节水措施在农田水利工程灌溉中的应用

摘要：随着人口增长和经济发展，许多地区面临水资源紧缺问题，尤其是在干旱地区或水资源贫乏地区。为了更加高效利用有限的水资源进行灌溉，节水成为一种必要的选择。本文分析了传统农田灌溉方式存在的问题，提出了农田水利工程灌溉中节水措施的综合应用策略，以期为相关同行提供一些参考。

关键词：节水措施；农田水利工程；灌溉

农业是国民经济的基础，其稳定发展对于国家经济社会的繁荣具有重要意义。然而，随着全球气候变化和水资源日益紧张，传统的农田灌溉方式已无法满足现代农业的发展需求。因此，推广和应用节水灌溉技术，提高农田水利工程灌溉效率，成为当前农业可持续发展的重要课题。

1 传统农田灌溉方式的问题与挑战

家庭联产承包责任制是我国农村改革历程中的一项具有里程碑意义的制度。这一制度源自安徽等地区的农民自发实践，其核心思想在于将过去集体所有的土地经营权下放至农户，让每个家庭成为农业生产的基本单位，打破了传统人民公社体制下集体经营、集体分配的束缚，赋予了农民更大的经营自主权。在这一制度下，农户获得了对土地的自主经营权，这意味着他们可以根据市场需求、土壤条件、自身技能等因素，自主决定种植何种作物、如何种植以及如何进行田间管理，极大地激发了农民的生产热情和创造力。家庭联产承包责任制的实施，不仅提升了农业生产效率，也促进了农村经济的繁荣发展。但随着农业现代化的推进，对农业生产的要求也越来越高。如何在家庭联产承包的基础上实现农业现代化，提高农业生产效率和质量，特别是传统农田灌溉成了一个亟待解决的问题。

传统农田灌溉方式长期以来是农业生产的重要组成部分，然而随着时代的进步和资源的日益紧张，其存在的问题与挑战也逐渐凸显。传统的灌溉方法，如漫灌、沟灌等，往往依赖于大量的水资源，且无法精确控制灌溉量。这不仅导致了水资源的极大浪费，还增加了农田的盐碱化风险。同时，由于缺乏科学的灌溉管理，农田灌溉往往缺乏针对性，无法根据作物生长的实际需求进行合理调整，从而影响了作物的生长和产量。此外，传统灌溉方式还容易造成土壤侵蚀和水土流失，对农田生态环境产生负面影响。长时间的过量灌溉会破坏土壤结构，降低土壤肥力，使得农业生产成本不断上升。同时，由于灌溉设施老化、维护不善等问题，灌溉效率往往较低，无法满足现代农业生产的需要。因此，寻求节水、高效、环保的灌溉方式已成为农业可持续发展的重要课题。通过引入先进的节水灌溉技术和管理理念，可以有效地解决传统灌溉方式存在的问题，提高农田水利工程灌溉效率，为农业生产的可持续发展提供有力保障。

2 节水灌溉技术的构成

2.1 滴灌技术

滴灌技术是一种高效的节水灌溉方式，它利用塑料管道将水通过直径约10 mm的毛管上的孔口或滴头，以水滴的形式缓慢而均匀地滴入作物根部的土壤中。这种灌溉方式能够确保作物根系直接吸收所需的水分和养分，极大地提高了水的利用率。滴灌技术一方面显著减少了水分的蒸发和流失，避免了传统灌溉方式中因水分过量而导致的土壤盐碱化问题；另一方面，其能够结合施肥，使肥料直接作用于作物根部，提高了肥料的利用率，减少了肥料的浪费。此外，滴灌还能有效防止土壤板结，保持土壤良好的通透性，有利于作物的生长。在实际应用中，滴灌技术适用于各种作物，包括果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚内的作物。在干旱缺水地区，滴灌技术更是成为大田作物灌溉的首选方式。通过精确控制灌溉量和灌溉时间，滴灌技术能够满足作物不同生长阶段的需求，促进作物健康生长，提高产量和品质[1]。但是滴灌技术也存在一些挑战和需要注意的问题。例如，滴头容易堵塞，需要对水源进行严格的过滤处理；滴灌系统的安装和维护成本相对较高，需要投入一定的资金和人力；由于滴灌只湿润作物根部土壤，可能会限制根系的生长范围，因此在应用时需要注意滴头的布置和灌溉量的调整。

