关于农田水利灌溉模式和节水技术措施的运用_陈得者.pdf

农艺144 2023 年 8 期 摘 要：从农业发展现状来看，农业用水供给不足和现代农业发展矛盾突出。为推动现代农业的发展，需加强生态环境的保护，提高水资源的利用率，优化各类资源的配置。在农田灌溉方面做到精准灌溉和节水灌溉，有着重要的意义。现针对农田水利灌溉模式和节水技术措施运用相关问题，展开具体的论述，提出相应的策略。关键词：农田水利；灌溉模式；节水技术措施关于农田水利灌溉模式和节水技术措施的运用杭州水利水电勘测设计院有限公司 陈得者近年来，浙江以提升农业综合生产能力为导向，大力推进农业“两区”建设，高标准农田建设不断加速。截至2022年10月，浙江累计建设并上图入库高标准农田1987万亩。浙江全省农田水利设施加快提升改善，大中型灌区现代化改造深入开展，农田灌溉、防洪排涝能力持续增强。目前，浙江有万亩以上灌区122处，骨干设施完好率达85%以上，有效灌溉面积763万亩，灌溉保证率达80%以上，农田灌溉水有效利用系数为0.606，处于国内较高水平。“浙江经验”可为推动现代化农田灌溉模式的发展提供支持，具有学习参考价值。1农田水利灌溉的要求近年来，各地区不断加大农田水利灌溉的投入力度，力求不断扩大有效灌溉面积，提高耕地灌溉率，保障国家粮食安全。从农田水利灌溉的开展来说，需达到以下要求：一是高效。农田灌溉的需求很大，但水资源匮乏问题突出，如何实现精准高效灌溉是研究的重点。在灌溉中引入科技手段，打造智慧灌溉模式，完善灌溉基础设施，形成完善的管网系统，支持精准高效灌溉。二是节水。我国水资源匮乏，而农业发展对水资源的需求很大，且受到气候和其他因素的影响，很容易遇到干旱问题，影响到农业生产效益。在农田水利灌溉中加大对节水技术措施的推广运用，减少水资源浪费，提高水资源利用率。2农田水利灌溉的主要模式2.1粗放式灌溉模式一直以来，我国农业生产中采取的都是大水漫灌模式。此农田灌溉方法的操作简单，将水域或周围河道中的水引入到农田，便能够实现全面灌溉。不过，对于淡水资源匮乏的地区不适合采用粗放式灌溉模式。采取漫灌模式，极易引发土壤呼吸性能的变化，使得土壤中有机物质降低，甚至出现有益微生物大量死亡的情况，造成土壤板结严重，而且大水冲刷会造成地表土被冲走的问题，使得耕作层变浅，使得土壤的生产能力降低，难以保障农作物的产量与品质。随着农田灌溉要求的不断提高，粗放式灌溉模式不再适用，需积极探索科学高效的灌溉模式。2.2科学高效灌溉传统的农田灌溉中，主要是根据单点土壤水分信息进行灌溉决策，新型的农田灌溉决策技术就成了作物水分诊断技术、灌溉预警决策与天气预报信息，通过利用实时化气象信息辅助决策，指导更大规模的作物灌溉，切实提高灌溉管理的科学性，并且有效提高灌溉水的利用率。在实际应用中，基于气象站每日采集的气象数据信息，利用内置的主要作物的耗水量计算模型模块，比如小麦和玉米，能够快速预报灌水日期。与此同时，还可以计算作物的灌溉量，制定适合农作物生长的灌溉策略，可以帮助农户减少用水管理时间成本。利用农田灌溉决策技术，能够获得有效的灌溉方案，做到精准高效化管理。随着新型设备的研发，例如农田灌溉指导器，为数字化农田灌溉技术的推广，提供了更多高性价比的设备选择。在实际应用中指导器可以提供网络界面，为种植者提供高质量的生产管理方案，使其可以根据气象站提供的日水分蒸发量数据做到精确灌溉，避免产生水分浪费。2.3智慧精准灌溉模式随着农田水利灌溉要求不断提高，智慧灌溉模式被积极推广应用。智慧灌溉模式是应用新一代信息技术赋能农田灌溉工程，基于数据信息和模型算法以及装备产品等，实现农田灌溉全过程全环节的数字化、网络化以及智能化，促使节水、高效、高产、优质协同。从智慧灌溉的发展来说，将会朝向“信息感知数DOI:10.15989/ki.hbnjzzs.2023.08.040农艺2023 年 8 期 145字化、变量作业精准化、决策支持智能化、应用服务场景化”，搭建农业水效全国一张网，提高灌溉全过程智慧化管理的水平，通过科技支撑现代化农业的发展。