高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的應(yīng)用

高效節(jié)水灌溉技術(shù)是當前農(nóng)田水利建設(shè)的主要發(fā)展方向。本文以甘肅省民勤縣為例，從微噴灌、滴灌、移動噴灌、地下灌溉和膜下滴灌5種主要的節(jié)水灌溉技術(shù)出發(fā)，介紹了節(jié)水灌溉技術(shù)在民勤縣的具體實施過程和應(yīng)用效果。通過科學(xué)規(guī)劃、精細設(shè)計，引入先進實用的節(jié)水灌溉技術(shù)等措施，可以有效提高民勤縣高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用效果。同時，要重視系統(tǒng)的運行管理和維護，強化科技支撐和人才培養(yǎng)，優(yōu)化服務(wù)體系，鼓勵社會資本投入，完善政策環(huán)境。

一、民勤縣的水資源狀況

（一）水資源的地理分布

民勤縣的水資源主要來源是地下水和天然降水。地下水資源主要集中在縣城及一些大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些深層含水層的地下水資源質(zhì)量較好，符合農(nóng)田灌溉和居民生活用水的要求。然而，由于地處內(nèi)陸干旱地區(qū)，民勤縣的年降水量總體偏少，且分布不均，主要集中在夏季，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)長期無有效降水的情況。

（二）水資源利用現(xiàn)狀

民勤縣的水資源主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，占全部用水量的大部分，居民生活用水和工業(yè)用水次之。近年，通過積極開發(fā)地下水資源和建設(shè)小型水庫，民勤縣在一定程度上緩解了水資源的供應(yīng)壓力，但受年降水量的持續(xù)減少以及地下水資源的過度開采的影響，導(dǎo)致水資源短缺的問題依然十分嚴重。

（三）水資源存在的問題

1.受氣候變化影響，年降水量持續(xù)減少，導(dǎo)致水資源總量有所下降。

2.由于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)和設(shè)備的落后，灌溉效率不高，大量水資源在運輸和使用過程中被浪費，進一步加劇了水資源的短缺。

3.隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，居民生活和工業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求持續(xù)增加，使水資源的供需矛盾日益突出。

因此，改善和優(yōu)化民勤縣的水資源利用，對民勤縣來說顯得尤為緊迫和重要。高效節(jié)水灌溉技術(shù)的研究和推廣，可以在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水安全的同時，顯著提高水資源利用效率，對改善民勤縣的水資源狀況具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的發(fā)展價值。

二、高效節(jié)水灌溉技術(shù)概述

水資源的有效利用和保護是農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要支撐。在干旱和半干旱地區(qū)，如何通過技術(shù)手段提高灌溉效率、減少水資源浪費、實現(xiàn)節(jié)水灌溉，是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域長期以來探索的重要課題。高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為解決這一問題提供了有效的技術(shù)措施。

（一）高效節(jié)水灌溉技術(shù)的定義與特點

1.高效節(jié)水灌溉技術(shù)的定義。高效節(jié)水灌溉技術(shù)指的是可顯著提高農(nóng)田灌溉水利用效率，減少水資源浪費的現(xiàn)代灌溉方式。這種技術(shù)能夠?qū)⑺苯訙蚀_地輸送到作物需要的部位，從而提高水分利用率，節(jié)約水資源，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.高效節(jié)水灌溉技術(shù)的特點。第一，該技術(shù)可準確控制灌溉水量，避免因過度灌溉而造成的水資源浪費。第二，該技術(shù)可以使水分更直接、更有效地送到作物需要的部位，從而提高作物的生長效率。第三，該技術(shù)可以通過靈活調(diào)整灌溉方式和時間，適應(yīng)各種氣候和土壤條件，使農(nóng)田灌溉更加科學(xué)、合理。

（二）高效節(jié)水灌溉技術(shù)的種類

1.微噴灌技術(shù)。微噴灌是一種利用壓力將水噴射到空中，形成微小水滴，通過空氣傳播到作物上的灌溉方式。微噴灌可以準確控制灌溉水量，避免過度灌溉和水分蒸發(fā)損失，適用于各種土壤和作物。

2.滴灌技術(shù)。滴灌是將水通過管道系統(tǒng)直接輸送到農(nóng)作物的根部或土壤表面的灌溉方式。滴灌可以使水分和肥料更直接、更有效地送到作物需要的部位，提高水分利用率，節(jié)約水資源，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.移動噴灌技術(shù)。移動噴灌是利用移動設(shè)備，將水以噴霧的形式均勻噴灑到田地的灌溉方式。移動噴灌設(shè)備可以根據(jù)田地的形狀和大小，靈活地進行灌溉，降低灌溉成本，提高灌溉效率。

