节水灌溉技术发展探讨

□文/亢风

随着全球水资源日益紧张，传统灌溉方式存在大量浪费，迫切需要实施节水措施。节水灌溉通过高效技术，智能管理系统以及科学规划，可显著提高水资源利用效率。这不仅有助于缓解水资源的紧张问题，还能减轻农业对生态环境的不良影响，促进土地可持续利用。同时，降低灌溉水量能减少能源消耗，降低温室气体排放，符合可持续发展理念。节水灌溉的推广和实施将在全球范围内带来环境保护、农业现代化和经济可持续发展等重大贡献。

一、节水灌溉工程的基本内容

首先，工程规划与设计是节水灌溉的关键环节。在规划阶段，需要充分考虑地形、土壤、气候等因素，确定最佳的灌溉方式和系统布局。设计阶段则侧重于工程细节，包括灌溉管网、水泵站、水源利用等方面的方案。其次，先进的灌溉技术是节水灌溉工程的核心。采用滴灌、喷灌、微喷灌等先进技术，可以精确控制水量，减少水分浪费，提高灌溉效率。智能化的灌溉系统能够根据植物的需水情况调整灌溉量，实现精准灌溉。

二、节水灌溉方法

（一）水资源输送环节的节水措施

1.明渠衬砌输水灌溉技术。是一种传统而有效的灌溉手段，通过在渠道底部和侧壁铺设坚固的衬砌材料，以减少水流损失、提高输水效率。其基本原理在于通过合理设计和建设渠道，最大限度地减少水的渗漏和挥发，确保水资源有效利用。常见的衬砌材料包括混凝土、沥青、聚乙烯等，其选择要考虑到耐水、耐腐蚀、耐磨损等特性。精心选择的衬砌材料能够有效地防止渠道的渗漏和侧壁的冲刷，提高渠道的使用寿命。

2.低压管道输水灌溉技术。是一种高效、节水的灌溉手段，通过管道系统将水资源输送到农田，以满足植物的灌溉需求。低压管道系统的设计采用了先进的灌溉技术，如滴灌、微喷灌等，能够实现对植物根区的精准供水。

（二）灌溉过程中的节水方法

1.喷灌法。是一种高效的灌溉方式，注重在灌溉过程中最大限度地减少水资源的浪费。通过利用喷头将水雾化成小水滴，喷灌法具有几个节水的关键特点。首先，它实现了精准定量喷洒，根据植物的需水情况和生长阶段调整喷水量，避免了过度灌溉。其次，喷灌法确保水分均匀分布在农田中，通过调整喷头布局，避免了土壤水分不均匀的问题。

2.滴灌法。通过微型滴灌管道和滴头，可以根据植物的需水状况和生长阶段，精准控制水滴的数量和频率，避免了过量灌溉，减少水资源浪费。由于水直接滴向植物根部，减少了水在空气中暴露的时间，降低了蒸发损失。同时，减少了水在土壤表面流失，有助于提高水分的渗透利用率。另外，滴灌系统的灵活性也是其优势之一。

三、灌溉工程节水灌溉发展中存在的问题

（一）管理模式比较落后

传统的管理模式主要侧重于基础设施的建设，却较少关注灌溉过程中的科技创新和智能化管理。这导致了水资源利用效率不高、水分浪费严重的情况。管理模式的滞后主要表现在灌溉系统的运行和调控上。

（二）节水灌溉工程规划设计不合理

一些规划设计未充分考虑地方的水资源状况，导致一些地区过度依赖表层水源，缺乏对地下水和其他替代水源的合理规划。这可能导致水资源不均衡利用，加剧了水资源的过度开采和土地退化问题。

（三）农田种植结构不合理

一些地区存在单一作物或过度种植高水耗作物的现象，严重影响了水资源的合理利用和农业的可持续发展。过度依赖高水耗作物，如水稻和玉米，导致了对水资源的过度消耗。此外，单一作物连片种植容易引发病虫害的大面积暴发，加重了农业生产的风险。缺乏多样性的农田种植结构还使农业系统更加脆弱，对气候变化和自然灾害的适应能力较差。

四、灌溉工程的节水策略分析

（一）做好灌溉节水自动监测

通过在农田中安装土壤湿度传感器、气象站和植物生长监测设备，实时监测土壤水分含量、气温、湿度等关键因素。这种实时数据反馈的机制使农田管理者能够准确了解当前的农田水分状态，根据植物需水量进行智能化决策。管理者可以远程调整灌溉量和频率，避免了传统方法中对于灌溉水量的估计误差，实现了更为精准的用水管理，减少不必要的水分浪费。在传统的手动监测和调控中，往往由于数据收集的周期性和传达不及时，导致灌溉系统反应迟缓，无法及时适应变化的环境条件。而自动监测系统可以实现实时数据传输，能够在数分钟内获取最新的土壤和气象数据，迅速作出调整。

（二）进一步优化资源配置

首先，优化水资源配置。通过科学的水资源调查和评估，合理划分水资源的利用区域和优先级。重点关注水资源富集的区域，加强灌溉设施的建设和维护，确保高水效灌溉系统的覆盖率。同时，引导农业生产逐步向水资源较为丰富的地区集中，优化农田布局，减少对水资源稀缺地区的过度依赖。通过这种方式，实现水资源的合理分布和最大程度的节水。其次，优化土地利用配置。第三，优化农业生产结构。引导农民选择适应当地气候和土壤条件的作物品种，推广耐旱、耐盐碱的作物，降低对水分和土壤的需求。

（三）加大农田灌溉管理力度

通过建立高效的监测系统，可以实现对农田水分状况、土壤质地、植物需水量等参数的实时监控。通过引入人工智能、大数据分析等技术手段，实现对农田灌溉系统的智能监控和调度。智能灌溉系统能够根据实时数据和预测模型，智能调整灌溉方案，实现个体农田的精准灌溉。此外，结合无人机、传感器等现代技术，可以实现对农田的高效巡查和问题诊断，提高农田灌溉系统的智能化水平。通过加强对农民的培训和技术支持，提高其对水资源管理的认识和操作水平。

五、结束语

灌溉工程节水灌溉是全球水资源可持续利用的必由之路。在技术不断创新和管理不断进步的基础上，通过节水灌溉手段，实现农业生产与水资源的和谐共生。同时，需各方共同努力，加大投入，推动科技创新，不断完善法规政策，以实现灌溉工程节水灌溉发展的可持续性，为未来农业的绿色、高效发展奠定坚实基础。