农田水利灌溉工程的节水策略探析

张泳

摘 要 阐述了农田水利节水灌溉工程的基本内容，总结了节水灌溉方法。农田水利节水措施可以提升灌溉质量，降低水资源输送和利用过程中的成本和费用，使得节水设备充分发挥效用，保障我国农田水利事业的可持续发展。因此相关部门可以应用明渠防渗施工技术、低压管道输水灌溉技术、灌溉节水自动监测技术等，有效避免水资源浪费，确保农田水分补给充足。

关键词 水利灌溉;节水工程;防渗施工;自动监测技术

中图分类号：S274.3 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.12.074

农田水利是农业灌溉的命脉，可以促进农业稳定发展。《农田水利条例》明确规定，应该坚持科学规划，打造节水高效、建管并重、统筹协调的管理方案，提高灌溉用水效率，鼓励推广节水灌溉技术，以此缓解农业用水供需矛盾问题。基于此，文章针对农田水利灌溉工程展开探讨，并提出农田水利灌溉工程的节水措施。

1 农田水利节水灌溉工程的基本内容

节水灌溉工程是农田种植必不可少的环节之一，可以避免水资源浪费，确保农田水分补给充足。该项工程的重点内容就是通过各项节水措施的应用，减少旱涝问题发生，并且在水资源输送和利用过程中降低成本和费用，提高水资源利用率，最终实现增产增收，提高农业生产经济效益[1]。通过相关技术推广和创新，安装多个节水设备，打造节水通道，以此提升灌溉质量，形成科学的灌溉体系，最终使得节水设备充分发挥效用，保障我国农田水利事业的可持续发展。

2 农田水利节水灌溉方法

农田水利节水灌溉方法主要体现在2个方面，分别为水资源输送过程中的节水方法和灌溉过程中的节水方法。

2.1 水资源输送过程中的节水方法

2.1.1 明渠衬砌输水灌溉技术

明渠衬砌输水灌溉技术是指为了提高水资源利用率，降低水资源输送过程中的蒸发量，施工技术人员利用预制混凝土板防渗技术、黏土压实防渗技术、复合土工材料防渗技术、浆砌石防渗技术、现浇混凝土防渗技术相结合，通过明渠衬砌方式，减少输水过程中水量损失，以提高水资源利用率，减少运行成本。这种方法可以调整农业种植结构，测算提水泵站经济扬程，优化农业基础设施，有利于缓解日益紧张的水资源供需矛盾问题。但是也应注意到，该种方案不适用于丘陵山地地区，且其水资源节约效率低，与地面节约灌水技术相比，生产力水平不高，灌溉水利用系数亟需提升。因此，当前农田水利节水灌溉工程更加倾向于使用低压管道技术，以此实现灌区节水改造。

2.1.2 低压管道输水灌溉技术

低压管道输水灌溉也被称为管道输水灌溉，以管道代替传统明渠输水体系，在田间灌溉过程中，利用较低的压力把水输送到田间地沟，为农作物补充水资源。该种技术方法主要应用于输配水系层次较少的小型灌区，管道系统压力一般不超過0.2 MPa，主要由田间灌水设施、排气阀、出水口、机井、输水管道等组成。经过实验表明，该节水工程与明渠灌溉工程相比，节约率约为30%，有效减少了水分蒸发和渗漏问题，且输水快，省时省力，节约灌水劳动力，减少土渠占地面积[2]。尤其对于我国土地资源紧缺这一现状，低压管道输水灌溉技术可以发挥出更大的经济效益和社会效益，以此促进农作物增产增收效果。

2.2 灌溉过程中的节水方法

2.2.1 喷灌法

喷灌法是指借助管道系统和水泵，将具有一定压力的水喷到空中，形成喷雾，以此补充植株水分，喷灌设备主要由喷头、配水管、输水管、抽水机、进水管等组成。与传统大水漫灌方法相比，该方法可以有效节省水量，并且在使用过程中不受地形限制，不破坏土壤结构，避免造成地表径流和深层渗漏，在一定程度上可以节约灌水成本，实现农田水利的自动化和机械化，节省劳动力。

2.2.2 微灌法

微灌法是指在灌溉末级管道上安装灌水器，在管道系统的循环作用下，根据农作物需水规律直接对作物根部进行灌水，水流量小，并且灌溉准确、均匀。与大水漫灌和地面灌溉相比，微灌法可以有效减少地表蒸发，将水直接施加到作物根区，灌溉更加高效，有助于节约水资源。同时该种方法可以与施肥法相结合，设定水分灌溉周期，定期清洗过滤器，以此实现微灌目的，促进作物生长。

