淺析節水灌溉技術在農田水利工程中的應用

摘 要：隨著水資源短缺問題的日益凸顯，農田水利工程的可持續性發展成為亟須解決的問題。深入探討節水灌溉技術在農田水利工程中的應用，聚焦于精準化、自動化、一體化等方面特征，通過科學監測及智能設備的引入，實現精準化灌溉，提高對農田水分的高效管理，降低水資源浪費，推動農田水利工程現代化發展。

關鍵詞：節水灌溉技術；農田水利工程；應用舉措

中圖分類號：S274 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

水資源的有限性和全球氣候的不斷變化，使農業水利工程面臨著巨大挑戰，迫切需要尋找創新灌溉方式，提高水資源的利用效率。在這一背景下，節水灌溉技術應運而生，成為農田水利工程中用于推廣應用的關鍵舉措。將著重探討這一技術在農田水利工程中的應用，深入分析節水灌溉技術的要點，以及為農業生產帶來的深刻變革。通過深入挖掘節水灌溉技術的內在機制和優勢，更好地理解農業可持續性發展所帶來的深遠影響。在節水灌溉技術創新的不斷推動下，農田水利工程也將迎來一次轉型，更好地適應未來水資源的變化。

1 節水灌溉技術的具體內容

節水灌溉技術是一種利用科學、合理的方法將水資源進行農田灌溉的技術體系[1]。其具體操作是要在最小的水資源投入下實現最大的農田產出。節水灌溉技術包括高效的水源利用，通過引水渠、水泵等設施，將水輸送至農田。利用噴灌、滴灌等精細化灌溉方式減少水分的蒸發和流失，提高灌溉水的利用效率。此外，節水灌溉技術也涵蓋科學的灌溉制度，需要監測土壤水分狀況，調整灌溉量和頻率，確保作物在不同生長階段都能獲得適量水分。節水灌溉技術在水資源稀缺的情況下也能夠發揮重大作用，通過引入現代化手段，如傳感器和自動化控制系統等，可以實現智能化灌溉管理，這套管理系統可以根據實施的氣象和土壤條件自動調整灌溉計劃，避免過度澆灌，有效降低水資源的浪費，提高土壤保水能力和作物的抗旱能力，解決糧食安全和水資源問題。

2 節水灌溉技術在農田水利工程中的應用特點

2.1 精準化

節水灌溉技術在農田灌溉中可以通過先進的監測和計量手段的應用，確保操作的精準性和高效性。通過對土壤濕度的科學監測，能夠深入分析植物生長狀況，獲取實時氣象數據，系統也能夠準確判斷植物對水分的需求，從而實現對灌溉水量的精準計量和調控，這種具有高精度的灌溉方式不僅可以有效規避傳統灌溉中常見的過度灌溉問題，還能夠有效減少水資源的浪費，能最大化提高農作物產量和質量。在精準化的灌溉過程中，節水灌溉技術用科學儀器實時監測土壤濕度，調整灌溉計劃，有效提高農田水利工程的灌溉管理水平，實現精準澆水，保障農作物對水分的需求，為農業生產提供更為科學、高效、可持續的灌溉方式，也為解決水資源短缺和提高農田產出質量提供了助力。

2.2 自動化

智能化設備和系統的引入，實現了對農田水利工程的全面自動監測和控制，可以借助先進的傳感器、控制器和遠程監測技術，實時獲取土壤濕度及氣候變化等關鍵信息。在沒有人工干預的情況下，也能夠自動調整灌溉水量和頻率，這樣的自動化管理措施，不僅提高了農田水利工程的利用效率，還顯著降低了對人工干預的需求，系統可以自適應氣候的波動，實現對不同環境因素的需求，確保農作物的生產狀況和產量的穩定性，使得農作物能夠更好地適應復雜多變的自然條件。作為現代農田水利工程的重要創新，節水灌溉技術也為農業生產提供了更為智能、高效的水資源管理方式。

2.3 一體化

節水灌溉技術主要是通過綜合考慮水資源和養分利用效率，實現灌溉和施肥的協調，在這樣一體化的管理方式中，灌溉水量和施肥計劃的有機結合，形成了水肥一體化系統，能夠在最大限度上優化水資源利用。這一綜合性灌溉方式不僅提高了農作物對水分和養分的利用效率，還減少了土壤養分的流失，為節約水資源提供了更綜合全面的解決方案。在實踐過程中，水肥一體化特點通過科學灌溉和施肥計劃的制定確保了農作物在不同生長階段都能夠獲得適當的水分和養分供給，在提高農作物產量和質量的同時，也更符合農業可持續性發展原則，在最大程度上減少對環境的負擔，以此滿足農作物的生長需求，推動農業向可持續性的方向發展。