4.地下灌溉技術(shù)。地下灌溉是通過在地下鋪設(shè)管道，將水分輸送到農(nóng)作物根部的灌溉方式。地下灌溉可以減少水分在地面的蒸發(fā)損失，使水分更有效地被作物吸收，適合在旱地農(nóng)業(yè)中應(yīng)用。

5.膜下滴灌技術(shù)。膜下滴灌是將滴灌與地膜覆蓋相結(jié)合的灌溉方式，可以顯著提高水分利用效率，減少水分蒸發(fā)，同時，對土壤溫度有一定的調(diào)控作用，有利于作物生長。

三、高效節(jié)水灌溉技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用措施

（一）微噴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用

1.微噴灌技術(shù)在民勤縣的實施過程。第一，制訂灌溉方案。基于該地的氣候條件、土壤類型、作物需求以及水資源情況，需要設(shè)計一份詳細且精準的灌溉方案，包括確定微噴灌系統(tǒng)的配置。例如，選擇合適的噴頭類型和大小，以便達到最優(yōu)的灌溉效果。同時，還需要確定灌溉時間和水量，以滿足作物的需求，避免水分的浪費。第二，安裝設(shè)備。在設(shè)計完成灌溉方案后，需要安裝微噴灌系統(tǒng)。這包括選擇合適的地點安裝水泵，連接管道，并在農(nóng)田中布置噴頭。在這一過程中，需要確保所有設(shè)備的正確安裝和連接，以保證灌溉系統(tǒng)的完整性和有效性。第三，調(diào)試系統(tǒng)。安裝完畢后，需要對微噴灌系統(tǒng)進行調(diào)試。這包括檢查水泵的運行狀態(tài)，確保管道無漏水現(xiàn)象以及驗證噴頭能夠均勻且精確地分散水流。調(diào)試階段至關(guān)重要，因為只有當所有元素都正常運行時，灌溉系統(tǒng)才可達到預(yù)期的效果。第四，操作和維護。在調(diào)試完成后，微噴灌系統(tǒng)即可投入使用。因此，為了確保其持續(xù)、高效地運行，需要定期進行系統(tǒng)的操作和維護。這包括根據(jù)天氣變化和作物生長階段，適時調(diào)整灌溉時間和水量以及定期清洗噴頭，防止堵塞。同時，還需要定期對水泵和管道進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即修復(fù)，以防止水資源的浪費。

2.微噴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用效果。微噴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用，取得了顯著的節(jié)水效果。由于微噴灌可以將水精確地送到作物需要的部位，大幅提高了水分利用效率，減少了因過度灌溉和蒸發(fā)造成的水資源浪費。同時，微噴灌技術(shù)還有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。微噴灌提供了更均勻的水分，有利于作物的生長，能夠提高作物的產(chǎn)量。另外，由于微噴灌能夠減少農(nóng)田表面的水分蒸發(fā)，有助于防止病蟲害的發(fā)生，進一步提高了農(nóng)作物的質(zhì)量。

（二）滴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用

1.滴灌技術(shù)在民勤縣的實施過程。在民勤縣，滴灌技術(shù)的實施過程具有嚴謹、精準的特性，主要包括以下步驟：第一，制訂滴灌方案。根據(jù)民勤縣的土壤類型（主要為輕壤土和沙壤土）、氣候條件（年均降水量在116～169.2 mm，年均蒸發(fā)量在2500～2700 mm）和作物種植結(jié)構(gòu)（主要為玉米、葵花、瓜果、蔬菜）制訂滴灌方案。一般情況下，玉米和葵花的滴灌帶間距設(shè)置為0.5～0.6 m，瓜類根據(jù)不同作物情況設(shè)置在1～1.5 m。灌溉頻率和水量會根據(jù)不同作物的生長階段進行調(diào)整，通常情況下，幼苗期和結(jié)果期的灌溉頻率較高，水量較大。第二，安裝滴灌系統(tǒng)。滴灌系統(tǒng)的主要組成部分包括水源、主管、分管和滴頭。其中，水源通常選擇地下水，主管和分管選用直徑為110～315 mm的PVC管材，滴頭的流量控制在1.8～3.2 L·h-1。在安裝過程中，需要考慮地形和作物種植結(jié)構(gòu)，以保證滴灌系統(tǒng)的覆蓋效果。第三，調(diào)試滴灌系統(tǒng)。通過開啟系統(tǒng)，檢查每一段滴灌帶和滴灌管是否能均勻流水，流量是否達到設(shè)計要求。同時，需要檢查主管和分管的連接是否密實，滴頭是否工作正常。第四，運行和維護滴灌系統(tǒng)。在運行過程中，需要根據(jù)作物的生長狀況和氣候變化，實時調(diào)整灌溉頻率和水量。例如，在高溫干旱期，需要每天灌溉1～2次，每次灌溉2～3 h。同時，每周至少進行1次系統(tǒng)檢查，清理滴頭和管道中的雜質(zhì)，保證系統(tǒng)正常運行。

