鄭彩萍

關鍵詞： 小型農(nóng)田 水利灌溉 節(jié)水技術 措施

中圖分類號： S274 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0152-03

伴隨著社會經(jīng)濟的增長，我國農(nóng)村經(jīng)濟已有顯著提升，這主要歸功于科學地管理農(nóng)田，不僅確保了農(nóng)田的適宜耕作，也達到了節(jié)約用水的灌溉工程建設的目標。鑒于中國作為一個農(nóng)業(yè)強國，水資源構成了中國社會生態(tài)環(huán)境發(fā)展的核心元素，因此推廣節(jié)水灌溉技術已成為當務之急。盡管我國如今的農(nóng)業(yè)水利設施仍面臨許多技術問題，但對于微型的農(nóng)業(yè)水利設施的節(jié)約用水技術，必須給予充分的關注。人們要清楚地理解農(nóng)業(yè)節(jié)約用水的規(guī)定和發(fā)展方向，以適應鄉(xiāng)村經(jīng)濟的長期增長需求。

1 小型農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術的意義

1.1 改善生態(tài)環(huán)境

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求非常緊迫，水資源的充裕程度會直接決定農(nóng)業(yè)的進步。換句話說，利用高效的節(jié)水灌溉技術在農(nóng)田水利工程中，不僅能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水資源需求，還能有效地增強淡水資源的使用效率，促進農(nóng)業(yè)的高效生產(chǎn)，提升農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟收益，這對于改善生態(tài)環(huán)境和后續(xù)的生態(tài)環(huán)境開發(fā)具有重要的現(xiàn)實價值［1］。

1.2 提高農(nóng)作物產(chǎn)量

節(jié)水灌溉技術可以有效降低農(nóng)田水利工程中的耗水量，同時增加作物的生長速度和產(chǎn)量。通過優(yōu)化灌溉方式和時間安排，使作物吸收水分更合理，從而達到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的。

1.3 節(jié)約能源成本

節(jié)水灌溉技術可以通過控制灌溉量和灌溉周期，最大限度地減少電力消耗和燃料費用。這樣，農(nóng)民就可以節(jié)省大量用于購買電能和燃料的資金。首先，節(jié)水灌溉技術通常比傳統(tǒng)的灌溉方法更簡單易行，并且不需要太多的人力投入，能夠幫助農(nóng)民獲得更高的利潤。其次，節(jié)水灌溉技術還可以減少廢水排放量，為環(huán)境保護事業(yè)做出貢獻。

1.4 提高農(nóng)業(yè)收益

農(nóng)業(yè)受到氣候條件的限制。農(nóng)作物的產(chǎn)出與降雨量緊密相連，但同樣也會面臨氣溫高低、干旱多雨等自然災害的威脅，這對農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化過程造成了阻礙。然而，在實施高效節(jié)水灌溉技術之后，水資源的利用效率和農(nóng)業(yè)的防災減災能力顯著增強，農(nóng)作物的健康生長得以保障，農(nóng)業(yè)的收益也隨之提升。

2 小型農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術

2.1 人工漫灌

人工漫灌是一種新型的節(jié)水灌溉技術，它可以在旱季期間進行灌溉工作。這種技術的特點是可以保證作物的正常生長發(fā)育，同時也可以避免大量水資源的浪費。此外，人工漫灌技術也可以減輕地下水開采的壓力，有利于保護水源環(huán)境［2］。因此，中國的農(nóng)村開始在新型農(nóng)村建設項目和農(nóng)業(yè)結構調(diào)整項目中積極推廣管道輸水技術，對小規(guī)模農(nóng)田的水利灌溉進行改良。這種技術的優(yōu)勢能夠根據(jù)各種環(huán)境進行調(diào)節(jié)和均衡灌溉，便于實施機械化的操作，降低管理人員的數(shù)量，降低勞動力開銷，同時也能達到節(jié)約用水的灌溉目標。

2.2 滴灌和微灌

滴灌方法是一種在有灌溉系統(tǒng)的農(nóng)田中，使用如毛管、塑料管道等低壓工具來運輸水，然后借助這些工具的微小空隙施加壓力，把灌溉液推向植物根部的周圍土地，從而達到平衡吸收和積累，最終達到節(jié)省水資源和肥料的效果［3］。微灌的定義是，將特定比例的肥料、灌溉水和生長調(diào)節(jié)劑等混合并調(diào)勻，然后通過微灌管道系統(tǒng)進行輸送，在作物的根部附近構建一個微型水庫，以滿足作物對水分和營養(yǎng)的需求。

