农田水利工程中节水灌溉设施的施工技术探讨

引言：

近年来，我国水资源短缺的问题日益凸显，而农业灌溉用水量较大，传统农田水利工程灌溉模式已经无法满足发展需求。近年来，受可持续发展理念的影响，我国不断发展节水灌溉技术，引进先进的节水灌溉设施施工技术模式，如滴灌、喷灌、微喷灌等，旨在缓解农田灌溉水资源浪费的情况。因此，要想满足农业用水需求，达成水资源可持续发展的目标，需要大力开展节水灌溉设施研究。

1 农田水利工程中节水灌溉发展现状

“十四五”规划下，江苏省对农业发展的关注度不断提升，江苏省农田灌溉面积不断扩大，促使农业用水量逐年攀升，在 2020 年 ~2023年期间，农业用水量已经由 268.51 亿立方米上涨至 304.23 亿立方米，详细情况可见图一。然而，江苏省水资源相对紧张，为了避免农业水资源浪费，需要对农田水利工程积极开展节水灌溉，加大节水灌溉设备建设力度，截至 2021 年底，江苏省节水灌溉面积达到 576 万亩，江苏省农田水利节水灌溉效果得到明显改善。但是，江苏省高效 节水灌溉设施建设水平发展不均衡，部分地区仍然以低压管道输水灌溉为主。同时，江苏省各地区之间的节水灌溉设施建设标准不统一，存在节水灌溉设施不配套、技术标准低等问题，无法展现出节水灌溉设施的价值，降低江苏省农田水利工程节水灌溉整体发展成效。

图一 2020 年 ~2023 年江苏省农业用水量

农田水利工程中节水灌溉设施施工技

（一）骨干基础设施施工技术模式

骨干节水灌溉设施包含机井、水泵、变频设备、施肥装置、输水管网等。为了提升骨干节水灌溉设施施工效果，促使节水灌溉设施实现节水、节肥、节能、省时的目标，需要重点对骨干设施建设进行研究，积极优化骨干设施技术参数设定[1]。

（1）机井

机井是开采地下水源的关键设备，根据我国优先开采浅层地下水的原则，机井将第四系含水层作为主要取水目标地。结合江苏省水文地质数据以及农业用水需求量，最终将机井取水深度设计为不超过 150m，井管材质为钢管，在 100m 以内井段中，钢管偏斜角度在 1°以内，超出100m 的井段，钢管偏斜角度在1.5°以内。此外，机井设施取水时，中、细砂含水层的泥沙含沙量不得超过 5×10-5 ，粗砂砾石、卵石含水层的泥沙含沙量不得超过 2×10-5 。取水水质符合《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2021）即可 [2]。

（2）首部系统

首部系统涉及变频器、施肥装置、过滤装置等设备，基于强化节水灌溉设施节水、节能效果的原则，可通过软启控制装置与变频器调节压力与流量。为了实现对江苏省农业灌溉用水进行全过程监控，可对灌溉机井设施安装计量设备，其设备计量误差控制在±5%，推行“5-2-1”的农业灌溉用水限额标准，对农业用水总量与强度进行双控管理[3]。此外，江苏省地势相对平坦，但土壤含沙量较大，农田节水灌溉以微灌滴灌系统为主。为了提升节水灌溉设施使用寿命，避免出现管材磨损与灌水器堵塞的情况，可在首部系统设施中安装过滤装置，如微喷灌系统中设置离心式 + 网式（叠片式）自动反冲洗过滤装置，在滴灌系统中安装网式（叠片式）自动反冲洗过滤装置。

（二）田间节水设施施工技术模式

1. 粮田喷灌技术模式

江苏省粮食作物以水稻、小麦为主，适合采用喷灌系统。根据节水灌溉面积，可将粮田划分为不同喷灌模式，选择适合的节水灌溉设施。如 50 亩 ~70 亩固定伸缩式喷灌机，75 亩 ~150 亩选择绞盘式喷灌机，150 亩~200 亩选择平移式喷灌机，200 亩以上选择中心支轴式喷灌机

绞盘式喷灌机适用于横向坡度在 5% 以内，纵向坡度在 20% 以内的地块，平移式喷灌机要求地面整体坡度在 5% 以内，中心支轴式喷灌机要求地面坡度在 20% 以内[4]。其中，平移式喷灌机与中心支轴式喷灌机喷头采用倒挂安装的方式，如农田存在地隙，可选择旋转式阻尼喷头，安装位置要高于作物冠层。如农田灌溉区域为砂质土壤，可选择非旋转散射喷头。将喷灌机的喷洒均匀系数控制在 0.85 以上，低风速时段灌溉水利用率要在0.76 以上，高风速时段灌溉水利用率要在0.71 以上。

固定伸缩式喷灌的适用范围较广，其喷灌设备是由地埋式伸缩管与地埋式喷头组成。设备安装后要与地面垂直，地埋式喷头间距通常设置为 15cm，喷头流量控制在 1m3/h~2m3/h[5]。而半固定伸缩式喷灌设备的喷头射程与流量跨度较大，分别在 12m～21m 与 0.98m3/h～5m3/h 。固定 / 半固定伸缩式喷灌设备的喷洒均匀系数在 0.85 以上，低风速时段灌溉水利用率要在0.76 以上，高风速时段灌溉水利用率要在0.71 以上。

