农田水利灌溉管理与效率提升技术

摘要：本文旨在探讨农田水利灌溉管理与效率提升技术的相关问题：首先介绍了农田水利灌溉在农业生产中的重要性，然后分析了目前存在的问题及其影响；随后提出了提高农田水利灌溉效率的方法，并对这些方法的实施效果进行了评估；最后总结了研究的主要发现并提出了未来的研究方向。

关键词：农田水利；灌溉管理；技术措施；农业生产

农田水利灌溉是农业生产中至关重要的一环，对于提高农作物产量、保障粮食安全具有重要意义。然而，由于传统的农田水利灌溉管理存在诸多问题，如水资源浪费、灌溉效率低下等，急需采取措施提升其效率。因此，本文旨在探讨现有的农田水利灌溉管理与效率提升技术，并评估其在农业生产中的应用效果。

1 农田水利管理理论

水资源管理理论是指为保证农田灌溉用水的持续供给和农业生产的可持续发展而建立的水资源管理理论。在此基础上，本项目以灌区为研究对象，研究不同灌溉制度、技术措施对农田灌溉系统的影响，探索合理的灌溉模式，提出优化管理策略。土壤水分运移理论主要研究土壤水分在土壤中的运移规律，包括水分入渗、运移、贮存、蒸发等过程，以及对土壤及作物生长的影响。水文学主要研究地表水与地下水的生成、分布、流失与变异性，以及资料的收集、分析与应用。水土保持是一门以减少水土流失，提高土壤质量，保护生态环境为研究目的的学科。本项目的研究成果将为我国农田灌溉工程的规划、设计、建设和运营提供科学依据，对提高农业生产效率、保障粮食安全、促进乡村可持续发展具有重要意义。

2 农田水利灌溉在农业生产中的重要性

农田灌溉系统的一个重要功能就是为农田提供充足而稳定的水资源。水是农业生产的核心要素，特别是在干旱、半干旱区，降水供应不稳定甚至短缺的情况下，灌溉系统就显得尤为重要。水的供应保证了作物在生长季获取所需的水分，以维持其正常生理功能，以及从土壤中吸收营养物质。灌溉系统把水从水源输送到农田，包括引水渠、泵、蓄水池等。这不只是表面上的水，还有各种来源的水，如地下水和雨水的收集。当干旱季节或降雨不足时，灌溉系统就成了重要的农田生命线，保证了农业生产的正常运转。灌溉系统能为作物提供适时充足的水分，从而大幅度提高作物产量。作物对水分的需求是不一样的。适宜的灌溉不仅能满足作物对水分的需求，而且能使作物的生长环境得到优化[1]。灌溉能促进作物光合作用，促进根系发育，提高作物对营养物质的吸收效率，提高作物产量。另外，灌溉系统还能防止因干旱造成的损失，使产量稳定。大量研究表明，灌溉农田比非灌溉农田产出更高，对满足日益增长的食物需求具有重要意义。适当的灌溉能提高农作物的品质。水分供应是影响作物品质的重要因素，水分过多或过少都会影响品质。适量灌溉能提高作物对营养的吸收能力，促进生长平衡，改善品质。同时，适度的灌溉能有效地减轻因干旱造成的作物病害和萎蔫等病害。在作物生长期间，保持平衡的水分供应，可以减少干旱引起的病害，保证农作物的健康成长。优质作物不但可以增强市场竞争力，而且可以提高农民的经济收入。农田水利灌溉系统是帮助农户应对气候变化、降水波动、保证作物正常生长的重要手段。受气候变化的影响，我国降水格局不稳定，干旱、极端气候事件频发。灌溉是一种有效的农业灌溉方式，它能为农户提供稳定的供水保障，降低农业生产风险，增强农户抵御恶劣气候条件的能力。稳定的水源也能减少农业生产的不确定因素，提高农户生产的灵活性和可持续性。稳定的水资源管理，既能保持耕地生产力，又能促进农业可持续发展，减轻环境负担。农田水利是农业生产的重要组成部分。它不但能提供重要的水源，有助于增加作物产量、提高农作物品质，而且也能保证农业的稳定与可持续发展。有效的灌溉管理对保障我国粮食安全和提高农业效益具有重要意义。

