张恩东
摘 要 随着我国农业产业的不断发展，农田灌溉用水量逐渐增大，用水矛盾也日益突出，而农业现代化发展要求各地区在保障农田用水的同时节约水资源。为实现农田高效节水灌溉目标，促进农田水利事业的可持续发展，以甘肃省兰州市农田水利工程为例，简要介绍兰州市高效节水灌溉现状及滴灌、管灌等高效节水灌溉技术，并提出做好施工准备工作、完善基础设施、引进新技术、科学配置水资源及推进示范项目建设等高效节水灌溉技术发展思路。
关键词 农田水利；
节水灌溉技术；
甘肃省兰州市
中图分类号：S274 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.067
在农田水利工程建设过程中，为提高农田灌溉效率、节约水资源，相关技术人员应结合各地区实际的水利工程情况及农作物的用水需求，引进先进的节水灌溉技术，构建完善的农田水利灌溉体系。同时，在高效灌溉的基础上，提高农民节水意识，助力我国农业可持续发展。
1 推广高效节水灌溉技术的必要性
1）高效节水灌溉技术的实施与应用是实现农业现代化建设目标的重要条件。应用高效节水灌溉技术能在满足农作物生长需求的基础上，避免水资源浪费，保障农业发展过程中的生态效益，促进农业可持续发展。
2）高效节水灌溉技术的应用可有效减少农业用水量。将高效节水灌溉技术应用在干旱缺水地区能扩大农作物种植、灌溉面积，实现农业节水增产。通过提高水资源利用效率，可改善当地生态环境，预防次生盐渍化、水土流失等风险，保障种植区域的生态效益[1]。
3）通过应用高效节水灌溉技术，预防土壤环境恶化，可节约农田治理成本，减少农户劳动时间，提高农业生产力。同时，通过完善农业生产条件，实现农作物提质高产，产生良好的经济效益。
2 兰州市高效节水灌溉现状
为提高农业灌溉过程中的水资源利用率，甘肃省在农田灌区续建配套设施，并在农田水利工程的节水改造上投入大量的人力、物力、财力，因地制宜地推广节水灌溉技术，在甘肃省14个市（州）、50个县（区）发展高效节水灌溉技术。
1）兰州市在改良农业灌溉技术的基础上，从全局入手，实施大型泵站更新改造项目，利用高扬程水泵提高本地农田灌溉能力和灌溉保证率。当前，兰州市已累计完成改善灌溉面积1.04万hm2，促进了当地农业经济高质量、可持续发展。
2）根据《兰州市河西走廊国家级高效节水灌溉示范项目规划》，兰州市积极建设高效节水灌溉示范区，已完成永登庄浪河沿岸自流灌区、大通河沿岸自流灌区、红古湟惠渠灌区、永登西坪灌区、沈家岭灌区、榆中青电灌区和皋兰什川灌区等7个666.67～3 333.33 hm2灌区续建配套与节水设施改造。
3）兰州市因地制宜制订节水灌溉措施。例如，榆中县以往的农业生产中约有80%的水资源被用于农田灌溉，为实现节水目标，榆中县积极建设高效节水灌溉示范项目，通过应用管灌、滴灌等节水灌溉技术，榆中县每年节约灌溉用水398万m3，灌溉水利用系数由0.49提升至0.80。同时，高效灌溉节水技术的应用降低了用水成本，增加了农民收入，实现榆中县农业高质量、可持续发展，生态、经济效益双赢。
3 高效节水灌溉技术
3.1 滴灌技术
滴灌技术是一种新型高效节水灌溉技术，其基本原理是将具有一定压力的水过滤后，经管网以水滴的形式均匀地输送到农作物根部[2]。当前滴灌技术已进入自动化控制阶段，其不仅能减少水分蒸发，还能通过精准灌溉的方式满足农作物不同生长阶段的需水量，进而提高农作物成活率。相较于其他灌溉技术，滴灌技术灵活性强，管道设施可移动，且操作简单，自动化程度高，能高效完成农田灌溉任务。
