節水灌溉技術在農田水利工程中的應用

摘要：為了解決農業用水短缺和水資源利用效率低下的問題，本文以節水灌溉技術的概念內涵、現實意義和具體應用為切入點，系統闡述了滴灌、噴灌、滲灌等主要技術類型的應用特點和技術參數。針對農田水利工程中節水灌溉技術的推廣應用，提出了科學配置灌溉系統、強化信息技術應用、完善技術培訓服務，以及推進政策支持引導等多維度策略建議，旨在提升農業水資源利用效率，促進農業生產方式轉型升級，實現農業經濟可持續發展。

關鍵詞：農田水利工程；節水灌溉技術；應用策略

隨著經濟社會快速發展和人口增長，水資源短缺問題日益突出，傳統農業灌溉方式存在水資源浪費嚴重、利用效率低下等問題。農田水利工程中節水灌溉技術的應用，能夠有效提高水資源利用效率，降低農業生產成本，促進農業現代化發展。深入研究節水灌溉技術的應用策略，對緩解農業用水矛盾、保障糧食安全、推動農業高質量發展具有重要的理論價值和實踐意義。

1 農田水利工程中節水灌溉技術含義

農田水利工程中的節水灌溉技術是指在農田灌溉過程中，通過一系列工程技術和管理措施，實現農業用水的高效利用和節約的灌溉方式。從狹義角度看，節水灌溉技術主要包括各類工程技術手段，如管道輸水灌溉、噴灌、微灌、滲灌等先進灌溉方式，以及田間灌溉管網、水量調控設施等配套工程設施。通過采用這些技術，可以減少輸配水過程中的渠系滲漏和蒸發損失，提高水分利用效率，達到節約用水的目的[1]。從廣義角度看，節水灌溉技術涵蓋灌溉制度、用水管理等非工程技術措施，以及相關政策法規、標準規范等保障機制。這些措施通過優化灌溉時間、定額和頻次，加強用水精細化管理，建立節水激勵約束機制等，為節水灌溉工程措施的有效實施提供制度保障。

2 節水灌溉技術在農田水利工程中的現實意義

2.1 提升水資源使用效率

在農業生產活動中，水資源是不可或缺的重要資源之一。然而，隨著經濟社會的快速發展，水資源短缺問題日益突出，傳統農業灌溉方式存在著水資源浪費嚴重、利用效率低下等問題。節水灌溉技術的應用能夠有效解決這一問題。節水灌溉技術通過優化灌溉系統、改進灌溉方式、調整灌溉制度等手段，可以最大限度地減少灌溉過程中水分的無效蒸發和滲漏損失，從而顯著提高水的利用效率。同時，節水灌溉技術還能夠根據作物生長特點和需水規律，實現精準灌溉，避免過度灌溉或不足灌溉導致的水分浪費和作物減產問題，進一步提高水資源的利用效率。

2.2 降低農業生產成本

節水灌溉技術的應用不僅能提高水資源利用效率，還能有效降低農業生產成本。在傳統農業灌溉過程中，往往需要投入大量的人力與物力，生產成本居高不下。而現代節水灌溉通過引入智能化管理系統和自動化控制技術，優化灌溉制度和灌溉方式，實現灌溉環節的精準調控，不僅顯著降低了人工投入，還有效節約了能源消耗，進一步降低了農田灌溉的水費支出，從而實現了農業成本的優化[2]。同時，節水灌溉技術還能夠促進土壤水分的均勻分布，改善農田小氣候環境，提高農作物的產量和品質，增加農民的經濟收入。

2.3 促進農業現代化發展

節水灌溉技術是現代農業發展的重要技術支撐之一。隨著現代科學技術的不斷進步，節水灌溉技術也在不斷更新升級，智能化、信息化、數字化已成為節水灌溉技術發展的必然趨勢。通過將節水灌溉技術與物聯網、信息化系統及自動控制等先進技術進行有機結合，農田水利工程的運營管理實現了智能化與精細化的雙重提升，顯著增強了農業生產的整體效能。節水灌溉技術的應用還能夠促進農業生產方式的轉變，推動農業由傳統的粗放型向集約型、精細化方向發展，實現農業生產的規模化、標準化和產業化，促進農業現代化發展。

