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      農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用分析

      2023-10-19 08:30:46陳芳
      河北農(nóng)業(yè) 2023年8期
      關(guān)鍵詞:灌溉水滴水農(nóng)作物

      □文/陳芳

      近年來,伴隨著“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”“美麗鄉(xiāng)村建設(shè)”的落實(shí),農(nóng)業(yè)種植業(yè)向規(guī)?;⒓s化、規(guī)?;姆较虬l(fā)展,導(dǎo)致灌溉時(shí)間相對(duì)集中,灌溉用水量持續(xù)性上升,而由于我國的水資源分布相對(duì)不均,在這種背景下,依據(jù)本地區(qū)農(nóng)作物種植種類、種植面積、栽培模式,進(jìn)行節(jié)水灌溉工程技術(shù)的合理引入,成為推進(jìn)農(nóng)業(yè)種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要措施。本文針對(duì)農(nóng)田水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,有針對(duì)性地提出與該地區(qū)農(nóng)業(yè)相匹配的節(jié)水灌溉技術(shù),為推動(dòng)農(nóng)業(yè)向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展提供一定參考。

      一、農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的主要技術(shù)分析

      (一)灌溉渠防滲技術(shù)

      灌溉渠防滲技術(shù)是指通過加強(qiáng)灌溉渠的修復(fù)或者重新打造,從而提高渠道對(duì)水資源的有效輸送率,降低灌溉水運(yùn)輸過程中的損失率。灌溉渠防滲漏技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾方面:其一是對(duì)使用年限較長,側(cè)面、地面裂縫、凹槽較多,堵塞較為嚴(yán)重,水資源輸送速度較慢,滲透較為嚴(yán)重的灌溉渠進(jìn)行修復(fù);其二是利用3S技術(shù)進(jìn)行地形、不同區(qū)域作物生長周期進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)后,以AI 技術(shù)為支撐,在灌溉渠中合理引入自動(dòng)水閘技術(shù)(主要安裝在取水源頭的總水閘以及主干渠道與分支渠道的水閘),從而實(shí)現(xiàn)水資源在主干渠道之間的精準(zhǔn)調(diào)控,降低灌溉水在運(yùn)輸過程中的損失,進(jìn)而提高綜合運(yùn)輸率S值[1]。

      灌溉渠防滲漏的具體技術(shù)分析:(1)磚砌技術(shù),主要應(yīng)用于地面凹凸不平、雜草叢生、灌溉截面相對(duì)較窄的泥土灌溉渠,在升級(jí)過程中,首先對(duì)灌溉渠進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐貙挕㈦s草的清除以及平地作業(yè),然后進(jìn)行砌磚作業(yè),一來提高水資源的承載能力,避免水資源的外溢浪費(fèi);二來降低水資源的滲透浪費(fèi)。(2)灌溉渠表面修復(fù)技術(shù),對(duì)于底部、側(cè)面有裂縫、孔洞的混凝土灌溉渠,可以利用鑿壁注漿技術(shù)、切割注漿技術(shù)進(jìn)行混凝土的填充,將灌溉渠側(cè)壁的孔縫進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ),降低水流過程的阻力,提高水流速度,減少流通過程中的滲漏以及蒸發(fā)損耗。

      (二)滴灌技術(shù)

      滴灌技術(shù)是指依靠主通管道、側(cè)支管道、固定孔道將水資源輸送至農(nóng)作物根系附近的技術(shù)。其主要工作原理如下:(1)灌溉水經(jīng)過沉降池(沉降池的結(jié)構(gòu)一般包括沉沙裝置、污水吸附裝置、雜草攔截柵、旋流粉砂分流器等),進(jìn)入動(dòng)力泵。(2)動(dòng)力泵通過對(duì)水流加壓將灌溉水泵入主管道,然后通過分支管道,流通到農(nóng)作物根系附近[2-3]。(3)進(jìn)行滴灌器的有效篩選,一般依據(jù)灌溉管道的長短以及農(nóng)作物在單位時(shí)間的需水量,進(jìn)行長流道式消能滴水器、孔口消能式滴水器、渦流消能式滴水器、壓力補(bǔ)償式滴水器、滴灌管或滴灌帶式滴水器的合理篩選,并進(jìn)行流量差值的有效調(diào)控,從而保證滴水器的單位出水量的合理性[4]。

