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农田水利节水技术的发展研究论文

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2024-08-29 10:25:30    来源:    作者:zhouxiaoyi

摘要:随着我国经济发展速度与工业化进程的不断加快,水资源匮乏,农田灌溉用水紧张已经成为各地区农业经济发展普遍面临的问题。纵观我国农业生产、经营活动的具体实践情况,农田水利节水技术尚未全面普及,且缺乏有效创新,导致农田灌溉用水的利用率整体偏低,不利于农业经济的可持续发展。因此,在农业经济转型升级的新时期,如何进行农田水利节水技术创新与发展已成为农业经济实现可持续发展目标的首要问题。

  摘要:随着我国经济发展速度与工业化进程的不断加快,水资源匮乏,农田灌溉用水紧张已经成为各地区农业经济发展普遍面临的问题。纵观我国农业生产、经营活动的具体实践情况,农田水利节水技术尚未全面普及,且缺乏有效创新,导致农田灌溉用水的利用率整体偏低,不利于农业经济的可持续发展。因此,在农业经济转型升级的新时期,如何进行农田水利节水技术创新与发展已成为农业经济实现可持续发展目标的首要问题。为进一步促进农田水利节水技术发展,提高农田灌溉用水利用率,降低农业生产与经营成本,本文详细分析农田水利节水技术发展现状,重点就农田水利节水技术的未来发展方向与发展措施展开探讨。

  关键词:农田水利;节水技术;发展

  1发展农田水利节水技术的意义

  在农业经济发展与农业结构调整的新时期,发展农田水利节水技术的意义主要体现在如下几点:第一,可在一定程度上缓解我国用水资源紧张的社会现象。我国本身属于全球人均水资源较为匮乏的国家,再加上工业经济的迅猛发展与城市化建设的持续推进,导致我国水资源日渐短缺。第二,可有效节约水资源。发展农田水利节水技术,可显著提高水资源利用率,并且可深化人们的节约用水意识,尤其是农业经济发达的地区,因其对水资源的需求量较高,因此可通过农田水利节水技术的发展,节约更多的水资源,为农业经济的可持续、高质量发展奠定良好基础[1]。第三,切实解决农业问题。我国作为农业大国,在发展农业的过程中,水资源供给尤为重要。而农田水利节水技术的发展既可提高水资源利用率,也能够为农业生产提供丰富水源,因此可从源头上切实解决我国农业发展问题。

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  2农田水利节水技术发展现状

  2.1灌溉设施陈旧

  当前,我国大部分地区使用的农田水利灌溉设施与设备均相对陈旧,这也是我国农业生产效率未能显著提高的主要原因。同时,由于部分地区建设的灌溉渠道年代久远,且未得到妥善的养护与定期检修,导致其在实际使用中经常出现漏水或堵塞等情况,进而导致农田水利灌溉效率大大降低。

  2.2灌溉方法落后

  纵观我国农村地区的整体灌溉情况,发现大部分地区的农田灌溉方法较为落后,且多以大水漫灌的灌溉方式为主。大水漫灌虽可在较短时间内充分浸润农田,灌溉速度较快,但在土地充分吸收水分后,土壤就会发生板结现象,降低土地质量[2]。此外,大水漫灌还会对农作物生长产生不利影响,需要日后投入较多的人力进行人工松土,以改善土壤结构,提高土壤质量。

  2.3技术人员整体素质偏低

  农田灌溉工作效率与质量通常与相关技术人员的整体素质密切相关,但结合农村地区农田灌溉技术人员的整体素质水平来看,相对偏低,无法满足农田水利节水技术的发展要求。再加上部分技术人员是从基层劳动群众中选拔而出,既未接受过专业教育,也未经过专业培训,导致其在日常工作中缺乏专业的农田灌溉知识与丰富的工作经验,对农田水利节水技术缺乏正确的了解,进而导致其整体素质水平偏低,不利于农田水利节水技术的发展。

  2.4缺乏完善的发展制度

  近年来,相关部门虽针对农田水利节水技术的推广、发展与管理出台了多项扶持政策与相关制度,但因制度实行年限较短,未得到全面、有效的落实,导致农田水利节水技术发展受阻[3]。另外,在农田水利节水技术发展制度层面,仍存在一些缺陷与不足,且亟待完善,因此就会影响到农田水利节水技术的发展与应用,甚至会降低农业生产水平。

