曹思函，龔玉娜，劉晶茹，劉凱凱，徐宏偉，王鈺瑩

(大連海洋大學(xué) 海洋與土木工程學(xué)院，遼寧 大連 116023)

1 引言

習(xí)近平總書記在《走中國特色社會主義鄉(xiāng)村振興道路》[1]重要論述中指出，我國為滿足構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系提高國際競爭力的現(xiàn)實(shí)需要，必須實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變?！皼]有農(nóng)業(yè)農(nóng)村的現(xiàn)代化，就沒有整個國家的現(xiàn)代化”，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)村現(xiàn)代化是一個整體。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快速形成才能使農(nóng)村現(xiàn)代化得到質(zhì)的變化[2]。

作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，農(nóng)田水利(irrigationanddrainage)是水利工程類別之一，其基本任務(wù)是通過各種工程技術(shù)措施，調(diào)節(jié)和改變農(nóng)田水分狀況及其有關(guān)的地區(qū)水利條件，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展[3]。水資源緊張、人口眾多的形勢下，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、加速農(nóng)田水利與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合是保障農(nóng)戶利益、壯大我國農(nóng)業(yè)的必經(jīng)之路[4]。

2 農(nóng)田水利工程建設(shè)現(xiàn)狀

2.1 灌溉方式多樣，各有優(yōu)劣

一方面，促進(jìn)糧食增產(chǎn)主要?dú)w功于兩個點(diǎn)，其中擴(kuò)大耕地面積占25%，提高單產(chǎn)占75%。在提高單產(chǎn)的許多措施中，如選種、種植機(jī)械化、提高農(nóng)作物光合作用效能等的眾多方法中，農(nóng)業(yè)灌溉是糧食增產(chǎn)極為重要的一項(xiàng)措施[5]。另一方面，農(nóng)田灌溉是農(nóng)田水利的核心內(nèi)容，隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程也在不斷地被優(yōu)化，目前來說，我國農(nóng)田灌溉主要有以下幾種。

2.1.1 渠道輸水灌溉

渠道輸水灌溉形式簡單，在農(nóng)田灌溉中廣為應(yīng)用，但傳統(tǒng)的應(yīng)用形式?jīng)]有進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)，會產(chǎn)生不必要的水資源浪費(fèi)。在渠道工程綜合狀況的所有指標(biāo)中，渠道輸水效率為首要參考指標(biāo)，渠道輸水效率也是灌溉水利用效率指標(biāo)體系的重要組成部分[6]。對無分水口的渠道，輸水效率為渠尾凈流量與渠首毛流量的比值[3]，隨輸水損失增大，渠道輸水效率降低。因此，渠道長度、渠道防滲都占渠道輸水設(shè)計(jì)的主要地位。

2.1.2 低壓管道輸水灌溉

農(nóng)田低壓管道輸水灌溉是我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)實(shí)施節(jié)水灌溉工程的一種重要形式[7]。低壓管道輸水通過管道直接將水庫中的灌溉水輸送到田間，采用該方法需要設(shè)計(jì)人員對管道進(jìn)行針對性布局。相比于渠道輸水灌溉方式，低壓管道輸水灌溉減少了滲漏和蒸發(fā)的情況，加快了灌溉速度，但從經(jīng)濟(jì)投入角度來講，這就增大了灌溉成本。中小型農(nóng)田多分布零散，布置管道會涉及橫穿農(nóng)田、填平土地等多種不可控的跨承包戶操作。所以管道輸水更適合應(yīng)用于土地規(guī)整、單戶承包的大型農(nóng)田或是水資源豐富的區(qū)域[8]。

2.1.3 微灌、噴灌

微灌根據(jù)灌溉設(shè)備的不同可以細(xì)分成滴管、滲灌以及泉涌灌等幾類灌溉方式[9]。微灌技術(shù)經(jīng)過長時間的實(shí)踐與創(chuàng)新，已經(jīng)從灌溉單一技術(shù)轉(zhuǎn)化為微灌水肥一體化技術(shù)模式，也顯現(xiàn)了良好的節(jié)水效果[10]。由此節(jié)約下來的等量水轉(zhuǎn)移到農(nóng)林牧漁畜行業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)生活、居民生活中，就會提高淡水利用率，由此帶來更高收益[11]。

