节水灌溉在农业水利工程应用中存在的问题及对策

邵伟明 贾婷婷

（兰州资源环境职业技术学院水电工程学院，甘肃 兰州 730021）

我国幅员辽阔，地形复杂，农作物种类繁多，在不同农业种植区域内，作物种类均存在较大差异，尤其是在西部地区农业灌溉中，常常需要实施节水灌溉以促进农作物生长。近年来，传统的灌溉方式已无法满足现代农业生产的灌溉需求，将节水灌溉技术应用于农田水利中，通过科学技术减少水资源运输及灌溉时的浪费情况，不仅能使水资源配置得到优化，而且能大幅提高水资源利用率，有效节约灌溉用水，使经济效益得到显著提升。

当前，尽管节水灌溉技术已普及应用，但水资源浪费问题依然严重，如节水灌溉时因设备维修保养不及时而导致渠道渗水或管道漏水，不仅浪费水资源，同时造成水土流失而降低土壤肥力等问题。所以，农业水利工程中节水灌溉依然是一项严峻的工程，分析问题并积极改进，以实现农业水利工程效益最大化。

1 农业水利工程中节水灌溉的主要技术

为提高节水灌溉效率，必须在农业水利工程中引进先进的节水灌溉技术，实现对农作物科学供水。常用的农业水利工程灌溉节水技术包含滴灌技术、喷灌技术、微喷灌技术和渠道防渗技术等。

1.1 滴灌技术

滴灌技术根据不同农作物的差异性及对水资源的需求量，在农作物根部附近采用固定或半固定的滴灌，利用低压管道系统并安装灌水器以均匀缓慢的滴入形式进行滴水灌溉［1］。滴灌技术的水资源输送具有专用管道，运输过程损耗少，具有灌水量少、灌注时间长、灌注周期短等特点，而且能做到精准灌溉，使土壤内部的水、肥、气、热始终处于适宜作物生长的良好状况，及时为农作物供水，使植物根部附近土壤保持湿润，提高水资源的利用率，还能结合水肥的需求精准施肥，提升肥效，有助于提高农作物生产的产量和品质，进而提高农业经济效益。滴灌技术可应用于蔬菜、果树、温室大棚内作物的灌溉。

1.2 喷灌技术

喷灌技术是指利用专门的增压设备增加压力差把水输送至灌溉的地方，借助喷头形成喷雾在空气中散播，从而进行均匀灌溉，提升水资源的利用效率。喷灌技术主要应用于果园、草场、蔬菜和花卉等农业灌溉中，还可应用于山区、牧区等。喷灌技术成本低且短时间内收益较为明显，具有灌溉面均匀、节水效果好、省时省力和地形适应力强等优势，同时移动的喷灌机能提高喷灌的便捷性，应用范围较广。

1.3 微喷灌技术

微喷灌技术主要利用折射、旋转、辐射式微型喷头将水均匀地局部喷洒至作物枝叶等区域的一种新型节水灌溉技术，其喷头的口径、压力设计较滴灌与喷灌做了较大改动，使得水压、流量及水滴更小，雾化高度更高，不仅提高水资源的利用率，而且具有调节田间气候的作用。微喷灌技术可用于菜地、大棚内作物、果园、药材和花卉等多种农作物的节水灌溉中，能更加精准地完成局部灌溉，且节水效果更好，有助于实现农作物灌溉的科学化、精准化管理。

1.4 渠道防渗技术

渠道防渗是为了预防水资源输送途中水资源的损耗而采取的措施。传统灌溉中使用较为广泛且发挥着至关重要作用的是渠道灌溉，但灌溉水在运输过程中因分支遗漏或者渗透等原因造成水量损失过半，故而产生了渠道防渗漏措施。该技术通过加快水流速度、缩减渠道面积、为渠道设置防渗层等方式实现，如通过压实渠床、增加磨光程度、减少渠床的孔隙度等来提高渠床的耐冲击力和防渗效果。

2 节水灌溉在农业水利工程中应用存在的问题

我国部分地区虽已建有农业水利工程灌溉体系，但在农业节水方面仍处于初始阶段，与标准化节水型农业发展存在较大差异。目前，国内大部分地区农业水利工程灌溉仍存在水资源利用率低、节水灌溉推广使用未普及的问题。

2.1 农民节水意识不强

在我国大部分农业生产地区，农民节水意识淡薄，思想守旧，未能形成节约水资源的理念，种种原因导致农村地区节水工作落实困难。农民认为节水灌溉工程复杂，节水灌溉系统建设投资大，使用成本高，无法正确理解节水灌溉及节水技术的重要性，导致农民节水灌溉积极性不高。

