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摘要：农业水利灌溉工程中的节水措施研究，帮助农业水利灌溉工程科学利用水资源，充分发挥农业水利灌溉工程的作用。笔者以水利灌溉工程节水措施为例，概述了节水灌溉技术，分析了节水灌溉的难点，制定了有效的节水灌溉方案，目的在于提高农业水利灌溉工程的节水能力，提高节水效果。
关键词：农业水利灌溉工程；渠道防渗；喷灌技术；滴灌技术
农业水利灌溉工程是应对我国特殊气候环境与复杂地质环境的重要项目，农业水利灌溉工程节水措施是协调农业发展与水资源合理配置的有效手段。我国作为农业生产大国，受到地域气候的影响，各地区降雨分布并不均匀，必须从农业生产角度出发，保证水资源充足，达到稳产高产的目的。因此，农业水利灌溉系统有待强化，要加大农业水利灌溉工程节水措施的研究力度，制定有效的节水方案，合理利用水资源，充分发挥出农业水利灌溉的作用。
1农业水利灌溉工程模式
1.1渠道防渗技术
农业水利灌溉工程有效节水，必须做好渠道防渗工作。渠道输水是水利灌溉工程输水的关键方式，然而渠道渗水问题一直困扰着农业水利灌溉工程。特别是传统土渠输水，渗水情况非常严重，渠道输水流失大[1]。近年来，农业水利灌溉工程技术得到创新，施工结构与材料等优化，渠道防渗能力也明显提高。当前农业水利灌溉工程所应用的防渗材料类型与防渗处理日益多元化，如土料压实处理、塑料薄膜防渗处理、三合土护面处理等新技术被广泛使用[2]。实践证明，渠道防渗技术可以在农业水利灌溉过程中有效控制输水渗漏，提高了水资源的利用率，使输水效率与安全都得到了保证。
1.2喷灌技术
喷灌技术以喷洒灌溉为主，借助动力机、管道以及水利工程专用水泵等设备，通过水自然落差的方式及时完成水利工程灌溉，随后再借助喷洒器将水流调整为细小水滴加以喷射，以此达到均匀灌溉的目的。喷灌系统所应用的设备比较多，如水源工程、管道、控制设备、动力机等[3]。喷灌技术在实际应用中主要分为三种系统，一是固定式；二是移动式；三是半固定式。固定式系统只有喷头灵活移动，移动式系统动力机、喷头等均属于灵活移动设置，但是水源固定不动，半固定式可移动组件包括喷头与喷头支管，其余不能移动[4]。
1.3滴灌技术
农业水利灌溉工程中的滴灌节水技术，主要根据灌溉具体需求，对需要灌溉的区域制定滴灌计划，并且于毛管与低压管道系统安装灌水器，这样就可以实现水源均匀滴入作物区，沿着作物根部区域提供充足水分。滴灌系统主要包括三方面，一是首部枢纽；二是管道；三是滴头。相比于其他灌溉技术，滴灌技术灌溉量小、灌溉时间长，同时能够根据农作物需求设定灌水周期[5]。灌溉全程自动化管理，既可以对灌溉量严格控制，又能够节约水源，整体来讲节水增产效果十分明显[6]。
1.4微灌技术
微灌技术的节水出发点同样是以作物需求为主，借助灌溉系统中的管道系统覆盖情况，在灌溉区域管道安装灌水器，按照作物生长需求对水流进行分流控制，将水源直接输送至作物根部。对比喷灌、滴灌与传统灌溉技术，微灌技术对局部水分灌溉控制更到位。微灌系统灌溉处理，需要四方面的支撑，一是水源工程；二是首部枢纽；三是输配水管网；四是灌水器[7]。微灌技术可以灌溉到每株农作物，这样就可以做到以最少的水分维持农作物生长需求。微灌技术主要以管网供水为主，灌溉操作便捷，并且灌溉率比较高。
2农业水利灌溉工程节水难点