噴灌則是通過壓力將水噴送至需要灌溉的地段。隨著能源日趨緊張，發(fā)展低壓噴灌已成為一種趨勢。根據(jù)美國2015年部分地區(qū)應(yīng)用表明，將常用的高壓噴頭換為滿足灌溉需求的低壓噴頭，1000t水可省9.6美元[12]。對于偏陡或畦洼的山地而言，布置管道或渠道進(jìn)行輸水灌溉都十分難以實(shí)現(xiàn)。噴灌技術(shù)在山地可以更好利用農(nóng)田與水源處的高差，借助高低壓差可增加該地區(qū)的供水能力，減輕農(nóng)田灌溉的難度。噴灌技術(shù)的升級換代有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)固與發(fā)展，帶領(lǐng)著農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化方向與進(jìn)程[13]。噴灌不僅能達(dá)到灌溉的效果，一定程度上也起到調(diào)節(jié)田間氣候和生態(tài)環(huán)境的作用，促進(jìn)農(nóng)作物生長。

2.2 管理制度亟需加強(qiáng)

我國農(nóng)田水利工程建設(shè)存在趕工問題，許多監(jiān)管者放任施工過程中存在的違規(guī)問題，沒有完全落實(shí)具體規(guī)劃[14]，甚至為了謀利使用劣質(zhì)材料，難以確保水利建設(shè)的質(zhì)量[15]，長此以往，這樣耗時耗力耗錢的工作并不能真正促進(jìn)我國農(nóng)田水利工程的發(fā)展。

2.3 資金投入較低

我國農(nóng)田水利工程建設(shè)資金主要來源于政府，但從審批到撥款需要一定時間，資金不到位使得建設(shè)停工，這會造成一定程度的浪費(fèi)，且在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，農(nóng)戶對政策的了解更是淺顯，很難爭取到資金投入最大化[16,17]。

3 發(fā)展中小型農(nóng)田水利的現(xiàn)實(shí)阻礙

3.1 我國旱澇災(zāi)害頻繁

由于我國處于溫帶，大部分地區(qū)屬于季風(fēng)氣候，獨(dú)特的氣候和地理?xiàng)l件，使得我國每年旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。土地旱澇情況可以進(jìn)行有根據(jù)的預(yù)測，種植莊稼的選種環(huán)節(jié)可以進(jìn)行初步緩解，但難免出現(xiàn)偏差。同樣也不能準(zhǔn)確預(yù)測出土地干旱程度、洪澇程度。比如耕種期間普遍遇到的情況：農(nóng)民按計(jì)劃在下雨前播種，但在種子發(fā)芽階段并沒有得到足夠的降雨，農(nóng)民就會進(jìn)行灌溉，隨后在土壤水分充足時迎來降雨，農(nóng)民就要進(jìn)行抽水。這樣一來，莊稼不僅發(fā)芽期延后，生長期又會受到傷害甚至失去活性。這樣的“雙重打擊”對農(nóng)作物來說是無法逆轉(zhuǎn)的損害，會直接導(dǎo)致糧食減產(chǎn)。大型農(nóng)田在合適的農(nóng)田水利設(shè)施處理下會保證基本的收成，但我國耕地分布并不具備有利條件。我國中小型土地呈細(xì)碎化、分散化分布，這就造成農(nóng)田水利設(shè)施建立受阻、利用率低下，無形之中增大了農(nóng)戶之間的合作難度[18]。所以說旱澇防控是中小型農(nóng)田一直面對且必須解決的問題。

3.2 中小型農(nóng)田地理情況復(fù)雜

中小型農(nóng)田本身具有分布零散、地形不平坦、土地持有者不集中等不便于規(guī)劃的特點(diǎn)，不同地區(qū)也需要不同的設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)。若是建成水利設(shè)施，最終的設(shè)施維修與管理也需要深入考慮。中小型農(nóng)田水利建設(shè)尚未成型，具體建設(shè)還面臨著極大的困難[19]。