（1）對土地的水分情況進行研究。土地的水分濃度對微灌溉的成功有著決定性的影響。微噴灌機的操作過程必須維持適當?shù)墓ぷ鲏毫?，這將導致負壓與正壓的出現(xiàn)。（2）為了滿足農(nóng)作物的發(fā)展需要及保持灌溉的均勻，應該采取如管道系統(tǒng)和滴頭控制等方法來搭建灌溉系統(tǒng)，同時，應該把灌溉管設計為垂直的管道系統(tǒng)［4-5］。（3）必須確保滴灌管和地表是垂直排列的，以避免滴頭被阻塞；確保充分的水流，以維持根部附近的土壤處于潮濕的環(huán)境；確保滴灌管被穩(wěn)固地放置在地表或者支撐架上；而且滴灌管需要被安裝在灌溉渠道（微噴式灌溉渠道）內(nèi)。（4）微噴滴灌設備應置于農(nóng)田中，并保持與植物的距離約為10 cm。（5）為了延長管道的使用壽命，需要確保水流不會對其造成沖刷，同時微灌水器的設置方向也需要有利于作物的根系發(fā)育和操作。

2.3 渠道防滲與襯砌

對于農(nóng)田灌溉來說，防止?jié)B透和進行襯砌不僅是實現(xiàn)其有效作用的關鍵策略，同時也是增強農(nóng)業(yè)灌溉使用水量的主要方法［6］。然而，傳統(tǒng)的水利渠道襯砌通常使用的是砌石結構，這樣的方法容易導致滲漏、水位下降以及維修成本過高。通過引入先進的渠道襯砌技術，能夠成功地規(guī)避之前的一些弊端。該類型的渠道襯砌設備擁有堅固的結構、高度的防壓防滲性、快速的建造時間以及較少的保養(yǎng)成本。相比之下，傳統(tǒng)的水利渠道襯砌通常使用混凝土，但是這樣的做法會導致產(chǎn)品的質(zhì)量不夠穩(wěn)定，并且建設效率也相對較低。伴隨現(xiàn)代科技的持續(xù)進步和運用，新穎的防滲及襯砌方法已經(jīng)被大規(guī)模地引入并使用于農(nóng)田灌溉。

2.4 管道輸水技術

2.4.1 高壓供水

借助高壓泵把高壓的水流至儲水庫，接著經(jīng)過增壓與篩選，最終經(jīng)由供水管路引導至農(nóng)田建設。

2.4.2 低壓供水

在供水系統(tǒng)里，使用低壓供水管路作為終點，把水流引導至農(nóng)田建設終點。

2.4.3 自動化操作

利用智能化的控制器來操作管道系統(tǒng)，以達到管道灌溉的全流程?？紤]到其高度的靈活性、適應力以及穩(wěn)健的特點，這種輸水系統(tǒng)已經(jīng)被廣大的農(nóng)田灌溉工作所采納。

2.5 水肥一體化系統(tǒng)

首先，把水溶性肥料、水以及營養(yǎng)液經(jīng)由管路系統(tǒng)混合，待它們完全溶解之后，再把它們傳遞到植物的根部。其次，依照農(nóng)作物的各個成長階段以及土地的水分、營養(yǎng)情況，選擇恰當?shù)臅r機和地點實現(xiàn)肥料的有效施用。盡管傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉技術主要依賴肥料的葉面噴灑，但其實際應用并未達到預期的效果。這是由于肥料的成分豐富，而且水分充足，這些都阻礙了植物的根部發(fā)育。只有當作物處于生長階段或者土壤濕度低的時候，人們才會考慮施用肥料。再次，因為滴頭的阻塞、管路的破損，灌溉所需的水分和營養(yǎng)元素的分配可能會出現(xiàn)失調(diào)，這會對植物的健康生長產(chǎn)生負面效果。最后，傳統(tǒng)的農(nóng)田滴灌方式依賴于眾多的手動操作以及保養(yǎng)設備，這也帶來了人力資源的浪費和勞動成本的增加等一系列問題。一體化的水肥技術能夠顯著地規(guī)避這些缺陷，增強農(nóng)業(yè)的水資源使用效益。

3 小型農(nóng)田水利工程實施高效節(jié)水灌溉技術的具體發(fā)展策略

3.1 合理分配水資源

由于我國面臨著嚴峻的水資源短缺問題，因此，必須堅決維護水資源的公平分配與利用，并且對水資源的利用效果進行適當?shù)墓芾?。在促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的提升階段，除了關注農(nóng)業(yè)的發(fā)展，更需要重視水資源的高效、適當?shù)睦?。在實施農(nóng)業(yè)灌溉的節(jié)水策略中，需要全面評估本地的具體情況，對此地的地形條件及其水資源的分配有深入的了解，這樣才能最大限度地發(fā)揮水資源的效益。此外，農(nóng)業(yè)發(fā)展應該努力實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟的平衡發(fā)展，確保農(nóng)業(yè)經(jīng)濟穩(wěn)定、順暢地發(fā)展，同時也應該盡力保持生態(tài)環(huán)境的完備。在開始實施水利灌溉節(jié)約用水的計劃之前，必須對本地的水資源及其環(huán)境做出有力的管理和評價，從而盡可能充分地使用水資源。另外，必須妥善、有力地管理所有需要灌溉的小型農(nóng)田，倡導“節(jié)約用水”的理念，確保每一處需要水的區(qū)域都可以獲取充足的水資源，這樣才能達到最大化的水資源使用，促進農(nóng)業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定增長。