首先，农业水利灌溉工程节水处理中，虽然接触很多新的节水灌溉技术，同时应用一些新设备，但是整体来讲革新力度小，特别是节水效果比较好的喷灌、滴灌或者微灌技术，以示范工程灌溉为主，同时集中在经济作物方面，还需要加大节水灌溉新技术的推广力度，扩大微灌、滴灌等技术应用规模[8]。其次，当前的灌区运行过程中，虽然逐步渗透了节水灌溉理念，但是却存在很多方面的纠纷或产权关系争议，继而导致管理职责划分不清晰，节水灌溉管理中出现相互推诿的现象。灌区管理中还存在政企管理分割不明确的情况，虽然制定了监督管理机制，但是落实不到位，粗放式管理模式下，各方面调度不到位，影响到农业水利灌溉工程节水效果。最后，水资源节约意识有待提高，尤其是水资源丰富地区，节水积极性需进一步提高。加上农业水利灌溉工程节水资金投入力度小，农业水利灌溉工程属于资金消耗大的工程类型，并且后期维护费用高。加上部分灌区维检不及时，部分建筑老化失修，水利灌溉的面积减少，灌溉效益降低。农业发展速度加快，对灌溉需求增加，但是新建灌溉节水工程与现有灌溉节水工程衔接不到位，资金压力大，限制了灌溉节水工程发展速度[9]。
3农业水利灌溉工程中的节水措施
3.1落实可持续发展策略，统筹规划灌溉工程节水
对于农业水利灌溉工程来讲，节水工程的设计，是灌溉工程与农业可持续发展的重要基础。结合农业发展需要以及水利灌溉工程实际情况，从可持续发展角度出发，对灌溉工程节水处理进行统筹规划，科学改善农业水利灌溉缺水现状。农业生产关系着农民的经济收入与粮食产量，水利灌溉工程的主要作用是抗旱、科学用水，保证农田经营。农业水利灌溉工程必须不断研究灌溉技术，扩大灌溉面积，同时还需要在现有农田灌溉基础上节约用水，协调农田生产面积与水资源紧缺的矛盾。真正认识到资源型节水的重要意义，灌溉工程节水并非单纯的工程或者设计问题，还是社会关注的热点问题，关系着农业经济发展与社会问题。
3.2合理规划水利灌溉区域，优化灌区可供水资源分配
通过对水利灌溉工程节水现状的研究发现，虽然部分区域引入新的灌溉技术，设计节水灌溉系统，但是实际实施中效果并不理想。这种情况下，就需要对水利灌溉区域合理规划，根据灌溉工程灌溉能力与覆盖范围，积极对灌区可供水资源进行优化分配。对于灌区地面水，灌溉的分布主要包括两方面，一是区内拦蓄；二是区外引水系统。积极整理灌区可供水资源管理资料，在科学利用地上水资源基础上，对地下浅水层加以利用，打造调节水库，通过降水补给、排水沟渗漏补给等方式，及时为水利灌溉节水工程补给。灌溉区外的地下水补给，以人工回灌形式为主[10]。根据农业灌溉需求对灌区的水源进行统一分配与科学调度，通过有效的分析实现水源的均衡利用。充分利用开采布局条件，科学控制地下水开采强度，根据地下水补给量计算规划补给区域。以冲积平原中下游区域为例，因为该区域的地下水位相对较高，这样就需要对上游引水科学控制，观察外引水源情况，若达不到灌溉标准，则可以借助井灌的方式，打造以井补渠结构。但是如果地下水利用超出开采范围，则需要减少上游饮水，利用蓄水工程的建设，及时对地下水进行回灌。
3.3因地制宜推广节水技术，实现灌溉渠道系统化管理
农业水利灌溉工程节水的实现，节水技术是关键。结合上述对节水灌溉技术的研究，目前灌溉区域节水技术类型多元。节水技术的推广必须遵循因地制宜的原则，根据农业发展实际情况与用水需求等，推广微灌、滴灌、喷灌等技术。打造更完善的节水灌溉模式，尤其是对微灌、滴灌等技术的推广，充分发挥了灌溉节水的优势，低压、节能，还可以实现多目标同时利用。基于此，对微灌、滴灌等技术进行产品标准化处理，并且提高自动化管理水平。当然水利灌溉工程中，灌溉渠系统化管理同样至关重要。大型渠灌区渠系管道化是水利灌溉工程节水管理的主要方向，并且对渠道施工材料进行升级。根据地面灌溉情况，制定精细化灌溉方案，同时加入激光控制平地技术，对地面灌溉现状进一步改善，科学控制田间灌溉水源，遵循适时适量原则，实现水资源的有效利用。
3.4借助信息化管理技术，提高灌区信息化管理水平