3 存在的问题

3.1 水资源浪费

传统的淹灌或表灌等地表灌溉方式易造成地表径流过多，地表水分大B6QAX2ttl13HM74DnWaM7jRSBHSA7qwJCKsuRhQ+fDY=量流失或蒸发，造成水资源浪费。另外，由于缺少灌溉控制设施，水会在农田间无节制地流动，导致水资源分布不均，有些地方可能被过量灌溉，有些地方又不够用。在某些地区，特别是边远地区和经济落后地区，仍沿用传统的人工灌溉方式。这种方法不仅效率低，而且耗费大量的人力和物力，造成水资源浪费。由于缺乏现代灌溉设备与技术，农民在应对气候变化及农作物需水量方面遇到了困难，同时也增加了水资源的浪费。由于缺乏有效的水资源管理与监测体系，农户不能准确掌握土壤水分状况及作物需水情况，造成灌溉用水过多或过少。在缺乏科学数据支撑的情况下，农户很难制定合理的灌溉方案，从而导致了水资源的浪费。传统的农田灌溉排水系统由于设计和维护不当，会造成大量的水资源浪费。如排水渠堵塞、破损，造成水流堵塞、漏失，影响水资源高效利用。在一些地区，农民没有注意到水资源的浪费和节水意识。他们可能会用过量的水来灌溉农田，而没有考虑到可持续使用和保护水资源。由于人们普遍缺乏节约用水的意识，导致了水资源的浪费[2]。

3.2 灌溉不均匀

灌溉不均匀性是当前农田水利建设中普遍存在的问题，在某些地区尤为突出。这种不均衡的灌溉分布会造成部分农田缺水，而另一部分农田积水严重，影响作物生长及产量。首先，不均的灌溉可能是因为灌溉设备老旧、受损或设计不当造成的。在某些地区，灌溉设备可能会发生渗漏或者堵塞，从而导致水无法均匀地分配到各个农田。这样的话，有些地方可能会缺水；其次，由于缺乏有效的灌溉管理与监测体系，造成灌溉不均。由于缺乏科学的灌溉规划及数据支撑，部分地区农户对农田灌溉需求量的判断存在困难。因此，他们可能会对农田进行过多或过少的灌溉，造成有些地方出现过多的积水，而另一些地方则出现缺水的情况。另外，由于地形、土壤特征的不同，也会造成灌溉不均。在某些山地或丘陵地区，地形起伏较大，土壤类型各异，因此，对不同区域的灌溉要求必须采取有针对性的灌溉措施。如果灌溉系统不能适应地形、土壤特征，将造成部分区域缺水，其他区域积水过多的现象。

3.3 能源消耗大

传统的灌溉方式通常需要用水泵或其他设备从水源向农田输送水。当地势较高或水源距离较远时，输送能耗较大，主要是用水泵或水管输送。能源消费的增长直接导致了灌溉费用的增加，特别是对于那些依靠石油和电力的农业灌溉系统。传统的灌溉方式，如开渠、沟渠等，普遍存在着输水效率不高的缺点。由于水分蒸发、漏失和输移等原因，实际到达农田的水量大大少于实际供水量。由于需要更多的水以弥补损失，这就增加了能源消费，加剧了资源浪费，增加了费用压力。传统的灌溉模式往往缺乏精准的灌溉规划与技术支撑，易造成灌溉过量甚至不足。过度灌溉不仅浪费了水资源，还增加了能源消费；灌溉不足会影响作物的生长发育，影响作物的产量，进而影响农户的经济效益。传统灌溉模式能耗大、效率低，直接导致农业生产成本增加、农户收入下降；而灌溉系统成本高、效率低，会导致农产品价格上涨、市场竞争能力下降，严重影响农业产业的整体发展。

4 解决问题的措施

4.1 引进先进的灌溉技术

滴灌与微喷灌是农田灌溉管理的重要手段。首先，他们直接把水送到作物的根或者叶子上，这样可以最小化水分的蒸发和损失。与传统的洪灌、喷灌相比，这种直接供水方式可以大大提高水资源利用率，对缓解我国水资源紧缺具有重要意义。在实际应用中，滴灌与微喷灌可根据作物生长需求及土壤水分状况，对供水进行精准调控，避免“过灌”或“少灌”现象，确保作物获得适宜的水分供给，提高作物生长速率与产量。其次，这些先进的灌溉技术可以有效地降低水土流失和盐碱化程度。本项目提出一种基于微喷灌技术的滴灌技术，它可将水分直接输送至作物根部，减少地表径流，减少水土流失风险；同时，该模式还可以降低地下水超采带来的盐碱化风险，保障土壤资源健康可持续利用。第三，滴灌及微喷灌系统对水流的驱动作用较小，与常规灌溉相比，可有效减少能耗。这不但可以降低农业生产成本，而且也可以降低与能源有关的环境污染及碳排放量。滴灌与微喷灌是一种适应性强的技术，能适应不同的土壤类型、作物品种、气候条件等不同的农业环境。这一灵活性使其可以在不同区域、不同类型的农业生产中得到广泛应用，为农业可持续发展提供强有力的支撑。引进先进灌溉技术，尤其是滴灌、微喷灌技术，对于提高农田灌溉管理水平、提高灌溉效益意义重大。它不仅可以提高水资源的利用率，而且可以降低农业生产成本，减轻环境压力，实现农业的可持续发展[3]。

