摘 要：農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開高效節(jié)水灌溉技術(shù)的支持，這直接影響到我國優(yōu)質(zhì)作物的生產(chǎn)。但由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇上存在一定的差異。在選擇農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)時，應(yīng)結(jié)合本地區(qū)實際情況選擇灌溉技術(shù)。本文對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇進行了深入分析，以期為不同地區(qū)采用不同的節(jié)水灌溉技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)；高效節(jié)水；灌溉；技術(shù)選擇

中圖分類號：S277 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0127-02

1 前 言

蒲城縣地處關(guān)中東部渭北旱源，總面積1584km2，耕地面積151萬畝，是典型的農(nóng)業(yè)大縣，也是重要的商品糧及優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)縣，同時，又是一個水資源貧乏縣，素有“十年九旱”之稱。全縣多年平均降雨量553mm，且時空分布差異較大；地表水僅有一條過境洛河，也因近年流量銳減難以繼續(xù)開發(fā)利用；地下水較豐富，但埋藏較深。全縣水資源總量1.9億m3，其中地表水0.4億m3，地下水1.5億m3，人均占有水資源量260m3，畝均116m3，遠遠低于省、市的平均水平，所以，干旱缺水歷來是制約蒲城縣農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。

至2016年底，全縣有效灌溉面積占耕地面積的62.69%；節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積53.06%，其中渠道防滲面積占有效灌溉面積占77.18%，高效節(jié)水灌溉面積占22.83%（其中低壓管灌面積占14.35%，微灌面積占8.48%）。蒲城縣屬黃土塬區(qū)，雖經(jīng)五十多年農(nóng)田水利建設(shè)，但是農(nóng)田灌溉用水仍屬高額耗水，水資源浪費現(xiàn)象十分嚴重，用水、管水制度不健全。近年來，節(jié)水灌溉工程全面推廣運用，但是總體來說，節(jié)水灌溉工程實施面積占全縣總面積的比例過小，造成水資源既嚴重不足，又嚴重浪費。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，對緩解水資源不足、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有十分重要的意義。

2 高效節(jié)水灌溉的必要性

蒲城縣是一個農(nóng)業(yè)大縣，農(nóng)業(yè)發(fā)展依賴灌溉。高效節(jié)水灌溉是依據(jù)當?shù)刈魑锏膶嶋H生長環(huán)境、規(guī)律及當?shù)厮Y源覆蓋率和年降雨量，為提高當?shù)厮Y源利用率而采用的新的灌溉技術(shù)。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，蒲城縣各行業(yè)需水矛盾進一步加大，如何充分利用好有限的水資源，最大限度地發(fā)揮其效益是十分重要和緊迫的，同時也對蒲城縣農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求。解決好這一突出矛盾最有效的辦法之一就是發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)、推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)。發(fā)展高效節(jié)水灌溉，一方面可以有效地減少水資源的過量開采和不合理利用，從而防止水環(huán)境的惡化，另一方面通過充分挖掘降水資源和土壤水資源的內(nèi)在潛力，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。通過結(jié)合其他農(nóng)業(yè)綜合措施，可促進優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)增產(chǎn)及農(nóng)民增收。高效節(jié)水灌溉的推廣，還可以提高農(nóng)業(yè)機械化、集約化、現(xiàn)代化水平，增強農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁。因此，在水資源短缺且利用率低的情況下，發(fā)展高效節(jié)水灌溉已成為蒲城縣一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)，開展高效節(jié)水灌溉勢在必行。

3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中存在的問題

3.1 區(qū)域高效節(jié)水灌溉技術(shù)的不合理選擇

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是一項長期而持久的工程。特別是我縣水資源短缺問題十分嚴重。在一些地方，由于節(jié)水灌溉技術(shù)的使用不符合當?shù)貙嶋H情況，缺水問題不僅不能從根本上得到解決，反而會使農(nóng)業(yè)的用水量不斷增加。部分農(nóng)民為了防止干旱，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，便在作物附近打井，認為井的數(shù)量越多，相應(yīng)的灌溉水量就越多，對作物的生長越有益。雖然這有利于農(nóng)作物的生長，但節(jié)水問題沒有得到有效的控制，導致大量的水資源浪費。在此基礎(chǔ)上，有關(guān)部門應(yīng)建立更加科學合理的節(jié)水制度，從而加大節(jié)水理念的宣傳力度。

