摘要：随着国民经济的发展，工业化及其农业产业化进程加快，生产及生活用水量明显增加，部分灌区水资源来源因上游开发利用以及修建控制枢纽会发生改变。部分灌区由于农业结构以及新技术的使用，使得需水流量发生明显的改变。水资源短缺作为制约我国甘肃省农业发展的重要问题，为高效率使用水资源、解决水资源短缺问题，我国提出重视农业现代化发展，在不同灌区推行高效节水灌溉体系，促进本地区农村及农业的发展。现阶段，围绕农田灌溉管理方面的研究日益增多，但受不同地区气候、耕种条件等因素的影响，各地区可以借鉴的方案有限。大型灌区作为甘肃省农业及农村经济发展的基础，对本地区灌区进行改造，对促进甘肃省经济及农业发展发挥着重要的作用。

　　关键词：甘肃省；灌溉渠系；设计；改建配套技术；高效节水

　　农业是国民经济的基础，是一个国家的根本，是当之无愧的“母亲产业”。不管是从经济角度，还是从社会、政治角度来看，农业都是我国必须解决的头等大事。农业的发展离不开水资源，然而我国却是一个水资源短缺的国家。虽然我国年水资源总量为28000亿m3，居全球第六位，但其中河川年平均流量为27115亿m3，地下水为8828亿m3。人均水资源为2500m3，世界排名仅为121位，曾被联合国列为13个贫水国家之一。为确保农业可持续发展，合理保护水资源，提高水资源利用率，已刻不容缓，灌溉渠不仅能促进农业的发展，也发挥着辅助输水灌溉的作用，对促进一个地区农业可持续发展具有重要的意义。农业灌溉是维持农作物进行正常生产活动的关键行为，对提高作物产量具有重要作用。我国是农业大国，传统的人工漫灌方式由于控制精度和实时性不高等问题造成了水资源的严重浪费，也制约了农业的可持续发展。但因一些灌溉渠修建时间比较早，受技术、管理等多方因素的影响，极易出现渠系紊乱等弊端，使得田间渠系难以完全发挥相应的作用。

　　1甘肃省灌溉渠系分布情况

　　甘肃省处于我国的西北内陆，本地区气候干燥，日常降水少，且生态环境比较脆弱，全省多年平均降水量约为281mm。水资源严重短缺，存在明显的供需矛盾成为甘肃省水资源开发利用的制约因素。因甘肃省长时间干旱缺水，农业生产大多依赖灌溉。有调查表明，甘肃省农业灌溉用水量占总用水量80%，且本地区用水结构不合理。基于此，重视对灌区进行节水改造，对于提升水资源利用率、促进甘肃省农业可持续发展具有重要的意义。

　　1.1河西泉井水与河东河川区

　　甘肃省河西泉井水、河东河川地区的地形相似，均分布在河流两侧，形成延展的灌区，灌溉渠系划分为多个级别。其中，干渠、斗渠分别与等高线保持平行、垂直的状态，干渠顺着河流进行流动，斗渠流量较少，田地覆盖面设置为20.0～46.7hm2。这一地区农渠、低头沟与等高线保持平衡，间距与农田条宽大致相似，流量处于30～50L·s-1。

　　1.2河西山水及川台灌溉区

　　这一地区地形广阔，地面坡度较大，周边土层呈现出上游薄、下游厚的特征，整体灌溉需求面积较大。河西山水区人口及耕地集中，农业生产及农村经济发展迅速，但由于严重缺水，脆弱的生态环境，直接影响本地区的经济发展。河西山水原设计的渠系处于平缓处，遵循干、支、斗等原则进行分布。一般情况下，灌溉渠系干、斗、毛渠与等高线、农渠、低头沟等与等高线分别保持垂直、平行状态。该地区所设计支渠距离范围为1500～2500m，斗渠与单侧灌水距离设定为400m，双侧超过800m。这一地区灌溉渠系流量范围为0.3～0.6m3·s-1，可覆盖灌溉面积处于53.3～166.7hm2范围内。灌溉渠系内农渠间距相对平均，约为200m，可覆盖约8hm2灌溉面积。川台处在甘肃省中部干旱地区，其整体范围小，该地区呈现土层厚、地下水位低的特征。本地区土壤主要是湿陷性黄土，所设计灌溉渠系与河西泉井水区大致相同。

　　2灌溉渠系改建情况

　　2.1防冲防渗设计

　　甘肃省开展灌溉渠系改建工作中，渠道防渗、防冲效果与选取的材料存在一定的关联。这一地区灌溉渠系改建材料分类如下：（1）干砌卯石。这种材料常用在戈壁砂砾及卯石处，实际施工中要关注堆砌落实及后续维护情况。因受到石缝中淤积大量泥沙的影响，灌溉渠系的防渗效果明显提高。（2）浆砌卯石衬砌。这种材料常用于卯石多、基土出现明显的渗漏或冲刷严重的区域，从而获得较好的防冲防渗效果。加之，这种材料能就地取材，但需要合理控制这项施工所用成本。（3）水泥土衬砌。这一材料与原土、灰土夯实常用在地面坡度偏低的区域，若该地区灌溉渠系改建中，水泥、黄土之间的配比为1:6～1:10，并把原土夯实约40cm，配合衬砌混凝土板发挥着良好的防渗效果[5]。（4）灌细粒混凝土。这类材料常用在卯石土渗漏、冲刷较为严重的地区，从而获得理想的防冲、防渗效果。与干砌卯石比较，灌细粒混凝土防冲、防渗效果更好。（5）混凝土衬砌。这种方法主要用在大卯石少的地区，其实施效果与浆砌卵石大致相同。施工人员使用混凝土衬砌，必须联合预制安装技术，从而降低灌溉间歇的施工难度。

