农田水利灌溉工程规划设计与灌溉技术研究

陈生国

摘要 当前，农田水利灌溉在国内农业发展过程中起到的促进作用越来越大。为了最大限度地满足农业生产需求，提升农业生产水平，需要重视农田水利灌溉工程的建设和实施，根据实际情况科学、合理规划和设计农田设计建设灌溉工程，加大对多元化光刻技术的应用力度和推广力度，为农作物的健康生长营造良好的环境条件。基于此，分析了农田水利灌溉工程的规划设计以及灌溉技术，提出了相关的优化策略，希望为相关工作者提供参考。

关键词 农田水利灌溉工程；规划设计；灌溉技术；优化策略

中图分类号：S277 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0269-03

为实现节水农业的目标，需要在农田水利灌溉工程建设实施的过程中，提高对农田水利灌溉工程规划设计的科学性和合理性，实现对新型灌溉技术的大力推广和应用，努力打造精准节水灌溉系统，满足农作物的灌溉需求，实现对水资源和土地资源的科学、合理利用，推动我国农业健康可持续发展。

1 农田水利灌溉工程规划设计分析

1.1 农田水利灌溉工程规划设计的标准

为进一步提高农田水利灌溉工程规划设计的科学性和合理性，需要在规划和设计前有效明确相关的标准。当前，针对农田水利灌溉工程的规划和设计，我国并未出台明确统一的标准和规定。农田的灌溉以地表水为主，当地的气候环境条件会直接影响地表水的含量。因此，在农田水利工程规划与设计标准制定的过程中需要充分考虑当地的环境气候条件，综合分析当地的河流径流量情况和当地的各个季节的降雨量情况，明确不同季节不同农作物种类对灌溉水量的需求，确保设计的农田水利工程规划与设计标准具有较高的科学性、合理性。

通常水资源利用率（P）是体现农田水利工程灌溉合理性的重要标准，各地区可以根据水资源的利用率种植适合的农作物[1]。如果P>0.8，说明当地的水资源比较充足，能够满足农作物的用水需求，如果P值比较小，说明当地的水资源利用率较低，不具备充足的水资源，在种植农作物过程中需要优先考虑一些耐旱能力较强的农作物。同时，抗旱天数也是衡量农田水利工程灌溉设计的一个既定标准，即农田水利灌溉设施在当地连续晴天的天气情况下可以最大限度地满足当地农作物灌溉需求的天数。因此，在农田水利工程规划与设计的过程中，其规划与设计标准的制定离不开以下4个因素：（1）灌溉区域水源的来源情况；（2）灌溉区域水利设施的建设情况；（3）灌溉区域农作物的种植情况；（4）灌溉区域经济的发展情况。全面准确了解以上4个因素后，能够准确确定农田水利工程的整体规模，进而开展更加科学、合理的规划与设计工作。

1.2 农田水利灌溉工程规划设计的原则

农田水利灌溉工程规划与设计工作开展的过程中还需要遵循相关的原则。在遵循经济性原则同时还需要分析研究其他的影响因素，确保当地的各方面发展能够与农田水利灌溉工程的规划和设计保持和谐关系，最大限度地满足当地人畜的用水需求，并遵循安全性原则。安排专业性的人员开展实地勘察工作，准确了解和掌握各地区的实际情况，明确其中存在的一些安全隐患，采取相关的措施避开危险区域，以免后续农田水利灌溉工程在运行过程中出现危险事故。

此外，还要在规划设计的过程中坚持节水灌溉的理念，加大对节水灌溉技术的应用力度，有效整合和应用各类资源，提升水资源的利用率。在具体工作落实的过程中需要规划和设计人员重点关注地下水的综合应用，不断扩展灌溉渠道，扩大灌溉的覆盖范围。综合考虑和分析农田水利灌溉工程所处地区的地势情况，并在规划和设计的过程中，充分发挥当地地势结构的优越性，科学、合理设计排水渠道。

