張恩東

（蘭州市西固區(qū)張家臺電灌站，甘肅蘭州 730060）

在農(nóng)田水利工程建設過程中，為提高農(nóng)田灌溉效率、節(jié)約水資源，相關技術人員應結合各地區(qū)實際的水利工程情況及農(nóng)作物的用水需求，引進先進的節(jié)水灌溉技術，構建完善的農(nóng)田水利灌溉體系。同時，在高效灌溉的基礎上，提高農(nóng)民節(jié)水意識，助力我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 推廣高效節(jié)水灌溉技術的必要性

1）高效節(jié)水灌溉技術的實施與應用是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設目標的重要條件。應用高效節(jié)水灌溉技術能在滿足農(nóng)作物生長需求的基礎上，避免水資源浪費，保障農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的生態(tài)效益，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2）高效節(jié)水灌溉技術的應用可有效減少農(nóng)業(yè)用水量。將高效節(jié)水灌溉技術應用在干旱缺水地區(qū)能擴大農(nóng)作物種植、灌溉面積，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)。通過提高水資源利用效率，可改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，預防次生鹽漬化、水土流失等風險，保障種植區(qū)域的生態(tài)效益[1]。

3）通過應用高效節(jié)水灌溉技術，預防土壤環(huán)境惡化，可節(jié)約農(nóng)田治理成本，減少農(nóng)戶勞動時間，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。同時，通過完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，實現(xiàn)農(nóng)作物提質(zhì)高產(chǎn)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。

2 蘭州市高效節(jié)水灌溉現(xiàn)狀

為提高農(nóng)業(yè)灌溉過程中的水資源利用率，甘肅省在農(nóng)田灌區(qū)續(xù)建配套設施，并在農(nóng)田水利工程的節(jié)水改造上投入大量的人力、物力、財力，因地制宜地推廣節(jié)水灌溉技術，在甘肅省14個市（州）、50個縣（區(qū)）發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術。

1）蘭州市在改良農(nóng)業(yè)灌溉技術的基礎上，從全局入手，實施大型泵站更新改造項目，利用高揚程水泵提高本地農(nóng)田灌溉能力和灌溉保證率。當前，蘭州市已累計完成改善灌溉面積1.04 萬hm2，促進了當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

2）根據(jù)《蘭州市河西走廊國家級高效節(jié)水灌溉示范項目規(guī)劃》，蘭州市積極建設高效節(jié)水灌溉示范區(qū)，已完成永登莊浪河沿岸自流灌區(qū)、大通河沿岸自流灌區(qū)、紅古湟惠渠灌區(qū)、永登西坪灌區(qū)、沈家?guī)X灌區(qū)、榆中青電灌區(qū)和皋蘭什川灌區(qū)等7 個666.67～3333.33 hm2灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水設施改造。

3）蘭州市因地制宜制訂節(jié)水灌溉措施。例如，榆中縣以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中約有80%的水資源被用于農(nóng)田灌溉，為實現(xiàn)節(jié)水目標，榆中縣積極建設高效節(jié)水灌溉示范項目，通過應用管灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術，榆中縣每年節(jié)約灌溉用水398 萬m3，灌溉水利用系數(shù)由0.49 提升至0.80。同時，高效灌溉節(jié)水技術的應用降低了用水成本，增加了農(nóng)民收入，實現(xiàn)榆中縣農(nóng)業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)、經(jīng)濟效益雙贏。

3 高效節(jié)水灌溉技術

3.1 滴灌技術

滴灌技術是一種新型高效節(jié)水灌溉技術，其基本原理是將具有一定壓力的水過濾后，經(jīng)管網(wǎng)以水滴的形式均勻地輸送到農(nóng)作物根部[2]。當前滴灌技術已進入自動化控制階段，其不僅能減少水分蒸發(fā)，還能通過精準灌溉的方式滿足農(nóng)作物不同生長階段的需水量，進而提高農(nóng)作物成活率。相較于其他灌溉技術，滴灌技術靈活性強，管道設施可移動，且操作簡單，自動化程度高，能高效完成農(nóng)田灌溉任務。

為實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉目標，在設計滴灌系統(tǒng)時應結合各地區(qū)實際情況，科學合理地規(guī)劃設計滴灌系統(tǒng)。其中，管道選擇、水質(zhì)管理是滴灌技術的核心。各地區(qū)應結合當?shù)氐耐寥?、地勢等自然條件，控制管壁厚度、管道直徑、管材類型，預防管道阻塞和規(guī)劃設置后期維護點[3]。