3 節水灌溉技術在農田水利工程中的應用意義

3.1 提高水資源利用效率

節水灌溉技術通過精確控制灌溉水量和時間，大幅度減少了水的浪費。與傳統灌溉方法相比，如地面灌溉或漫灌，節水灌溉系統如滴灌或噴灌能夠直接將水輸送至作物根部，極大降低蒸發和滲漏損失[2]。這種高效的水資源管理不僅可以節省用水量，提高水資源的利用率，還可以減少能源消耗和勞動成本。節水灌溉技術能夠保障農作物在各個生長階段獲得充足且適宜的水分供給，從而優化作物生長條件，提高作物的產量和質量。合理的水分管理有助于提高土壤結構和肥力，減少病蟲害的發生，同時還能減少化肥和農藥的使用量。由此可知，節水灌溉技術不僅可以提高農業生產效率，還有利于保護環境，促進農業生態系統的健康發展。

3.2 降低對生態環境的影響

在農田水利工程中應用節水灌溉技術可以降低對生態環境的影響。傳統的灌溉方法往往傾向于過度灌溉，導致農田和周邊地區水分過剩，引發水土流失問題，過度灌溉還會導致養分的流失，對生態環境和水體質量造成負面影響。通過精確的節水灌溉，可以避免過多的養分被沖刷出農田，降低化肥和農藥對水體的污染風險，維護水域生態系統的健康，減少水生生物受到污染的風險。減少農業用水量可以確保更多的水資源用于生態系統的維護，保護濕地、水體和水生生物的生存環境，維持生態平衡和生物多樣性。過度灌溉和水資源浪費會導致能源的浪費和溫室氣體排放，因此節水灌溉技術可以降低農業對能源的需求，減緩氣候變化的速度，有助于維護農田生態系統的健康，減輕對氣候變化的影響。

3.3 推動農田水利工程現代化

節水灌溉技術的廣泛應用推動了農田水利工程的現代化進程。在現代化管理框架下，節水灌溉技術充分利用了現代化設備的優勢，實現了農田水利工程的全面自動化，傳感器的實時監測可以讓系統獲得土壤濕度、氣候等數據，控制器在獲得傳感器數據后，根據農作物的需水情況自動調整灌溉率和頻率，實現對水資源的精準利用。遠程監測系統則是能夠將整個農田水利工程納入遠程控制范疇，使管理者能夠通過網絡實現對系統的監測和調整。這不僅可以提高農田水利工程的整體水平，降低人工操作的成本，還可以提高農田水利工程的經濟效益，將農業生產方式引向更為智能、高效的方向發展。

4 節水灌溉技術在農田水利工程中應用的問題

4.1 技術普及難度

農民的教育水平和所在地域文化對技術普及起到了關鍵作用。在一些地區，農民由于接受的教育有限，

對新技術缺乏理解或信心，他們更傾向于堅持傳統的農業方法。這種傳統觀念和文化背景使得他們對新技術持保守或懷疑的態度，因而影響了節水灌溉新技術的推廣。節水灌溉技術的操作相對復雜，需要農民具備一定的技術知識和操作技能。沒有接受相關培訓的農民可能感到無法掌握這些技術，從而不愿意嘗試。因此，提供有效的技術培訓和支持至關重要，以幫助農民克服技術操作難度，增強其信心。簡化節水灌溉技術的操作流程是推廣應用的關鍵之一，可以通過開發用戶友好的操作界面、提供詳細的操作手冊和視頻教程等方式實現。簡化操作流程可以降低農民學習和使用新技術的門檻，使其更容易接受和采用。在一些偏遠地區，農民難以獲得最新的信息，包括關于節水灌溉技術的優勢和最新進展。信息不對稱導致其對新技術的認知滯后，從而降低了對新技術的接受度和普及率。解決這個問題可以通過建立信息傳播渠道，如農業培訓課程、農村廣播或互聯網連接等方式改善。

4.2 維護和管理難度

在農田水利工程的應用過程中，節水灌溉技術也需要進一步維護和管理，才能確保系統的長期穩定運行。在農田水利工程中，節水灌溉技術的有效運行依賴于有能力的技術人員。然而當前專業技術人才比較缺乏，在面臨設備故障或更新需求時，缺乏足夠的專業知識和技能獨立解決問題，影響了技術的可靠性和效率。與技術人才短缺同時存在的是農民不了解節水灌溉技術的維護技能，不理解設備的運行原理，未掌握基本的維修技能。再加上專業技術人員的不足，難以及時發現和解決設備問題。缺乏有效的定期維護和設備更新機制會導致設備運行不穩定，增加生產損失的風險[3]。因此，建立一套有效的設備維護和更新機制對確保節水灌溉技術長期、可靠的運行至關重要。

4.3 適應性問題

節水灌溉技術在農田水利工程中的應用存在適應性問題，主要體現在針對不同地區的土壤、氣候、農作物種類上的差異。不同地區的土壤、氣候和農作物種類的差異導致節水灌溉技術在各地的適應性不同。某些地區可能因為環境條件與技術特性相匹配而表現出色，而在其他地區則可能因適應性不足而效果欠佳。地理環境的多樣性意味著同一種節水灌溉技術可能在不同的農業生態系統中表現出不同的效果。這種差異性要求技術在應用前需要進行針對性地調整和優化。由于節水灌溉技術在不同地區的表現存在差異，因此建立有效的技術反饋機制對發現和解決技術應用中的問題至關重要，有助于不斷完善技術體系，提升其在各種環境條件下的適應性。