3.3 設(shè)施陳舊，水利工程服務(wù)退化

我國與現(xiàn)代發(fā)展要求相匹配的中小型農(nóng)田水利工程建設(shè)還未成熟，大部分存在的小型農(nóng)田水利工程建設(shè)于20世紀(jì)60年代，那時候受技術(shù)、設(shè)備落后的限制，較難建設(shè)并維護(hù)系統(tǒng)[20]，遺留下來的陳舊設(shè)施對現(xiàn)代農(nóng)田水利工程建設(shè)的助推作用小，且舊設(shè)施的存在對新設(shè)備的投入是不利的，中小型農(nóng)田持有者對水利工程的認(rèn)知和使用習(xí)慣也會受到舊設(shè)施的嚴(yán)重影響。

4 加強(qiáng)中小型農(nóng)田水利工程建設(shè)的建議

我國是農(nóng)業(yè)大國，但還沒有成為農(nóng)業(yè)強(qiáng)國[21]。農(nóng)田水利建設(shè)對于中小型農(nóng)田來說既是“鉆石”又是“石墨”。農(nóng)田水利無論是在經(jīng)濟(jì)層面還是農(nóng)業(yè)發(fā)展層面以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境層面都發(fā)揮著優(yōu)化提升改善的良性影響[22]。合理建設(shè)農(nóng)田水利一定會帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、增大糧食產(chǎn)量。因此本文結(jié)合前半部分對我國中小型農(nóng)田水利工程建設(shè)現(xiàn)狀及建設(shè)阻礙的分析，給出如下發(fā)展建議。

4.1 以節(jié)水灌溉為基本

根本上來說，農(nóng)田水利建設(shè)一定要以節(jié)水灌溉為基本，同時要加強(qiáng)防滲技術(shù)。防滲技術(shù)不僅是節(jié)水一方面的單一體現(xiàn)，在農(nóng)田水利工程施工中也具有重要的作用。良好的防滲技術(shù)可有效避免工程滲水，保證工程的整體質(zhì)量、保障工程運(yùn)行安全[23]。

4.2 做好前期宣傳

前期由專業(yè)人員對工程潛在風(fēng)險和預(yù)收利益進(jìn)行清晰闡述，有利于施工的順利開展以及后期水利設(shè)施的正確使用。同時對農(nóng)田持有者進(jìn)行水利建設(shè)方面的科普工作，將節(jié)水灌溉的技術(shù)和觀念進(jìn)行傳遞，讓大家從思想上接受，以便于開展進(jìn)一步的工作[24]。

4.3 加快人工智能與水利建設(shè)的結(jié)合

傳統(tǒng)的農(nóng)田水利建設(shè)中的灌溉方式，需要投入大量的人力物力，效率低。土地承包者不僅耗費(fèi)了大量的資金和精力，并且還造成了水資源的浪費(fèi)，一定程度上阻礙了農(nóng)田水利建設(shè)的進(jìn)程[25]。人工智能是時代發(fā)展的必然趨勢，大數(shù)據(jù)控制設(shè)施運(yùn)行也就減少了人力投入，增大同等時間下的個人收益。因此加快人工智能與水利建設(shè)的結(jié)合是必要且必須采取的措施，以此保證控制系統(tǒng)的便捷性、穩(wěn)定性。

4.4 因地設(shè)計(jì)

中小型農(nóng)田本身的特點(diǎn)鮮明，處于不同地區(qū)的中小型農(nóng)田根據(jù)所處地形特點(diǎn)不同，需要采取的水利灌溉方式也有所差別，設(shè)計(jì)針對性的農(nóng)田水利工程并進(jìn)行有效建設(shè)是保證糧食高產(chǎn)、減少水資源浪費(fèi)的關(guān)鍵之舉。如北方宜采用滴灌的節(jié)水方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對于南方的山地應(yīng)根據(jù)地勢采用噴灌的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)?？傊行⌒娃r(nóng)田水利建設(shè)要避免多地套用同一方案，“一地一設(shè)計(jì)”才能使水利設(shè)施達(dá)到最佳使用率。