3.2 積極采用高效且節(jié)約用水的技術

農(nóng)業(yè)要達到優(yōu)秀且完美的水利灌溉結果，技術的應用至關重要，尤其是在節(jié)水方面的技術應用。這就讓引入尖端技術變得必然，因為這些技術能夠顯著增強水利灌溉的節(jié)水能力。目前，多種創(chuàng)新的水利灌溉節(jié)水策略已經(jīng)被普遍應用。（1）基于生物科學的水利調(diào)控灌溉技術，主要核心就是根據(jù)農(nóng)作物的生長周期進行灌溉調(diào)整，即能夠在特定的時間范圍內(nèi)使農(nóng)作物保持濕潤。通過限制它的過度擴張，從而優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品的性能與質(zhì)地，實現(xiàn)了在水資源管理中的有效節(jié)約，并提升了經(jīng)濟回報。（2）3S 技術是一種把GPS、GIS 和RS 先進的科學技術與水利灌溉結合的手段。借助3S 技術，人們能夠?qū)r(nóng)作物的發(fā)展狀況有更為深刻且完整的認識，同時也能獲取農(nóng)作物成長的全部數(shù)據(jù)。借助電腦中的數(shù)據(jù)分析，能確定最佳的水利灌溉時期，從而達成高效且節(jié)約的灌溉目的。

3.3 建設智能平臺

我國小型農(nóng)田灌溉項目的智能化管理和自動化供水系統(tǒng)通常包括終端設備、遠程監(jiān)控的灌溉區(qū)域設備以及管理信息處理中心。

3.3.1 農(nóng)戶與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機構的終端

此終端系統(tǒng)能對農(nóng)田使用水資源實時跟蹤，并且能夠向使用者提供數(shù)據(jù)檢索與在線服務。

3.3.2 信息處理中心

該中心的主要職責是對用戶進行查詢和數(shù)據(jù)分析，向他們提供有關水資源的信息，同時也為各種農(nóng)作物制訂水資源的使用計劃。智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括傳感器、信號收集、設備操作以及決策算法等元素。該系統(tǒng)主要利用傳感器獲取土壤的水分含量和環(huán)境參數(shù)，然后通過傳輸設備把這些信息發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。服務器會把這些信息傳遞給各地的用戶端，以便收集數(shù)據(jù)。這個系統(tǒng)不僅僅可以監(jiān)測用戶的用水量，還可以通過手機App 快速了解各農(nóng)田的土壤濕度狀況，迅速了解農(nóng)田的水分需求。由于各地的土壤濕度有所不同，所以這將為農(nóng)業(yè)灌溉提供有力的引導。

3.2.3 決策算法

采用模糊推理理論構建的決策分析算法，可以深入探究影響配水策略好壞的所有要素，并在此基礎上提供最合理的配水策略及其相關參數(shù)。

3.4 科學選擇灌溉技術

以往的水利農(nóng)田灌溉活動，因為對所栽培的農(nóng)作物品種及其周邊的環(huán)境狀況缺乏深入的理解，所以在灌溉過程中，水資源的使用并未達到最佳狀態(tài)，這就導致了農(nóng)田灌溉的用水量與真正的需要之間存在顯著的誤差。現(xiàn)代化的農(nóng)耕活動需要考慮所種植的農(nóng)作物種類及所處的自然環(huán)境，從而挑選出既科學又適合的節(jié)約用水技術。同時，結合我國的農(nóng)作物種類及自然環(huán)境，確定最佳的水資源管理技術。在選擇適合的水利節(jié)約灌溉策略時，需要優(yōu)化一些產(chǎn)值并不顯著的農(nóng)業(yè)作物的灌溉方式，并且關注提升水資源的使用效率，持續(xù)推動那些投入較少的節(jié)約灌溉技術的探索和創(chuàng)新。例如：采用減少冬季灌溉、無須耕種、覆蓋秸稈和壟溝灌溉等節(jié)約灌溉的策略。在某個特定區(qū)域，如果能夠提高投資，并采取適當?shù)拇胧﹣硎褂眯∫?guī)模的農(nóng)田噴灌和滴灌，就能夠大幅降低水資源的使用，從而明顯提升農(nóng)作物的產(chǎn)值。

4 結語

綜上所述，為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須要加強對小型農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術的研究，并提出相應的改進方案。只有這樣才能有效地解決當前農(nóng)業(yè)灌溉面臨的問題。通過采取科學而恰當?shù)墓喔确椒?，對土地實行高效的?jié)水灌溉，既能保障農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，又能維護生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。此外，通過構建一個科學而有成效的水利灌溉節(jié)水工程，最大限度地運用農(nóng)業(yè)的水資源，為農(nóng)戶帶來更多的利益，保證他們的實際生產(chǎn)，從而推動中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的長期增長。