3.2 管灌技術

管灌技術是利用管道系統(tǒng)將水輸送到農(nóng)田灌溉區(qū)域內(nèi)，然后經(jīng)噴頭將管道內(nèi)的水噴灑到農(nóng)田內(nèi)。該技術既能保障灌溉均勻性，又能合理控制灌溉用水量，與傳統(tǒng)土渠灌溉技術相比，管灌技術可節(jié)約35%～55%的水資源。管灌技術的管道系統(tǒng)為低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，是節(jié)水、節(jié)能型的新式地面灌溉系統(tǒng)，其基本原理是利用低耗能機泵或借助地形落差壓力改變管道壓力，然后將低壓管網(wǎng)內(nèi)的水源引流至農(nóng)田內(nèi)。在輸配水上，管灌技術是以低壓管網(wǎng)替換明渠輸配水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作壓力比噴灌、微灌等噴灑口的工作壓力低，僅需2～3 kPa，能有效節(jié)約運行期間的資源能耗，降低設施運行成本[4]。

4 發(fā)展新思路

4.1 做好施工準備工作

在農(nóng)田水利工程建設過程中做好施工準備工作，是節(jié)水灌溉設施發(fā)揮作用的基礎。應派遣專業(yè)人員全方位勘察灌溉農(nóng)田區(qū)域的實際情況，分析農(nóng)田地形地勢、土壤養(yǎng)分、農(nóng)作物特征，確?？辈旖Y果的準確性、全面性。根據(jù)勘察結果，因地制宜選用灌溉技術，以實現(xiàn)農(nóng)田高效節(jié)水灌溉，避免因水資源分布不均、設施配置不合理等因素影響農(nóng)田灌溉效率和農(nóng)作物產(chǎn)量[5]。

以蘭州市永登縣為例，永登縣在推廣應用高效節(jié)水灌溉技術時，堅持“依水源定區(qū)域、依水量定規(guī)模、依特色定產(chǎn)業(yè)”的原則，應用水肥一體化節(jié)水方案。同時，積極轉(zhuǎn)變農(nóng)民用水觀念，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)水模式、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，建設高標準農(nóng)田。在旱地變水地的前提下，將傳統(tǒng)的“大水漫灌”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬珳实喂唷?，促進粗放農(nóng)業(yè)向精細農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。蘭州市永登縣完成“精準滴灌”項目后，灌溉水利用率提高到0.9，每年可節(jié)約灌溉水量70 萬m3，每667 m2產(chǎn)量提高150 kg 左右。同時，永登縣積極調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，從傳統(tǒng)單一的豆類、小麥、玉米向經(jīng)濟價值更高的蔬菜轉(zhuǎn)型，綜合測算后每667 m2增收400 元左右。

4.2 完善基礎設施

基礎設施是實施各類高效節(jié)水灌溉技術的重要工具。因此，以各地區(qū)的農(nóng)田水利項目為核心，進一步推進水利設施建設，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)注入“源頭活水”。

1）在蘭州市加強水利基礎工程建設、筑牢鄉(xiāng)村振興水利基礎的大背景下，西固區(qū)新增大型泵站改造2座，中型泵站3座，可發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積1840 hm2；完成農(nóng)業(yè)水價綜合改革總面積1720 hm2，安裝計量設施70處，改造末級渠系15.24 km。除此之外，西固區(qū)積極進行防洪治理和生態(tài)治理，建設農(nóng)村水利設施，解決了農(nóng)村水利基礎設施薄弱的問題，讓西固區(qū)的農(nóng)田灌溉用水體系高效運行，為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強有力的水務保障。

2）以“放、管、服”為核心，持續(xù)深化農(nóng)業(yè)水權水價改革。政府和市場共同協(xié)作，加強供給側結構性改革和農(nóng)業(yè)用水需求管理，健全農(nóng)業(yè)水價機制，完善農(nóng)田水利基礎設施建設，建立水利工程臺賬，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。同時，測算農(nóng)業(yè)用水成本，發(fā)放水利工程產(chǎn)權證書。

3）加強農(nóng)業(yè)用水計量管理，全面安裝灌區(qū)計量設施。例如，西固區(qū)在2018—2020 年累計安裝用水計量設施80套，其中張家臺村、張家大坪村兩個試點灌區(qū)安裝計量設施40處，改造末級渠系9.77 km；在范坪村、達家臺村、中坪村、青石臺村等灌區(qū)安裝計量設施40處，改造末級渠系4 km。