2.滴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用效果。滴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用，實現(xiàn)了顯著的節(jié)水和增產(chǎn)效果。從節(jié)水方面看，滴灌技術(shù)將水直接輸送到作物的根部，極大地減少了灌溉過程中的蒸發(fā)和滲漏，節(jié)水效率明顯提高；從增產(chǎn)方面看，滴灌技術(shù)提供了作物生長所需的均衡、穩(wěn)定的水分供應(yīng)，避免了過度灌溉或水分不足帶來的影響，有利于作物的生長和產(chǎn)量的提高。因此，滴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用，對于改善當?shù)氐乃Y源狀況、提高水資源利用效率、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。

（三）移動噴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用

1.移動噴灌技術(shù)在民勤縣的實施過程。移動噴灌技術(shù)的實施過程在民勤縣具有其獨特性，主要包括以下步驟。第一，制訂移動噴灌方案。根據(jù)民勤縣的地形地貌、土壤特性、氣候條件及作物種植情況制訂合適的移動噴灌方案。在方案制定過程中，需要確定噴灌機的選型（例如移動式噴灌機，中距離噴頭等），噴灌機的移動路徑和速度以及灌溉的頻率和水量。第二，安裝移動噴灌設(shè)備。移動噴灌設(shè)備主要包括水源、供水管道、噴灌機及其配套的移動設(shè)備。在安裝過程中，需要將噴灌機安裝在預(yù)定的位置，連接好供水管道，并調(diào)試好移動設(shè)備。第三，對移動噴灌系統(tǒng)進行調(diào)試和測試。開啟系統(tǒng)，檢查噴灌機是否能夠按照預(yù)定的路徑和速度進行移動，噴灑的水霧是否均勻，覆蓋范圍是否符合設(shè)計要求。第四，系統(tǒng)的運行和維護。在運行過程中，根據(jù)作物的生長狀況和氣候變化，實時調(diào)整灌溉的頻率和水量。同時，定期進行系統(tǒng)的檢查和維護，防止噴頭堵塞，保證系統(tǒng)正常運行。

2.移動噴灌技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用效果。在民勤縣，移動噴灌技術(shù)的應(yīng)用效果顯著。第一，通過靈活移動噴灌，可提高灌溉效率和灌溉均勻度，減少了灌溉過程中的水資源浪費。第二，通過精確的灌溉控制，可根據(jù)作物的生長需求和氣候條件，提供適量的水分，從而提高了作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。第三，由于移動噴灌技術(shù)的靈活性和自動化程度較高，有效降低了人工操作的強度和復(fù)雜性，減輕了農(nóng)民的勞動負擔。

（四）地下灌溉技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用

1.地下灌溉技術(shù)在民勤縣的實施過程。實施地下灌溉技術(shù)的過程需要嚴密的計劃和精細執(zhí)行，涉及以下主要步驟：第一，進行綜合的田間調(diào)研和系統(tǒng)設(shè)計。這涉及對土壤物理性質(zhì)（如土壤類型、顆粒大小、孔隙度、滲透系數(shù)等）進行詳細的測定，以及對作物需水量、生長階段、根系分布等進行研究。在此基礎(chǔ)上，確定灌溉管網(wǎng)的深度（通常在30～50 cm）、管道間距（一般在0.5～1.5 m），并根據(jù)土壤水力傳導(dǎo)性能和作物需水量，設(shè)計灌溉頻次和灌溉量（每次為5～20 m3·hm-2）。第二，安裝地下灌溉系統(tǒng)。這包括挖掘深度為30～50 cm的溝渠，按設(shè)計間距布置并埋設(shè)滴水管（直徑通常在16～20 mm），然后連接主供水管道（直徑通常在63～110 mm）和配套的水泵（流量一般在10～50 m3·h-1）。這一過程需要保證管道連接處的密封性，防止泄漏，確保滴水孔（間距通常在30～50 cm）的位置準確，以保證灌溉均勻。第三，進行地下灌溉系統(tǒng)的調(diào)試和測試。這包括啟動水泵，檢查管道內(nèi)的水流狀態(tài)（壓力通?？刂圃?～2 Pa，流速在1～2 m·s-1），觀察滴水孔的滴水情況（滴水速度為每秒2～4滴），并對系統(tǒng)進行全面的泄漏檢查。第四，進行地下灌溉系統(tǒng)的運行和維護。根據(jù)作物生長情況和氣候條件，適時調(diào)整灌溉次數(shù)和灌溉量。同時，定期進行管道的清洗和檢修，保證系統(tǒng)正常運行。

