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农业水利工程中节水灌溉技术的类型及实践应用研究

作者

于征浩

阿荣旗水利局 内蒙古自治区呼伦贝尔 162750

引言:水是农业生产的命脉,农业灌溉用水在全球水资源消耗中占据着相当大的比重。然而,随着人口增长、工业化和城市化进程的加速,水资源短缺问题愈发突出,这对农业可持续发展构成了严重威胁。传统的农业灌溉方式,如大水漫灌,不仅水资源浪费严重,而且容易导致土壤板结、水土流失等生态环境问题。因此,发展高效节水灌溉技术已成为农业水利工程领域的当务之急。

一、节水灌溉技术类型

(一)渠道防渗技术

渠道防渗技术是通过在渠道表面铺设防渗材料,减少渠道输水过程中的渗漏损失,从而提高水资源利用效率的一种节水灌溉技术。常见的防渗材料包括混凝土、塑料薄膜、土工合成材料等。混凝土防渗具有强度高、耐久性好、防渗效果显著等优点,广泛应用于大型灌溉渠道。塑料薄膜防渗成本较低,施工简便,但其抗老化性能相对较弱,适用于一些临时性或小型渠道。土工合成材料防渗则综合了多种材料的优点,具有良好的柔韧性、抗腐蚀性和防渗性能,在各类渠道防渗工程中都有应用。渠道防渗技术能够有效减少渠道渗漏水量,将水资源利用系数提高至 0.85 以上,显著提高了灌溉水的有效利用率。此外,渠道防渗还可以减少渠道的维护工作量,延长渠道使用寿命,降低运行成本。

(二)低压管灌技术

低压管灌技术是利用低压管道代替传统的明渠输水,将灌溉水直接输送到田间的一种节水灌溉方式。该技术通常采用塑料管材,通过水泵加压或自然水头差,使水在管道中以较低的压力流动,然后通过出水口将水均匀地分配到田间。低压管灌技术具有输水速度快、渗漏损失小、灌溉效率高、占地少等优点。与明渠输水相比,低压管灌可减少渗漏损失 80% 以上,节水效果显著。同时,由于管道埋设在地下,不占用耕地,有利于提高土地利用率。此外,低压管灌系统操作简便,便于实现自动化控制,能够根据农作物需水情况进行精准灌溉[1]

(三)滴灌技术

滴灌技术是将灌溉水通过滴头以水滴的形式缓慢、均匀地滴入作物根部附近土壤的一种局部灌溉技术。滴灌系统一般由水源、首部枢纽、输配水管网和滴头组成。首部枢纽主要包括水泵、过滤器、施肥装置等,用于对灌溉水进行加压、过滤和施肥。输配水管网将处理后的水输送到田间,并通过滴头将水均匀地滴入作物根部。滴灌技术能够精确控制灌溉水量和时间,使作物根系始终处于适宜的水分环境中,从而提高水分利用效率。与传统灌溉方式相比,滴灌可节水 50%-70% ,同时还能减少肥料和农药的使用量,降低生产成本,提高农产品品质。滴灌技术适用于各种地形和作物,尤其是在干旱缺水地区和经济作物种植中应用广泛。

(四)微喷灌技术

微喷灌技术是利用微喷头将灌溉水以细小的水滴喷洒在作物叶面和根部附近土壤表面的一种灌溉方式。微喷灌系统与滴灌系统类似,也由水源、首部枢纽、输配水管网和微喷头组成。微喷灌技术兼具喷灌和滴灌的优点,既能增加空气湿度,改善田间小气候,又能对作物进行局部灌溉,减少水分蒸发和深层渗漏。微喷灌的水滴直径较小,喷洒均匀度高,能够有效避免对作物造成冲刷。与传统灌溉方式相比,微喷灌可节水 30%-50% ,适用于蔬菜、花卉、果树等经济作物以及育苗、温室大棚等灌溉场景。

(五)其他节水灌溉技术

除了上述几种常见的节水灌溉技术外,还有一些新兴的节水灌溉技术也在不断发展和应用。例如,渗灌技术是将灌溉水通过埋设在地下的渗水管缓慢地渗入土壤,使作物根系吸收水分。渗灌技术具有节水、保肥、减少土壤板结等优点,但对管材和施工要求较高。另外,智能灌溉技术利用传感器、物联网、大数据等现代信息技术,实现对灌溉过程的实时监测和精准控制,根据作物需水情况自动调整灌溉水量和时间,进一步提高了节水灌溉的智能化水平。

二、节水灌溉技术应用技术实践措施

(一)加大政策支持和资金投入

政府应加大对节水灌溉技术推广应用的政策支持力度,通过财政补贴、税收优惠等措施,降低农户采用节水灌溉技术的成本。设立专项扶持资金,用于支持节水灌溉设备的研发、生产和推广,鼓励企业降低设备价格,提高产品质量。同时,引导金融机构加大对节水灌溉项目的信贷支持,为农户和农业企业提供融资渠道。

(二)加强技术培训和宣传推广

建立健全节水灌溉技术培训体系,组织专业技术人员深入农村,开展形式多样的技术培训活动,向农民传授节水灌溉技术的原理、操作方法和维护管理知识,提高农民的技术水平和应用能力 [2]。利用电视、广播、网络等媒体,广泛宣传节水灌溉技术的重要性和应用效果,通过典型示范、现场观摩等方式,增强农民对新技术的认知和信任,激发农民采用节水灌溉技术的积极性。

(三)完善水利基础设施建设

加大对水利基础设施建设的投入,加强水源工程的改造和升级,提高供水能力和水质。完善田间灌溉管网,优化灌溉布局,确保节水灌溉系统能够覆盖到所有农田。同时,加强田间道路、电力设施等配套设施建设,为节水灌溉系统的正常运行和维护提供保障。

(四)提高管理水平

建立科学的节水灌溉系统运行管理制度,明确管理责任,加强对系统的日常检查和维护,定期对设备进行保养和维修,确保设备的正常运行。安装先进的用水计量设施,实现对灌溉用水的精准计量,推行按方收费制度,促进农民节约用水 [3]。利用信息化技术,建立灌溉用水管理信息系统,实时监测灌溉用水情况,科学用水提供决策依据。

结束语

综上所述,节水灌溉技术作为实现农业可持续发展的关键技术之一,在提高水资源利用效率、促进农业增产增收、保护生态环境等方面发挥着重要作用。通过对渠道防渗、低压管灌、滴灌、微喷灌等多种节水灌溉技术的研究和实践应用分析可知,不同的节水灌溉技术具有各自的特点和适用范围,在实际应用中应根据当地的自然条件、作物类型、经济发展水平等因素,合理选择和组合应用节水灌溉技术,以达到最佳的节水效果和经济效益。虽然目前节水灌溉技术在应用过程中还存在一些问题,但随着政府政策的大力支持、技术的不断创新以及管理水平的逐步提高,这些问题将逐步得到解决。未来,应进一步加大对节水灌溉技术的研发投入,推动智能灌溉、精准农业等新兴技术与节水灌溉的深度融合,不断提升节水灌溉技术的智能化、精准化水平,为我国农业水利工程的可持续发展注入新的活力。

参考文献:

[1] 周成俊 . 浅谈农业水利工程的节水灌溉技术应用及其措施 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2017,000(012):741-741.

[2] 杨勇 , 窦翠梅 . 农田水利工程中节水灌溉技术的应用及实施要点研究[J]. 农业与技术 ,2017,37(18):1.

[3] 张帅 . 农业水利工程灌溉中节水技术的应用研究 [J]. 农家科技 ,2024(17):140-142.