3 節水灌溉技術在農田水利工程中的應用

3.1 滴灌技術

滴灌系統作為一種先進的節水灌溉技術，主要通過定向輸送管道與專用滴頭，將水分與營養物質直接輸送至植物根部周圍土層，從而實現精準灌溉。完整的滴灌系統由水源供給裝置、水質過濾裝置、輸配水管網、自動控制裝置及滴頭或滴帶等核心部件構成。在工程實踐中，滴灌系統的運行參數（包括滴頭流量、灌溉周期、澆灌頻次與持續時間等）需依據作物品種、發育期、環境氣候和土壤性質等多重因素進行科學設定，以實現對作物需水規律和土壤持水特性的精確匹配。作物需水量的標準計算方法為：作物需水量（mm）=實測蒸發量（mm）×查表作物系數。其中實測蒸發量可經由氣象監測站或蒸發器獲取，相應作物系數則可通過標準對照表查詢得到。通常情況下，滴灌系統可以實現50%～70%的節水效果，提高作物產量10%～20%。滴灌技術不僅能夠實現精準供水，還可通過系統將可溶性肥料直接輸送至作物根域，既提升了肥料使用效率，又有效降低了肥料流失導致的面源污染風險[3]。

綜上所述，滴灌技術憑借其卓越的節水增產和環境友好特性，已成為農田水利工程中廣受青睞的灌溉方式。

3.2 噴灌技術

噴灌技術作為另一種先進的灌溉方式，主要利用專用噴頭或噴槍裝置，將水源以細小水滴或霧化形態均勻噴灑于作物及土壤表層。在噴灌系統工程設計時，需要對田塊規模、地形地貌、土壤特征及栽培作物等關鍵要素進行系統性分析，合理選擇噴灌系統類型（如固定式、移動式、中心支軸式等），并對噴灌系統的關鍵參數進行優化設計，如噴頭布局、出水量、灌溉強度和灌溉時間等。噴灌系統可采用自動化控制技術，根據土壤濕度、氣象條件等信息實現智能化、精準化調控，也可由農民根據作物需水狀況進行人工控制。總體而言，噴灌技術在現代農田水利工程中表現出較高的灌溉效率，整體可達60%～90%，其中輸水管網系統效率為85%～95%，噴頭工作效率則在75%～90%。噴灌定額一般為500～1 000 mm，單次灌溉定額為20～50 mm。噴灌均勻度系數可達80%～95%，其中低壓噴灌系統可達90%～95%，高壓噴灌系統為80%～90%。由此可見，噴灌技術憑借其良好的灌溉均勻度和較高的水分利用效率，已在農田水利工程中得到廣泛普及和應用。

3.3 滲灌技術

滲灌技術是利用埋設在地下的管道系統，將灌溉水均勻滲入到作物根系附近土壤中的一種節水灌溉方式。該項技術主要適用于大規模耕地、土壤透水性能優良且地下水埋深較大的農田區域。在滲灌工程建設過程中，需要對區域地貌特征、土壤物理化學性質及農作物品種等關鍵要素進行全面評估，合理設計滲灌系統的關鍵參數，如管道直徑、長度、布局，灌水口間距和施肥裝置安裝位置等。滲灌管道多采用耐腐蝕、抗老化的PE等塑料管材，埋設深度為50～100 cm。灌溉控制設備包括閥門、流量計、壓力表等，可實現定時定量控制。通常情況下，滲灌系統的單次作業時長應控制在2～4 h內，其灌溉周期需依據作物需水規律與土壤含水狀況進行科學設定。滲灌的水分利用系數可達0.7～0.8，每1 m3灌溉水耗電量僅為0.1～0.2 kW·h。總之，滲灌技術具有顯著的節水效果和施肥增效作用，但成本較高，適用范圍有一定局限性，在滿足使用條件的農田可作為節水灌溉的有效方式加以推廣應用。

4 節水灌溉技術在農田水利工程中的應用策略

4.1 科學配置灌溉系統

節水灌溉技術要達到預期的節水增效目標，關鍵在于科學合理地配置灌溉系統。灌溉系統的設計應當充分考慮當地的自然條件、作物種植結構及水資源稟賦等因素，因地制宜地選擇適宜的節水灌溉方式和配套設施[4]。例如，對于干旱缺水地區，可優先考慮采用滴灌、微噴灌等局部灌溉方式，利用管道輸水，精準調控灌溉水量和時間，減少輸配過程中的水量損失和無效蒸發，而在水資源相對豐沛的地區，噴灌、滲灌等全田灌溉方式則可作為有益補充，但需合理設計系統參數，優化噴頭布局和灌水時間，提高灌溉均勻度和水分利用率。同時，還應加強灌溉系統的配套設施建設，如田間儲水池、沉沙池、過濾器等，以保障灌溉用水的水質和水量，延長系統使用壽命。此外，灌溉系統還應具備一定的彈性和調節能力，以適應農田生態系統的動態變化，滿足不同生育期作物的需水規律。農田灌溉制度的制定應綜合分析降水、蒸發、土壤、作物等要素，動態調整灌水定額和灌溉頻次，避免過量或不足灌溉導致的水資源浪費和作物減產。

