灌區農業灌溉用水管理及效率提高措施探究

李德金

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

農業發展是國家和社會發展的基礎，我國是傳統農業大國，農業發展一直都受到高度重視，尤其是在國家整體經濟進步的背景下，國家對于農業的重視程度逐漸提高。從我國當前農業發展現狀來看，現代化、智能化農業正在快速發展，促進了農業生產力的進步，并且在農業發展的同時，依然存在水資源利用率不高的問題。例如，部分灌區用水管理效果差，水資源浪費嚴重，并且水資源不足問題依然是我國農業發展面臨的嚴峻問題。因此，結合農業發展水資源浪費問題和水資源緊張現狀，建議我國灌區農業發展應該以用水管理提升為主要的工作目標，盡快解決以上問題，促進灌區農業發展。

1 影響我國灌區農業灌溉用水管理效率的突出問題

目前，我國農業灌溉用水現狀主要表現為水資源分布不均勻和缺乏，而在此現狀下，部分灌區還存在節水意識落后的問題，灌區用水管理效率較低，造成了更為嚴重的水資源緊張問題[1]。因此，對當前我國灌區農業灌溉用水管理的突出問題進行探究，分析問題現狀及產生原因，根據問題實施針對性的管理策略，才能有效提升灌區用水管理效率。

1.1 節水灌溉缺乏科學規劃

1.1.1 存在的主要問題

灌區農業灌溉節水是用水管理的關鍵環節，從現狀來看，我國灌區節水灌溉的常見問題便是節水灌溉缺乏科學規劃。節水灌溉缺乏規劃主要體現為節水灌溉規劃未按照標準制度、標準要求實施；節水灌溉規劃未進行精準的分析和計算；節水灌溉規劃時，經常“照搬照用”其他地區的節水模式，與本地區農業發展不匹配，節水灌溉成本較高，節能和節水效果較差。總而言之，節水灌溉缺乏規劃，主要是指部分灌區雖然實施節水灌溉，但是方式、模式較為粗放，難以形成有效的作用[2]。

1.1.2 產生的原因及影響

經調查分析，導致節水灌溉缺乏科學規劃的原因主要為地區缺乏重視、灌溉用水管理節能設計規劃不嚴謹、規劃設計人員經驗不足、知識技能基礎較差、對規劃制度不夠明確和對新技術掌握不全。節水灌溉缺乏規劃的影響十分長遠，主要體現為已經建成的灌區節水灌溉管理設置效率不足，設備經常出現故障，不僅未形成良好的用水管理效率，甚至可能造成水資源浪費問題，并且長時間使用缺乏規劃的節水管理模式，也會增加無用成本。

1.2 灌溉方式落后

1.2.1 存在的主要問題

灌溉區農業灌溉用水管理存在灌溉方式落后的問題，灌溉方式方法是決定用水量的主要因素，如果灌溉方式方法落后，將會嚴重影響到灌區用水，造成大量水資源浪費以及水資源消耗等問題，主要表現為部分地區依然使用傳統的大田灌溉以及大水渠灌溉方式，灌溉過程中嚴重消耗水資源，并且也造成了水資源浪費[3]。例如，大田灌溉經常是過量用水，超量的用水經常是直接滲透入地下，部分蒸發，水資源浪費現象嚴重，用水管理方式比較落后，幾乎無用水管理，導致整個用水環節無人監督、無人管理，并且對于灌區實施的節水措施缺乏評價。

1.2.2 產生的原因及影響

灌溉方式落后的產生原因比較多，其中主要包括傳統灌溉理念影響，灌區內缺乏資金、技術、人才，延誤灌區節水管理升級。灌區節能用水管理缺乏重視，未開展節水管理工作，灌溉方式落后，將會直接導致用水管理效率下降、水資源浪費嚴重、用水管理方式不科學等問題，造成的影響也比較嚴重，繼而影響到灌區生產。

1.3 灌區水資源浪費嚴重

1.3.1 存在的主要問題

灌區水資源浪費比較嚴重也是用水管理效率較低表現的突出問題，水資源浪費問題在我國灌區比較明顯，對于灌區水資源管理造成的影響極大。該問題突出表現為：灌區內農業發展中灌溉方式落后，造成水資源使用超量，灌溉中不節制用水，用水管理體系不足，難以形成有效的管理，農戶自身的節水意識差，對于水資源使用浪費問題毫不在意[4]。

1.3.2 產生的原因及影響

通過探究發現，造成水資源浪費問題的主要因素包括技術、意識以及管理等。例如，灌區水資源使用以及管理技術落后，灌區內農戶以及管理人員的節水意識差，灌區內節水管理協調效果較差等。水資源是灌區農業發展的關鍵資源，對于整個灌區實施灌溉有重要的影響。基于我國水資源現狀，加上灌區用水量較大的問題，水資源緊張現象將會日益嚴重。水資源緊缺，農業灌溉用水匱乏，最終將會影響到農業生產。因此，從問題分析中可以明確，水資源浪費造成的影響會導致農業發展惡性循環，影響長遠。

2 灌區農業灌溉用水管理效率提高的措施

2.1 科學規劃灌區節水管理模式

為提升灌區農業灌溉用水管理效率，首先需要構建科學合理的灌區用水管理模式，通過灌區用水管理模式的優化升級，實現高效節水。從上述問題中發現，部分灌區節水管理模式規劃不夠科學，因此完成科學規劃需要從問題入手，以下是針對灌區農業灌溉節水管理模式科學規劃提出的建議。