2.2 雨水收集

雨水收集的过程是一个复杂但精细的系统工程，它始于雨水降落时的收集面，涉及多个环节，最终将收集到的雨水用于农田灌溉。雨水收集通常从建筑物的屋顶、道路和其他硬化地表开始，这些表面在设计时就考虑到了雨水的引导和收集。屋顶可以设计有倾斜的角度，使雨水能够顺利流向预设的排水口或收集管道。道路则可以通过设置雨水收集口和排水系统，将雨水引入收集系统。一旦雨水被引导至收集系统，如雨水收集管道，这些管道就会发挥关键作用，将雨水输送至储存设施，这些设施通常是地下蓄水池或专门的雨水收集罐。这些储存设施不仅要有足够的容量来容纳大量雨水，还要具备保持水质的功能。储存设施的设计非常关键，通常配备有过滤系统，包括粗滤网、沉淀池等，用以去除雨水中的大颗粒杂质和污染物，有效净化雨水，确保其质量达到一定的标准。储存后的雨水还需要经过进一步的处理，涉及更精细的过滤、消毒或其他必要的净化步骤，以满足灌溉用水的标准。雨水灌溉方式具有多重优点，首先，它减少了对地下水或淡水资源的依赖，有助于保护这些宝贵的水资源；其次，降低了农业生产的成本，提高了经济效益；再次，由于雨水通常含有较为丰富的天然养分，它能够促进作物的生长，提高农作物的产量和质量；最后，雨水灌溉还有助于改善土壤结构，增加土壤的水分保持能力，从而提高土壤的肥力[2]。

2.3 循环灌溉

循环灌溉系统通常由水源、输水管道、灌溉设备、回收装置和处理设备组成。水源可以是地下水、河流、水库等，经过输水管道输送至灌溉设备，如喷头、滴灌管等，对作物进行灌溉。在灌溉过程中，部分灌溉水会渗透到土壤中，满足作物生长需要，而多余的水则会通过回收装置进行收集。回收装置是循环灌溉系统的关键部分，它能够有效收集灌溉过程中产生的多余水分。这些水分可能含有一些杂质和盐分，因此需要经过处理设备进行处理，确保水质达到再次灌溉的标准。处理后的回收水再次被输送到灌溉设备，对作物进行灌溉。这样的循环过程不仅减少了新鲜水源的使用量，还降低了灌溉水对环境的影响。同时，循环灌溉还可以减少因水分流失和蒸发造成的损失，提高灌溉水的利用效率。循环灌溉技术的优点显著。首先，它有效节约了水资源，缓解了农业用水紧张的问题。其次，循环灌溉降低了农业生产成本，提高了经济效益。最后，通过减少新鲜水源的使用，循环灌溉还有助于保护生态环境，促进农业的可持续发展。

3 节水措施在农田水利工程灌溉中的综合应用

3.1 技术改进

在家庭联产承包的背景下，农田的面积和分布往往较为分散，这给统一的灌溉管理带来了挑战。为了解决这个问题，可以引入智能灌溉系统。这种系统利用物联网技术和传感器，可以实时监测农田的土壤湿度、作物生长状况等信息，并根据这些信息自动调整灌溉水量和灌溉时间。这样即使农田分散，也能实现精准灌溉，避免水资源的浪费。针对家庭联产承包导致的农田管理分散问题，可以推广节水灌溉技术，如滴灌、喷灌等，根据作物的实际需求进行精确灌溉，不仅提高了灌溉效率，还节约了水资源，进而实现灌溉的集中管理和控制，降低管理成本，提高灌溉效果。此外，农田水利工程灌溉中技术的改进还可以包括建设节水型灌溉设施。例如，修建蓄水池、水窖等储水设施，收集雨水和生活用水等非传统水资源用于农田灌溉；对灌溉渠道进行防渗处理，减少输水过程中的渗漏损失，提高灌溉水的利用效率。