2.2 节水灌溉规划不合理

传统的农业水利工程灌溉以漫灌、沟灌、畦灌和格田灌溉等方式为主，这些灌溉方式不仅水资源消耗量大、利用率低，而且容易加剧农田盐碱化和板结程度，造成土壤肥力下降［2］。近年来，开放式的运输渠道导致水资源运输过程中蒸发量大，且部分渠床未得到有效处理，水资源下渗严重，使得农作物吸收的水资源较少。

2.3 灌溉方法及设备等落后

大部分农业区域尤其是西北地区的农田水利灌溉方法较落后，许多地方采用挖渠引水、漫灌、浇灌等方式，导致灌溉质量极低，灌溉用水严重浪费，且后期管理较难。尽管部分地区已倡议采用新型水利灌溉方法，但农民的传统灌溉理念难以改变，节水灌溉方法落实不到位，且未能结合当地农业生产的实际情况开展灌溉作业，导致措施执行效果不明显。节水灌溉设备和服务落后的原因主要包括3个方面：首先，相对于传统漫灌、井灌方式，节水灌溉成本较高；其次，我国县级及以下关于节水灌溉技术力量十分薄弱，针对节水灌溉中遇到的实际问题无法提供有效的解决措施，从而导致整体节水灌溉效率降低；最后，节水灌溉设备出现故障后不能得到及时处理，进而对农民造成严重的经济损失，同时制约了节水灌溉技术的推广应用。

节水灌溉是农业工程自动化及高效化的关键举措，而目前农业水利工程中节水灌溉的现状并不容乐观，意识层面认识不到位、灌溉方法及设备落后、节水灌溉规划不合理等都严重影响了农业水利工程的智能化与信息化建设。但是，农业高效节水自动化灌溉推动了农业生产方式转变，也将传统灌溉方式逐渐由粗放型转变为精准型及科学型，也为集约化种植与土地流转等创造了极其有利的条件，更是发展现代化农业水利的基础保障。

3 节水灌溉在农业水利工程中的应用对策

农业水利工程建设是加快农业农村现代化发展的一项重要内容，是提高农业质量效益和竞争力的关键举措，加强农业节水灌溉，是保证农业用水总量维持稳定的重要推力。在农业水利工程中应用节水灌溉相关技术及设备，不仅要从意识层面上认识到节水灌溉的重要性，还要从硬件设备上不断升级改造节水灌溉的装置等，并从规划上及科研上加大节水灌溉的创新研究力度。对此，节水灌溉在农业水利工程中的具体应用，可从以下几点做起。

3.1 增强节水灌溉意识

为使节水灌溉技术更好地应用于农业水利工程中，应着重培养农民的节水意识，加强节水宣传工作，促使农民养成节约用水的习惯。通过报纸、广播、电视、宣传标语和抖音视频等方式开展宣传，加深并夯实农民的节水灌溉知识，组织相关水利工程技术人员对农民开展灌溉技巧的培训与答疑，从思想上提高节水灌溉意识。

3.2 完善节水灌溉规划

为推动农业节水灌溉持续健康发展，应本着“因地制宜、注重实效”的原则，从可持续发展方向着手，科学规划，慎重决策，严格管理，以保证节水灌溉建设合理推进［3］。各地区应结合农民生产及农作物生长情况进行节水灌溉，分析当地土壤特征，科学管理水资源应用，采取适宜的节水灌溉技术，合理调整灌溉范围，深入分析影响节水灌溉的因素，从实际出发制定完善的节水灌溉规划，以防节水计划执行过程中受到制约［4］。

3.3 加强节水灌溉创新研究

为改善传统灌溉方式，应大力加强科研与技术改造。应组织技术力量攻关节水灌溉设备改进，以及环保材料、物美价廉的节水灌溉材料的研发，同时需加强技术协作交流，互相学习先进经验，取长补短，实现节水灌溉设备和材料不断更新，使节水灌溉技术更上一个台阶［5］。

