农田水利灌溉中节水措施的应用探究

农田水利灌溉农业生产中扮演着不可或缺的重要角色，对于提升农产品的产量和质量、确保粮食供应的稳定性，以及促进农村经济的繁荣具有关键作用。然而，随着全球人口的急剧增加和气候变化的不断加剧，农田水利灌溉面临严峻的挑战。其中，水资源供需失衡、水资源的浪费及与环境保护相关的问题，成为制约农田水利灌溉可持续发展的主要瓶颈。这些问题，阻碍了农田水利灌溉向着可持续的方向发展。

一、农田水利灌溉存在的问题

（一）水资源供应和需求不平衡

农田水利灌溉是农业生产不可或缺的环节，随着城市化和工业化的不断发展，对水资源的需求急剧增加。与此同时，水资源的供应未能相应增加，导致供需之间明显不平衡。这一状况在干旱地区和季节性干旱地区尤为凸显，农田水利灌溉的供水面临更加严峻的挑战。在这种情况下，农业、工业和城市居民都竞相争夺有限的水资源，使农田灌溉所需的水量无法得到保障。这不仅会对农业生产造成严重影响，也会威胁城市居民的日常生活用水。因此，解决水资源供应与需求不平衡的问题，成为当务之急。

（二）水资源浪费和环境问题

传统的农田水利灌溉方法存在严重的水资源浪费问题。以洪灌和满灌为例，这种方式可能会导致大量的水分在输送过程中被流失，甚至在作物生长过程中被蒸发，使实际有效利用的水量远远低于投入的水量。这不仅浪费了宝贵的水资源，也增加了农业生产成本，给农民的收益造成负面影响。另外，过度抽取地下水也成为一个严重的问题。由于缺乏有效的监管和管理，部分地区地下水的抽取量明显超过了地下水的补给速度，导致地下水位不断下降，甚至出现地下水超采的现象。这不仅会影响周围生态系统的平衡，也会导致土壤盐碱化，严重影响农田的可持续利用。

二、农田水利灌溉中的节水措施

（一）滴灌和微喷灌溉技术

滴灌和微喷灌溉技术代表了现代农田水利灌溉的先进水平。它们通过将水以微小的滴水或喷雾方式直接送到作物的根部，实现了水资源的高效利用。与传统的漫灌方法相比，滴灌和微喷灌溉技术减少了水分在输送和蒸发过程中的损失，从而最大限度地减少了水资源的浪费。这种高度精细化的灌溉方式不仅节水，还降低了出现土壤侵蚀和盐碱化的风险，有助于改善土壤质量。滴灌和微喷灌溉技术的另一个优势是精确性。它们可以根据作物的需水量、土壤类型和气象条件来精确控制灌溉水量和频率。这意味着不会存在过度灌溉或灌溉不足的问题，作物能够在不同生长阶段得到所需的水分供应，最大限度地提高了作物的产量和品质。此外，滴灌和微喷灌溉系统还可以与肥料施用相结合，实现肥水一体化管理，进一步提高了农田的生产效益。

（二）土壤水分监测和管理系统

土壤水分监测和管理系统是一项引领农田水利灌溉领域的关键技术创新。它采用现代科学技术，通过在不同深度的土壤中设置智能传感器，实时监测土壤水分含量及其分布情况，为农民提供了宝贵的土壤信息资源，这一系统的最大优势之一是其精确性和实时性。传感器不仅可以精确测量土壤水分，还可以根据气象条件和作物需求实时调整灌溉计划。对于农民而言，这一技术的应用意味着他们可以更科学合理地管理土壤水分，避免过度灌溉，从而降低水资源浪费。此外，它还有力保护了地下水资源，减少了对地下水的过度抽取，有助于维护生态平衡。不仅如此，土壤水分监测和管理系统还使农民能够更好地应对气候变化和不稳定的降雨情况。在干旱季节，系统可以依据传感器提供的数据精确调整灌溉策略，充分满足作物的生长需求；在雨季，系统可以提供及时的土壤排水建议，避免水分积聚过多，防止洪涝对作物的不利影响。

（三）雨水收集和储存系统

雨水收集和储存系统代表了一种前景广阔的水资源管理方式，对农田水利灌溉领域具有巨大潜力。这一系统通过设置专用设施，将降水期间的雨水储存起来，以供干旱季节的农田灌溉使用。这项技术不仅降低了对地下水和外部水源的依赖，减轻了水资源的紧张压力，还在一定程度上减少了城市雨水排放对环境造成的负面影响。雨水收集和储存系统的应用使农田灌溉不再完全依赖外部供水，具备一定的自给自足能力。这不仅有益于地下水资源的保护，还提高了农田灌溉的可持续性，为农业生产提供了可靠的水源保障。此外，雨水收集系统还有助于减少雨季期间水资源的浪费，将这些宝贵的水资源高效储存起来，以备不时之需，有助于实现农田水利灌溉的节水目标。这一系统还可以在生态方面发挥积极作用。通过降低城市雨水排放，有助于改善城市水体的水质，减少洪涝风险，维护生态平衡。此外，雨水收集和储存系统的推广还有助于增强公众对水资源的节约和保护意识。