  3农田水利节水技术发展现状

  3.1喷灌技术

  喷灌技术作为一种较为成熟的农田水利节水技术,主要是以水泵施压或利用地势优势形成自然落差的方式增加农田用水压力,通过压力管道将加压后的农田用水输送到指定的灌溉区域,并借助喷水龙头与农田上方以喷洒、小水滴的方式进行灌溉,为农作物生长提供充足水分[4]。有报道称,在大田作物抚育作业中,喷灌技术的水资源消耗量仅为传统灌溉作业的60%~70%,但总作物增产可高达15%~30%。当前,多地区在原有喷灌作业基础上,引入了现代化设备,基本上实现了农田节水灌溉的机械化或半机械化,可有效减少人力投入,降低经营成本。

  3.2滴灌技术

  滴灌技术的工作原理与喷灌技术大致相同,均是以对农田用水进行加压的方式促使农田用水流动,并通过过滤,经专门管道、管网完成农田用水的分配、运输。同时,滴灌技术利用滴头设备,可以水滴灌溉的形式,确保水源匀速渗入土壤,保障农作物生长过程中所需的水分[5]。滴灌技术所采用设备的首部枢纽一般由水泵、控制测量组件、水泵、过滤组件等组成,主要功能是对水源进行提取、加压与传递;管路管网则是由压力表、流量调节器等多种装置共同组建而成,主要功能与作用是均匀地将加压后的农田用水输送到各区域的滴灌设备当中;而滴灌带则是通过点滴灌溉的方式,将管路管网中的水流引入指定区域进行灌溉。

  3.3微灌技术

  微灌技术属于一种应用较为广泛的局部灌溉技术,在具体应用中,不仅可降低早期成本投入,也可提高农作物灌溉质量。在实际操作方面,微灌技术与滴灌技术基本相同,均需借助特殊灌水器与专业灌水管道构建起一个能够对农田实现全面覆盖的农田灌溉网络,以便水资源通过细小水流的形式匀速、准确地到达植株根部,在减少水资源浪费的同时提高灌溉效率。

  3.4膜上灌溉技术

  膜上灌溉技术主要用于在地膜覆盖条件下种植的农作物。在灌溉作业中,通常采用膜上流水形式,并依据农作物具体位置设置膜上渗水孔,以便农田用水经过渗水孔精准地渗入土壤当中,此种浸润式灌溉方法可为农作物生长提供源源不断的水分,在提高农田灌溉效率的基础上,达到节水目的[6]。目前,选择以地膜覆盖形式种植的农作物主要有花生、小麦、玉米等,此类农作物均需采用膜上灌溉技术进行节水灌溉作业。与传统沟灌水灌溉形式相比,膜上灌溉技术可节约20%~30%的农田用水,而水资源使用率也可高达80%以上,因此十分适用于水资源极度缺乏地区的农田灌溉。同时,该技术若与管道输水灌溉技术联合使用,水资源使用率可达到90%以上。

  3.5渠道防渗技术

  渠道防渗技术是我国现阶段较为常用且水源传输消耗量最低的一种农田水利节水技术,可大大提高农田用水的输水率。在以往灌溉作业中,灌溉人员在利用渠道引入水源或将水源传输至灌溉区域时,往往会有部分水源经渠道底部流失或渗入边坡土壤的缝隙当中,导致失水量大大增加,占总水量的50%~70%。因此,渠道防渗技术的普及与应用尤为重要,可有效减少水资源浪费。

  在农田灌溉作业中,渠道防渗技术应用的最终目的是防止水源下渗、流失,在最大程度上确保水源被传输到指定的灌溉区域[7]。为达到这一目标,就要注意如下几点操作:(1)准确计算渠道断面规格:流量不低于1m3/s,应优先选择建设弧形底梯或坡脚断面,流量小于1m3/s,优先建设u形断面。(2)在建造大型或中型灌溉区域的渠道时,防渗率应分别达到45%、55%以上,而在建造小规模灌溉区域的渠道时,防渗率则应达到75%以上,并且要对井灌区严格实施同定防渗处理。(3)在组织渠道防渗施工作业时,首先,应优先选择预制混凝土板,将复合土工膜铺设在渠道最底层,同时要铺设塑料薄膜。其次,渠道断面通常为梯形,此种断面可避免渠道发生严重的渗漏情况,进而可大大增加渠道的实际使用寿命,并且可整体提高渠道的各项使用性能,符合农田水利节水技术要求。