3.3.1 改进节水灌溉设备。在农业工程中以节水灌溉为创新目标，不断升级优化节水灌溉设备，使用最新的新型节水灌溉设备。例如，新型节水灌溉设备灌溉箱右侧的基座上设有灌溉装置，灌溉箱底部设有第一开槽，第一开槽上方的灌溉箱内设有凹进槽和滑移腔，凹进槽位于滑移腔左侧内壁中间位置且凹进槽右侧端与滑移腔左侧端穿通设置，滑移腔内设有水箱，凹进槽内旋动配合连接有弯折轴，弯折轴与水箱左侧端之间铰合连接有推动杆，水箱内设有储水腔，储水腔内顶面设有第二开槽，第二开槽左右两侧内壁均设有导移槽，左右两侧导移槽之间滑移配合连接有导移板。传递腔左侧伸展段位于凹进槽上方的灌溉箱内，传递腔内左侧设有上下伸展设置的第一旋轴，第一旋轴底部伸展段穿通传递腔与凹进槽之间的灌溉箱且旋动配合连接，第二开槽内的导移板上旋动配合连接有上下伸展设置的第二旋轴，第二旋轴顶部伸展段穿通滑移腔内顶面且伸到传递腔内，第二旋轴顶部伸展尾部与传递腔右侧内顶面旋动配合连接，第二旋轴顶部伸展段伸到储水腔内，且储水腔内的第二旋轴外表面上固定设置有搅混叶，传递腔内的第一旋轴上固定设有第一传递轮，传递腔内的第二旋轴上固定设有第二传递轮。该新型节水灌溉设备结构紧凑，设计合理，营养液与水均匀搅混的效果，可提高工作效率，方便收纳工作，减少了占用面积，提高了灌溉范围以及灌溉的均匀性［6］。

又如节能环保的节水灌溉装置包括底座，底座的底部固定连接有橡胶垫，底座的顶部固定连接有支撑架，所述支撑架的左侧开设有滑槽，滑槽内壁的顶部和底部之间固定连接有滑杆，滑杆的表面上活动连接有滑块，所述滑块的左侧固定连接有第一圆环，支撑架的左侧固定连接有位于第一圆环下方的第二圆环，支撑架的左侧固定连接有位于滑槽下方的水泵。通过设置滑槽、滑杆、滑块、波纹软管和连接管，使滑块在滑杆上移动，使连接管上下移动，从而可以调节连接管的高度，使得灌溉装置可以完全覆盖植物需要喷水的覆盖面积，并且不易对水资源造成浪费，节能环保［7］。

3.3.2 引进使用环保材料。节水灌溉行业致力于节水灌溉材料和设备的研发、制造、销售以及为节水灌溉项目提供设计、施工、安装、调试和运营服务。根据技术的不同，节水灌溉可分为微灌、喷灌、低压管灌和渠道防渗等，具体产品包括滴灌管（带）、PVC/PE/PP管材、过滤器、喷灌机、灌溉施肥机和水利信息化系统等。从产业链结构来看，目前节水灌溉企业主要产品为PVC/PE管材、滴灌管（带）等材料，上游为石油化工行业的聚氯乙烯和聚乙烯，占生产成本的80%左右，下游客户主要为各级地方政府、农业龙头企业、农业合作社等。

那么，在节水灌溉中引进使用环保材料，如节水环保型生物洗涤新材料，将贝壳煅烧、后破碎研磨，使得贝壳变成贝壳粉，加入耐酸耐碱高温容器中，然后加入水和有机酸，加热浓缩混合物得到氢氧化钙的黏稠状产物，在所述黏稠状产物中通入含二氧化碳的混合气体进行碳化反应，得到碳酸钙泥浆，将其干燥得到粉料，将粉料与酶制剂在混合器中充分混合，得到生物洗涤材料。生物洗涤材料使得洗涤后的生活污水经过简单的处理后能够用于农业灌溉，节约水资源的同时在洗涤过程中不会给人类造成危害，从而带来不可估量的社会价值和经济效益［8］。对此，在农业水利工程中可不断引进使用环保材料，并加大环保材料的创新研发力度。

3.3.3 加大技术研发力度。喷滴灌技术的发展让实现水肥一体化成为可能。水肥一体化就是先将肥料兑水溶解，再加入管道灌溉系统，在灌溉的同时将肥料输送到作物根部，适时适量满足作物水肥需求的一种现代农业新技术。在农业水利工程中节水灌溉的研发上，应组织建设一批高质量人才的节水灌溉队伍团队，为其提供充足的研发资金支持与基础设施支持等，投入节水灌溉技术升级、设备升级及人员升级等方面。对国内规模较大的节水灌溉设备生产企业（如甘肃大禹节水集团股份有限公司、新疆天业股份有限公司、河北润农节水科技股份有限公司、甘肃瑞盛亚美特节水有限公司、内蒙古沐禾节水工程设备有限公司等）提供相应的支持，如搭建智慧云平台，同时布局无人机植保领域，打造生态农业云。

4 结语

目前，农业水利工程中使用先进的节水灌溉技术已成为农业发展中的关键。为保障农业生产效果、实现农业可持续发展，加强节水灌溉工程建设，引入先进的节水灌溉技术是必然趋势。基于实际情况与现实需求，应合理选择节水灌溉技术，并将节水灌溉技术与自动化技术及信息管理技术相结合，提高农田节水水利工程管控的精准性和科学性，最大限度地提升农民的节水意识和水资源利用效率，降低农业生产成本，实现水资源的科学开发，进而推动农业可持续发展。