为实现高效节水灌溉目标，在设计滴灌系统时应结合各地区实际情况，科学合理地规划设计滴灌系统。其中，管道选择、水质管理是滴灌技术的核心。各地区应结合当地的土壤、地势等自然条件，控制管壁厚度、管道直径、管材类型，预防管道阻塞和规划设置后期维护点[3]。
3.2 管灌技术
管灌技术是利用管道系统将水输送到农田灌溉区域内，然后经喷头将管道内的水喷洒到农田内。该技术既能保障灌溉均匀性，又能合理控制灌溉用水量，与传统土渠灌溉技术相比，管灌技术可节约35%～55%的水资源。管灌技术的管道系统为低压管道输水灌溉系统，是节水、节能型的新式地面灌溉系统，其基本原理是利用低耗能机泵或借助地形落差压力改变管道压力，然后将低压管网内的水源引流至农田内。在输配水上，管灌技术是以低压管网替换明渠输配水系统，该系统的工作压力比喷灌、微灌等喷洒口的工作压力低，仅需2～3 kPa，能有效节约运行期间的资源能耗，降低设施运行成本[4]。
4 发展新思路
4.1 做好施工准备工作
在农田水利工程建设过程中做好施工准备工作，是节水灌溉设施发挥作用的基础。应派遣专业人员全方位勘察灌溉农田区域的实际情况，分析农田地形地势、土壤养分、农作物特征，确保勘察结果的准确性、全面性。根据勘察结果，因地制宜选用灌溉技术，以实现农田高效节水灌溉，避免因水资源分布不均、设施配置不合理等因素影响农田灌溉效率和农作物产量[5]。
以兰州市永登县为例，永登县在推广应用高效节水灌溉技术时，坚持“依水源定区域、依水量定规模、依特色定产业”的原则，应用水肥一体化节水方案。同时，积极转变农民用水观念，创新農业生产节水模式、农业生产方式，建设高标准农田。在旱地变水地的前提下，将传统的“大水漫灌”转变为“精准滴灌”，促进粗放农业向精细农业、现代农业转型。兰州市永登县完成“精准滴灌”项目后，灌溉水利用率提高到0.9，每年可节约灌溉水量70万m3，每667 m2产量提高150 kg左右。同时，永登县积极调整农业产业结构，从传统单一的豆类、小麦、玉米向经济价值更高的蔬菜转型，综合测算后每667 m2增收400元左右。
4.2 完善基础设施
基础设施是实施各类高效节水灌溉技术的重要工具。因此，以各地区的农田水利项目为核心，进一步推进水利设施建设，为农业生产地区注入“源头活水”。
1）在兰州市加强水利基础工程建设、筑牢乡村振兴水利基础的大背景下，西固区新增大型泵站改造2座，中型泵站3座，可发展高效节水灌溉面积1 840 hm2；
完成农业水价综合改革总面积1 720 hm2，安装计量设施70处，改造末级渠系15.24 km。除此之外，西固区积极进行防洪治理和生态治理，建设农村水利设施，解决了农村水利基础设施薄弱的问题，让西固区的农田灌溉用水体系高效运行，为农业高质量发展提供强有力的水务保障。
2）以“放、管、服”为核心，持续深化农业水权水价改革。政府和市场共同协作，加强供给侧结构性改革和农业用水需求管理，健全农业水价机制，完善农田水利基础设施建设，建立水利工程台账，促进农业现代化发展。同时，测算农业用水成本，发放水利工程产权证书。
3）加强农业用水计量管理，全面安装灌区计量设施。例如，西固区在2018—2020年累计安装用水计量设施80套，其中张家台村、张家大坪村两个试点灌区安装计量设施40处，改造末级渠系9.77 km；
在范坪村、达家台村、中坪村、青石台村等灌区安装计量设施40处，改造末级渠系4 km。
4.3 引进新技术
1）引进生物技术。在农田水利工程运行期间，深入研究农作物生长习性，在农作物特定生理期内对农作物作亏水处理，提高农作物的抗旱能力，进而逐步提高农作物品质，防止农作物地上部分徒长，以实现高效节水目标，增加农作物生产的生态、经济效益。