5 節水灌溉技術在農田水利工程中的應用措施

5.1 制定精準灌溉方案

在農田水利工程中，可以通過制定精準的灌溉方案提高節水灌溉技術的應用質量。詳細調查農田水利工程的信息數據，了解土壤的理化性質、排水狀況和各個地塊的地理位置等因素，借助現代技術手段，如衛星遙感和地理信息系統精準獲取農田的空間數據，形成更為全面的土地利用圖，為后續的灌溉方案制定提供科學的理論數據基礎。再通過計算模型科學、合理地確定每塊土地的水分需求，結合作物的生長周期、生理生態特征和各種氣候條件，確保作物在不同的生長階段都能夠獲得適當的水分供給。灌溉水量的分配需要細致入微地觀察，才能滿足作物的生長需要，避免過度灌溉而導致水分的浪費。此外，還需要考慮到不同作物對水分的敏感度，為每塊土地量身定制合適的灌溉方案，為農業的可持續發展提供實質性支持，讓農田水利工程走向智能化方向[4]。

5.2 智能傳感器監測系統的應用

在農田水利工程中，節水灌溉技術的應用還可以通過引入傳感器監測系統，實現大力推廣與應用。通過在農田水利工程中安裝一系列智能傳感器，如土壤濕度傳感器、氣溫傳感器、光照傳感器等，監測土壤和氣候條件的微妙變化，精準判斷出土壤水分含量的變化情況。當土壤濕度較高時，系統要給出及時反饋并減少灌溉水量，防止過度灌溉。當土壤濕度偏低時，需要增加灌溉水量，確保作物在關鍵時刻能夠獲得充足的水分供應。而氣溫和光照的監測能夠確保在高溫或強光照的情況下提前預判作物對水分需求，再根據這些情況進行調整，大幅度提升作物在不同技術條件下的適應性。這不僅有效降低了管理的復雜性，還提高了水資源的利用效率，讓灌溉在智能調控下更加精準和高效，為農田水利工程帶來實際可見的經濟和生態效益[5]。

5.3 雨水收集與利用

設置集雨設備以利用自然降水作為農田水利工程的備用水源，在節水灌溉技術的應用中具有重要的價值。首先，這種做法能有效儲存雨水，尤其在干旱季節為農田提供必要的灌溉水源。其次，利用集雨系統減少了對地下水源和其他傳統水源的依賴，從而減輕了對這些資源的開采壓力。再次，這種方法還具有顯著的環保價值，可以促進水資源的循環利用，有助于可持續性發展。通過集雨設備的應用，農業灌溉更具靈活性和可靠性，同時也是推廣節水灌溉技術的一個有效手段。利用屋頂、渠道等結構可以最大化雨水的收集面積和效率，收集到的雨水通過精心設計的導流系統輸送至儲水池或其他儲存設施。這一環節的關鍵是確保雨水的捕獲、運輸和儲存過程高效而有序地進行，以充分利用每滴雨水。在干旱季節，合理地調度和管理儲存的雨水對農田進行灌溉至關重要。通過有效的水源管理，可以確保農作物在缺水時期獲得必要的水分供應，從而支持農業生產的持續性和穩定性。這種儲備水源的利用不僅有利于緩解因降水不均導致的水資源供應不足的問題，還能夠顯著減輕對傳統水源的開采壓力，降低對生態環境的不良影響。同時也進一步降低灌溉成本，提高農業的經濟效益，有利于維護當地生態平衡。

6 結束語

通過對節水灌溉技術在農田水利工程中的全面解析，可以深刻認識到這一技術革新對農業生產帶來的深遠影響。這一技術的應用和推廣不僅是對傳統灌溉技術的革新，更是對未來農田水利工程的高效塑造。技術手段的結合使得農田水利工程更加智能，可以有效提高水資源的利用效率，為降低水資源浪費提供切實可行的途徑，在科技引領下農業能夠更好地適應水資源的變化，推動農田水利工程朝現代化、智能化的方向邁進，并實現農業可持續發展目標。

參考文獻

[1] 桑龍.簡析節水灌溉技術在灌區農田水利工程中的應用[J].水上安全，2023（4）：80-82.

[2] 晏得勛.節水灌溉技術在農田水利工程中的應用分析[J].信息記錄材料，2018，19（4）：210-211.

[3] 熱米拉·塔什珀拉提.節水灌溉技術在農田水利工程設計中的應用研究[J].水電水利，2022，6（10）：83-85.

[4] 翟龍.高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用要點[J].世界熱帶農業信息，2023（7）：39-41.

[5] 董學良.農田水利工程中高效節水灌溉技術的應用及推廣策略[J].大眾標準化，2023（14）：55-57.

作者簡介：何愛彬（1992—），男，甘肅白銀人，研究方向為農田水利、水土流失、節水灌溉、河道管理。