié)。另一方面，有壩取水是在河流上建壩攔截流水，提高水位，增加罐渠數(shù)量，保證水資源滿足灌溉，從而克服了由于地勢、水量等原因導致水位較低不能滿足灌溉需求，雖然攔壩建閘投資大，但是萬畝良田的灌溉比起投入的資金來說顯得更加重要。在攔壩工程的設計中，溢流壩既能夠提高河流水位，又能起到泄洪排汛的作用。進水閘的設計能夠有效控制灌溉水量、減少泥沙流入、起到既保證灌溉水流正常，又保護農田、交通和房屋免遭侵害的作用。

1.3 灌渠布局的設計原則

罐渠設計規(guī)劃時須考慮經濟和社會效益2個方面，既要充分利用當?shù)刭Y源，也要考慮到農田、山林、水利和交通等工程項目的規(guī)劃，規(guī)劃既要考慮當前實際，又要考慮未來的發(fā)展。罐渠布局科學合理的設計需要遵循以下原則：一是科學合理利用地理位置實現(xiàn)自流灌溉，在高地修建灌溉渠、底地修建配水渠，減少灌溉用水成本和作物損失，必要時對地勢較低、落差明顯的區(qū)域修建提灌實現(xiàn)灌溉；二是注重安全意識，在修建壩渠過程中盡量避免大規(guī)模的動土和深挖方、高填方等工程，以免發(fā)生重大事故，盡量避免沿河修建罐渠；三是提高綜合利用，高山丘陵耕地由于缺水可開展多種作物種植，采取一水多用的方法，平原地區(qū)可采用地表水與地下水結合的方式提高灌溉能力和滿足作物對水資源的需求。

2 農田灌溉技術的分析

2.1 灌溉模式分析

隨著水資源的短缺，農田灌溉技術的改進是設施農業(yè)發(fā)展關鍵環(huán)節(jié)。設施農業(yè)技術就是對水資源的充分利用，其主要包括保墑耕作技術、抗旱栽培技術、覆膜保墑技術、化學藥劑抗旱保墑技術和抗旱作物培育選種技術等。目前，罐渠輸水是農田灌溉的主要輸水方式之一，以前的土渠或者石渠輸水使水資源損耗較大，水渠的改造和減少水渠漏水為設施農業(yè)發(fā)展的第一要務?？刹捎眯滦偷墓艿垒斔夹g，即可減少管道占用土地的空間，提高耕地的利用率，還可以減少水資源在輸送過程中因蒸發(fā)、滲漏、水草吸收等導致的水量損失。此外，根據(jù)土壤、季節(jié)、作物、水資源狀況等實施噴灌、滴灌、引灌和低壓管道輸水等不同方式的農田節(jié)水灌溉技術，既能滿足作物的用水需求，又提高水資源的利用率。

2.2 農田水利灌溉中存在的問題

目前，我國的農田水利工程建設取得巨大的發(fā)展，在自然條件允許的地區(qū)已經完成了節(jié)水農業(yè)灌溉基本設施，黃河中下游、長江中下游、淮河流域等水資源比較豐富的地區(qū)已經實現(xiàn)了農業(yè)生產智慧化建設。但是，西北地區(qū)的農田水利灌溉工程建設困難重重，問題諸多：首先，存在農民對節(jié)水農業(yè)建設認識性不足的問題，傳統(tǒng)農耕思想依然深厚，而且水利部門對農田灌溉的新技術和新設備的推廣普及力度不夠，甚至僅限于工程示范。其次，農田水利灌溉工程資金投入不足導致灌溉設施建設和維護難以持續(xù)，使水利灌溉工程建設滯后，設施的使用壽命縮短，必然影響節(jié)水農業(yè)和智慧農農業(yè)的建設與發(fā)展。最后，農田水利灌溉技術推廣規(guī)劃缺乏科學合理性，導致農業(yè)灌溉工程不能正常發(fā)揮效益。農田灌溉區(qū)域經常出現(xiàn)罐渠經營權和所有權關系混亂的現(xiàn)象，導致管理權責不清、公共資源私用、設施無人維修的情況，這為農田水利灌溉技術在農村廣泛的普及增加了阻力。

2.3 農田節(jié)水灌溉的改善措施

設施農業(yè)發(fā)展中的農業(yè)節(jié)水灌溉保證了作物需求的水量，也保證了栽培技術和灌溉技術的優(yōu)化發(fā)展。農作物中有需水量較大的作物，有抗旱能力較強的作物，所以灌溉技術的改進應該根據(jù)本地普遍作物的用水量和氣候條件實施改造措施。農田水利灌溉技術的革新需要重新規(guī)劃，設計一套行之有效的節(jié)水農業(yè)灌溉體系，這個體系必須結合設施農業(yè)的發(fā)展方向，調整農業(yè)種植結構，培育和種植抗旱能力較強、經濟效益較好的作物，科學合理的開展退耕還林，保持水土流失，增加需水量少、根系發(fā)達的樹種、畜草和經濟作物的栽種。農田節(jié)水灌溉技術的革新與推廣要因地制宜，根據(jù)不同的作物和水土選擇節(jié)水灌溉技術，例如對于中低產田可實施滴灌技術或噴灌技術來滿足作物的需水量，而對于鹽堿地可實施大水澆灌的方式沖掉土壤中過多的鹽分，改良土壤的鹽堿性，達到作物生長的環(huán)境。紅色土壤地區(qū)通過灌溉改善土壤所含的元素成分，補充營養(yǎng)成分，確保作物的產量。

3 結語

農業(yè)是人類生存和發(fā)展的基礎性產業(yè)，自古以來，通過品種改良、農田灌溉和耕作改進等方式提高糧食產量，滿足人類生存的需求。隨著水資源的短缺和農田灌溉技術的發(fā)展，農業(yè)節(jié)水灌溉要根據(jù)實際要求選擇灌溉技術，保證農作物的用水量。本文對設施農業(yè)發(fā)展中的水利工程規(guī)劃與設計進行了分析，將水利工程規(guī)劃與灌溉技術相結合，進一步增強水利工程服務于現(xiàn)代設施農業(yè)的效果，推動科技智慧農業(yè)的快速發(fā)展。