节水策略的实施与节水效果的提高，都需要从现代化信息管理方面着手，通过有效的管理监测系统，对水资源科学利用。如地下水监测系统、灌区信息化管理系统、土壤墒情监测系统、水资源实时监控管理系统等。参考地下水监测系统的设计，主要目的是帮助水利灌溉工程对灌溉区域地下水变化规律及时掌握，同时了解地下水开采状况，为地下水资源的利用与保护提供科学指导。地下水监测系统，能够随时观察地下水的水位、水温与水质等参数变化，并且在数据信息管理技术的支持下，自动存储监测数据。此外，部分水利灌溉工程还需要增设中小河流水文监测系统，以远程监测为主，随时了解自然河流、人工运河等的水文情况，通过对水源变化的分析，及时对洪涝事故等进行预警，有效规避水利灌溉工程经济、人员等损失。山西省中小河流水文监测、黑龙江省国家自然保护区水文监测、长江流域河道水位监测系统，均是成功的水文监测工程。土壤墒情监测系统的设计，目的是帮助水利灌溉工程对灌溉区域的土壤墒情进行监测，该系统可以做到长时间连续监测，及时整理监测数据，根据监测结果对土壤水分传感器灵活布置，随时了解土壤剖面水分变化。土壤墒情监测系统还具备土壤温度监测、土壤电导率监测、土壤酸碱值监测、地下水位监测、空气温度与湿度监测、光照强度监测、风速风向监测等功能，对灌区进行全方面了解，为灌区的科学管理与节水方案调整等提供参考。科学设置农田机井灌溉管理系统，根据IC卡刷卡取水与用水的方式，精准计算用电量、用水量，方便农田机井的费用结算管理，同时还设置了防盗报警功能与远程监测功能，随时对灌溉区域的用水总量进行掌握，精准分析灌溉工程的水资源利用情况。为调节水资源分配提供帮助，辅助水利灌溉工程制定针对性的节水措施，真正提高水利灌溉工程的水资源利用率。农田机井灌溉管理系统，集潜水泵、电表、水表/流量计、水务局监控中心、村管理站等于一体，在云服务器的支撑下，有效管理与控制农田机井灌溉工作。灌区信息化管理系统实现了灌区供水远程控制、闸门远程启闭、渠道/水池水情实时测报、用水量自动采集和图像实时监控等多项功能，达到了节约灌溉用水和科学、高效管理灌区的目的。灌区信息化管理系统为确保灌区工程安全运行、实现水资源优化配置、提高用水效率和保障灌区可持续发展发挥了重要作用。
3.5建立水利灌溉长效管理机制，保障灌溉节水投资稳定性
通过对水利灌溉工程的研究与节水难点的分析，发现当前的水利灌溉工程缺乏长效管理机制，并且资金链不够稳定，导致新旧灌溉工程与节水系统衔接不及时。面对这种情况，必须对水利灌溉工程布局作出调整，突出节水重点，适当减少冗余项目，并且积极将节水新技术的应用示范规模扩大。提高全民节水意识，使其认识到粮食安全、水资源科学利用与生态安全等的重要性。借助国家对水利灌溉工程投资数额增加的有利条件，及时丰富灌溉节水项目建设内容，尤其是扩大节水灌溉工程的覆盖范围，增加新技术应用示范点，以此来放大示范效应。调动农民参与灌溉节水的主观性，为新农村建设与农业水利灌溉工程的发展贡献力量。建立长效机制，提高示范项目投入重视的同时，还需要从财政资金方面制定保障方案，并且科学调整灌溉区域资金投资比例，做好配套资金落实工作，在此基础上，对节水水权等进行妥善处理。
4结束语
综上所述，对农业水利灌溉工程节水措施的研究，是改善水资源过度消耗、落实节约用水策略的重要内容。农业水利灌溉工程节水，是协调农业发展与水资源合理配置的有效手段，通过对微灌、滴灌等节水技术的研究，认识到灌溉节水的重要性。深层次剖析水利灌溉工程节水难点，科学梳理灌溉工程节水思路，更好明确水利灌溉工程节水方向，积极建立长效管理机制，保障灌溉节水投资稳定性，落实可持续发展策略，统筹规划灌溉工程节水。合理规划水利灌溉区域，优化灌区可供水资源分配，因地制宜推广节水技术，实现灌溉渠道系统化管理，借助信息化管理技术，提高灌区信息化管理水平，以此达到农业水利灌溉工程节水效益最大化的目的。
作者：杨荣盛 单位：民勤县水务局
