农田水利建设中节水灌溉技术的运用及相关问题研究

覃业坤

湖南省常德市水利局，湖南常德 415000

长期以来，我国农业用水都保持在较高水平，但资源利用率却较低，说明资源浪费较为严重，须大力开发和应用节水灌溉技术。文章围绕湖南农田水利建设现状，对节水灌溉技术应用方面的问题进行深入分析。

1 技术现状分析

农业是国民经济发展基础产业，它和人们日常生活息息相关。我国农业快速发展过程中，农业灌溉用水需求不断增加，但传统的灌溉和管理方式导致浪费情况较为严重，不满足资源合理化应用的需求。而在节水技术研究日益深入的影响下，农田水利建设方面的节水灌溉得到一定进展，一系列新兴技术得以利用，大幅提高了资源利用率。然而，这并没有足以解决农业水资源供需矛盾，在很多方面仍需进一步的改进和优化。

2 节水灌溉技术应用

2.1 输水节水技术

我国农业灌溉比较普遍的输水方式仍然采用开挖成渠自流灌溉，少量采用管道输水灌溉。在这种传统的输水方式中，水分由于渗透和蒸发大量流失，实际用于农田的水量不足60%，浪费情况严重，亟需制定新型输水方案。在实际工作中，可从以下几方面入手减少输水损失：

（1） 做好渠道防渗。渠道防渗的重点在于选取适宜的材料，而不同材料的性能有所差别，现阶段常用的材料有：混凝土预制块、现浇混凝土护面和浆砌块石等，通过对这些材料的应用，都能起到防渗的作用。在当前的农田水利建设中，对于输水渠道防渗，三面光渠道得到了广泛应用，具有施工方便、防渗效果好等优势，能有效减少输水损失。

（2） 采用管道输水。渠道输水的流失点较多，除蒸发作用外，还包括渠床渗漏和接触失水等，因此在部分条件较好地区农田灌溉可采用管道输水形式，这样能从根本上避免浪费。但输水管的选择须充分考虑灌溉方式，以满足灌溉基本要求为基础。

2.2 灌溉节水技术

2.2.1 微灌技术

微灌是指根据作物生长需求，采用管道和设置于末级管路的灌水装置，以很小的流量，向作物根部周围土体均匀输送水及作物必需养分[1]。微灌主要包括滴灌、喷雾和脉冲灌溉等形式。按所用设备的使用性能可将微灌分为常压微灌与重力微灌；按所用设备放置位置还能分成地下微灌与地上微灌。对微灌技术而言，其最大的特点是严格控制灌溉实际耗水量，其中的水量调控系统发挥着关键作用。微灌能十分便利的将水和养分灌溉到所有植物周围的土体，并将水应力控制在较低水平，以免植物生长造成影响。它还具有以下优势：

（1） 水资源利用率高。微灌根据作物生长要求进行适量和适时的灌溉，只对植物根须周围土体进行润湿，所以能最有效的避免水损失。而且微灌的灌水量相对较小，周期短，普通滴头流量在1.5～12L/h范围内，微喷头流量在50～200L/h范围内。采用微灌时，灌水的时间间隔为：蔬菜在1～3d内，果树在7～15d内；

（2） 所需劳动量少。微灌采用管网供水，在操作上较为方便，效率高，可实现自动控制，所需劳动量很少，而且微灌还属于局部灌溉，地表不会因灌溉局部面积湿润，而长时间保持干燥，避免了杂草生长，降低了用于除草的费用。此外，植物生长必需养分的施用也能采用微灌，基本不用人工操作；

（3） 能耗低。微灌器压力只有50～150kPa，远低于喷灌，而且比地面灌溉更加省水，省水就意味着减少了大量能耗；

（4） 均匀性好。微灌系统能对所有灌水器实际出水流量进行有效控制，灌溉均匀度可保持在85%；

（5） 有利于增产。微灌能根据需要适时灌水，为作物的生长提供良好环境，所以有助于增产，并保证作物质量；

（6） 适应能力强。由于微灌直接在根系周围土体灌水，所以能在多种复杂地形中进行作业。但微灌也存在投资较大的缺点，比传统地面灌溉高很多，而且灌水器的出口极小，容易被杂物堵塞，若缺乏有效维护，将导致系统无法工作，甚至造成报废，因此对日常检查和维护有着很高的要求。

