节水灌溉技术在农田水利工程中的应用_彭建清.pdf

第 50 卷第 1 期农业工程与装备2023 年 2 月Vol.50No.1AGRICULTURAL ENGINEERINGAND EQUIPMENTFeb.2023节水灌溉技术在农田水利工程中的应用彭建清(甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 景泰 730400)摘要：随着我国农业发展逐步走向现代化、机械化、精细化，农田水利工程中传统的引水漫灌方式会造成水资源的极大浪费，既不符合精细化农业的作业标准，也无法满足现代农业的生产需求。以某茶园灌溉系统的改造工程为例，通过分析节水灌溉技术的优势，结合改造需求进行节水灌溉技术应用的可行性分析和参数计算。田间试验证明，选用微喷灌技术进行该茶园灌溉系统的改造和升级可取得良好的效果，可有效提升水资源利用率，保证茶叶的产量和品质。关键词：节水灌溉；农田水利；应用要点中图分类号：S275文献标志码：A文章编号：20968736(2023)01001203Application of water saving irrigation technology in farmland waterconservancy projectsPENG Jianqing(Gansu Jingtaichuan Electric Power Irrigation Water Resources Utilization Center,Jingtai,Gansu 730400,China)【Abstract】With Chinas agricultural development gradually toward modernization,mechanization and refinement,thetraditional diversion and flood irrigation in farmland water conservancy projects will cause a great waste of waterresources.This method does not conform to the operating standard of fine agriculture,nor can it meet the productiondemand of modern agriculture.This paper takes the renovation project of irrigation system of a tea garden as an exampleto carry out the research.By analyzing the advantages of water-saving irrigation technology and combining with thereconstruction requirements,the feasibility analysis and parameter calculation of water-saving irrigation technologyapplication are carried out.The case analysis and field experiments have proven that using micro sprinkler irrigationtechnology to transform and upgrade the irrigation system in this tea garden can achieve good results,effectively improvethe utilization rate of water resources,and ensure the yield and quality of tea.【Keywords】water saving irrigation;irrigation and water conservancy;application points近年来，我国在农业现代化建设上取得了重大成就，农业生产效率得到了显著提升，农业灌溉用水量也随之大幅增长。目前，我国部分地区在进行农业生产时仍沿用传统引水漫灌的方式，导致水资源利用率不高。将喷灌技术、微灌溉技术、渠道防渗透技术等新型节水灌溉技术应用于农业生产中，在确保农业灌溉用水充足的前提下，可有效提升水资源的利用率。作者简介：彭建清(1990)，男，甘肃景泰人，大学本科，工程师，主要研究方向为水利水电工程及灌溉工程管理。1应用节水灌溉技术的现实意义1.1提高水资源利用率建设农田水利工程的目的在于调节地区水情，改善农田灌溉方式，防治旱、涝、盐、碱灾害，以保障农业生产的稳产、高产。现阶段，我国水资源人均占有量仅为世界平均水平的 1/4 左右，属于水资源短缺国家，因此，在农田水利工程中利用节水灌溉技术建立一套完善的水资源循环灌溉系统，可以在满足农田灌溉用水的同时，提升水资源的利用率。1.2推动灌溉技术发展第 50 卷第 1 期彭建清节水灌溉技术在农田水利工程中的应用13随着我国农业现代化水平的不断提高，农田灌溉技术已经成为我国农业生产中不可替代的重要组成部分。我国幅员辽阔，不同地区气候、地质、水文条件存在较大差异，农作物生长规律也有很大不同。