節水灌溉技術在水利工程的應用

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摘要：本文采用文獻分析法、比較法，分析了我國農業節水灌溉技術的發展現狀，分析了節水灌溉技術在農田水利工程中應用的優點和選擇原因，分析了噴灌、滴灌、步行灌、薄淺顯曬灌在農田水利工程中的應用，旨在為我國節水灌溉技術在農田水利工程中應用研究提供有效參考。

關鍵詞：節水灌溉；農田；水利工程

0引言

我國農業大多數分布在北方，北方近幾年干旱少雨，水資源非常緊張，節水成為我國最迫在眉睫的工程之一。而我國農業農田水利工程主要靠灌溉，如果能節約我國農田水利工程灌溉用水，節水效果將非常顯著。在這種背景下本文以農田水利為研究對象，對節水灌溉技術在其中的應用展開詳細探討。

1我國農業節水灌溉技術發展現狀

國外研究節水灌溉技術主要針對其技術類型選擇因素以及選擇結果，比如著名學者Caswelletal的果農灌溉技術選擇因素研究得出很多影響果農選擇的因素，其中最主要的有政府征收果農灌溉水資源使用稅，受政府高水價影響使果農意識到節水程度越高純利潤越高，地下水深和農田土地質量也影響農民灌溉技術的選擇等。以色列等國家研究除了以上因素外，發現農戶選擇灌溉技術還受農田規模影響。我國對節水灌溉技術的研究主要是考慮農民，比如韓洪云學者研究發現無論是否選擇節水灌溉技術農民都會虧損，故農田灌溉行為本身就是影響利潤最大化因素之一。李艷等學者認為政府調整水價直接影響農戶對灌溉技術的選擇，韓青等學者經研究表明我國糧食作物大多選擇傳統灌溉技術，經濟作物如蔬菜、鮮花等多采用滴灌、微灌等現代節水技術。改革開放后國家加大了農田水利工程節水灌溉技術以及應用研究力度，其具體表現是節水灌溉技術理論和設備兩方面。在理論方面研究者研究出農田水分轉化、水分傳輸、遷移規律動態模擬等，在設備方面研究出滴灌設備、微型噴灌設備以及防滲材料等。

2節水灌溉技術在農田水利工程中應用的優點和選擇原因

2.1節水灌溉技術的優點

根據節水灌溉技術的名稱可知其最大的優點是節約用水，提高農田水利工程資源利用率。傳統灌溉技術大多是挖溝成渠，這種灌溉技術不僅浪費大量人力還降低水資源利用率，且容易發生滲漏故障而淹死附近農田作物，浪費大量水資源，使大量人力勞作付之東流。為提高水資源利用率，現代節水灌溉技術被提出，其具有提高水資源利用率、降低農業勞力、財力成本、灌溉效率高等多種優點，可解決傳統灌溉技術存在的不足。比如：渠道防滲可以預防滲漏問題，水管管道輸水可以防止水資源蒸發進而提高灌溉過程中水資源的利用率。

2.2我國選擇節水灌溉技術的原因

我國農田水利工程選擇節水灌溉的原因主要有三個，一是受經濟變量影響，農田水利工程中應用現代節水灌溉技術的根本原因是科技高速發展下農業的內部選擇，農戶在市場經濟變量的誘導下偏愛既經濟有省力的節水灌溉技術。二是受稀缺資源影響，任何技術的發展目的都是為了減少稀缺資源的使用量和利用效率，增加富裕資源的使用量，同樣農業也是如此。因水資源是我國比較稀缺的資源，國家用水非常緊張，為緩和用水矛盾，國家在各行業大力倡導節約用水，農田水利工程的灌溉技術也不例外。為誘導農民選擇現代節水灌溉技術，提高水資源利用率，國家會相應抬高水價或者征收其水資源使用稅等。第三是受農田規模、國家政策、農田土地質量等因素影響，不同的農田規模適用不同的節水灌溉技術，比如：山東多丘陵，農田水利工程多選用水庫噴灌，對于小微型農田大多選用傳統灌溉技術。河南和新疆多平原，農田規模比較大，尤其是新疆農田規模相對比較大，灌溉技術多選用現代節水灌溉技術，如管道漏灌、滴灌等。國家政策是指國家為掌控灌溉技術選擇，制定一系列政策誘導農民。比如：抬高農業灌溉用水單價和征收農業用水使用稅等，農戶為將利潤最大化會自主選擇節水灌溉技術.

3節水灌溉技術在農田水利工程中的應用

3.1噴灌

3.1.1噴灌流程以及現狀

噴灌技術是指利用潛水泵或者是自然水位高度落差形成壓力，壓力將水井、水庫等表面水資源通過塑料、纖維等管道輸送到農田，再由噴頭噴出。十幾年前我國噴頭大多是塑料管，水泵將水擠壓進管道后由農民拉扯管頭進行人工灌溉，這種灌溉方式的缺點是浪費人力，容易發生泄漏，灌溉不均勻，需要水管數量比較多，水資源利用率不高。截止到2018年為止，這種灌溉方式幾乎被淘汰，現在噴灌的噴頭大多是高壓水槍，將水槍架設完后只需遠程遙控即可。高壓水槍噴灌技術的優點是節約水管使用量、節省勞力、灌溉均勻、提高水資源利用率、避免泄露故障發生。尤其是近幾年國家在農田水利工程附近加建小微型電源，農田水利工程節水灌溉技術的應用更加方便。