4.3 引進新技術

1）引進生物技術。在農(nóng)田水利工程運行期間，深入研究農(nóng)作物生長習性，在農(nóng)作物特定生理期內(nèi)對農(nóng)作物作虧水處理，提高農(nóng)作物的抗旱能力，進而逐步提高農(nóng)作物品質(zhì)，防止農(nóng)作物地上部分徒長，以實現(xiàn)高效節(jié)水目標，增加農(nóng)作物生產(chǎn)的生態(tài)、經(jīng)濟效益。

2）引進3S 技術。利用3S 技術獲取農(nóng)作物生長信息，準確計算不同區(qū)域、不同種植主體的農(nóng)田灌溉需求，根據(jù)農(nóng)田實際需水量進行精準灌溉。

3）引進智能技術。相關人員融合生物技術、自動化、智能化、微電子技術，全程監(jiān)測農(nóng)田含水量和農(nóng)作物含水量，將獲取的數(shù)據(jù)上傳至計算機系統(tǒng)后統(tǒng)一計算分析，根據(jù)系統(tǒng)分析結果進行精準灌溉。

4）優(yōu)化開發(fā)新技術。各地區(qū)還應不斷優(yōu)化滴灌、管灌、微灌等高效節(jié)水灌溉技術，創(chuàng)新灌溉模式，開發(fā)節(jié)水高效灌溉的新技術、新手段，以適應新時期農(nóng)田水利工程建設需求，滿足農(nóng)田灌溉期間農(nóng)作物的生長需求。

4.4 科學配置水資源

我國水資源緊缺問題日益突出，在農(nóng)業(yè)水利工程建設中，相關人員應綜合分析現(xiàn)有水資源，合理配置農(nóng)田水資源，實施分質(zhì)供水。1）在建設高效節(jié)水灌溉工程期間，重視水生態(tài)環(huán)境保護，以綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展為目標，做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生態(tài)用水期間的水利環(huán)境監(jiān)測和水資源用量評估。2）配置農(nóng)田水資源時，應堅持“總量控制、配額管理”的基本原則，明確各省市、各灌區(qū)的用水總量、用水指標，要求各灌區(qū)積極落實高效節(jié)水灌溉技術。3）可在灌區(qū)安裝電子流量計，電腦遠程監(jiān)控分水點、水流量，將各灌區(qū)的灌溉用水量控制在合理范圍內(nèi)。

4.5 推進示范項目建設

相關人員要積極根據(jù)農(nóng)田灌溉的實際需求，設計各項用水指標，建設高效節(jié)水灌溉技術體系，引導農(nóng)民、用水單位嚴格控制農(nóng)田用水量，樹立節(jié)水意識。同時，在農(nóng)業(yè)分區(qū)、集中連片灌溉的前提下，重視項目實施期間的農(nóng)業(yè)效益，積極打造現(xiàn)代化的高效節(jié)水灌溉示范項目。示范項目選址時應堅持以下3 個原則。1）優(yōu)先選擇水資源匱乏、地面高差大、自流灌溉難度大的區(qū)域。2）優(yōu)先選擇農(nóng)作物種植種類多、經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū)。3）選擇支持、配合高效節(jié)水灌溉工程建設，且干部、農(nóng)民節(jié)水意識較強的地區(qū)。這些地區(qū)的自然條件、農(nóng)業(yè)條件或經(jīng)濟基礎能有效適應和支撐高效節(jié)水灌溉技術的推廣應用，項目建設快、效果明顯，能對周圍地區(qū)、其他地區(qū)起到良好的示范、帶頭作用。

例如，蘭州市永登縣在高標準農(nóng)田建設項目中，同步推進高效節(jié)水灌溉項目建設，堅持將高效節(jié)水灌溉新技術作為現(xiàn)代農(nóng)田建設核心。永登縣在2019 年高效節(jié)水灌溉項目中采用“管灌+噴灌”技術，將超333.33 hm2的山旱地變?yōu)樗疂驳?；?020 年高效節(jié)水灌溉項目中應用“管灌+滴灌”雙節(jié)水模式，將超133.33 hm2山旱地變?yōu)樗疂驳?；全面推廣落實水肥一體化技術，打造出農(nóng)田灌溉與當?shù)厮磁渲孟噙m應的節(jié)水工程，起到了良好的高效節(jié)水灌溉項目示范作用，吸引周邊地區(qū)積極參與高效節(jié)水灌溉項目建設。

5 結語

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)田灌溉水資源短缺問題尤為突出。為在節(jié)約水資源的同時滿足農(nóng)田灌溉用水需求，各地區(qū)應結合當?shù)胤N植作物的需水量和水利工程現(xiàn)狀，及時完善基礎水利設施，推廣應用高效節(jié)水灌溉技術，引導農(nóng)民落實節(jié)水措施，提高水資源利用效率和農(nóng)田灌溉效率，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展。