以绍兴市越城区为例，充分利用数字化优势，在田间打造首个智能化控制系统，实现了精准灌溉、尾水循环利用。在民乐园乡综合体中，配套了智能化灌溉控制系统，助力精准灌溉。利用控制可以开启出入口阀门，做到农田地块的精准灌溉，替代了传统漫灌方式。经过灌溉后，尾水利用集中回收循环实现再利用，达到了高效节水的目标。在系统构建方面配置了15个球形监控摄像头，并且配套8个视频监控与1个显示端，形成综合管理平台可做到全过程监管，实现灌溉用水的精准监测、统计、反馈以及预警闭环化。今后，越城区每年都会投入一定的资金，用于进行农业灌溉工程的更新升级和农田水利设施的维护以及精准补贴等。此外，以农业灌溉工程更新升级为载体，创新农田节水灌溉新技术，并且推动数字化智能管理新模式。3农田水利灌溉中的节水技术措施3.1喷灌节水技术农田水利灌溉中采用喷灌技术，利用压力设备对水体进行加压处理，经过管道运输达到灌溉地点，借助喷头装置形成细小致密的水珠，进而实现农作物的全面灌溉，可以模仿自然降雨特征，保证水分布的均匀性，同时可以缓慢渗透到土壤中，避免引发土壤板结。常用的喷灌技术，主要包括固定喷灌模式、半移动喷灌模式以及移动喷灌模式。在实际应用中可结合土壤的实际情况，选择适宜的喷灌技术，提高节水灌溉的效率。目前，各地区高度重视高标准农田建设，积极推进改扩建工程，采取系列工程措施，推进农业集约化、规模化以及现代化生产。其中，灌溉与排水工程为重要内容。在推进高标准农田建设工作的同时，积极推广节水滴灌农业种植技术，构建高效节水滴灌系统，结合农作物生长的水肥需求，实现精准化灌溉和管理。基于高效的滴灌技术，建设高效节水农田，促进农业增产增收。3.2管道节水灌溉技术从农田灌溉节水技术措施的运用分析，管道节水灌溉技术应用广泛，为高效节水灌溉提供了支持，有利于促进农业增产增收。以胥仓高标准农田示范区项目为例，建设面积为3302亩，项目总投资额为4500万元。在项目中采用了管道节水灌溉技术，工程建设后灌溉水利用率可以达到85%，有效灌溉覆盖率可以达到100%。从管道节水技术的应用来说，主要是用管道替代明渠，属于输水工程措施，利用一定的压力，将灌溉水由分水设施运输到田间地块，可直接通过管道分水口分水进入到田间沟、畦或者在分水口位置连接软管输水进入到沟、畦。相比传统的明渠灌溉，采取管道输水灌溉技术，不仅可以节水省地，还能够省工且能耗比较低。采取管道节水灌溉技术可获得以下优势：一是节约用水。通常来说，管道输水时主要采用地埋式，可以消除渗漏损失与蒸发损失，提高水利用系数。相比土渠或者混凝土渠，节水效率更高。二是节约土地资源。将管道铺设在地下，可以减少渠道建设对耕地的占用，达到资源节约的目的，提高了土地资源的利用率。三是输水效率高。采取管道输水灌溉节水措施，相比土渠输水速度更快，且可以保证供水的及时性，能够缩短轮灌的周期，优化田间灌溉的条件，实现适时适量灌溉，可满足作物生长的基本需求，促进增产增收。在实际应用中结合运用智慧手段，配套自动化控制系统，可进一步提高管道灌溉的效率和节水水平，促进农田智慧化灌溉的发展1。3.3滴灌技术农田灌溉中采用的滴灌节水技术，是基于传统技术进行调整的新型灌溉技术。在大风天气下滴灌节水技术的应用，受到外界自然因素的影响很小，可保证灌溉的均匀性和针对性。从滴灌节水技术的原来来说，可结合农作物生长发育的具体需求，精准补充水分。通过田间地块敷设滴灌带，配置灌水器对农作物根部进行精准的水分供给，做到均匀灌溉和精准灌溉。常用的滴灌设施为半固定式滴灌设施与固定式滴灌设施，主要组成包括储水装置、管道和滴头。采用的滴灌方法，相比传统的喷灌更具有节水优势，借助自动化系统，可以实现农作物的精确灌溉，增强土壤肥力，改善土壤结构，保证农作物根系向着纵深方向生长。在实际应用中结合农田水利灌溉的需求，选择适宜的灌溉技术，构建完善的灌溉系统，支持精准高效智慧化灌溉的实现2。