节水灌溉技术在水利工程的应用

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摘要：本文采用文献分析法、比较法，分析了我国农业节水灌溉技术的发展现状，分析了节水灌溉技术在农田水利工程中应用的优点和选择原因，分析了喷灌、滴灌、步行灌、薄浅显晒灌在农田水利工程中的应用，旨在为我国节水灌溉技术在农田水利工程中应用研究提供有效参考。

关键词：节水灌溉；农田；水利工程

0引言

我国农业大多数分布在北方，北方近几年干旱少雨，水资源非常紧张，节水成为我国最迫在眉睫的工程之一。而我国农业农田水利工程主要靠灌溉，如果能节约我国农田水利工程灌溉用水，节水效果将非常显著。在这种背景下本文以农田水利为研究对象，对节水灌溉技术在其中的应用展开详细探讨。

1我国农业节水灌溉技术发展现状

国外研究节水灌溉技术主要针对其技术类型选择因素以及选择结果，比如著名学者Caswelletal的果农灌溉技术选择因素研究得出很多影响果农选择的因素，其中最主要的有政府征收果农灌溉水资源使用税，受政府高水价影响使果农意识到节水程度越高纯利润越高，地下水深和农田土地质量也影响农民灌溉技术的选择等。以色列等国家研究除了以上因素外，发现农户选择灌溉技术还受农田规模影响。我国对节水灌溉技术的研究主要是考虑农民，比如韩洪云学者研究发现无论是否选择节水灌溉技术农民都会亏损，故农田灌溉行为本身就是影响利润最大化因素之一。李艳等学者认为政府调整水价直接影响农户对灌溉技术的选择，韩青等学者经研究表明我国粮食作物大多选择传统灌溉技术，经济作物如蔬菜、鲜花等多采用滴灌、微灌等现代节水技术。改革开放后国家加大了农田水利工程节水灌溉技术以及应用研究力度，其具体表现是节水灌溉技术理论和设备两方面。在理论方面研究者研究出农田水分转化、水分传输、迁移规律动态模拟等，在设备方面研究出滴灌设备、微型喷灌设备以及防渗材料等。

2节水灌溉技术在农田水利工程中应用的优点和选择原因

2.1节水灌溉技术的优点

根据节水灌溉技术的名称可知其最大的优点是节约用水，提高农田水利工程资源利用率。传统灌溉技术大多是挖沟成渠，这种灌溉技术不仅浪费大量人力还降低水资源利用率，且容易发生渗漏故障而淹死附近农田作物，浪费大量水资源，使大量人力劳作付之东流。为提高水资源利用率，现代节水灌溉技术被提出，其具有提高水资源利用率、降低农业劳力、财力成本、灌溉效率高等多种优点，可解决传统灌溉技术存在的不足。比如：渠道防渗可以预防渗漏问题，水管管道输水可以防止水资源蒸发进而提高灌溉过程中水资源的利用率。

2.2我国选择节水灌溉技术的原因

我国农田水利工程选择节水灌溉的原因主要有三个，一是受经济变量影响，农田水利工程中应用现代节水灌溉技术的根本原因是科技高速发展下农业的内部选择，农户在市场经济变量的诱导下偏爱既经济有省力的节水灌溉技术。二是受稀缺资源影响，任何技术的发展目的都是为了减少稀缺资源的使用量和利用效率，增加富裕资源的使用量，同样农业也是如此。因水资源是我国比较稀缺的资源，国家用水非常紧张，为缓和用水矛盾，国家在各行业大力倡导节约用水，农田水利工程的灌溉技术也不例外。为诱导农民选择现代节水灌溉技术，提高水资源利用率，国家会相应抬高水价或者征收其水资源使用税等。第三是受农田规模、国家政策、农田土地质量等因素影响，不同的农田规模适用不同的节水灌溉技术，比如：山东多丘陵，农田水利工程多选用水库喷灌，对于小微型农田大多选用传统灌溉技术。河南和新疆多平原，农田规模比较大，尤其是新疆农田规模相对比较大，灌溉技术多选用现代节水灌溉技术，如管道漏灌、滴灌等。国家政策是指国家为掌控灌溉技术选择，制定一系列政策诱导农民。比如：抬高农业灌溉用水单价和征收农业用水使用税等，农户为将利润最大化会自主选择节水灌溉技术.

3节水灌溉技术在农田水利工程中的应用

3.1喷灌

3.1.1喷灌流程以及现状

喷灌技术是指利用潜水泵或者是自然水位高度落差形成压力，压力将水井、水库等表面水资源通过塑料、纤维等管道输送到农田，再由喷头喷出。十几年前我国喷头大多是塑料管，水泵将水挤压进管道后由农民拉扯管头进行人工灌溉，这种灌溉方式的缺点是浪费人力，容易发生泄漏，灌溉不均匀，需要水管数量比较多，水资源利用率不高。截止到2018年为止，这种灌溉方式几乎被淘汰，现在喷灌的喷头大多是高压水枪，将水枪架设完后只需远程遥控即可。高压水枪喷灌技术的优点是节约水管使用量、节省劳力、灌溉均匀、提高水资源利用率、避免泄露故障发生。尤其是近几年国家在农田水利工程附近加建小微型电源，农田水利工程节水灌溉技术的应用更加方便。