  3.6低压管道技术

  低压管道技术通常应用于水压较低的地区,该项技术可以直接将农田用水传输到特定灌溉区域,并以定量供水的形式切实提高农田用水的利用率[8]。但需注意的是,在应用该项技术开展农田灌溉作业时,务必要保证管网管道及低压环境符合相应的使用要求,并且要将管网管道深埋于地表之下,以降低水资源蒸发率,减少水资源,起到更好的节水效果。

  3.7机井灌溉技术

  此项技术在具体实践中,需要根据所需灌溉的农田面积与所种植的农作物种类确定灌溉水量,按需调整机井规格。尤其在使用新式机井开展农田灌溉作业时,要另外加设机井灌溉控制箱,合理引入相关的整合软件与数据平台系统,以此来提高机井灌溉技术的数字化与信息化,加强对机井灌溉供水量和供水时间的控制,进一步提高机井灌溉技术的应用水平。

  4农田水利节水技术的未来发展方向与发展措施

  根据当前农业经济发展大环境来看,未来农田水利节水技术应朝着智能化、网络化、自动化等方向发展。

  4.1加大农田水利节水技术宣传

  通过以往实践活动可知,加大农田水利节水技术宣传是发展农田水利节水技术的关键与基础路径。这就要求有关部门与工作人员全面分析农田水利节水技术发展现状与推广、普及过程中存在的问题,深入调查当地农业生产状况与农民文化水平,制定出高效、有针对性的宣传方案。同时,也要正面引导并积极鼓励广大基层干部踊跃投身于农田水利节水技术宣传活动当中,定期组织开展与“农田水利节水技术”相关的宣讲活动,为当地农民推荐一些与农田水利节水技术相关的节目、纪录片或书籍,以进一步深化农民的节水意识,提高其对农田水利节水技术的了解,为农田水利节水技术普及与发展奠定良好的群众基础。另外,需要注意的是,农田水利节水技术宣传工作应避开农忙时节,以提高宣传效率[9]。

  4.2多路径提高农田水利节水技术应用率

  首先,农业管理部门应对农田水利节水技术试行与推广区域展开全面调查,对相关区域内的土质、地质及水文条件进行综合评估,并生成一份较为完整的灌溉平面图,以便对节水灌溉方案进行优化设计,选出一种符合当地农业生产、经营特点的节水灌溉技术。同时,要高度重视与加强区域河网的建设与应用,确保水资源利用率可以得到进一步的提高。

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  其次,建立系统、立体化的节水灌溉网络机制,主要是应用现代网络技术,促进农田水利工程物联网与大数据等先进信息技术的深度融合,并适时引入相关配套软件、供电体系等系统机制,对区域内可用机械设备进行高效整合,以全面推动农田水利节水工程的实施及高效节水技术的应用[10]。

  最后,要对水利工程网络系统进行细分与细化,设置专门的采集检测区,对农作物生长情况进行实时监测与追踪,并根据相关监测数据与土壤中各种指标含量,对节水灌溉技术进行远程操控,提高灌溉效率。

  4.3创新农田水利节水技术

  农田水利节水技术要想实现长期可持续的发展,关键在于技术创新。在信息化时代背景下,农田水利节水技术的发展离不开现代科学信息技术的支持。例如,借助大数据与网络技术对农田水分变化及土壤酸碱度、含盐量等基础信息进行采集与分析,并实施数据化处理,可有效加强农田水利节水技术试行与推广地区的信息化管理。同时,将生物技术融入农田水利节水技术当中,可深入挖掘农田中微生物与动植物的节水潜能,进而为水资源利用率的提高创造有利条件。另外,我国现阶段发展的微生物节水技术,主要是借助高活性微生物在低温环境下的数量优势与冬季生产这一特点,通过提高其在污水处理系统中的占比,显著提升污水处理效率,实现水资源再利用与节水目的,有助于农田水利节水技术不断向绿色化、环保性发展。

  5结语

  为早日实现我国农业经济的高质量发展,就要在全国范围内积极普及农田水利节水技术,以有效缓解我国水资源短缺,农田灌溉用水紧张等问题。同时,各地有关部门也应积极国家号召,结合地区农业发展特点,大力推广农田水利节水技术,选择恰当的节水灌溉技术,以大幅提升农田灌溉效果,提高灌溉水资源利用率,有序推动农业经济的转型升级,促进我国农业经济的节能、绿色、健康发展。

  参考文献:

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  [4]詹纪文.新形势下农田水利节水灌溉技术发展路径探讨[J].河北农机,2022(17):118-120.

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  [6]刘阳.浅谈农田水利工程中节水灌溉技术的应用与发展[J].河南水利与南水北调,2022,51(07):30-31.

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