      與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比較,滴灌技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì):(1)可以利用操作屏或者手機(jī)聯(lián)網(wǎng)的方式,通過自動(dòng)控制閥實(shí)現(xiàn)灌溉速度、灌溉水流、灌溉時(shí)間的精準(zhǔn)控制,一來可以依據(jù)土壤土質(zhì)實(shí)現(xiàn)科學(xué)灌溉(比如儲(chǔ)水能力較差的黃沙土,可以降低灌溉速度,增加灌溉時(shí)間);二來有效避免漫灌造成的水土流失,保持土壤良好的結(jié)構(gòu)。(2)有效節(jié)約灌溉水資源,據(jù)相關(guān)研究表明,滴灌技術(shù)可以節(jié)水50%以上。

      (三)微噴灌技術(shù)

      微噴灌技術(shù)是指運(yùn)用微型噴射技術(shù)將水資源供應(yīng)給農(nóng)作物根系,從而滿足農(nóng)作物各生長階段對(duì)于水資源需求,保障光合產(chǎn)物合成、呼吸能量釋放、蒸騰拉力運(yùn)輸?shù)壬δ艿捻樌M(jìn)行,微噴灌技術(shù)的作用機(jī)理分析:(1)灌溉水經(jīng)凈水裝置(對(duì)砂礫、水草、毛絮等雜物進(jìn)行吸附,避免進(jìn)入灌溉系統(tǒng)后造成滴灌孔的堵塞)后流入壓力系統(tǒng),然后經(jīng)由壓力泵將灌溉水輸入主干和分支灌溉系統(tǒng)。(2)各主干和分支灌溉系統(tǒng)上安裝有壓力調(diào)節(jié)裝置,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源單位時(shí)間噴射量進(jìn)行調(diào)控,從而實(shí)現(xiàn)水資源的精準(zhǔn)補(bǔ)充。

      微噴灌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析:(1)高效節(jié)水,與其他灌溉技術(shù)相比較,微噴灌技術(shù)不僅可以有效避免水資源的浪費(fèi),而且較高的灌溉效率可以有效節(jié)省勞動(dòng)力和灌溉用電;(2)灌溉范圍相對(duì)較廣,滴灌系統(tǒng)只能以某一個(gè)點(diǎn)為中心進(jìn)行水資源的持續(xù)性供應(yīng),容易出現(xiàn)水資源分布不均的情況,進(jìn)而導(dǎo)致根系向某一個(gè)點(diǎn)生長,而微噴灌技術(shù)是范圍性灌溉,從而有效保證灌溉的均勻性。

      (四)滲灌技術(shù)

      滲灌技術(shù)又稱微潤灌溉技術(shù)是將滲透性管道埋藏在地下,對(duì)農(nóng)作物根系周圍的土壤進(jìn)行持續(xù)性微潤,從而滿足農(nóng)作物對(duì)于水分的需求。滲灌技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)如下:(1)研究表明,微潤技術(shù)不僅可以避免水土流失造成的水資源損失,而且可以降低水資源的揮發(fā),是現(xiàn)階段水資源有效利用率最高的農(nóng)田灌溉技術(shù)(據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),滲灌技術(shù)可以節(jié)水60%以上)。(2)避免土壤土質(zhì)下降,此灌溉技術(shù)是直接將水資源輸送至土壤中的農(nóng)作物根系,從而將水資源對(duì)于土壤的沖刷降至最低,有利于保持土壤的疏松、避免土壤鹽漬化、板結(jié)化。

      滲灌技術(shù)的主要缺點(diǎn)如下:(1)資金耗費(fèi)較大,維修成本較高。(2)對(duì)于土壤土質(zhì)要求較高,如果土壤黏性過大或者土壤中石塊較多,則無法進(jìn)行施工。(3)對(duì)于農(nóng)作物種植的表層土壤基本無灌溉能力,需要與其他灌溉技術(shù)相結(jié)合,才可以保證農(nóng)作物生長對(duì)水分需求。(4)施工對(duì)土質(zhì)要求較高,如果土質(zhì)為黏性較大、顆粒較小的沙黃土,該技術(shù)容易造成土壤深層結(jié)構(gòu)的破壞,出現(xiàn)底層塌陷現(xiàn)象。

      二、結(jié)語

      作為擁有十四多億人口的農(nóng)業(yè)大國,引入現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù),推動(dòng)農(nóng)業(yè)種植業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展是維系社會(huì)穩(wěn)定、保障國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行、構(gòu)建“內(nèi)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系”的關(guān)鍵,因此各地區(qū)的農(nóng)業(yè)部門應(yīng)充分發(fā)揮其職能,加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)部門的協(xié)調(diào)合作,構(gòu)建以精準(zhǔn)灌溉為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化農(nóng)作物種植體系,為我國農(nóng)田種植業(yè)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

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