农田水利工程技术人员在开展节水灌溉技术推广工作时，需要根据区域实际条件以及作物生长规律做出科学规划，并在此过程中不断改进与完善节水灌溉技术，推动其持续发展，为区域农业经济的发展奠定良好基础1。2常用节水灌溉技术的种类2.1喷灌技术喷灌技术是利用水泵加压灌溉用水，通过输水管道将其运送至需要灌溉的区域，然后利用喷嘴将其以小液滴形态喷洒至土壤表面2。该技术的主要有以下两个应用特点：水资源利用率可得到显著提升；可以与半机械化技术相结合，实现自动灌溉，降低人力成本。2.2微喷灌技术微喷灌技术是指利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将水均匀地喷洒到作物枝叶等区域，属于节水灌溉技术中的一种。微喷灌设备喷头口径小、压力大，雾化能力强，具备提高空气湿度，降低局部环境温度等优点。运用微喷灌技术进行灌溉作业时，主要是利用设置在作物根部附近的喷嘴，通过小流量输送方式将水分和养分精准灌输至作物根部或土壤表面，为作物生长提供良好的水肥环境3。在农业生产中运用微喷灌技术不仅具备灌溉用水量较低、灌溉周期短、灌溉所需水压要求相对较低等优势，其灌溉精度也远超于传统灌溉方式，节水效果十分显著。2.3渠道防渗透技术在现有农田灌溉水利工程中，仍有部分渠道是由人工挖掘而成，经长时间使用，难免会出现渗漏现象，导致大量水资源浪费，严重影响灌溉效率。渠道防渗漏技术是对传统渠道灌溉技术的改造和升级，被广泛应用于农田节水工程中，可以有效解决渠道渗水问题，并大幅延长渠道的使用寿命。2.4滴灌技术近年来，随着滴灌技术应用成本的不断降低，其在农业生产中的应用越来越广泛。滴灌技术在实际应用过程中需要先对灌溉水进行过滤，将富含肥料的水滴通过微型喷头或滴管精准滴入植物根部。该技术的优势在于可大幅减少实际灌溉所需的时间成本以及水资源消耗量，在切实降低劳动强度的同时，有效提升了灌溉效率。3案例概述考虑到节水灌溉技术种类较多，选取微喷灌技术作为代表，结合实际案例对其应用要点进行具体说明。案例工程为某茶园灌溉项目，该地区自然降水仅能满足茶园 52%的灌溉需求。长期以来该茶园主要采大水漫灌方式进行灌溉，影响了茶叶的质量和产量。4微喷灌技术应用要点4.1微喷灌系统构成该系统主要由水源、首部枢纽、管道系统、微喷灌设备、自动化控制系统五部分组成。其中水源主要通过机房与塘坝相连，抽取灌溉用水；首部枢纽由过滤器设备、机泵设备、控制阀部件以及配水三通管组成；管道系统具体包括总干管、分干管、支管以及毛管等几部分，不同种类管道的管径也有所差异，通常有110、75、65、50、20等几种规格。技术人员布置干管、支管以及毛管位置时，可分别根据沿等高线垂直方向、地块走向、三行株距标准进行布局。在充分考虑实际应用需求的基础上，选择旋转式 S-0088 型喷头，作业直径为1.1m，湿润半径为 3.6m。4.2具体参数设定4.2.1灌水定额参数14农业工程与装备2023 年 2 月案例中，用以下公式对微喷灌灌水定额进行具体计算。m=0.1zp max min/n(1)式中，m表示区域内灌水定额(m3)；、z、p分别表示土壤定额、激化湿润层深度、土壤湿润比选，其数值分别取 1.6 g/cm3、1.5 m、70%；n表示利用系数；案例中区域设计灌水定额为 19 m3。4.2.2灌水周期参数案例中，用以下公式对灌水周期进行计算。T=Mn/Ea n(2)式中，T以及 Ea 分别表示灌水周期以及设计日耗水量，案例中 Ea 趋势为 5 m3/d，可计算出微喷灌灌水周期为 4 d。4.2.3一次灌水持续时间用以下公式对微喷灌一次灌水持续时间进行计算。t=InSeSL/q(3)其中，t表示一次灌水持续时间，单位为 h；Se以及SL分别表示碰头间距以及行距；以及q分别表示灌水有效利用系数以及喷头流量；In表示设计灌水定额。经过计算可得出一次灌水持续时间应为 7h。5自动化微喷灌系统应用成效运行测试证明，应用该系统后茶园内的水土条件得到有效改善，光、热、水资源的利用率得到优化。在对系统应用效果进行横向对比后发现，茶叶产量以及质量得到显著提升，自动化微喷灌系统的优势体现在以下两个方面。5.1节水效果显著提升微喷灌自动化系统在应用过程中，能依照湿度指标自动控制灌溉用水量以及供水速率，达到了精确控水以及节约水资源的目标。在实际灌溉作业过程中，喷头洒出的水可以均匀地分布于茶叶和土壤表面，随后逐渐渗入至根系土层之中。5.2茶叶品质以及产量得到显著提升搜集相关数据并对其进行横向对比分析，结果表明，在明显降低灌水量的条件下，微喷灌模式表现出较为显著的增产效果。在地面灌溉模式、一般微喷灌模式以及自动化微喷灌模式条件下，茶叶产量 分 别 为 825 kg/hm2、990 kg/hm2以 及 1072.5kg/hm2，由此可见，微喷灌模式的增产效果明显，其中尤以自动化微喷灌模式的增产效果最佳。参考文献1朱玉娟.农业节水灌溉技术推广过程中的问题及优化措施J.农业灾害研究,2021,11(12):146-147.2贺财.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用分析J.新农业,2021(22):17-18.3赵燕妮.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用J.智慧农业导刊,2022,2(2):61-63.责任编辑：张亦弛英文编辑：唐琦军