张洪录
黑龙江省八五六农场水务局??? 黑龙江 虎林158418
摘要:随着农业经济的多元、蓬勃发展,与农业发展密切相关的农田水利灌溉工程规划设计和灌溉技术研究已成为促进农产品稳产增产的重要环节。水利灌溉在改善土壤、调节微气候、提升农产品产量和保护生态方面具有重要的现实意义。基于不同地区作物的需水特性、种植农艺和生态环境,科学规划农田水利工程,推广运用灌溉技术发展节水农业,利用现代化信息技术,构建精准节水灌溉系统已成为农业现代化发展的必然选择。
关键词:水利灌溉;规划设计;灌溉技术
前言:随着我国经济快速发展,产业结构不断调整、升级和优化,农业种植面积逐年下降,为了在有限的空间面积内实现应有的产值产量供应,发展技术诱导型农业具有重要意义。农业水利灌溉技术对农业技术的发展与应用具有积极的正向促进作用。有学者提出农业灌溉设施能够发挥农业生产过程的资本、劳动力等投入要素的替代或互补作用,能够有效提升农业生产中土地、劳动力、资本的边际产出。因此农业水利灌溉工程与技术在农业生产中占据了非常重要的地位。
1.农田水利工程灌溉规划原则和标准
在进行水利灌溉项目设计时,需要对地形等诸多条件进行考察,在遵循安全为主和综合利用的原则上进行科学设计。地形条件对水利灌溉工程具有重要影响,因此在对农田水利灌溉工程进行规划设计时,针对不同地形要做到因地、因时、因量制宜。同时,农作物的种植类型、地块面积的大小、自然降水的供给量等因素,在一定程度上也为农田灌溉用水量的确定增添了难度。考虑到以上因素的影响,在进行规划设计时,需要拿出经得住实践考验的标准。一般情况下,农田水利灌溉工程规划设计所遵循的标准是:在综合考虑灌溉区域水源情况、农业发展要求、经济发展水平以及水利设施现状等因素的基础上进行规划设计,在一定程度上必须解决浇灌区对水源的需求。另外,在灌溉项目策划中常以灌溉设计的保证率、抗旱的具体天数这两项内容作为关键标准。
1.1灌溉设计保证率
通常表示能够进行蓄水用于浇灌的年数占使用总年数的比例。如有一农田水利灌溉设计项目迄今已使用 10 年,在这长期的使用过程当中,能够满足灌溉需求的年数为 8 年,有 2 年的时间灌溉用水量没能得到满足,那么这一农田工程的灌溉设计保证率为 80%。因此,在对灌溉项目建设前需确定其使用规模及农作物的品类。对于水源较为丰富,以水稻为主要农作物的地区,其工程灌溉设计保证率需确保在 75% ~ 96%;对于水源较为匮乏,以耐旱作物为主要农作物的地区,其工程灌溉设计保证率需确保在 58% ~ 84%,这样才能基本满足灌溉需求。1.2抗旱的具体天数
这一指标通常表示为我们的小型水库或小型蓄水池等常规供水设施,在持续缺雨水之时能给农田供水的具体天数。如某一工程灌溉项目能够连续 100 d 满足作物的浇灌之需,则该工程抗旱天数为 80 d。在对工程进行规划设计中,当确定好抗旱的具体天数后,要根据实际情况做到客观分析。
2.农田水利灌溉工程汲水方案的设计
农田汲水方案的设计具有重要作用,设计中需要根据不同地区水源的实际情况进行具体分析,并采用符合地区实际情况的汲水方案。其中,自流取水灌溉又是目前工程取水方式设计中最为常用的一种类型。设计过程中,引水点的确定在一定程度上决定了工程的汲水办法和投资情况,因此,在实际设计中,通常把灌溉区上游地势高的点位设为引水点,这对确保自流取水灌溉的水位高程具有重要作用。
2.1无坝取水
无坝取水的渠首建设一般有建闸和不建闸 2 种情况,这 2 种情况的选择和应用需要根据工程的实际条件以及地区的实际情况来确定。
考虑到自然因素,即洪水期间,无建闸方案下的工程引水口无法对水流量进行有效的控制和管理,容易出现因洪水量过大而摧毁渠道的现象,所以常以有建闸方案为主,并在设计中将引水角控制在 32°~ 46°,既确保有足够的汲水量,又能保证水流的平稳,在一定程度上还能减轻对引水口的冲蚀。