2.2.3 滴灌法

滴灌法与微灌法相似，都是利用塑料管道对植株根部进行局部灌溉，但不同的是，与微灌法相比，滴灌技术灌溉量更加精准，水利用率更高效，可以高达95%，同时该种方法适用于干旱和半干旱缺水地区。利用低压管道系统，根据作物需水要求在毛管上安装灌水器，均匀而缓慢地向作物根部滴入水资源。灌水器每小时流量为2～12 L，灌水周期短;为了减少无效蒸发，滴灌技术可以实现自动化管理，通过微量灌溉降低外围水分损失问题，水肥渗漏较少;该种方法与喷灌技术相比，可以节约40%～70%的水资源。但是也应该注意到，滴灌系统造价较高，因此多在花卉和茶叶种植工程项目中推广，一般粮食作物应用率较低[3]。

3 农田水利节水灌溉工程的施工方案和应用策略

本文以宿迁市管道输水灌溉节水工程为例，介绍农田水利节水灌溉的施工方案和应用策略。该地区平原区海拔约为120 m，丘陵区海拔为260～350 m（丘陵区占整片农田面积的20%左右），地表起伏明显，地势西高东低，最高点和最低点相差约为40 m。受到不同地形地貌的影响，当地农业灌溉模式一般采用组合方法：对于阶梯状地面，利用自流输水管道灌溉技术，结合管道输水，实现局部灌溉，补充作物水分所需;对于平原地区，利用明渠防渗施工技术，提高供水率，降低水分流失率，以此实现节水灌溉目的，优化布置模式，使得水源工程满足田间用水管理要求。具体施工方案和应用方法如下。

3.1 明渠防渗施工技术的应用

3.1.1 渠道土方开挖

一般来讲，在节水灌溉工程的应用中，应该对渠道进行预浸水，渠道多为新筑填方渠道，要想达到密实度，必须进行夯实，用经纬仪确定渠道中心控制线，侧角时两次误差小于30°，每50 m设置一个中心桩，高程闭合精度应该满足前期设计要求，根据高程控制点和中心线，做好土方回填，控制土壤含水率，之后人工修整坡面。

3.1.2 敷设复合土工膜

施工技术人员首先应进行焊接工艺试验，为使得土工膜浪费最小化，敷设过程中膜与膜之间不能有褶皱，重合10 cm左右进行焊接，按照相应尺寸铺好，垂直于水流方向铺设;铺好之后进行固定，利用重物压紧。优化焊接工艺参数，利用热气焊接机，温度控制在350 ℃以下，先用封口机将下层土工布缝合，焊机行走速度不能超过1 m·s-1，否则将导致焊缝不合格或土工膜被烫伤等问题，监理人员和现场管理者对焊缝进行检测合格之后，进入到衬砌混凝土施工环节。

3.1.3 混凝土施工與浇筑

做好现场施工布置，选择明渠所用的原材料，一般为了满足明渠抗冻要求，其原材料选择普通硅酸盐水泥即可，中砂选择颗粒洁净的天然河砂，级配良好，质地坚硬，内部不含有害杂质和团块，耐久性好，细度膜数在2.2～3.0，含水量小于4%，配合之后含水量小于3%。对于碎石应该选择级配良好，质地坚硬的材料，碎石粒径小于2 cm，超径含量控制在15%以下;在选择外加剂时，为了满足相应明渠抗渗要求，按照水泥重量的0.6%进行配制，之后拌和混凝土，水灰比不得超过0.55;遵循设计图纸要求，将定型槽钢制成框格加以固定，确保板缝紧密，线条顺直。模板制作过程中标高一致[4]。在混凝土浇筑之前按照相应设计要求，增强安装好分缝材料，砼浇筑应先坡后底，最后浇筑压沿，同一块砼板浇筑不宜间歇时间过长，最大间歇时间在90 s左右，养护天数不得少于