2. 蔬菜（花卉）微灌技术模式

连片种植 30 亩以上的露天蔬菜（花卉），适用于滴灌与微喷灌模式，喜阴的叶菜与花卉可选择微喷灌模式，行栽叶菜、花卉可选择滴灌。首先，滴灌模式的适用范围较广，可结合农田的土壤地质特点以及蔬菜（花卉）生长需求，在毛管上布设灌水器，灌水器间距与流量分别控制在 30cm、1L/h~3L/h，灌水器流量误差在 0.2 以内，灌溉水利用率在90% 以上。毛管间距则要根据行距变化以及蔬菜（花卉）种植疏密度设计，通常控制在 30cm~40cm。通过支管将毛管的旁通连接起来，并在每个旁通处安装小球阀，以便提升滴灌控制效果。

其次，微喷灌时喷灌器可选择折射式微喷头，喷灌流量控制在40L/h~120L/h，喷灌射程为 4m。同时，为了确保微喷灌效果，要根据地块以及蔬菜（花卉）的需求挑选喷头形状，如正方形、三角形、矩形等。微喷灌干支管可设置为“工”“土”“一”“梳子”等形式，要结合机井与地块的实际位置，确定干支管的布设形式，最终实现微喷灌时灌水器流量误差在0.2 以内，灌溉水利用率在 85% 以上。

此外，露地蔬菜（花卉）种植面积在 30 亩以上，需要对其进行统一的种植与灌溉管理，蔬菜（花卉）作物灌溉的频率较高，可选择射程在 12m~18m，流量为 1m3/h~3m3/h 的固定伸缩式喷灌设备。为了不影响后续农田机械耕种，可将伸缩式喷灌设备埋置 0.4m~0.45m。综合微喷灌喷头设备的间距与喷水流量，可将露地蔬菜（花卉）喷灌均匀系数控制在 0.75~0.85。

3 农田水利工程中节水灌溉设施的施工注意事项

1. 开展土壤适应性评估

为了提升农田节水效果，需要在节水灌溉设施施工前对农田土壤进行适用性评估，掌握土壤的物理与化学性质，从而选择适合的灌溉模式与设施，最大限度地提升农田灌溉水利用率。首先，通过土壤透水性试验，确定当前农田土壤的透水系数与透水效率，从而选择适合的灌注模式。如透水性较强的土壤以滴灌模式为主，选择滴灌模式以及配套设施，可减缓水分流失速度；透水性较差的土壤选择喷灌模式以及配套设施，设置好设施参数，保证水源能够均匀渗透至土壤中。其次，为了提升灌溉设施的使用寿命，施工前要对农田土壤进行盐碱化程度分析。在高盐碱地区灌溉时要对设施进行保护，避免设施被腐蚀。同时，调控土壤的盐碱程度，在农田中铺设有机肥或石膏，达到改善农田土壤结构的目的。

2. 合理布置灌溉设备

灌溉设备布置要以强化灌溉均匀性为原则，充分结合农田地形与作物密度，结合水分蒸发速度，得出最佳的设备布置结果，以强化农田灌溉效率与质量。首先，灌溉设备要确保所有作物得到水分补充，根据作物种植密度调整灌溉设备布置位置，避免出现区域作物覆盖不全面的情况。例如，番茄、辣椒等蔬菜种植密度较高，在灌溉设备布置时，可采用滴灌模式，将滴头间距控制在 20cm~30cm，避免滴灌死角，确保每棵植株都能获取充足的水分。其次，在不规则地形的农田灌溉设备布置时，应根据地形变化调整喷头或滴头的位置，实现水分能够均匀地渗透至土壤中。最后，风速与风向也会对灌溉产生一定的影响，为了降低在风力的作用下水雾或水珠偏移对农田灌溉效果产生影响，需要在设备布置完成后，及时进行运行试验，观察风对灌溉的影响以及水分分布情况，并及时调整设备布置，实现农田灌溉效果最大化。

结束语：

综上所述，精准掌握节水灌溉设施施工技术，并巧妙运用行之有效的管理策略，是确保农田灌溉效益、收获高产优质农作物的重中之重，对我国农业领域发展具有关键性意义。节水灌溉设施能够为农田水利生产提供水资源保障，根据作物类型、地形、种植工艺等因素，选择适配的节水灌溉设施施工技术模式，提升农田水利工程节水灌溉效果，为促进我国绿色农业高质量发展贡献力量。

参考文献：

[1] 陈立涛, 吕淑君, 孔祥, 李宁. 设施农业智慧节水灌溉系统设计与研究——以甘肃省河西地区为例 [J]. 南方农机 ,2025,56(14):45-47+51.

[2] 张东生 . 农田水利工程中节水灌溉设施的施工技术探讨 [J].南方农机 ,2025,56(13):182-184+187.

[3] 张九平 . 广西地区智能化农田灌溉系统在设施农业中的节水效益评估 [J]. 农业工程技术 ,2024,44(29):56-57.

[4] 张晓玉 . 润农节水“牵手”云南保山共建数字节水灌溉设施设备生产项目 [N]. 证券日报 ,2024-01-04(A04).

[5] 吕崇贵 , 李龙 . 智能化设施农业节水灌溉控制系统探析——以丘陵地带稻田为例 [J]. 农业开发与装备 ,2023,(05):23-25.