3.1.2喷灌类型

喷灌是我国最常见的节水灌溉技术，其发展最快，在农田水利工程中应用最广。随着喷灌技术的高速发展，喷灌类型不再单一。目前我国常见的喷灌类型有六种，第一种是固定管道式喷灌，这种技术主要是将用于灌溉的干支管道铺设在冻土层中，农田需要灌溉时只需打开开关即可，不需要也只需关掉开关。这种技术的优点是节省劳力且可靠性高，设备受冻土层保护使用寿命长。其缺点是投资成本高，据2018年相关部门统计一套固定管式喷灌设备每公顷大概要投资15000元左右，高昂的甚至达到23000左右。第二种是半移动式管道喷灌，它与第一种的不同是主干管固定，支管可移动，如此可节省成本。第三种是中心支轴式喷灌机，该种在北方农田水利工程中应用比较常见，主要是将喷枪架设在2-3米高的支架上，将潜水泵下放进水源处，利用行走的喷枪进行浇灌。其优点是灌溉质量好、自动化程度高，缺点是容易漏灌。第四种是滚移式喷灌机，第五种是大型平移喷灌机，第六种是纹盘式喷灌机。

3.2滴灌

滴灌最大的优点是水资源利用率高，最节约农田灌溉用水，但它的缺点是成本高昂，是目前我国节水灌溉技术中最高昂的节水灌溉技术，仅适用于具有高附加价值的农田经济作物。为节约用水国家大力研究滴灌技术，试图将其成本降低到可接受程度，到今年为止该技术研究得到明显进步，具体表现在成本不再过分高昂，我国农田水利工程开始广泛应用。比如：常见的大棚蔬菜滴灌、果树滴灌、鲜花滴灌等。滴灌技术的优点是减少不必要土壤表面水资源蒸发，提高水资源利用率。湿度低的北方农田使用滴灌技术后可提高农作物根系通透性，可将养分同时注入为农作物提供充足的水分、养分。滴灌可根据农作物实际需要控制水分，减少农作物病害和农药使用量，提高农田作物产品质量，进而提高农田作物经济效益。此外，滴灌还具有适用范围广、节约劳力、增产增收的优点。其缺点是造价成本高、故障率高，由于滴灌出水量比较小容易积累盐分影响灌溉质量。

3.3行走式灌溉

行走式灌溉技术是指利用农村现有的拖拉机、四轮车等运输设备进行灌溉，它主要有三种灌溉方式，一种是农田种子保墒灌溉，一种是抗干旱保苗灌溉，最后一种是根际注灌。这种灌溉的优点是投资成本低，适用范围广且比较灵动，可以根据需要到处流动，也可集中水源进行注灌。此外它属于绿色环保灌溉，可保护水源。其缺点是灌溉流程比较复杂，只适合小型农田水利工程，在需要大量水源灌溉的大型农田这种灌溉过于杯水车薪。种子保墒灌溉的流程是开沟、施肥、播种、施水、覆沟、踩均等，该技术仅适用与干旱、半干旱地区，不适用与湿润和半湿润地区。抗旱保苗灌溉是指利用农机改装成保苗灌水机，其优点是可直接从水源处取水，不受距离限制。可直接进农田中进行灌溉，不占用农田土地资源。

3.4薄、浅、湿、晒灌溉技术

3.4.1应用流程

薄、浅、湿、晒灌溉技术是指薄水时插秧，浅水时返青，农作物分孽前期进行湿润管理，农作物分孽后期进行晒田管理，拔节孕穗、抽穗杨花、成熟期进行灌注管理。这种灌溉技术主要适用于水稻，在我国南方比较常见，种植小麦、大豆、玉米、棉花的北方很少见。其优点主要包括可以增加农田农作物收成，优化农作物产品质量，提高水资源利用率节约水源，增强农田农作物生理活动能力，比较具有针对性可促进农田农作物的正常生长等。其缺点是工序复杂，对农田水利工程管理人员的技术要求比较高，适用范围比较窄。

3.4.2注意事项

采用这种技术进行灌溉时有三个注意事项，一是水稻返青时期灌溉浅水应根据实际情况而定，一般在30-40毫升。二是水稻分孽后期晒田时间、程序应按照国家标准进行，晒田时间最好在分孽末期到幼穗分化期间，粘性农田、低洼冷浸农田等要重晒，晒田时间一般控制在5-10天。高抗农田、沙土质农田晒田时间相对减少2-3天，但是若遇到干旱时期应取消晒田程序。三是夏天温度过高容易晒死农作物，冬天干寒露风影响农作物生长，为了解决这些难题一般与喷灌结合加深灌溉水层，保护农田农作物。

4结束语

节水灌溉技术可提高水资源利用率，增产增值，在农田水利工程中应用特别广泛。我国应用在农田水利工程中常见的节水灌溉技术主要有喷灌，滴灌，行走式灌溉，薄、浅、湿、晒灌溉等，其中喷灌主要适用于北方农田水利工程，滴灌适用于大棚农作物等经济价值比较高的农田，行走式灌溉主要是播种和保苗，薄、浅、湿、晒灌溉在南方比较常见，主要适用于稻田水利工程。

参考文献：

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作者：刘清杰 单位：山东省滨州市博兴县纯化镇水利水产技术服务站