（四）智能灌溉控制系统

智能灌溉控制系统代表了现代农田水利灌溉技术的巅峰。这一系统利用先进的技术手段，实现了对灌溉过程的自动化和精确控制。它通过实时监测气象条件、土壤情况及作物需水等信息，能够动态调整灌溉策略，以确保灌溉的科学合理性。一方面，这意味着农民不再需要花费大量时间和精力来手动管理灌溉，而是可以依赖系统的智能决策；另一方面，智能灌溉控制系统的应用提高了整体的灌溉效率和灵活性。通过提高灌溉的精确度和效率，智能灌溉控制系统在农田水利灌溉中发挥重要的作用。它能够根据作物的生长需求和环境条件，智能调整灌溉量，最大限度地减少水资源的浪费。智能灌溉还可以减轻农民的负担，使他们更专注于其他农业活动，提高了农田的生产效益。随着技术的进步，智能灌溉控制系统也在不断完善。未来，它可能会结合更多的先进技术，如无人机监测、大数据分析等，以实现更加精确、高效的灌溉管理。这将为农业带来更多的可能性和机会，推动农田水利灌溉事业不断向前发展。

（五）应用高效节水灌溉器具

在农田水利灌溉中，选择高效的灌溉器具是实现节水目标的关键一环。在喷灌系统中，合理选择喷头类型和设置喷灌间距，可以确保水分均匀分布，避免水资源的浪费。现代农业拥有许多高效节水的灌溉器具，它们通过技术创新和器具更新换代，提高了灌溉的精确性，极大地减少了水资源的浪费。高效节水灌溉器具的应用对农田水利灌溉产生了积极影响。一方面，它们能够确保农作物获得足够的水分供应，满足其生长需求，从而提高了农作物的产量和质量；另一方面，通过减少水资源的浪费，这些灌溉器具有助于实现农田水利灌溉的节水目标。这对于保护有限的水资源和提高农田水资源利用效率至关重要。

同时，定期检查和维护灌溉器具也是保证其高效工作的关键。及时清理喷头、检查管道是否堵塞或漏水、修复损坏的部件，这些维护措施可以确保灌溉系统的正常运行，延长器具的使用寿命，降低了维护成本。

（六）水资源分配与管理

科学合理地进行水资源的分配与管理对于农田水利灌溉的可持续发展至关重要。建立健全的水权制度和管理机制是其中的核心要素，这可以明确用水权益，满足农民的用水需求。此外，加强对水资源的保护和监管也是不可或缺的步骤，以实现水资源的可持续利用，从而推动农田水利灌溉的稳定发展。建立健全水权制度有助于明确用水的合法权益，防止资源滥用。这可以通过确立取水许可制度、建立水权交易市场、规范水权登记等方式实现。通过这些措施，可以确保用水按照法定程序进行，合法权益得到保障，避免了非法用水和争端的发生，有助于维护社会的稳定和公平。科学合理地进行水资源的分配涉及合理的优先级设置。这意味着将水资源分配给最需要的地方和部门，如农业、城市供水、工业等，根据其优先级来满足不同领域的需求。这需要充分考虑水资源的可持续性，以确保未来也能够享有足够的水资源。此外，水资源的保护和监管是实现可持续水资源管理的关键。这包括监测水质和水量、采取措施保护水源地、防止污染、合理开发地下水等。这些措施有助于维护水资源的质量和可用性，也有益于环境保护和生态平衡的维护。

三、提升农田水利灌溉节水效果的建议

（一）技术创新与研发支持

为了提升农田水利灌溉的节水效果，必须加大对相关技术的研发投入力度，推动节水技术的创新和应用。科研机构、企业等各方应积极参与，共同致力于解决现有技术中的瓶颈问题，推动灌溉技术的升级与更新。通过持续的技术创新，可以研发出更高效、更节水的灌溉技术，为实现节水目标提供坚实的技术支持。例如，通过引入先进的传感器技术，实现对土壤水分的实时监测，从而精准掌握作物的水分需求，避免不必要的灌溉。同时，应加强与农业科研院所、高校等合作，建立科研与实践相结合的机制，使前沿科技能够更迅速地应用于农田灌溉实践。这种技术创新不仅包括改进现有的灌溉设备，还包括开发智能化的灌溉控制系统，通过传感器、数据分析和自动化调整，实现更加精确和高效的水资源利用。

