1.广东省水利水电科学研究院广东广州510610;
2.中水珠江规划勘测设计有限公司广东广州510610
摘要:探究农业水利灌溉模式与节水技术,能够有效提升农业灌溉的效率,对促进我国农业水利灌溉技术的发展,具有重要意义。本文从喷灌技术、渠道防渗技术和低压管道技术三个方面对农业灌溉的常见模式进行了综合阐述,并论述了农业水利灌溉节水的有效措施,以期为相关人士提供借鉴和参考。
关键词:喷灌;渠道防渗;低压管道
前言:随着社会经济的不断发展和社会生产力水平的进一步提升,农业经济呈现了迅猛的发展趋势,实施高效的农业灌溉技术成为农业发展的重要内容。现阶段,我国农田水利工程建设尚不完善,仍存在水利设施建设不完善和资金投入不足的问题,对农业的更好发展形成阻碍。因此,探究农业水利灌溉模式与节水技术,具有十分重要的现实意义。
一、农业水利灌溉的几种常见模式
(一)喷灌技术
喷灌技术,顾名思义就是指喷洒灌溉技术。喷灌技术的工作原理为:利用水泵对灌溉用水进行加压,使灌溉用水进入管道,并输送至农田的喷头上,将喷头打开后,促使灌溉用水能够以水滴的形式向四周喷射,既能确保农作物的水源充足,又能够实现节水的目标,有利于农业灌溉的更好发展。与传统灌溉技术相比,喷灌技术具有显著的优势,能够减少灌溉设施占用耕地的面积,节省了大量的人力物力资源,同时能够克服地形的差异,扩大灌溉的面积[1]。
现阶段,我国的喷灌技术主要有以下三种形式:(1)固定管道式喷灌技术:在应用固定管道式喷灌技术进行灌溉的过程中,所有组成部分均为固定的,只有喷头可以随意拆卸,固定管道式喷灌的水泵、干管和支管都安装在低下,喷头装设于竖管的上方,农户可根据灌溉的实际需要,合理调整喷头的位置,具有操作灵活的特点,且生产效率极高。同时,使用固定管道式喷灌技术,能够实现对灌溉的自动化控制,减轻了农户的劳动量。(2)半固定管道式喷灌技术:半固定管道式喷灌技术与固定管道式喷灌技术具有相似性,都是将水泵、干管和动力机械埋设于地下,与固定管道式喷灌技术不同的是,半固定管道式喷灌技术的支管、竖管以及喷头都可以随意拆卸,具有较高的灵活性,在农业灌溉过程中较为常见。(3)全移动管道式灌溉技术:全移动管道式灌溉技术与固定管道式灌溉技术的构成相似,但全移动管道式灌溉技术的喷头、管道、动力机械和水泵可以随意移动,优势显而易见,具有极高的设备利用率。但这种模式会加剧农户的工作量,且灌溉设备的维修和保养较为困难[2]。
(二)渠道防渗灌溉技术
渠道防渗灌溉技术是指通过对输水管道进行防渗加固处理,减少输水过程中的水量损失,通过合理控制地下水位,实现对渠道水的充分利用。现阶段,我国大部分农村将渠道防渗灌溉技术作为主要的灌溉方法。在渠道防渗过程中,合理选择防渗材料显得尤为关键,渠道防渗的材料具有多样性的特点,需要加工的材料包括水泥、沥青、混凝土和复合土工膜,无需加工的材料包括灰土和砌石。目前,一般采用混凝土材料对渠道进行防渗加固。实践研究结果表明,在渠道防渗灌溉区域干流和支流的渠道采用黏土夯实的方法进行防渗加固,能够有效降低渠道水的渗透损失量达75%以上,采用复合土工膜进行防渗施工,能够减少渠道水的渗透损失量达85%以上,表明上述方式能够有效提升渠道水的利用系数,减少渠道水的渗透损失,有利于实现节水的目标,促进农业的可持续发展。
(三)低压管道输水灌溉技术