4.5 政府管理，合理加大對建設(shè)資金的投入

一是加強(qiáng)對水利工程施工監(jiān)管，防止出現(xiàn)不合規(guī)的趕工現(xiàn)象，防止使用劣質(zhì)材料、確保整個施工達(dá)到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)；二是加強(qiáng)對水利設(shè)施管理，出臺保護(hù)農(nóng)田水利設(shè)施相關(guān)政策。以此防止農(nóng)田水利設(shè)施受到破壞而影響系統(tǒng)運(yùn)行的情況。同時，加大資金的投入以保證高質(zhì)量建設(shè)。

5 結(jié)論與展望

中國作為人口大國、農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展與國計(jì)民生息息相關(guān)，農(nóng)田水利建設(shè)對助推我國農(nóng)業(yè)進(jìn)步的意義顯著，中小型農(nóng)田水利作為我國農(nóng)田水利的重要構(gòu)成，結(jié)合本文對其發(fā)展情況的分析，不難看出我國中小型農(nóng)田水利建設(shè)存在許多問題，一方面，是發(fā)展現(xiàn)狀存在的管理松散、資金投入低的問題，這些問題不僅出現(xiàn)在中小型農(nóng)田，大型農(nóng)田亦是如此，但通過政府的管理和引領(lǐng)，像政府參與加強(qiáng)對水利工程施工監(jiān)管、加大對農(nóng)田水利建設(shè)資金的投入，這些現(xiàn)狀問題能得到較好的改善；另一方面，則是我國存在旱澇災(zāi)害頻繁、中小型農(nóng)田地形復(fù)雜以及設(shè)施陳舊、水利工程服務(wù)退化。復(fù)雜的氣候和地形無法改變，陳舊的設(shè)施和退化的水利工程服務(wù)是我國農(nóng)田水利探索發(fā)展中遺留下的、難以鏟滅的歷史問題，這些均是發(fā)展我國中小型農(nóng)田水利的現(xiàn)實(shí)阻礙，難以攻克。但即便難以阻擋氣候、地理等不可抗力因素的存在，通過適宜的發(fā)展布局，我國中小型農(nóng)田水利建設(shè)也能從其他方面得到良好的提升。針對此情況，本文給出的建議是：一是要以節(jié)水灌溉為基本，同時加強(qiáng)防滲技術(shù)，這是農(nóng)田水利建設(shè)的基本要求；二是為了順利施工，需對農(nóng)田持有者做好前期宣傳，這一舉措也能改善陳舊設(shè)施對農(nóng)田持有者認(rèn)知和使用習(xí)慣的影響；三是針對傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉耗時耗力、資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，加快人工智能與水利建設(shè)的結(jié)合，在解決傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉方式問題的同時可以加快農(nóng)田水利工程的建設(shè)速度；四是針對中小型農(nóng)田特殊的地形狀態(tài)，認(rèn)為需因地設(shè)計(jì)，對不同的地形情況采取不同的水利灌溉方式；五是對于管理松散、資金投入等現(xiàn)象，認(rèn)為中小型農(nóng)田水利建設(shè)需由政府引領(lǐng)，加強(qiáng)政府管理，合理加大對建設(shè)資金的投入，政府是我國農(nóng)田水利建設(shè)的重要推動力。除此之外，在實(shí)踐過程中借鑒農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家所應(yīng)用的方法。任何時期的發(fā)展建議對我國農(nóng)田水利建設(shè)都不能完全保證“藥到病除”，農(nóng)田水利建設(shè)和很多行業(yè)、領(lǐng)域的建設(shè)一樣，從來都是一個不斷探索的過程，哪怕漫長，在正確的發(fā)展方案下我國農(nóng)田水利通過不斷修正建設(shè)路線，在漫長過程中也會取得不斷進(jìn)步，而在合理的農(nóng)田水利建設(shè)下，我國農(nóng)業(yè)方面也一定會得到飛躍式的進(jìn)步，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。