14 d，以此降低水资源渗漏，提高水利灌溉效率，达到节水目的。

3.2 低压管道灌溉技术的施工与应用

低压管道灌溉技术主要应用在井灌区，根据灌溉出水距离和用水量，做好管道规划设计，选择路线较短、输水畅通的管网布设方法，一般来讲，管线选材共有两种，分别为地下硬塑管道、地下软塑管道。对于硬塑管道，管护更加容易，施工设计人员根据水泵流量，尽量走高线，根据地块形状和井位，有利于水资源更好地输入地畦，少拐弯，缩短土垄沟长度，避免水头损失过多，尽量对称布置输水管道。管道深入田间双向配水，各个分管的位置、长度、口径尽量一致，其中管口径尽量小于133 mm，每小时出水量30 m3以下的，管间距在80～100 m，管径多维持在110～133 mm。出水量越多的管材，其管径越高，比如：每小时出水量在30～45 m3，管径保持在120～125 mm即可;每小时出水量在45～60 m3，其管径在150 mm左右。地下硬塑管道施工工序如下。1）开沟，沟宽约为0.8 m，确保沟直底平，按照规划放线开挖，深度要超过冻土层;2）进行接管，将下节管的一端加热软化后取出，将上节管插接，插接深度在10 cm左右;3）安装排水阀，用螺栓塞堵闭，排水阀安装之后要与土隔绝，之后将水泵出水口和地下管道相连接;4）做好试水回填，开泵输水持续一段时间后，检查末端放水口是否存在漏水现象，最后填土填沟。

在地下软塑管道施工建设中，应首先确定管道布置形式和长度[5]。根据机井和地块形状，对管道进行合理规划设计，尽量沿高处布管，尽可能走直线，以此缩短主管道和垄沟之间的长度。一般来讲，管道首端压力在0.3 kg·cm-2，管中流速在每秒1.0 m左右;根据机井出水量确定管径，如果单井出水量在每小时20 m3，输水距离约为150 m时，管径约为120 mm;如果输水距离大于500 m，其软管管径最好维持在

240 mm左右，输水段每节灌程约为50 m。在具体施工建设中，沟槽开挖深度约为80 cm，挖出的土砂去掉草根和石块，按照2∶8的比例加入细土，混合搅拌，成为灰土，便于后续回填;管道敷设过程中将连接好的管道放入沟内，均匀铺设5 cm左右的灰土，管内水头保持2～3 m，管道内注水，以此检查是否有漏水现象，最后进行回填。

3.3 做好灌溉节水自动监测

要想充分发挥农业水利节水灌溉工程实效性，相关部门应该利用动态监测技术，在引入先进节水灌溉设备的同时，打造自动灌溉监测平台，将田间节水、渠系节水和灌水定额相结合。根据作物需水规律，确定放水量和供水量，对渠系引水进行科学配置，使灌区灌溉监测实现自动化，以此便于后续提出合理的用水方案;利用水情信息系统，实时采集移动站点的含沙量、水位等数据，并且根据气象变化，为水利调度提供决策依据。通过水情传感器，将雨水信息发送到县级监测预警平台[6]。同时相关国土部门、气象部门同步信息资源，以此保证雨季来临之前不灌溉，而在干旱时节根据作物需水量进行定时、定量、定期灌溉，建立水情信息数据库，做好抗旱管理。该种技术与传统灌区灌溉方法相比，具有信息化、实时化、数字化特征。利用现代化技术，总结出科学有效的灌溉配水方法，避免水资源浪费，减小灌溉水源的蒸发;避免大规模的人力劳动，减轻工作量，真正实现智慧农业和现代农业目标。由此可见，该种节水增产平台建设，更符合现代农业生产要求，有效地改变了生产方式，更能实现节水目的。

4 结语

相关部门应该利用明渠防渗施工技术、低压管道灌溉技术，在不破坏土壤结构的前提下，避免造成地表径流和深层渗漏，以此提高供水效率，降低水分流失率，以此实现节水灌溉目的。因此，在施工管理过程中，应根据灌区农作物需水特点、气候条件、地理位置、水资源情况，合理选择合适的节水方案，利用现代化技术，总结出科学有效的灌溉配水方法，以此发挥农业水利节水灌溉工程实效性。

参考文献：

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[3] 杜威漩，高智林.契合视角下的农田水利供给质量评价：基于2018—2019年黄河流域的数据分析[J].湖南人文科技学院学报，2022，39（2）：60-66.

[4] 于丽君.浅析小型农田水利节水灌溉工程管理：以农田水利重点县节水方案为例[J].农业与技术，2022，42（5）：66-69.

[5] 李桓，蔡勇，钱荣明，等.江西省新型农业经营主体和供销合作组织参与农田水利工程运行维养的实践与探索[J].江西水利科技，2022，48（1）：

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（责任编辑：张春雨）