3.1.2噴灌類型

噴灌是我國最常見的節水灌溉技術，其發展最快，在農田水利工程中應用最廣。隨著噴灌技術的高速發展，噴灌類型不再單一。目前我國常見的噴灌類型有六種，第一種是固定管道式噴灌，這種技術主要是將用于灌溉的干支管道鋪設在凍土層中，農田需要灌溉時只需打開開關即可，不需要也只需關掉開關。這種技術的優點是節省勞力且可靠性高，設備受凍土層保護使用壽命長。其缺點是投資成本高，據2018年相關部門統計一套固定管式噴灌設備每公頃大概要投資15000元左右，高昂的甚至達到23000左右。第二種是半移動式管道噴灌，它與第一種的不同是主干管固定，支管可移動，如此可節省成本。第三種是中心支軸式噴灌機，該種在北方農田水利工程中應用比較常見，主要是將噴槍架設在2-3米高的支架上，將潛水泵下放進水源處，利用行走的噴槍進行澆灌。其優點是灌溉質量好、自動化程度高，缺點是容易漏灌。第四種是滾移式噴灌機，第五種是大型平移噴灌機，第六種是紋盤式噴灌機。

3.2滴灌

滴灌最大的優點是水資源利用率高，最節約農田灌溉用水，但它的缺點是成本高昂，是目前我國節水灌溉技術中最高昂的節水灌溉技術，僅適用于具有高附加價值的農田經濟作物。為節約用水國家大力研究滴灌技術，試圖將其成本降低到可接受程度，到今年為止該技術研究得到明顯進步，具體表現在成本不再過分高昂，我國農田水利工程開始廣泛應用。比如：常見的大棚蔬菜滴灌、果樹滴灌、鮮花滴灌等。滴灌技術的優點是減少不必要土壤表面水資源蒸發，提高水資源利用率。濕度低的北方農田使用滴灌技術后可提高農作物根系通透性，可將養分同時注入為農作物提供充足的水分、養分。滴灌可根據農作物實際需要控制水分，減少農作物病害和農藥使用量，提高農田作物產品質量，進而提高農田作物經濟效益。此外，滴灌還具有適用范圍廣、節約勞力、增產增收的優點。其缺點是造價成本高、故障率高，由于滴灌出水量比較小容易積累鹽分影響灌溉質量。

3.3行走式灌溉

行走式灌溉技術是指利用農村現有的拖拉機、四輪車等運輸設備進行灌溉，它主要有三種灌溉方式，一種是農田種子保墑灌溉，一種是抗干旱保苗灌溉，最后一種是根際注灌。這種灌溉的優點是投資成本低，適用范圍廣且比較靈動，可以根據需要到處流動，也可集中水源進行注灌。此外它屬于綠色環保灌溉，可保護水源。其缺點是灌溉流程比較復雜，只適合小型農田水利工程，在需要大量水源灌溉的大型農田這種灌溉過于杯水車薪。種子保墑灌溉的流程是開溝、施肥、播種、施水、覆溝、踩均等，該技術僅適用與干旱、半干旱地區，不適用與濕潤和半濕潤地區。抗旱保苗灌溉是指利用農機改裝成保苗灌水機，其優點是可直接從水源處取水，不受距離限制。可直接進農田中進行灌溉，不占用農田土地資源。

3.4薄、淺、濕、曬灌溉技術

3.4.1應用流程

薄、淺、濕、曬灌溉技術是指薄水時插秧，淺水時返青，農作物分孽前期進行濕潤管理，農作物分孽后期進行曬田管理，拔節孕穗、抽穗楊花、成熟期進行灌注管理。這種灌溉技術主要適用于水稻，在我國南方比較常見，種植小麥、大豆、玉米、棉花的北方很少見。其優點主要包括可以增加農田農作物收成，優化農作物產品質量，提高水資源利用率節約水源，增強農田農作物生理活動能力，比較具有針對性可促進農田農作物的正常生長等。其缺點是工序復雜，對農田水利工程管理人員的技術要求比較高，適用范圍比較窄。

3.4.2注意事項

采用這種技術進行灌溉時有三個注意事項，一是水稻返青時期灌溉淺水應根據實際情況而定，一般在30-40毫升。二是水稻分孽后期曬田時間、程序應按照國家標準進行，曬田時間最好在分孽末期到幼穗分化期間，粘性農田、低洼冷浸農田等要重曬，曬田時間一般控制在5-10天。高抗農田、沙土質農田曬田時間相對減少2-3天，但是若遇到干旱時期應取消曬田程序。三是夏天溫度過高容易曬死農作物，冬天干寒露風影響農作物生長，為了解決這些難題一般與噴灌結合加深灌溉水層，保護農田農作物。

4結束語

節水灌溉技術可提高水資源利用率，增產增值，在農田水利工程中應用特別廣泛。我國應用在農田水利工程中常見的節水灌溉技術主要有噴灌，滴灌，行走式灌溉，薄、淺、濕、曬灌溉等，其中噴灌主要適用于北方農田水利工程，滴灌適用于大棚農作物等經濟價值比較高的農田，行走式灌溉主要是播種和保苗，薄、淺、濕、曬灌溉在南方比較常見，主要適用于稻田水利工程。

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作者：劉清杰 單位：山東省濱州市博興縣純化鎮水利水產技術服務站