2）引进3S技术。利用3S技术获取农作物生长信息，准确计算不同区域、不同种植主体的农田灌溉需求，根据农田实际需水量进行精准灌溉。
3）引进智能技术。相关人员融合生物技术、自动化、智能化、微电子技术，全程监测农田含水量和农作物含水量，将获取的数据上传至计算机系统后统一计算分析，根据系统分析结果进行精准灌溉。
4）优化开发新技术。各地区还应不断优化滴灌、管灌、微灌等高效节水灌溉技术，创新灌溉模式，开发节水高效灌溉的新技术、新手段，以适应新时期农田水利工程建设需求，满足农田灌溉期间农作物的生长需求。
4.4 科学配置水资源
我国水资源紧缺问题日益突出，在农业水利工程建设中，相关人员应综合分析现有水资源，合理配置农田水资源，实施分质供水。1）在建设高效节水灌溉工程期间，重视水生态环境保护，以绿色发展、可持续发展为目标，做好农业生产、农业生态用水期间的水利环境监测和水资源用量评估。2）配置农田水资源时，应坚持“总量控制、配额管理”的基本原则，明确各省市、各灌区的用水总量、用水指标，要求各灌区积极落实高效节水灌溉技术。3）可在灌区安装电子流量计，电脑远程监控分水点、水流量，将各灌区的灌溉用水量控制在合理范围内。
4.5 推进示范项目建设
相关人员要积极根据农田灌溉的实际需求，设计各项用水指标，建设高效节水灌溉技术体系，引导农民、用水单位严格控制农田用水量，树立节水意识。同时，在农业分区、集中连片灌溉的前提下，重视项目实施期间的农业效益，积极打造现代化的高效节水灌溉示范项目。示范项目选址时应坚持以下3个原则。1）优先选择水资源匮乏、地面高差大、自流灌溉难度大的区域。2）优先选择农作物种植种类多、经济相对发达的地区。3）选择支持、配合高效节水灌溉工程建设，且干部、农民节水意识较强的地区。这些地区的自然条件、农业条件或经济基础能有效适应和支撑高效节水灌溉技术的推广应用，项目建设快、效果明显，能对周围地区、其他地区起到良好的示范、带头作用。
例如，兰州市永登县在高标准农田建设项目中，同步推进高效节水灌溉项目建设，坚持将高效节水灌溉新技术作为现代农田建设核心。永登县在2019年高效节水灌溉项目中采用“管灌+喷灌”技术，将超333.33 hm2的山旱地变为水浇地；
在2020年高效节水灌溉项目中应用“管灌+滴灌”双节水模式，将超133.33 hm2山旱地变为水浇地；
全面推广落实水肥一体化技术，打造出农田灌溉与当地水源配置相适应的节水工程，起到了良好的高效节水灌溉项目示范作用，吸引周边地区积极参与高效节水灌溉项目建设。
5 结语
我国农业发展过程中，农田灌溉水资源短缺问题尤为突出。为在节约水资源的同时满足农田灌溉用水需求，各地区应结合当地种植作物的需水量和水利工程现状，及时完善基础水利设施，推广应用高效节水灌溉技术，引导农民落实节水措施，提高水资源利用效率和农田灌溉效率，推动农业生产实现现代化、可持续发展。
参考文献：
[1] 储佳琨.新形势下农田水利工程规划与高效节水灌溉技术分析[J].中国科技投资，2021（5）：147.
[2] 宗学才.东营市王庄灌区作物节水灌溉技术方法研究[J].陕西水利，2022（8）：61-63.
[3] 李永敏.农田水利高效節水灌溉技术的推广及应用研究[J].农业科技与信息，2022（15）：68-70.
[4] 潘菊梅.西北干旱地区高效节水灌溉技术应用分析[J].农业科技与信息，2022（12）：79-81.
[5] 陈哲威，任康宁，王影.高标准农田建设中节水灌溉技术应用[J].南方农机，2022，53（12）：190-192.
（责任编辑：张春雨）
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