4.2 強化信息技術應用

現代信息技術為節水灌溉技術插上了騰飛的翅膀。將物聯網、大數據、云計算等前沿技術與節水灌溉深度融合，可實現灌溉全過程的數字化監測、智能化控制和精細化管理，進一步挖掘節水灌溉的潛力。具體而言，在農田中布設各類傳感器，實時采集土壤墑情、溫濕度、光照等環境參數及作物長勢等數據，并通過無線通信網絡傳輸至數據中心平臺。平臺綜合分析農田的實時監測數據、歷史數據及天氣預報等信息，利用大數據挖掘和機器學習算法，對作物需水規律、土壤水分運移等進行建模和預測，形成田間尺度的精準灌溉決策方案，并控制執行裝置按需灌水，實現水量的精準調控和全程優化管理。同時，信息化管理平臺還應具備灌溉調度、設備監控、故障診斷等功能，為節水灌溉系統的高效運行提供支撐。需要注意的是，在引入新技術的同時，還應加強數據標準化和互聯互通，搭建上下游協同、多源數據共享的灌溉信息化體系。農業農村部門應提供必要的設施裝備和技術培訓，提高廣大農民參與信息化管理的意識和能力，引導新型農業經營主體帶頭應用，充分發揮技術示范引領作用。

4.3 完善技術培訓服務

節水灌溉技術從研發到推廣應用，離不開扎實有效的技術培訓和服務。農田水利部門應會同農技推廣、農民合作社等單位，制定切實可行的節水灌溉技術培訓計劃，因地制宜開展形式多樣的教學活動[5]。針對農業新型經營主體和種養大戶，可采取“請進來、走出去”的方式，組織舉辦節水灌溉設施設備操作、灌溉制度制定、農藝措施配套等專題培訓班，邀請業內專家面對面答疑解惑，提升其對節水灌溉系統的掌控能力。對于普通農戶，應充分利用“農民夜校”、田間課堂等載體，深入田間地頭手把手傳授節水灌溉實用技術，讓農民在實踐中學會并掌握節水灌溉方法。同時，培訓工作還應輔之以系統完善的田間技術服務。例如，組建一支熟悉節水灌溉原理、精通設施設備維護的技術服務隊伍，及時跟蹤灌溉系統運行狀況，為農戶提供灌溉策略優化、設備維修等支持，做到灌溉全程服務全覆蓋。各級農技推廣部門應將節水灌溉技術納入重點推廣范疇，建立健全“縣-鄉-村”三級農技推廣網絡，因地制宜編制節水灌溉技術標準和操作規程，定期更新并推廣應用。

4.4 推進政策支持引導

相關職能部門（包括水利、農業及財政等）應強化政策引導和部門聯動，制定科學合理的節水灌溉推廣方案與配套支持政策，為該項技術的實踐應用營造有利的發展環境。具體而言，在資金投入方面，中央和地方財政應加大對節水灌溉工程建設的支持力度，通過設立專項資金、貸款貼息、以獎代補等措施，重點支持老旱作區、生態脆弱區等水資源短缺地區的節水灌溉設施建設和改造，提高農田灌溉保障能力。在稅費優惠方面，對從事節水灌溉設施制造、安裝、維護等服務的企業給予相應的稅收減免，降低節水灌溉工程的建設和運行成本。同時，還應制定差別化的農業水價政策，通過實行累進水價或季節性水價，激勵農戶采用先進適用的節水灌溉技術。產業政策方面，應加快完善節水灌溉產業標準和質量認證體系，著力打造一批技術先進、管理規范的節水灌溉設施設備制造企業，促進產業向專業化、規模化、品牌化方向發展。此外，政府還應加強節水灌溉科技攻關，聚焦核心技術裝備，構建產學研用協同創新體系，加快形成一批擁有自主知識產權的先進實用技術成果，為節水灌溉產業升級賦能。

5 結語

節水灌溉技術作為現代農業發展的重要支撐，在提高水資源利用效率、降低生產成本、促進農業現代化等方面發揮著關鍵作用。通過系統分析不同節水灌溉技術的應用特點，提出了科學配置、信息化管理、技術培訓和政策引導等多維度應用策略。未來應進一步加強節水灌溉技術創新，推動信息技術深度融合，完善配套政策體系，為實現農業水資源可持續利用和農業高質量發展提供有力支撐。

參考文獻

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[5] 葛愛祖.高效節水灌溉技術在高標準農田水利中的應用探析[J].河南農業，2023（32）：53-55.