1）灌區節水管理模式科學規劃需要按照標準制度實施，根據國家要求的節水管理標準，根據灌區農田建設標準完成科學規劃，保證灌區節水管理模式符合灌區實際情況。灌區用水建設可以采用GB/T 30600—2022《高標準農田建設 通則》（以下簡稱《通則》）作為主要標準，該標準提出補齊農田質量建設技術指引短板、貫徹落實綠色發展理念是現代農田建設的根本措施。同時，該標準也針對灌溉用水管理提出了具體的要求。《通則》中有灌溉設計保證率理論，灌溉設計保證率=設計灌溉用水量全部獲得滿足的年數/計算總年數×100%，要求地區內的節水灌溉措施符合灌溉設計保證率要求，才可以保證后續各項灌溉用水管理良好完成[5]。不同灌區的節水方法以及灌溉設計保證率統計，如表1所示，在實際的節水規劃中，按照表1要求完成規劃非常有必要。

表1 灌溉設計保證率

2）農田灌溉用水管理的精細化計算。實施灌區灌溉節水管理時，還需要實施精細化的計算，要求做到精細化的農田灌溉，確保各項灌溉實施良好。在用水管理計算時，需要綜合多項因素，考慮到最小流量、最大流量、渠道水量損失、渠道寬度比等影響因素，進行科學精準計算，為后續的灌溉計算打好基礎。

2.2 使用先進的灌溉用水方式

灌溉用水方式落后，造成水資源浪費。因此，灌區農業用水管理效率提升，還需要從灌溉用水方式入手，升級灌溉方式，促進區域內灌溉用水效率提升[6]。

1）采用節能灌溉方式。傳統大田灌溉方式不僅水資源消耗量較大，同時也造成了嚴重的水資源浪費問題。因此，改進灌溉方式可以有效提升灌溉效率。現代農業灌溉開始使用微灌及噴灌方式，出水量小，灌溉面積飽和，同時也能夠實現植物本體的全面灌溉，真正意義上實現了節能環保[7]。

案例一：某茶油種植基地為了實現灌溉優化，提升用水管理效率，實施灌區微灌改造工程。蓄噴微灌工程將在距離茶油基地2 km處開展，新建取水點引水至蓄水池，由蓄水池向灌區提供13.79 m3/h和19.7 m3/h灌溉水量。傳統灌區依靠水渠、水管大田灌溉，水資源浪費嚴重，造成區域農業經濟成本增加；而在灌溉用水管理升級后，采用微灌模式實現了快速高效灌溉。灌溉用水改造工程由中央財政出錢，完成了技術資金扶持。項目批復總投資3 028.27萬元，實際合同金額為2 118.91萬元。該項目建成后，恢復灌溉面積221畝，改善灌溉面積1 024畝，改善排澇面積2 451畝，提高糧食綜合生產能力23.97萬kg，新增經濟作物產值78.06萬元，新增高效節水灌溉面積2 211畝，受益人口達3 523人[8]。

2）應用智能灌溉系統。智能灌溉系統是現代灌區用水效率優化應用的關鍵系統，該系統具有良好的灌區優化作用，對于灌區的建設和發展有重要的意義，更能夠提升灌區優化建設策略，保證灌區建設合理完成[9]。采用智能灌溉系統，各項工作智能化完成，節省人力資源。

案例二：某灌區在提升用水管理效率的過程中，開始應用LoRa無線農業灌溉系統。該系統以LoRa無線傳輸技術為核心，能夠在3 km范圍之內控制該系統。同時，系統運行功耗較低，實現成本控制。整個灌溉系統應用過程中，能夠實時監測農田信息，了解農田土壤環境情況、農田定制化措施、農田因子情況等，可以實現對農田的綜合管理控制，確保各項管理工作有序執行。整個系統應用過程中，主要包括蓄水單元、監控單元以及自動氣象站。自動氣象站應用雨量傳感器、溫度傳感器、風速傳感器以及大氣傳感器，將搜集完成的信息回傳到監控單元和灌溉單元，灌溉單元根據信息設計灌溉參數，并且控制灌溉系統完成灌溉。智能化灌溉具有精準灌溉的優勢，可以根據天氣情況以及農業需求實施灌溉，繼而做到了節水管理[10]。

2.3 解決水資源浪費問題

水資源浪費嚴重也會造成用水管理效率下降，直接影響到用水管理效果。以下是針對灌區水資源浪費問題提出的具體建議。

1）加強灌區的節水宣傳。部分農戶的節水意識較差，在實施灌溉過程中，經常出現水資源浪費問題，隨意使用灌區水，節水意識不強。所以，針對此問題，可以通過微信、微博、抖音等新媒體平臺開展節水宣傳，提高灌區農戶的節水意識，這對于未來灌區發展有非常重要的意義。

2）強化灌區節水監督管理。采用監督管理方式，強制實現節水，這對控制浪費問題也非常有效。水利部門應加強監督排查，對于不節制的用水行為采取必要的方式處理，以較為強制性的監督管理手段提升農戶以及農場的節水意識，減少水資源浪費[11]。

3 國外灌區農業灌溉用水管理新方式探究

我國農業發展相較于西方發達國家而言，灌溉節水方式相對比較落后，影響到了具體的灌溉節水效果。因此，為提升灌區農業灌溉用水管理效率，也可以借鑒發達農業大國的成功經驗。例如，以色列是嚴重缺水國家，但是農業發展良好，正是因為其獨特的灌溉用水管理措施。為了提高灌溉用水效率，采取的措施主要為水量計量、水價政策、灌溉過程的計算機管理和遙控、水肥同步施用等，這些措施使水資源的有效利用率大大提高，在單位面積的平均灌溉水量不增加的情況下，農業產出增長了12倍。

4 小結

灌區農業灌溉用水管理效率的提高可以從灌溉方式、精細科學規劃以及水資源浪費管理等入手，也可以借鑒農業發達國家的經驗，建立水肥同步模式以及新型水價政策，促進灌溉用水管理升級，助推農業農村現代化。