低压管道输水灌溉技术是指通过将低压管道作为输水工具,将灌溉用水输送至农田,实现灌溉的目的。低压管道输水灌溉技术主要由输水管道、水泵、水源、动力机械和配水装置构成。低压管道输水灌溉技术主要有以下优势:第一,低压管道输水灌溉技术的灌溉速度较快,具有管理方便的特点;第二,低压管道输水灌溉技术能够节省灌溉的时间,实现对耕地的有效保护;第三,低压管道输水灌溉技术能够减少灌溉用水的渗透和蒸发,提升灌溉水的利用效率。第四,低压管道输水灌溉技术的设备占用耕地的面积较小,提升了土地的利用率。例如,在我国北方地区,存在地下水文资源超采的问题,若能采用低压管道输水灌溉技术,能够有效克服大水漫灌的弊端,提升灌溉的效率和效果。
二、农业水利灌溉节水的有效措施
(一)合理规划作物种植结构
第一,农户应合理安排作物的种植结构,在气候较为干旱的区域,增加花生和红薯等耐旱作物的种植,减少水稻和小麦等需水量大的作物的种植面积。第二,农户应提升耕地的保水性,通过在耕地上覆盖塑料薄膜和秸秆的方法,减少水分的蒸发。第三,农户应采取保墒技术,做好耕地的深耕和松土工作,同时应做好田间管理工作,定期为农田进行除草。第四,农户应采用化学节水的方式,采用保水剂、ABT生根粉和抑蒸抗旱剂等方法降低农田的水分蒸发。
例如,辽宁某县依据本区域气候较为干旱的特点,增加了高粱和花生等耐旱作物的种植面积,积极引进喷灌技术,并在耕地覆盖塑料薄膜。通过实施上述措施后,该区域年节水1.88亿立方米,年增产粮食2.12亿公斤,项目区每年亩均增效300元至1800元,农民人均增收200元至900元,有效缓解了经济社会用水供需矛盾,同时提升了社会的综合效益。
(二)完善节水灌溉技术体系
农业灌溉节水是一项较为复杂的工程,当前的节水灌溉措施无法从根本上实现节水的目的,不能充分缓解我国的农业缺水状况。农户为了增加经济收入,不断增加作物的种植面积,无限制的打井灌溉,采取大水漫灌的措施,无法实现资源型节水的目标。因此,相关水利部门应始终坚持农业可持续发展的原则,基于对本区域农田特点和作物种植结构进行深入了解的基础上,联合气象部门、农业部门和宣传部门,不断争取财政部门的资金支持,促使各个部门协调运作,制定适合本区域特点的农业节水灌溉技术体系。
(三)做好农业灌溉规划和配套设计
做好农业灌溉规划和配套设计是提升灌溉用水利用率的重要举措。通过完善农业灌溉规划和配套设计工作,能够降低能耗和种植成本,降低农业水利灌溉的管理难度,提升水利资源的利用效率。农业灌溉规划和配套设计的主要措施如下:第一,应建立在对现有河网水系了解的基础上,合理设置灌区的规模。第二,应结合本区域的发展特点,建立农业的最佳灌溉模式。第三,应做好输水渠道和泵站的设计和配套工作,提升灌溉的经济效益。
例如,山东省某市引进了肥水一体的智能灌溉系统,可实现自动田间喷灌,实时监测林田含水量,根据不同的农作物分别使用喷灌、滴灌技术,把农作物所需的肥料、水根据最科学的配方进行灌溉。通过在全市的6300亩果林中应用智能灌溉系统,每年节约种植成本达250余万元。同时,该市投入7300余万元,建立了高标准管道输水灌溉、喷灌、微灌等高效节水灌溉的6万亩农田,实现了灌溉的现代化。通过采用高效节水灌溉模式,有效提高了劳动生产率,同时也提高了水力资源的利用率,可谓一举多得。
结论
通过以上研究发现,在农业水利灌溉的过程中,通过合理规划作物的种植结构,有利于降低作物的需水量。在此基础上,完善节水灌溉技术体系,做好农业灌溉规划和配套设计,能够为农业水利灌溉提供良好的前提条件。因此,在农业水利灌溉的过程中,可以应用上述方法。
参考文献
[1]徐文静,李雪莹.中国节水灌溉技术现状与发展趋势研究[J].中国农学通报,2016,3211:184-187.
[2]青格勒巴图.浅析农业水利灌溉模式与节水技术措施[J].农业与技术,2016,3610:52.
作者简介
彭铭辉(1985-),男,本科,工程师,主要从事水利水电工程设计工作。