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地下水压减约束下农业地下水资源利用效率提升与节水技术适配性分析

作者

王雨嵘

身份证号:6203021988****1425

引言

随着人口增长和经济发展,农业用水需求不断增加,地下水资源的过度开采问题日益严重。地下水压减已成为保障水资源可持续利用的重要举措。农业作为用水大户,其地下水资源的高效利用对于实现地下水压减目标具有关键作用。然而,目前农业生产中水资源浪费现象依然存在,节水技术的应用也存在一定的局限性。因此,深入分析地下水压减约束下农业地下水资源利用效率提升与节水技术的适配性,对于优化农业用水结构、提高水资源利用效率、促进农业可持续发展具有重要的现实意义。

一、农业地下水资源利用现状与问题

1.地下水资源开采现状

近年来,由于农业灌溉需求的不断增长,地下水资源开采量持续增加。许多地区的地下水位显著下降,形成了大面积的地下水漏斗区,局部地区年均降幅超过 1 米。过度开采不仅使地下水资源面临枯竭风险,还引发地面沉降、地裂缝、水质恶化等连锁生态问题。例如,石羊河流域深陷地下水过度开采危机,湿地面积锐减、植被覆盖度下降。对此,积极践行节水优先策略,全面铺开精准灌溉技术、优化农田用水方式,有效遏制水资源损耗,推动地下水动态平衡修复,切实筑牢区域生态屏障与农业生产命脉。

2.农业用水效率低下问题

目前,农业用水效率普遍较低,存在着严重的浪费现象。传统的漫灌方式仍然占据较大比例,水分在灌溉过程中大量蒸发和渗漏,实际到达农作物根部的水量不足三成。许多地区农田水利设施老化失修,输水渠道多为土渠,防渗性能差,输水损失率高达 40% 以上。农民节水意识淡薄,凭经验灌溉,缺乏对土壤墒情和作物需水规律的科学判断。加之灌溉技术推广体系不健全,高效节水设备成本高、普及难,进一步制约了农业用水效率的提升。

3.地下水压减的必要性

为了保护地下水资源,维护生态平衡,实施地下水压减迫在眉睫。地下水压减不仅可以缓解地下水位持续下降的趋势,还能有效遏制地面沉降、海水入侵等生态问题。通过合理控制开采量,推广节水灌溉技术,调整农业种植结构,促进水资源的可持续利用,保障粮食安全与农业的长期稳定发展。

二、节水技术的类型与特点

1.滴灌技术

滴灌技术是一种将水通过滴头缓慢滴入农作物根部的灌溉方式。它具有节水效果显著、灌溉均匀、能精确控制水量等优点。滴灌可根据作物生长阶段和土壤湿度智能调节供水,减少水分蒸发与深层渗漏,提升水资源利用效率 30% 以上。系统可与传感器、自动化控制结合,实现远程管理。同时,滴灌支持水肥一体化,将可溶性肥料随水均匀输送至根区,显著提高肥料利用率,减少养分流失与环境污染。但滴灌系统前期投入较高,对水源清洁度要求严格,易发生滴头堵塞,需定期冲洗和维护,管理技术要求较高。

2.喷灌技术

喷灌技术是利用喷头将水喷洒到农田中的灌溉方式。它具有灌溉面积大、灌溉速度快、适应性强等优点,适用于平原、丘陵等多种地形。喷灌可以模拟自然降雨,使水分均匀地分布在农田中,有效减少土壤板结,提高灌溉质量。与传统漫灌相比,喷灌可节约 30%-50% 的水资源,显著提升用水效率。但喷灌受风力影响较大,在风速超过 3 级时,易造成水滴飘移和蒸发损失,降低灌溉均匀度。此外,喷灌系统初期投资较大,设备维护和能源消耗也增加了运行成本,限制了在部分经济欠发达地区的推广。

3.渠道防渗技术

渠道防渗技术是通过对输水渠道进行防渗处理,减少水分在渠道中的渗漏损失。常见的防渗材料有混凝土、塑料薄膜、沥青及复合土工膜等,可根据地形和使用需求灵活选用。渠道防渗不仅能提高输水效率,减少蒸发与下渗,还能延长工程使用寿命,提升灌溉保证率。它广泛应用于大规模农田灌溉系统,对缓解水资源短缺、促进农业可持续发展具有重要意义。

三、节水技术与农业生产的适配性分析

1.不同农作物对节水技术的需求

不同农作物对水分的需求和适应能力差异显著,决定了节水技术需因地制宜。棉花、玉米等耐旱作物可采用滴灌或喷灌,依苗期、开花期等阶段精准供水,减少浪费。水稻等喜水作物则需综合应用渠道防渗、控制性灌溉和间歇灌溉等技术,兼顾生长需求与节水目标。此外,种植密度高会增加田间耗水,宜配套微灌系统;生长期长的作物更适合蓄水保墒与覆盖保水结合的措施。

2.区域水资源状况与节水技术适配

不同区域的水资源状况存在很大差异,因此在选择节水技术时需要充分考虑当地的水资源条件。在水资源丰富的地区,可以适当采用一些相对耗水量较大但灌溉效果较好的节水技术;而在水资源匮乏的地区,则应优先选择节水效果显著的滴灌、喷灌等技术。区域的地形地貌、土壤质地等因素也会影响节水技术的实施效果。

3.经济成本与节水技术选择

节水技术的应用需要考虑经济成本因素。一些先进的节水技术虽然节水效果显著,但前期投资较大,运行和维护成本也较高。对于一些经济条件较差的地区或农户来说,可能难以承受。因此,在选择节水技术时,需要综合考虑经济成本和节水效益,选择性价比高的技术方案。政府可以通过出台相关的补贴政策,鼓励农民采用节水技术,降低农民的经济负担。

结语

在地下水压减约束下,提升农业地下水资源利用效率与节水技术的适配性是解决农业用水问题的关键。通过对农业地下水资源利用现状与问题的分析,我们认识到提高用水效率、减少地下水开采的紧迫性。不同类型的节水技术各具特点,在与农业生产的适配性方面,需要综合考虑农作物类型、区域水资源状况和经济成本等因素。

为了实现农业地下水资源的高效利用和可持续发展,我们应采取以下措施。加强宣传教育,提高农民的节水意识和科学灌溉管理知识,引导农民积极采用节水技术。加大对农田水利设施的投入,改善输水渠道的防渗性能,提高水资源的输送效率。政府应制定相关的政策法规,加强对地下水资源的管理和保护,严格控制地下水开采量。科研部门应加大对节水技术的研发力度,不断创新和改进节水技术,提高其适用性和经济性。

未来,我们需要进一步深入研究农业地下水资源利用效率提升与节水技术适配性的相关问题,不断探索适合不同地区、不同农作物的节水技术方案。通过各方的共同努力,实现地下水压减目标下农业的可持续发展,保障国家的粮食安全和生态环境安全。

参考文献

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