农田水利工程高效节水灌溉技术的发展与应用分析

发表时间:2021/6/10   来源:《中国建设信息化》2021年第3期   作者:袁希海
[导读] 农业水利工程是通过人为的建设以及修缮,对自然界地表水以及地下水进行科学管控与调配
        袁希海
        山东省禹城市农业农村局农水站  山东省禹城市  251200
        摘要:农业水利工程是通过人为的建设以及修缮,对自然界地表水以及地下水进行科学管控与调配,是农业生产和生活必不可少的建设项目。我国当前的节水灌溉过程中还存在一定问题,需要有针对性地进行工程项目探索,才能促进农业水利工程与社会需求协调性发展。
        关键词:农田水利;节水灌溉技术;发展;应用
        1高效节水灌溉概念与特征
        除传统的沟渠和地面灌溉方法外,高效节水灌溉是一种现代的农田灌溉方法。随着农村经济建设的全面发展,更多的现代信息技术手段被用于农业生产,农民对现代技术的认识和接受程度不断提高,有效的节水灌溉技术得到了广泛推广和应用。高效节水灌溉技术需要提供合理科学的资源灌溉方法,以适合作物生长区域的水文特征。这有效提高了灌溉效果,节省了大量水资源,提高了效率。在农业生产中,当前,我国非常有效的节水灌溉技术包括低压管道灌溉、滴灌和喷灌。最广泛使用的方法是浇水。这种方法利用压力以喷灌的形式将水资源输送到农田,这样可以节省水资源,并广泛用于农业节水项目。微灌溉技术可以将水运到作物的根部,精确控制水量,并达到灌溉周期短、耗水量少和节约水资源的目标。
        当今广泛使用的高效节水灌溉技术通常包括低压管道灌溉,喷头和微灌溉,还可以分为多种不同形式的浇水。与传统的灌溉方法相比,节水灌溉技术有许多优点。尤其是高效节水灌溉,可在很小的空间内节省水和劳动力。传统的灌溉方法通常是水流过地面,导致水蒸发和泄漏,严重浪费水资源。高效节水灌溉技术避免了水分蒸发的负面影响,减少了土壤侵蚀,与传统的灌溉方式相比,其更适合于农田灌溉。在农业生产中,有效节水灌溉技术的资源利用率很高,但初期投资远远高于常规灌溉方式的成本,需要使用的设备种类也比较繁多,成本和设备问题影响了高效节水灌溉技术的实际推广。
        2我国农业水资源发展的现状分析
        我国自从改革开放以来在经济领域取得了重大成就,而且目前仍处于高速发展的重要时期,各行各业以及多个领域也在不断地交织与融合,随着人口基数的不断攀升,水资源以及各项能源的需求量也在不断增加,从而使得生态环境也受到了威胁,党和国家政府一再强调,未来的社会发展应秉承生态绿色的原则,习近平总书记也多次强调“青山绿水就是金山银山”。高效节水灌溉是生态环境发展中的重要环节,但是却不是一蹴而就能完成的工作任务,需要相关人员秉承科学谨慎的态度,在长期的发展与建设中不断完善,以统筹安排的方式在建设过程中协调跟进,确保人与自然环境的和谐相处。
        3农业水利工程中高效节水灌溉技术的应用策略
        3.1渠道防渗技术的应用
        在减少水资源消耗量的过程中,可从降低使用量、减少传输消耗两方面入手。其中,渠道防渗是降低水资源传输消耗中一种较为有效的手段,可强化渠道的输水效率。依托渠道将水资源运输至农田灌溉区是我国农田灌溉的主要输水手段,此过程会在渠道底部、边坡土壤孔隙渗漏大量的水,损失水量一般占输水量的50%~60%,最高可达70%。因此,引入渠道防渗技术非常必要。在渠道防渗处理中,核心目标在于避免水资源在渠道中出现下渗问题,促使水资源可“足额、足量”传递至农田灌溉区域内。
        渠道防渗处理需要着重落实以下几点:依托水力计算完成对防渗渠道断面尺寸的设定,若流量达到1m3/s,应使用弧形坡脚或弧形底梯形断面;若流量未达到1m3/s,可应用U形断面。大型灌区,渠道防渗率不得小于40%;中型灌区,渠道防渗率不得小于50%;小型灌区,渠道防渗率不得小于70%;井灌区固定渠道,须全部实施防渗处理。
        在位山灌区的实践中,在渠道中引入预制混凝土板,在下层敷设复合土工膜;在渠道底部加设塑料薄膜,将断面设置为梯形,以完成对渠道的防渗处理。