2.2 有坝取水
另外,有些灌溉区的水源虽然较为充足,但因海拔等因素的影响而导致水位不高,且自流取水不能满足灌溉区需求时,就可选择这种汲水方案。从整体来看,有坝取水既有缺点,也有优点。缺点是资金投入较高,优点是这种方式的汲水点位离灌溉区域很近,和无坝取水方式相比,这种方式的引水干渠较短,能够减少工程量。
3. 灌溉技术
在农业经济的快速发展中,不同地区对灌溉技术的探索研究多有进益,并取得了一定的成效。基于不同地区的地质水文条件、作物特性和生态环境条件差异,形成了多样的灌溉方式和灌溉技术,主要有滴灌、喷灌、渗灌、低压管灌、渠道灌溉技术、微润灌等。
3.1滴灌
滴灌是基于不同作物特性,运用管道将水浇灌至作物根部,以满足作物对水分的需求,从而促进作物生长的灌溉方法。滴灌技术具有明显的优势:一是用水量少,水资源利用率高;二是对土壤的破坏性小,在施肥阶段进行水源灌溉能够充分发挥肥效。基于农作物的种植分布布置滴灌管道的位置,一般埋于地下1 m左右,沿作物的分布进行布局。滴灌管道设置中一般与减压阀、水泵配合使用,管道内水量充足水压过大时,可使用减压阀降压减少管道的出水口的出水量,以免造成水资源浪费。
3.2 喷灌
喷灌是一种较为普遍的浇灌方式,利用水泵或自然落差形成的水压使水以水雾或水滴的形式从管道喷头中喷出均匀洒落至农作物。喷灌有许多优点:一是灌溉均布性,能够均匀地灌溉农作物;二是地形适应性强,能够在多种地形中使用;三是水资源利用率高;四是微气候调节性,能够使局部的湿度和温度得到有效调节。但喷灌也有缺点:一是基础设施资金投入高;二是受风的影响较大。喷灌的技术类型具有多样性,基于相关部件的拆卸活性,可分为固定管道喷灌模式、全移动管道喷灌模式、半固定管道喷灌模式,不同的模式具有不同的性能,其中半固定管道喷灌模式的性能最为优越。
3.3 渗灌
渗灌是利用地下管道将灌溉水输入田间埋于地下一定深度的渗水管道的灌水方法,是一种新型农业智能灌溉技术。渗灌的主要优点是:一是灌水后的土壤在保持疏松状态的同时不破坏土壤结构,不产生土壤表面板结,为作物提供良好的土壤水分状况;二是地表土壤湿度低,可减少地面蒸发;三是将管道埋入地下,可减少占地,便于交通和田间作业;四是灌水量少,灌水效率高;五是能减少杂草生长和植物病虫害;六是渗灌系统流量小,压力低,可减小动力消耗节约能源。渗灌存在的主要缺点是:一是表层土壤湿度较差,不利于作物种子发芽、幼苗生长以及浅根作物生长;二是投资高,施工复杂,管理维修困难;三是易产生深层渗漏,特别对透水性较强的轻质土壤,更容易造成渗漏。
3.4 渠道灌溉
渠道灌溉技术在实际应用中不断进行改善和修整。在以往的渠道灌溉中一般以泥土作为渠道的构筑物,明显的不足就在于泥土渠道易导致水分下渗,造成严重的水源浪费。因此将防渗技术引用于渠道灌溉中,可有效避免和克服水分下渗的问题,提升水资源的利用效率。在实践应用中,关于防渗的方法还有在渠道内设置一层隔水性较好的塑料薄膜。渠道灌溉技术还有需水量高和受地形限制大等不足。
4.结语
农田水利灌溉工程的应用在农业发展和农村水利建设中发挥着重要的功能,而工程的规划设计是至关重要的部分和环节。在对工程进行规划和设计时,要充分考察地区灌溉水源、地形、作物品类等众多因素,选择恰当的汲水方案,切实发挥灌溉项目的实际价值。
参考文献
[1]刘进.农田水利灌溉工程规划设计与灌溉技术研究[J].农业技术与装备,2021(01):77-78.
[2]杨江勇.农田水利工程灌溉规划设计的要点研究[J].工程建设与设计,2020(24):107-108.