4农田水利灌溉中节水技术措施的推广策略4.1结合水利发展目标推进节水改扩建工程根据杭州水利发展规划分析，十四五期间将会积极开展水安全保障行动，围绕高标准建设水利基础设施和高效能推进水利治理能力现代化，为杭州高水平打造“数智杭州宜居天堂”、争当浙江高质量发展建设共同富裕示范区城市范例提供水安全保障。从发展任务来看，水利基础设施建设为重点内容。通过加大投资力度，完善水利基础设施，推广数智化管理技农艺146 2023 年 8 期 术，打造高水平的水利工程，有效发挥水利的灌溉功能和其他功能，保障区域社会经济的稳定发展。基于水安全保障计划的实施背景，以高标准农田建设为契机，同步做好节水技术的推广，实现精准灌溉和智慧灌溉，促进农业高质量发展。4.2完善智慧灌溉基础设施从推动农田精准智慧灌溉发展的角度来说，要积极完善基础设施，支撑高效节水灌溉3。一直以来，农田灌溉采用的是粗放式模式，加之田间设施配套不完善，水资源利用率不高，造成了地下水位下降和土壤板结以及农业种植结构单一等各类问题。为推动农业现代化发展，提高农田灌溉的水平，在推进高标准农田建设的同时，积极发展高效节水灌溉，加强基础设施的建设，推广地下管道输水方式，铺设农田滴灌设施，建设高效节水灌溉农田。根据采用的灌溉节水技术要求，配置相应的基础设施，比如绞盘喷灌机组、滴灌设施以及节水管道、减压器等。与此同时，引入水肥一体化灌溉技术，进一步提高灌溉的效率，减少化肥使用量，实现水肥的有效控制。结合农田灌溉管理的需求，建立智慧农业自动化灌溉管理系统，远程监测水源井和各个水池水泵的电压、电流以及运行状态、故障状态等，实现水泵的自动化启停控制和阀门开关的自动化控制，实现逐级自动化蓄水灌溉，根据农田土壤墒情自动化灌溉。在系统建设时，结合实际需求选择水泵控制方式，比如现场手动控制、监控中心远程手动控制以及自动逻辑控制。采用无人值守自动逻辑控制模式，实现蓄水池长期自动化蓄水，强化水泵的保护，保证灌溉供水正常。利用自动化控制系统，监控中心可以结合各级水池水位，自动化控制进水阀门和上一级水泵的运行，能够实现长期自动化蓄水4。基于自动化控制系统，实现科学自动化节水灌溉。为提高农田灌溉智慧化水平，需加大信息化建设的投入，支持农田现代化建设。4.3加大节水的宣传力度农田水利灌溉中积极推广节水技术措施，对促进农业持续化发展，可起到积极的促进作用5。为有效发挥灌溉节水技术措施的运用价值和优势，加大节水的宣传力度，调动群众的力量，共同做好农田灌溉节水工作，有着重要的意义。当人们充分认识到科学高效灌溉和智慧灌溉的应用价值后，将会更加积极主动地参与节水技术推广，促进水利灌溉水平的提高。因此，要结合农田灌溉技术推广工作，通过多样化方式做好节水宣传6。利用新媒体渠道，形成全方位覆盖的节水宣传局面，面向全社会进行节水宣传。在田间地头与群众面对面交流，做好节水灌溉技术应用效果的释放宣传，使其可以感受到节水技术措施的应用价值，进而获得更多的支持，助力农业现代化发展。4.4提高农田水利工程质量为保障农田水利灌溉的效率和效果，有效发挥节水灌溉技术的应用优势，要注重提高农田水利工程的质量7。根据当前农田水利灌溉工程的实际情况，积极推进改建和新建工程，运用现代化灌溉理念，引入新技术和新手段，打造高质量的农田水利灌溉工程，助力精准高效灌溉和智慧灌溉的发展，创造更多的效益。在进行农田水利工程建设时，做好施工全过程的质量控制，保证水利基础设施的完善性和利用效果，避免影响到后期的灌溉工作开展，保障智慧灌溉和精准灌溉的实现。此外，还需要做好农田水利灌溉工程运行的管理，维护好基础设施，消除存在的隐患与问题，保障灌溉高效化开展，满足农田灌溉的需求，提高灌溉的效率和质量8。积极推广新技术和新手段，推动水利灌溉的智慧化发展，进一步提高农田水利工程灌溉的效益与水平，为农田灌溉提供支持。5结语综上所述，农田水利灌溉模式的不断优化，引入科技手段，打造智慧灌溉模式，结合运用各类节水措施，可有效提高灌溉的水平，促进农业现代化发展。文中结合浙江经验，进行了具体分析，提出了高效灌溉与节水