4.2 推广智能化灌溉系统

推广智能化灌溉系统，对农业灌溉管理具有十分重要的意义。该系统采用传感器、无线通信等先进技术，实现了灌溉过程的自动、精确化，有效地解决了传统灌溉中存在的诸多问题。土壤湿度传感器，安装于土壤中，可对土壤水分进行实时监测。当土壤湿度降至设定值r64pN1MIu9VlyV3ZLOzvyQAn5FRoU+pCV3NsEAUeRwE=以下时，系统自动启动灌溉装置，向作物供给合适的水量。这样既可以避免过多的浇水，又可以保证作物的生长所需的水分。本文介绍了一种基于无线通信技术的智能化灌溉系统。农户可通过手机应用程序或网络平台，随时随地对灌溉系统进行实时监控与调整，并根据气象、土壤状况灵活调节。此遥控功能可使农户及时调整，确保作物获得最佳灌溉效益。智能化灌溉系统能根据不同作物品种、不同生育时期、不同土壤类型进行个性化灌溉。从而实现对不同区域、不同作物的精准供水，最大化利用水资源，提高农田灌溉效率。推广智能灌溉系统是实现农业可持续发展的重要途径。智能化灌溉系统不仅能提高灌溉效率，还能减少水资源浪费，降低农业生产成本，增加农户收入。同时，它还具有环保、节能、减排、改善农业生态环境的作用。推广智能化灌溉系统，对提高农田灌溉管理效率与水平意义重大。采用先进的灌溉技术，实现灌溉自动化、精确化，可有效解决传统灌溉中存在的诸多问题，为实现农业可持续发展打下坚实的基础。

4.3 优化农田水利管理制度

优化农田水利管理制度是提高农田水利灌溉管理效率的关键一环。建立健全的管理制度需要综合考虑水资源管理、政策法规、技术支持以及农民参与等方面。首先，制定健全的水资源管理政策和法规是优化农田水利管理制度的基础。这包括确定水资源使用的权责关系、建立水资源的核准和分配机制、制定水资源保护政策等，以确保水资源的合理利用和保护。其次，加强水资源调配是优化管理制度的重要举措之一。这包括建设跨区域的水利工程和水利设施，实现水资源的跨区域调配，以满足不同地区和不同农田的灌溉需求。同时，还可以通过建立水资源交易市场等方式，促进水资源的合理配置和利用。此外，提高农民参与农田水利管理的积极性也是优化管理制度的重要内容，可以通过建立农民水利管理组织、开展水利技术培训、加强水利信息的宣传和普及等方式，鼓励农民参与农田水利管理，提高管理效率。最后，借助现代信息技术，如大数据、人工智能等，对农田水利管理进行智能化和精细化管理，也是优化管理制度的重要手段之一。通过实时监测土壤水分、气象条件等数据，利用预测模型和决策支持系统，实现对农田水利灌溉的精准调控，提高管理效率和水资源利用效率。优化农田水利管理制度需要多方面的政策、技术和参与机制的支持；只有通过综合施策，才能实现农田水利灌溉管理效率的提升。

5 结语

智能化灌溉系统的推广标志着农田水利灌溉管理进入了新的时代，它不仅是一项技术革命，更是农业生产模式的革命。这一举措将为农业生产带来革命性的变化，从根本上改变着我们对农田水资源的管理和利用方式。通过结合先进技术，智能化灌溉系统实现了灌溉的自动化和精准化。传感器、无线通信等先进技术的应用，使得我们能够更加精准地监测土壤水分状况，根据实时数据精准调控灌溉设备。这不仅提高了水资源利用效率，还有效地解决了传统灌溉中常见的不均匀灌溉问题，减少了水资源的浪费，降低了生产成本。智能化灌溉系统的普及将促进农业的可持续发展。它提高了农田灌溉效率，增加了农作物的产量和质量，为粮食安全提供了更可靠的保障；同时，它也有助于节约水资源、减少土壤侵蚀，保护生态环境，推动农业生态化、循环化、智能化发展。我们应该携手推动智能化灌溉系统的普及，为实现绿色农业、提升农民收入和保护生态环境而不懈努力。只有这样，我们才能实现农业的可持续发展目标，为子孙后代留下更加美好的生活环境。

参考文献

[1] 季伟勇，王平，陈欣羽.农田水利灌溉管理及节水技术应用分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）农业科学，2024（1）：23-26.

[2] 张吉.现代农田水利灌溉技术及管理探究[J].中文科技期刊数据库（全文版）农业科学，2024（2）：34-37.

[3] 郑彩萍.小型农田水利灌溉节水技术及具体发展思路探讨[J].科技资讯，2024，22（1）：152-154.