2.2.2 喷灌技术

喷灌是指采用水泵与管道系统间或自然水源存在的落差，将压力水喷洒到空中，使水流变成水雾自由落到农作物上，喷灌系统如图1所示，它主要具有以下优势：

（1） 水资源利用率高。因喷灌可对喷水均匀性进行有效控制，防止渗透损失与地面径流，所以相比于传统的漫灌，能省水30%～60%，而且省水在一定程度上还就节省了动力，减少灌溉成本；

（2） 所需劳动量少。喷灌可以实现全自动化和机械化，直接节省了大量劳动力。因无需输水渠道，所以不仅便于进行机械化作业，还能避免产生过多的田间劳动量。此外，喷灌还能兼做农药与化肥的施用，进一步节省劳动力，相比于地面灌溉，喷灌能节省80%的劳动量；

（3） 占地少。喷灌无需设置田间沟渠，采用喷灌的耕地，能增加7%左右的实际耕种面积；

（4） 有利于增产。喷灌能对土地水分进行严格控制，确保土体的湿度始终保持在有助于农作物生长的范围。而且喷灌还能洗去植物茎叶表面覆盖的尘土，促进其光合作用。此外，喷灌几乎对土体没有任何影响，是一种直接作用于作物的灌溉技术；

（5） 适应能力强。平地、坡底均可采用喷灌技术，尤其是厚度较小的沙质土，特别适合喷灌[2]。

图1 喷灌系统示意图

喷灌最主要的问题就是投资较大，相比之下移动式喷灌设备价格最低，但也要20～50元/亩的投资。此外，喷灌还会受到风速直接影响，如果风速超过5.5m/s，则能将水滴吹散，影响喷灌的均匀性，不宜在大风天进行喷灌[3]。

2.3 其它节水技术

2.3.1 耕地整理节水

做好土地平整，确保排灌保持畅通，并筑造池、塘、坑、窖等进行拦水与蓄水，使农田节水灌溉方案得以全面实施，提供必要基本条件，目前这种节水技术措施已得到大部分农民认可，并已广泛用于实际。

2.3.2 减免耕保水

根据农田及其水利设施实际情况，采用“高留茬免耕套播”、“贴茬免耕直播”及“以旋代耕”等有效方法，增大水分在土壤当中的渗透深度，增强蓄水保墒能力，从而避免水分大量流失，起到理想的节水效果[4]。

2.3.3 生物或化学制剂保水

近几年，我国各地区研制出很多类型的保水剂，如生物保水剂、化学保水剂、有机保水剂、无机保水剂与对水分蒸腾作用有抑制作用的试剂，并在旱作领域得到大范围推广应用。

2.3.4 地膜与秸秆覆盖保水

覆盖保水在我国已经有了大面积的实际应用，取得十分显著的成效。其作用在于可以有效缩减水分蒸腾，保证耕地的保水与蓄水作用，从而最大限度利用水资源，实现保水、节水的目标。

2.3.5 节水种植

节水种植技术在我国北方地区较为常用，如坐水点种、旱育稀植、膜侧沟播等。实践表明，通过节水种植，能有效提高节水效果，从根源上保证水分得以充分利用。

2.3.6 水分、肥料一体化调节控制节水

从最初的单一化浇水向浇灌营养液方向发展，使肥料随水运动。这样一来，能将水变为作物的一种复合溶剂，在减少作业次数的同时，降低成本，并提高水分与肥料的综合利用率和利用效益[5]。

3 结语

综上所述，在介绍农田水利建设节水灌溉技术现状的基础上，分别提出了输水节水和灌溉节水技术，总结不同技术的优劣势。可以看出，不同节水技术有着不同的特点，实际情况中要根据具体要求妥善选择，以发挥技术最大化作用。

[1] 张福辉.农田水利建设中节水灌溉技术的思考探微[J].种子科技，2017（4）：99，101.

[2] 邵丽盼·卡尔江.农田水利建设中的节水灌溉技术及发展趋势[J].北京农业，2016（5）：99.

[3] 王晓林.浅析农田水利建设节水灌溉技术[J].建材与装饰，2015（51）：300-301.

[4] 罗萍. 农田节水灌溉技术探讨[J]. 水利科技与经济，2013（11）：79-81.

[5] 李艳秋. 农田节水灌溉中存在的主要问题及应对策略[J]. 科技风，2013（16）：221.