3.2 作物需水管理

作物需水管理是农田水利工程灌溉中的关键环节，它要求深入细致地研究不同作物在不同生长阶段的需水特性。每一种作物都有其独特的生长周期和需水规律，从播种到成熟，每个阶段对水分的需求都有所不同。因此，通过科学研究和长期实践，农业专家能够积累丰富的经验，准确掌握各类作物的需水规律，为制定合理的灌溉计划提供了有力的依据。在制定灌溉计划时，不仅要考虑作物当前的生长状态，还需要结合当地的天气条件、土壤湿度等多种因素进行综合分析。例如，在干旱季节或高温天气下，作物对水分的需求会增加，灌溉量应相应增加；而在湿润季节或阴雨天气下，作物对水分的需求会减少，灌溉量则应适当减少。综合考虑这些因素，可以确保作物在需要时得到适量的水分供应，避免水分过多或过少对作物生长造成不利影响。作物需水管理还注重实时监测与动态调整。随着科技的进步，现代农田水利工程灌溉系统已经配备了先进的传感器和监测设备，能够实时获取土壤湿度、作物生长状态等数据，并将这些信息传输到灌溉管理系统中。管理人员可以通过分析这些数据，了解作物当前的水分状况和需求，从而及时调整灌溉计划。当监测数据显示作物水分不足时，灌溉系统可以迅速增加灌溉量，以满足作物的需求；当作物水分过多时，则可以减少灌溉量，避免水分浪费和作物受害。土壤是作物生长的基础，其保水能力直接影响到灌溉效果。因此，通过改善土壤结构、增加土壤有机质等措施，可以提高土壤的保水能力，减少水分的蒸发和渗漏损失。同时，采用保水剂等新材料和技术，也能有效增强土壤的保水性能，使土壤能够更好地储存和释放水分，为作物提供良好的生长环境。

3.3 土壤保水能力提升

安徽家庭联产承包责任制下的农田分散管理，一直是制约农田水利工程灌溉效率和土壤保水能力提升的关键因素。面对这一现实挑战，安徽正积极寻求解决方案，力求通过综合应用各种措施来提升土壤的保水能力。通过推广废弃农作物秸秆、畜禽粪便等有机肥料的应用，不仅丰富了土壤中的有机质，改善了土壤结构，还显著增强了土壤的保水性能。这使得农田在灌溉时能够更好地吸收和储存水分，减少水资源的流失。通过添加改良剂、合理翻耕等措施，土壤的物理性质得到显著改善，透水性和保水能力得到增强。这些措施不仅提高了土壤的保水能力，还有助于作物根系的生长和发育，为农作物的健康生长提供了良好的土壤环境。同时，节水灌溉技术的推广也是提升土壤保水能力的重要手段。滴灌、喷灌等节水灌溉技术的应用，使得灌溉过程更加精准高效，减少了水分的浪费和蒸发。通过修建蓄水池、水窖等设施，安徽收集并利用雨水和生活用水等非传统水资源，有效解决了灌溉水源问题，不仅提高了灌溉效率，还通过储水的方式增强了土壤的保水能力。

3.4 智能灌溉系统应用

智能灌溉系统是农田水利工程灌溉中节水措施的关键环节，其通过先进的传感器网络，能够精准捕捉农田的实时状态。这些传感器如同农田中的“眼睛”，实时监测土壤湿度、作物生长状态以及气象条件等关键数据。这些数据不仅反映了农田的当前状况，也为灌溉决策提供了重要依据。一旦传感器收集到数据，它们会迅速将这些信息传输至中央控制系统。中央控制系统是智能灌溉系统的“大脑”，会对这些数据进行深入分析和处理，通过专业的软件算法，精准计算出作物在不同生长阶段所需的水量，并结合实时的土壤湿度和降雨量数据，制定出最佳的灌溉方案。这种方案不仅确保了作物得到充足的水分，也避免了水资源的浪费。在得到灌溉决策后，智能灌溉系统的自动化控制功能开始发挥作用。系统能够自动向灌溉设备发送控制指令，无论是喷灌机还是滴灌管，都能按照指令进行自动启停、调整灌溉速度和灌溉量，这不仅提高了灌溉的准确性和效率，还大大减轻了农民的工作负担，使他们能够有更多的时间和精力投入到其他农业生产活动中。此外，智能灌溉系统还提供了远程监控和管理功能。用户只需通过手机或电脑等终端设备，就能随时查看农田的实时数据、灌溉状态以及作物生长情况，及时应对各种突发情况，使得灌溉管理更加便捷和灵活，确保农田灌溉的安全和稳定。

4 结语

节水措施在农田水利工程灌溉中的应用，对于缓解水资源紧张、提高农业生产效率具有重要意义。通过采用有效措施，可以有效减少农田灌溉中的水资源浪费，促进农业可持续发展。同时，宣传教育在推广节水灌溉技术中发挥着关键作用，应加强对农民和公众的节水灌溉知识宣传和培训，增强他们的节水意识和能力。未来，随着科技的不断进步和农业生产的持续发展，节水灌溉技术将不断完善和创新，为农业生产和生态环境保护作出更大贡献。

参考文献

[1] 黄志华.水利工程灌溉中节水措施的应用探讨[J].水上安全，2023（16）：22-24.

[2] 田培旭.节水措施在西北干旱地区农田水利灌溉中的应用[J].新农业，2023（22）：90-91.