预制混凝土板的防渗效果明显,使用年限更长、强度更高,可在降低渠道断面实际面积的同时,达到增强渠道输水能力的效果。在此基础上,配合复合土工膜的应用,减少了90%~95%的渗漏损失,达到了较为理想的渠道防渗、灌区节水效果。
        3.2微灌灌溉技术
        此种技术所囊括的灌溉方式多种多样,例如:滴灌、微喷雾、脉冲灌溉以及涌泉灌溉等。在现阶段的农田水利工程中,微灌灌溉技术的工作基础是设备工作压力时,主要由常压微灌和重力微灌等两种形式构成;而当工作基础为设备铺设方式时,则主要由地上微灌和地下微灌两种形式组成。所谓的微灌灌溉技术,主要就是对灌溉控制系统、水源输送管道以及过滤体系进行全方位综合利用,其具有水源控制性优良的突出特点。与此同时,其工作原理主要是在滴水头、分水器、稳定器、喷水带以及滴灌水带的共同作用下,将溶解在水中的肥料和营养物质以较小的流量、精确的速度滴到农作物根部附近的土壤中,从而确保农作物的健康生长。
        3.3滴灌技术
        滴灌是利用农业管道灌溉和加压系统以水滴形式灌溉作物根系。可以保护土壤并满足农作物的增长需求,把农田灌溉与作物施肥紧密联系在一起。但是没有单一类型的滴灌技术,如静态土壤滴灌技术和基于膜的滴灌技术。在建设当地农业用地的过程中,有必要研究水资源的分布和需求量,以有效运用滴灌技术并安装滴灌设备,在控制用水量和水流量的基础上,满足不同生长阶段不同地方作物的灌溉需求。
        3.4膜上灌技术的应用
        膜上灌技术的应用基础为灌区内使用地膜覆盖栽培模式,在实际应用中,将原先设置于地膜附近的灌水转变为膜上流水的模式,沿放苗孔、专门打在膜上的渗水孔或膜缝渗下,浸润土壤的方法满足作物需水。可满足农作物生长过程中的需水要求,达到较好的节水效果。
        当灌区内的农作物为地膜栽培条件下的棉花、玉米、花生、豆类、瓜类、粮棉套种(小麦+棉花)、粮油套种(小麦+花生)等,即可应用膜上灌技术。
        相比以往地膜覆盖栽培中的沟灌水模式,膜上灌技术的节水效果更强、水资源利用率更高。实践结果表明,膜上灌比沟灌节水25%~30%,水资源的利用率能够增长至80%以上;若在水资源相对匮乏的灌区引入膜上灌技术,节水率可以提升至40%~50%;若将膜上灌技术与管道输水灌溉结合使用,水资源的综合利用率最高可达到90%。
        3.5步行式灌溉技术
        步行式灌溉技术的主要特点就是将电力和农业机械融入节水灌溉技术之中。此种方式不仅仅提升了灌溉的移动性能,而且其可以和配套的灌溉设施结合使用。总的来说,此项全新的灌溉技术是将机械化技术和节水技术的优点全方位的融合起来。其所利用的配套设施不会过于繁杂,而且其还具有移动性能优良、适应能力强以及可拆卸的优点,这在一定程度上使得其可以对不同地形下的农作物开展灌溉工作。综合而言,此项灌溉技术不仅仅具有高水准的性价比,而且具有非常明显的灌溉成效。
        结论
        综上所述,为了确保可为农业生产提供充足的水资源,降低农业生产中的水资源消耗量,须将高效节水灌溉技术应用于农田水利工程中。在位山灌区的实践中,通过应用渠道防渗技术、低压管道输水灌溉技术、喷灌技术、滴灌技术、膜上灌技术,结合对灌区现有建筑物的持续性维修配套和改造,提升了水资源的节约效果及利用率,推动了灌区农业及水利事业的发展。
        参考文献:
        [1]文云霞.刍议农田水利工程高效节水灌溉技术的发展思路与应用策略[J].农家参谋,2020(20):117,145.
        [2]王苗,吴玉秀,张晓炜.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].南方农机,2020,51(18):39-40.
       
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