1.3 农田水利灌溉工程取水方式的规划设计

取水方式设计的科学性和合理性直接影响着后续农田水利灌溉工程灌溉的效果。因此在农田水利灌溉工程规划设计的过程中，取水方式的规划和设计是至关重要的一个环节，需要工作人员加以重视。当前，大部分地区在农田水利灌溉工作开展过程中采用的灌溉方式主要有2种：（1）提水取水灌溉方式；（2）自流取水灌溉方式。灌溉方式设计需要在这2种灌溉方式的基础上进行相应的优化和改进。

自流取水灌溉方式作为最常见的一种农田灌溉方式，也是使用率最高的一种灌溉方式，它主要包括2种方式：（1）无坝取水方式；（2）有坝取水方式。无坝取水方式在应用过程中需要充分考虑农田水利工程的建设地点。一般建设地点又分为2种：（1）不建闸地点；（2）有建闸地点。有建闸的取水方式，在灌溉过程中能够科学、合理地调整河流的汛期和河流的流量，降低灾害发生的概率，有助于最大限度地发挥农田水利灌溉工程的作用，实现对水利工程的保护。与无坝取水方式相比，有坝取水方式在应用过程中，需要根据实际需求通过堤坝的修筑进一步提升河流的水位，最终达到自流灌溉的目的，同时也增加了农田水利灌溉工程的建设成本。

当前，在有坝取水方式设计和规划的过程中，工作人员经常会采用溢流坝的设计方式，它不仅可以在汛期达到排汛的目的，而且还可以提升河流水位，既实现了对灌溉渠的水流量的有效控制，又实现了引水灌溉的功能，同时还为洪水期的农田安全提供了有效的保障。此外，为了避免泥沙进入灌溉渠道还可以科学、合理设计排沙闸，保障最终设计和规划的取水方式满足当地农田水利灌溉的需求。

1.4 農田水利灌溉工程灌溉渠的规划设计

在灌溉渠规划与设计的过程中，工作人员既要考虑经济效益又要考虑社会效益，在这基础上才能够确保设计的灌溉渠最大限度地发挥自身的功能，提高土地资源的利用率。一般在设计和规划灌溉渠的过程中需要严格落实以下几个原则。首先，要坚持自流灌溉的原则，充分发挥灌溉地区的优势[2]。规划和设计人员可以选择地势较高的地区合理修建灌溉区。选择地势较低的区域科学修建排水沟。同时，在设计过程中还要注重处理高低洼地区。其次，坚持综合利用的原则，针对地势复杂的区域，可以科学、合理应用多种方式，实现对水资源的重复利用，针对地势平坦的区域可以在设计和规划过程中采用上下水联动的运用方式，确保灌溉渠规划设计的科学性和合理性。

2 农田水利灌溉工程的灌溉技术概况

在现代农业飞速发展的背景下，农田水利灌溉技术也在不断创新。目前，各地区在农田水利灌溉工程建设和实施的过程中采用的灌溉技術越来越多元化，且效果良好。由于每个地区所具备的水文地质条件和环境条件不同，其对灌溉技术的需求也存在很大的差异性，具体在实践过程中还需要根据实际情况和各地区的具体需求科学、合理地挑选和应用不同的灌溉技术，确保灌溉技术使用价值和作用的最大限度发挥，满足当地农业灌溉的需求。当前，农田水利灌溉工程中使用的灌溉技术主要有以下7种。

2.1 滴灌技术

滴灌技术在农田水利灌溉工程的应用主要是在了解不同农作物特征需求的基础上发挥管道的作用和价值，向植物的根部输送需要的水资源，满足农作物的用水需求，促进农作物健康生长。当前滴灌技术在应用过程中所具有的优势主要体现在以下3个方面：（1）能够合理调配水资源，提高水资源的利用率；（2）不会严重损坏土壤层；（3）滴灌过程中还可以进行施肥，提高农作物对肥料的吸收率。为了提高滴灌技术应用的效果，需要设计人员根据农作物的生长情况，科学、合理地设计滴灌管道的位置。一般会将滴灌管道的位置设计在地表下1 m左右的土层位置处，并且需要结合农作物的种植情况科学、合理地布局。此外，还需要合理设置减压阀和水泵。减压阀可以在管道水量充足水压较大的情况时合理调控管道的出水量，确保水资源的科学、合理利用，避免出现水资源浪费的情况。