3.2 節(jié)水意識淡薄

由于節(jié)水宣傳力度不夠，農(nóng)民對發(fā)展節(jié)水灌溉的重要性和緊迫性認識不足。此外，一些農(nóng)民在水資源利用上存在理解誤區(qū)，這嚴重阻礙了高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和推廣。因此，應(yīng)完善行之有效、科學合理的節(jié)水灌溉制度，以此來促進公眾節(jié)水灌溉與可持續(xù)發(fā)展理念。

3.3 缺乏社會資本、民間資金對高效節(jié)水灌溉的投入

由于沒有形成高效節(jié)水灌溉投入的激勵機制，難以吸引社會資本、民間資金對高效節(jié)水灌溉的投入，加之蒲城縣財力困難，發(fā)展高效節(jié)水灌溉對國家投入和群眾自籌的依賴仍較強。隨著農(nóng)村稅費改革的發(fā)展，“兩工”（義務(wù)工、勞動積累工）的取消，組織群眾投工投勞發(fā)展高效節(jié)水灌溉的難度加大，需要國家加大投入的力度，調(diào)動用水農(nóng)戶、灌區(qū)管理單位、社會資金投入高效節(jié)水灌溉的積極性，引導廣大農(nóng)民群眾積極組建農(nóng)民用水合作組織，以民主的方式組織農(nóng)民群眾投身高效節(jié)水灌溉工程的建設(shè)。

3.4 重建設(shè)輕管理

在農(nóng)業(yè)節(jié)水的實際操作中，很多地方政府投入了大量的財力物力建設(shè)節(jié)水灌溉項目，但是項目建成投入使用后并未達到所期望的效果，而是進入無人管理的狀態(tài)，往往幾年的時間節(jié)水灌溉的設(shè)備就報廢了，甚至有些節(jié)水項目建成后就沒有人使用，大量的投資卻不能夠帶來足夠的回報收益，導致節(jié)水工程一直處于被邊緣的狀態(tài)，節(jié)水設(shè)備成為了“樣子工程”。

4 高效農(nóng)業(yè)節(jié)水中的低壓管灌技術(shù)

低壓管道灌溉在很大程度上既節(jié)約了水資源，又節(jié)約了大量的人力物力。低壓管灌技術(shù)的工作原理和渠道灌溉的工作原理比較相似，管道輸水灌溉是由水泵加壓或自然落差形成的有壓水流，通過管道輸送到田間給水裝置，采用地面灌溉的工程。這種灌溉模式，能夠有效減少水在流動過程中的滲漏和蒸發(fā)，而且相對渠道灌溉而言，能夠有效減少對土地的占有率，相對噴灌技術(shù)而言，技術(shù)要求低，養(yǎng)護也比較容易，在許多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。但這樣一來，土地灌溉就有了一個很大的局限性，就是灌溉的投資較大。基于這一原因，它在我國的大范圍內(nèi)沒有得到推廣和應(yīng)用。實際條件下，我縣可以充分利用這類項目來開發(fā)灌溉農(nóng)作物，從而實現(xiàn)節(jié)約水資源，進一步保障我們的長遠發(fā)展。

4.1 低壓管灌系統(tǒng)的構(gòu)成

低壓管道灌溉系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、田間灌水裝置、附屬設(shè)施等五大部分構(gòu)成。這五個部分相輔相成，有機結(jié)合組成了一整套灌溉系統(tǒng)。其中整個系統(tǒng)的核心是首部樞紐和輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)兩個部分，主要任務(wù)是對水源進行有效調(diào)節(jié)和合理分置。

4.2 低壓管灌系統(tǒng)的優(yōu)點

低壓管道灌溉系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)灌溉中運用比較廣泛，尤其是在農(nóng)業(yè)灌溉中井灌區(qū)和輸水系統(tǒng)比較缺乏的地區(qū)，低壓管道灌溉系統(tǒng)的優(yōu)點更加凸顯，而對于小型灌溉的使用最為適合。低壓管道灌溉系統(tǒng)具有以下幾方面優(yōu)勢。①具有節(jié)水性。該系統(tǒng)在灌溉過程中能夠大大減少水的滲漏和蒸發(fā)，有效提高了水資源的利用率，減少了浪費。②可以節(jié)能，用管道輸水灌溉，一般比土渠輸水多消耗一定能耗，但與通過節(jié)水，提高水的有效利用率所減少的能耗相比，一般可節(jié)省能耗20～25%。③提高了土地使用率。由于該系統(tǒng)沒有在地面布置，減少了地面占用面積，相對的還增加了土地有效耕地面積和種植面積，大大提高了土地使用率和農(nóng)作物生長的空間。④提高了效率。低壓管灌系統(tǒng)由于進行了技術(shù)上的革命和進步，實現(xiàn)了快速輸水，大大提高了水流的速度，有效的節(jié)省了灌溉時間。而且在使用操作中方便了很多。⑤有效降低了成本。低壓管道灌溉系統(tǒng)大大提高了農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)中的安全系數(shù)，有效減少了安全事故的發(fā)生概率，從而間接的降低了生產(chǎn)成本，加上其具有的穩(wěn)定性和及時性，為農(nóng)作物供水提供了有力保障，農(nóng)作物能夠更好的生長，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量能夠得到穩(wěn)步的增加。