2.地下灌溉技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用效果。地下灌溉技術(shù)在民勤縣的應(yīng)用效果十分顯著。第一，由于地下灌溉可以直接將水分輸送到作物的根部，其灌溉效率高，水分利用率得以提高，從而顯著減少了灌溉用水量。第二，地下灌溉可以有效避免水分的蒸發(fā)損失，適應(yīng)民勤縣的干旱和半干旱氣候條件。第三，地下灌溉對作物的生長環(huán)境影響小，有利于作物的健康生長，從而提高了農(nóng)田品質(zhì)。第四，地下灌溉系統(tǒng)的自動化程度高，降低了農(nóng)民的勞動強度和管理難度。因此，地下灌溉技術(shù)在民勤縣得到了廣泛應(yīng)用和推廣。

四、提升民勤縣高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用效果的策略

（一）建設(shè)高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的基本思路

堅持科學(xué)規(guī)劃，根據(jù)民勤縣的氣候條件、地形地貌、土壤類型和作物需水特性，制訂科學(xué)合理的灌溉方案。盡可能采用先進、適用的節(jié)水灌溉技術(shù)。如滴灌、噴灌、膜下灌等技術(shù)，既要考慮技術(shù)的先進性，也要考慮其在實際條件下的適用性。重視系統(tǒng)的運行管理和維護。建立健全灌溉設(shè)施的運行維護制度，定期進行設(shè)備檢查和維護，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。增強農(nóng)民的節(jié)水意識和技術(shù)水平。通過培訓(xùn)、演示等方式，使農(nóng)民了解節(jié)水灌溉的重要性，掌握相關(guān)知識和技能，提高其節(jié)水灌溉的主觀能動性。

（二）提升技術(shù)應(yīng)用效果的具體策略

1.加強科技研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新?；诿袂诳h的地理、氣候和作物種植特點，與研究機構(gòu)或高校合作，深入研發(fā)和創(chuàng)新適用于當?shù)氐墓?jié)水灌溉技術(shù)。這需要投入更多的科研資金，引進專業(yè)研發(fā)團隊，開展有針對性的科技項目。

2.建立和完善人才培養(yǎng)機制。通過與專業(yè)教育機構(gòu)合作，開展職業(yè)培訓(xùn)和教育，培養(yǎng)具有專業(yè)知識和技能的農(nóng)田水利建設(shè)技術(shù)人員。此外，還應(yīng)該建立獎學(xué)金或獎勵機制，吸引和激勵更多的人才加入農(nóng)田水利建設(shè)的研究和實踐。

3.優(yōu)化服務(wù)體系。建立完善的農(nóng)田水利服務(wù)體系，包括技術(shù)咨詢、項目設(shè)計、施工安裝和運行維護等服務(wù)。通過線上和線下的方式，提供方便快捷的服務(wù)，幫助農(nóng)戶解決實際問題。

4.鼓勵社會資本投入。通過制定優(yōu)惠政策，如減稅、補貼和低息貸款等，鼓勵和吸引社會資本投入農(nóng)田節(jié)水灌溉設(shè)施的建設(shè)和改造中。通過公私合作伙伴關(guān)系（PPP模式），加快農(nóng)田水利設(shè)施的建設(shè)和升級。

5.完善政策環(huán)境。政府應(yīng)出臺更多有利于節(jié)水灌溉技術(shù)推廣應(yīng)用的政策，包括提供資金支持、優(yōu)化行政審批流程、加大執(zhí)法力度等，以營造有利于高效節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的環(huán)境。

五、結(jié)語

高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的應(yīng)用具有重要的理論和實際意義。民勤縣的實踐表明，這些技術(shù)在提高灌溉效率、節(jié)約水資源、促進作物增產(chǎn)、保護環(huán)境等方面發(fā)揮了積極作用。然而，如何進一步提高這些技術(shù)的應(yīng)用效果，既需要不斷提高科技創(chuàng)新能力，又需要完善相關(guān)的政策支持和服務(wù)體系。希望該研究可為民勤縣乃至全國的農(nóng)田水利建設(shè)提供有益的參考和啟示，推動我國農(nóng)田灌溉事業(yè)的健康發(fā)展，為實現(xiàn)國家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

作者簡介：趙一軍（1971—），男，甘肅民勤人，大專，工程師，主要從事水利運行管理工作。