2.2 喷灌技术

在农田水利灌溉工程运行的过程中，喷灌技术的应用概率比较高。此灌溉技术在应用的过程中主要是在水泵的作用下促使水从管道的喷头中以水雾或水滴的形式喷洒出来。当前喷灌技术在应用过程中所具有的优势主要体现在以下4个方面：（1）灌溉比较均匀，能够满足农作物对水分的需求；（2）具有较强的实用性，适用范围比较广，适用于多种地形；（3）可以更好地利用水资源；（4）可以调节局部地区环境条件。但此灌溉技术在应用过程中也存在一些不足。一方面灌溉的基础设施需要投入的成本较大；另一方面在灌溉过程中受到风力的影响，会降低灌溉的效率和质量。

2.3 渗灌技术

渗灌技术在农田水利灌溉工程中的应用主要是利用地下管道向已经设置好的深水管道中输送相关的水资源，以达到灌溉农作物的目的。与其他的灌溉技术相比，属于一种比较先进的前沿性的智能灌溉技术。当前，在应用过程中渗灌技术的优越性主要体现在以下5个方面：（1）灌溉不会明显地损害土层结构，灌溉后土层表层仍处于疏松状态，不会发生板结现象，有助于农作物的良好生长；（2）灌溉过程中地表土层的含水量较低，降低了地表蒸发所带走的水分；（3）渗灌管道一般设置在土层中，不会影响农作物种植活动的开展和交通的运行；（4）能够减少病虫害的滋生；（5）可以有效控制水流量和动力能耗，提高资源的利用率。但渗灌技术在应用过程中也存在一些不足：（1）表层土层不具备较高的湿度，不利于植物种子健康、高效地生长；（2）需要投入的成本比较高，施工工序比较复杂；（3）在灌溉过程中易发生深层渗漏问题，当灌溉区域土层的透水性较好时采用渗灌技术易发生高频率的渗漏问题，降低了水资源的利用率。

2.4 渠道灌溉技术

渠道灌溉技术的应用历史比较悠久，其在长期的发展和实践过程中也在不断优化和完善。以往在传统农田水利灌溉系统中渠道灌溉技术的应用主要采用的是泥土渠道，即以泥土作为建筑材料修筑渠道，这种渠道在灌溉的过程中易出现水分下渗的情况，不利于水资源的科学、合理利用，导致水资源出现严重浪费的情况。当前，在渠道灌溉技术应用过程中人们采用防渗技术降低了渠道灌溉技术在应用过程中水分下渗问题的发生概率，提高了水资源的利用率。例如，可以选择隔水性较好的塑料薄膜设置在渠道的内。不过当前渠道灌溉技术在应用过程中常会受到地形和当地灌溉蓄水量较高的限制。

2.5 低压灌溉技术

低压灌溉技术在应用的过程中是将采用压力管道的方式取代了原有的明渠灌溉技术，一般在灌溉过程中需要有效控制其压力，确保其处在规定的范围内。操作和管理比较简单方便。根据以往低压灌溉技术的应用效果来看，其水力参数达到0.95时具有良好的防渗漏效果，提高水资源的利用率。不过，在具体的实践过程中，与喷灌技术和滴灌技术相比，其节水性能还需要进一步提升和优化。但由于低压灌溉技术需要投入的成本较少，灌溉的效率较高，在各地区农作物灌溉过程中得到了广泛应用，尤其是在西北地区得到了人们的青睐。

2.6 微润罐技术

与其他的农田水利灌溉技术相比，微润灌技术具有一定的先进性特征。其在具体应用的过程中主要是在土层中放置高分子半透膜，然后依靠高分子半透膜将肥料和水源输送至农作物的根部，为农作物提供充足的养分和水分，促进农作物健康生长。微润灌技术的应用有效地整合灌溉和施肥，可以达到节水节肥的目的。但在其具体应用的过程中微润灌系统的水量较小，易发生堵塞现象，目前在各地区农作物灌溉过程中并未得到大范围的推广和应用。

2.7 步行灌溉技术

当前，步行灌溉技术在农田水利灌溉过程中比较常见。与其他的灌溉技术相比，其操作比较简单、方便。不过，在灌溉过程中需要借助拖拉机或三轮车等相关的机具设备，通过机具设备的移动以实现对农作物的有效灌溉。此灌溉技术的适用性较强，适用于所有种类的农田灌溉。在实践过程中不需要修建管道和渠道就可以达到灌溉农作物的目的，在一定程度上节省了灌溉过程中人力、物力的投入，同时还提高了农作物灌溉的效率。