4.3 低壓管灌在水利灌溉中的應(yīng)用

管道輸水灌溉是以管道代替明渠向田間輸水的新型節(jié)水灌溉技術(shù)。其灌溉系統(tǒng)由水源、輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)、給配水裝置、安全防護設(shè)施、田間灌溉設(shè)施等組成。而低壓是指末級灌溉管出口的工作壓力遠遠低于噴灌和微灌噴嘴的工作壓力，末級管道上最不利出水口的水壓力應(yīng)有3～5kPa。在田間利用低壓管灌技術(shù)時，首先要了解當?shù)氐膶嶋H情況（水資源、河流的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、土壤性質(zhì)、地下水位及其變化規(guī)律），然后再進行規(guī)劃設(shè)計，管道設(shè)計主要根據(jù)出水量和輸水距離等條件，合理選用適宜的管材、管徑和長度，進行管道合理規(guī)劃。要求線路短，控制面積大，輸水通暢。地勢平坦的地區(qū)，可沿田間道路、林網(wǎng)線路鋪設(shè)；地勢復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)選擇最佳路線。老灌區(qū)可沿原有土壟溝或順耕作壟鋪設(shè)?，F(xiàn)使用較多的有塑料軟管和硬管兩種，主要從經(jīng)濟實力和使用壽命考慮。管道布局要根據(jù)水泵流量，井位和地塊形狀而定?？蓮娜矫婵紤]：①盡量走高線，以利向田間輸水；②力求管道伸入田間雙向配水，以縮短土壟溝長度；③少拐彎，避免局部水頭損失過大。多向同時輸水的管道，應(yīng)盡量對稱布置，使各分管的口徑、長度、位置等盡量相近，使水量均勻分布。合理修建灌溉區(qū)域，利用水泵加壓將水通過輸水管道輸送到需要灌溉的區(qū)域。各個支管也要相隔一定的距離來設(shè)置水栓，灌區(qū)通過運用移動式管子對作物進行澆灌。

此外，利用低壓管灌進行灌溉時還需計算出灌水定額及灌水周期，農(nóng)作物在生長發(fā)育階段對水有很大的需求。根據(jù)農(nóng)作物的種植面積，可采用輪作灌溉方式，因而還要算出一次灌水延續(xù)時間及輪灌組數(shù)，進而制定出輪灌制度，從而確保灌溉期間對農(nóng)作物進行充足的灌溉。對于灌溉時也需要設(shè)計灌溉流量及水頭的高度。在各個管道中其各個階段的水流速度也會有所不同，這時需要進行最大限度的控制，將流速控制在1.5～2.5m/s左右，而且一定要大于管道的不淤流速。當水流速度限制在管道最大流速以內(nèi)時，通常的限制時速可為2.0m/s左右。此外，在管道設(shè)計時各種管線應(yīng)該使用耐用質(zhì)量較好的管材，這樣才可以更好地保持輸水的穩(wěn)定性。

5 結(jié) 語

綜上所述，世界高效節(jié)水灌溉技術(shù)主要是結(jié)合區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因地制宜，根據(jù)本地區(qū)實際情況選擇更合理的節(jié)水灌溉技術(shù)。因此，考慮各地區(qū)的土壤環(huán)境對灌溉技術(shù)的選擇十分重要。結(jié)合我國的自然環(huán)境，采取適當?shù)墓?jié)水灌溉技術(shù)，不僅能有效地灌溉農(nóng)業(yè)，而且減小了水資源的浪費。就低壓管道灌溉技術(shù)來說，它是目前我國農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的灌溉技術(shù)。這種技術(shù)不僅可以節(jié)約大量的水資源，而且在許多情況下可以節(jié)省大量的投資，從而使低壓管道灌溉能夠更好地運行。采用低壓管灌技術(shù)，可以大大節(jié)約現(xiàn)有資源，保證我們生活資源能夠繼續(xù)造福于后代，從而有助于我國制定長遠的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略。

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收稿日期：2018-7-21

作者簡介：張云莉（1973-），女，陜西渭南蒲城人，工程師，大學本科，主要從事小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃編制及設(shè)計工作。