（二）制订灌溉计划和优化灌溉调度

1.制订科学合理的灌溉计划是提升节水效果的关键举措。根据作物的需水量和土壤水分情况，合理安排灌溉时间和灌溉量，避免出现过度灌溉和灌溉不足的情况。通过引入先进的土壤水分监测技术，实现精准灌溉，确保作物得到足够的水分供应。建立定期评估和调整的机制，根据实际情况对灌溉计划进行及时的优化和调整，以适应不同生长阶段作物的需水变化。

2.灌溉调度应考虑气象条件，根据天气预报等信息进行灵活调整，以应对气候变化对灌溉需求的影响。通过科学的灌溉计划和调度优化，可以确保水资源得到高效利用，提高农作物的产量，减少水资源的浪费，这对于实现农业的可持续发展和水资源保护具有积极意义。

（三）开展农民节水意识的培训和宣传

农民是农田水利灌溉的直接受益者和实施者，其在节水技术的认知和运用方面扮演着关键角色。因此，有必要全力开展农民节水意识的培训和宣传工作，以提升农民对节水技术的认识和应用能力。

1.通过举办培训课程、讲座等多种形式，使农民能够全面了解并掌握先进的农田水利灌溉技术。这些培训课程包括灌溉技术的原理、灌溉设备的使用、土壤水分管理等方面的知识，以帮助农民更好地理解和应用节水技术。

2.鼓励农民积极参与实际的节水实践，使他们能够在实际生产中熟练运用节水技术。这包括指导农民如何正确设置灌溉设备、如何根据作物的需水情况制订灌溉计划，以及如何根据土壤水分监测数据进行灵活的灌溉调整。通过实际操作和体验，农民可以更好地理解节水技术的实际效益，从而更愿意采纳和实施这些技术。

3.培养农民养成自觉节水的习惯，从而提高水资源的利用效率。这需要持续的宣传和教育工作，以确保农民能够在日常生产中时刻关注节水问题，并采取相应的措施。培训内容应以实用性为主，帮助农民解决实际问题，使其在日常生产中能够熟练运用节水技术。

（四）水权和水资源管理政策

建立健全水权制度和管理政策是保障农田水利灌溉可持续发展的基础。相关部门必须明确用水权益，满足农民的用水需求。水权制度可以明确农民的合法用水权益，防止滥用和浪费水资源的行为。

1.加强对水资源的保护和管理，以确保水资源的可持续利用。打击非法取水行为是维护水资源可持续利用的关键一步。通过加大监管和执法力度，可以有效遏制非法取水行为，保护水资源不受侵害。建立完善的水资源监测网络，能够及时了解水资源的变化情况，为灌溉调度提供科学依据，确保水资源的合理分配和利用。

2.鼓励实施奖励机制，对节水成果明显的地区和个体进行表彰和奖励，以推动节水工作的积极开展。奖励措施可以激励农民和农业企业采取更多的节水措施，促进水资源的有效利用，这些政策举措为农民提供明确的用水权益，满足其正当的用水需求。

3.通过规范和强化对水资源的保护与管理，确保水资源的可持续利用，为农田水利灌溉的节水效果提供有力保障。

（五）加强水利设施建设与维护

提升农田水利灌溉节水效果，需要重视水利设施的建设与维护工作。水利设施是农田灌溉的基础，其完好程度和运行效率直接影响着灌溉效果和水资源利用效率。

1.加大对农田水利设施建设的投入力度，提高设施建设的质量和标准。在规划和建设过程中，要充分考虑节水因素，选择节水效果好的灌溉技术和设备。同时，要注重设施的耐用性和维护便利性，确保设施能够长期稳定运行。

2.加强对现有水利设施的维护和保养工作。建立健全设施维护制度，定期对设施进行检查、维修和更新。对于老化、损坏的设施要及时更换，确保设施的正常运行。同时，要加强对设施的日常管理和维护，防止因管理不善导致的设施损坏和浪费。

3.推动水利设施的智能化改造，通过引入物联网、大数据等先进技术，实现对水利设施的远程监控和智能管理，这不仅可以提高设施的运行效率，还可以及时发现和解决设施运行中的问题，提高设施的维护效率和质量。

4.加强水利设施的安全管理。建立健全安全管理制度和应急预案，确保设施在遭遇自然灾害等突发情况时能够迅速应对和恢复。

5.加强对设施使用人员的培训和教育，增强其安全意识，提高操作技能，防止因操作不当导致的安全事故。

四、结语

农田水利灌溉是农业生产的基础，目前面临严峻的水资源压力和环境挑战。通过采取一系列节水措施，如滴灌和微喷灌溉技术、土壤水分监测和管理系统、雨水收集和储存系统等，可以提高农田水利灌溉的效率，减少水资源的浪费。同时，还需要加强技术创新、制订灌溉计划和优化灌溉调度、开展农民节水意识的培训和宣传等，共同推动农田水利灌溉的可持续发展，为农业生产和粮食安全做出贡献。

作者简介：李滋超（1977—），男，甘肃民乐人，本科，工程师，主要从事农田水利工作。