农业水利灌溉模式与节水技术措施研究

赵 伟

（临夏回族自治州水利科学研究院，甘肃临夏731100）

我国地大物博、水资源丰富，但淡水资源分布不均，东南地区多、西北地区少，造成我国是淡水资源匮乏的国家之一。为了提高水资源利用率，我国近几十年大力发展农业水利灌溉事业，很大程度上解决了淡水资源分布不均的问题，摆脱了传统农业“靠天吃饭”的情况。多年发展中，农业水利灌溉模式也在朝向多元化方向发展，在众多灌溉模式选择中，如何更好地应用节水技术措施是需要重点考虑的问题。

1 节水技术

应用节水技术的核心是为了发展节水农业，提升农业水资源利用率。现行主要的节水技术有工程节水措施、农业节水措施、覆盖保墒措施、节水管理措施等。据有关调查显示，我国农业水资源利用率不足30%，大部分水都被渗透到地层或被蒸发[1]。而节水技术的应用有助于提高农业用水效率，减少渗透、蒸发损耗量，实现高效、节能灌溉的目标。

2 农业水利灌溉模式

2.1 渠道防渗模式

我国农田灌溉的主要输水方式为渠道运输。过去主要采用土渠，输水渗漏损失量达50%。渠道防渗一直都是发展节水灌溉的主要措施，按照防渗材料可以划分为土料压实、三合土护面、衬砌、混凝土、塑料薄膜、沥青护面等。渠道防渗技术能够降低渠道输水过程中水资源渗漏量，提升水资源的利用率，保证渠道输水安全。渠道防渗技术是将农田灌溉渠、非灌溉渠分开设置，确保灌溉渠水资源充足。由于农田灌溉渠道结构复杂，长期受到自然环境影响可能会出现渗漏情况，可在地下增设蓄水池收集水资源，还可以收集降水，实现水资源存储、二次利用。

2.2 喷灌模式

喷洒灌溉（喷灌）模式主要是借助水泵、动力机、管道等设备，通过设备驱动或借助水的自然落差将水输送到灌溉区域，使用喷头将水喷洒到空气中形成小水滴，扩大水的覆盖面积。喷灌模式中主要采用了灌溉水源工程、水泵、动力机、管道、喷头、控制器等[2]，可以将其细分为固定式、半固定式、移动式3种模式。固定喷灌系统大部分或全部系统固定不动，有些喷头采用不固定式；半固定喷灌系统可以移动的部分为管喷设施或喷头支管，其余设施不可移动，水栓与管道连接；移动喷灌系统中水泵、动力机、喷头、管道均可移动，只有灌溉水源工程不可移动。

2.3 低压管道输水灌溉模式

该模式也被称之为管灌模式，主要是将输水土渠道更换为低压输水管道，通过压力作用将水资源传输到田间，减少水资源在输送过程中蒸发、渗漏损失。管灌模式主要由灌溉水源工程、动力机、水泵、保护装置、管道、配水装置、排水阀、逆止阀、量水设备等构成，同样可分为移动式、半固定式、固定式3种模式。移动模式除了灌溉水源工程外，其余设备均可移动，十分适合在小水源、小管径、小机组的软管使用。半固定式中机泵、支管、给水装置均不可移动，地面灌溉管可以移动，地下埋设的管道将水资源输送到农业灌溉区，借助水栓将水传输到地面可移动管道中进行灌溉。固定式中机泵、管道、给水设备均是固定形式，管道系统传输的水资源直接灌溉农田。

3 农田水利灌溉节水技术措施

3.1 工程节水措施

工程节水措施主要是借助各类灌溉工程降低水资源浪费量，如配套灌溉工程、低压管道输水、渠道衬砌、建设机电井、地下蓄水池、改善地面灌溉设施、喷灌与滴灌等。这些工程措施均可起到提高水资源利用率、保障灌溉率的作用。

3.2 农业节水措施

农业节水措施主要是通过农业技术降低水资源使用量和提高利用率。主要有土地平整、免耕少耕、深翻松翻、秸秆还田、均衡施肥等，配套采用薄膜覆盖技术、护地栽培技术，增加农业设施数量，利用抗旱保水剂。对现有种植结构、耕作方式进行改进，推动周围林业建设，加强水土保持力。该类措施有助于提高农作物种植产量、质量，减少水资源蒸发量[3]。

3.3 覆盖保墒技术

覆盖保墒有助于减少水资源浪费，可在耕地表面覆盖一层塑料薄膜、秸秆等，以减少水分蒸发量，加强土壤的蓄水性能，提升地表温度，改善土壤物理性状。秸秆覆盖技术可以减少15%～20%水资源浪费量，提高10%～20%产量。覆盖塑料薄膜能够增加土壤水分存量，减少20%～30%水资源浪费，提高30%～40%产量。

3.4 管理节水措施

土壤监测和灌溉预报，采用张力计、中子法、电阻法等先进手段，对土壤墒情实时监测，通过分析采集的数据信息，配合天气预报数据，预测适宜的灌水时间和灌水量，从而确定水资源灌溉量，控制土壤含水量，实现增产、节水的目标。节水高效灌溉中可将有限的水资源在作物生育期科学分配，让灌溉水更多地被作物根系吸收、存储、转化，提升光合产物向经济产量转化率。优化灌区配水，结合灌区输配水渠道的技术参数、农田情况、作物分布状况，根据水源可供水量、作物生育阶段需水量、水分生产函数，以配水中水资源损失量最小、增产值最大为目标，结合灌溉工程技术手段，制定灌区水资源最优调度方案，实现水资源的科学调配[4]。此外，还应借助灌溉自动化系统，借助电子技术获取渠道水位、河流水库、含沙量、流量、抽水灌区水泵运转等信息数据，自动化系统将这些数据信息处理后，按照所设定的最优方案自动调节闸门开度、调节水泵运行参数，使整个系统进行自动化监测，实现水资源最优化管理目标。

3.5 调整农业种植结构

节水灌溉能够提高水资源利用率、降低损耗率，但仅凭借农田灌溉工程节水存在上限，而将灌溉技术与农业技术结合，除了可以提高水资源利用率，同时也能满足增收需求。地下灌溉、滴灌技术可以在一定程度上减少作物本身水分蒸发，其他灌溉形式在控制作物自身水分蒸发的作用微乎其微，特别在作物生产前期，作物遮阴率较低，作物间的蒸发量较大。配套农业节水技术有助于减少作物本身水分蒸发量，可采用耕作保墒技术、覆盖保墒技术、喷洒抗旱剂、使用保水剂、采用抗旱品种等，通过技术组合的形式进一步提高水资源效益。

4 结束语

农业水利灌溉有助于推动我国农业经济发展，符合现代农业发展需求。要进一步加强农业水资源的开发、利用规划，从技术角度、资源利用角度着手，结合水利工程技术、节水灌溉技术，采取科学的农业水利灌溉模式，降低农业生产成本，推动现代农业发展进程。