3 优化农田水利灌溉工程规划设计效果的措施

3.1 做好规划设计前的准备工作

在农田水利灌溉工程规划与设计工作开展前，需要做好充足的前期准备工作。务必要全面准确地了解各地区的农业经济发展情况、环境条件情况、各地区的农作物种类情况，利用先进的科学技术掌握灌溉区域的水文地质情况。在实施的过程中，首先，需要在当地发展规划的过程中将农田水利灌溉工程列入其中，结合农村的发展规划科学、合理地规划和设计农田水利灌溉工程，以此提升当地的经济效益和农业生产效益[3]。其次，根据当地农业的发展现状以及农业灌溉的具体需求，综合考虑经济效益对施工工艺进行科学、合理的选择。最后，要借助先进的专业仪器设备，全面、准确地搜集相关的水文地址信息和资料，为后续规划设计工作的有效开展提供有效的资料支持。

3.2 提高施工工艺、设备设施的合理性

一般在农田水利灌溉工程规划设计的过程中会采用定额设计的方法，也需要嚴格把控灌溉的水量。首先，结合当地农作物的灌溉需求科学、合理地选择施工技术和施工工艺，以便更好地掌握灌溉区域的滴灌定额。其次，需要合理设计网管结构。在具体设计过程中需要科学、合理地整合沟渠输水方式和管网输水方式，最终以完整的管道系统呈现出来，确保后续管道系统在运行的过程中能够将水源高效稳定的输送至灌溉区域。再次，在设计过程中要深入贯彻和实施节能理念，综合考虑各方面的实际情况不断创新和完善管网结构，在提高水资源利用率的同时最大限度地满足当地农作物的用水需求。最后，需要根据实际合理布置设施设备，严格检查农田水利工作过程中所用到的相关设备，确保其满足相关的规定和标准。进一步优化现有的水闸蓄水设施，确保其能够在后续农田水利灌溉工程运行的过程中发挥自身截水作用，提高农田灌溉的效率和质量。

4 结束语

当前，在农业经济发展的过程中农田水利灌溉工程扮演着至关重要的角色。为了实现科学、合理地规划和设计农田水利灌溉工程，最大限度地发挥农田水利灌溉工程的作用，需要结合自身的实际情况制定相关的标准，不断优化农田水利灌溉工程规划设计，根据当地农田灌溉的具体需求选择适合的灌溉技术，充分发挥不同灌溉技术的应用优势和价值，达到节约水资源和满足当地农田灌溉需求的目的，进一步优化和提升农田水利灌溉工程的综合效益。

参考文献

[1] 聂瑛.农田水利灌溉工程规划设计研究[J].乡村科技，2022，13（15）：153-155.

[2] 王润凤.浅析中小型农田水利灌溉工程设计与节水技术[J].南方农机，2022，53 （11）：86-89.

[3] 孙伟强.农田水利灌溉工程规划设计方法探讨[J].农业科技与信息，2022（9）： 122-124.

Planning and Design of Farmland Water Conservancy Irrigation Engineering and Research on Irrigation Technology

Chen Sheng-guo （Water Station of Zhongqu Irrigation District， Minqin Water Affairs Bureau， Minqin， Gansu 733300）

Abstract Currently， farmland water conservancy irrigation plays an increasingly important role in promoting the development of agriculture in China. In order to meet the needs of agricultural production to the maximum extent and improve the level of agricultural production， it is necessary to attach importance to the construction and implementation of farmland water conservancy irrigation projects， scientifically and reasonably plan and design farmland design and construction irrigation projects based on actual situations， increase the application and promotion of diversified lithography technology， and create good environmental conditions for the healthy growth of crops. Based on this， the planning， design， and irrigation technology of farmland water conservancy irrigation projects were analyzed， and relevant optimization strategies were explored， hoping to provide reference for relevant workers.

Key words Farmland water conservancy and irrigation engineering; Planning and design; Irrigation technology; Optimization strategy