　　2.2设计渠道配水制度

　　甘肃省渠道配水制度及流量规划情况，直接影响渠道的大小，基于此，制定合理的配水制度尤为重要。针对甘肃省灌区账目不清、水费加价、监督不足等问题，本地区有关部门在灌区实行阳光配水制度，层层建立相应的供水买卖关系。甘肃省制订灌溉计划时，要以配水计划为主导，注意结合本地区农作物种植类别、需水量而定。此外，还应以灌水定额作为依据，农作物灌溉需水量则是灌溉面积及灌水定量之间的乘积。随之，依据水资源流域、配水时间等合理设定水资源分配流量。灌渠水位根据本地区灌溉区参考标准及各级别渠道水头损失情况设定，见表1所示。

　　2.3合理使用垫层材料

　　甘肃省灌溉渠系改建中垫层所用材料为砂砾、砂子，但河西、河东拥有大量砂砾土壤，其效果更理想。例如，甘肃省西部山地分布广泛，土地类型多种多样，土壤类型及其持水情况见表2。针对戈壁砂砾地基进行施工操作中，需要通过10cm砂砾找平处理即可。当地下水的水平较低，土层比较薄，砂砾垫层埋深设定值为最大冻土深度的50%；对黏性或重壤土地基进行施工过程中，砂砾垫层埋深应超过最大冻土层的75%。一般选用柔性的防冻胀材料，当某一区域砂砾、砂子比较少，混凝土下铺设适量的柔性材料，能有效隔断渗水，也能确保获得良好的防冻胀效果。

　　2.4衬砌伸缩缝

　　相关研究证实，浆砌石渠道内可取消伸缩缝，但混凝土渠道中通常间隔510m设计相应的伸缩缝，主要材料为沥青油毡等，这类材料用于低温环境下也未出现明显的变形。甘肃省部分地区使用聚氯乙烯胶泥完成填缝，这些材料即使用于低温条件下也具有良好的变形能力，能够与混凝土黏结起来，其重量配合比能满足实际施工要求。制作填缝剂主要步骤如下：在120oC环境下对煤焦油进行脱水，有利于及时清除多余杂质，经过上述处理对材料实施定量称取，煤焦油予以加热后，其温度至120oC慢慢加入其他材料，这一环节不可加入粉煤灰，待持续搅拌30分钟后，上述材料熔化后方可添加粉煤灰，温度处于100oC～110oC范围内，均匀进行搅拌即可。

　　2.5做好施工工作

　　灌溉渠系改建过程中，要保证各施工环节严格按照设计内容执行，特别是在结构形式等方面，需要修改之处需经主管部门同意方可实施。灌溉渠系改建项目选派专人对各环节施工、验收情况进行管理和监督，确保整个工程的质量。灌溉渠系改建施工前，主管单位及相关单位要组建施工管理机构，主要做好整个工程的实施、人员管理等工作。此外，根据经过落实的项目技术，参建单位或人员不可随意更改灌溉渠系建设规模、范围等内容。对灌溉渠系项目中土方或其断面展开施工，工作人员根据设计方案开展施工，断面位置预留10～20cm削坡修底厚度。需注意，灌溉工程斗、农渠开展开挖施工时，工作人员应根据渠底部设计宽度完成开挖，保证其达到设定要求。开展填方施工中，应做好地皮杂物的清理工作，开挖15cm后予以夯实处理，选用新土防止出现石块等杂物。

　　3甘肃省高效率节水灌溉发展建议

　　3.1因地制宜，突显重点

　　近些年，甘肃省的灌溉总体发展迅速，但受资金、区域不平衡等方面的影响，一些经济条件好、水资源紧缺的地区发展较快。一些地区配套能力强、有关部门投入大量资金、技术水平较高的地区高效节能灌溉发展更快；而经济水平偏低的东部、中部地区，难以拿出大量的资金投入地方配套设施中，加之，有关部门投资比较少，高效节水灌溉发展比较缓慢。从整体视角分析，中小型灌溉区域长时间缺少节水改造资金投入渠道或所占比例较小，制约着高效节水灌溉的发展。因此，甘肃省要根据本地区自然、技术条件等因素制定科学的发展思路，遵循因地制宜的原则，选择合理的高效灌溉发展模式，从而提升农作物生产能力及农业效率。应重点发展严重缺水或生态比较脆弱地区的节水灌溉项目，合理设计灌溉渠系布局，以实现良好的节水效果。

　　3.2加强宣传，增强农民节水灌溉意识

　　甘肃省灌溉渠系改建项目落实中，农民发挥着重要作用，如果广大农民均意识到节约用水的重要性，对于节水灌溉项目顺利实施发挥着重要的作用。有关部门可借助电视、抖音等媒介，从多个视角向广大农民宣传节水灌溉相关技术，并做好相应的政策扶植、引导工作，有计划地组织各层次农业技术人员或农民参与相关知识培训，增强大家的节水意识和自觉性。各级部门应发挥节水教育中的主导作用，尤其是乡村级别，积极宣传灌溉管理等方面的知识，有利于增强广大农民保护水利设施的意识，调动广大农民的积极性。甘肃省要重视并做好干旱地区的节水宣传工作，培养广大农民的节水意识，有助于缓解水资源供需矛盾，提高水资源利用率。此外，鼓励广大农户积极学习、参与水利设施的维护工作，使用先进的种植技术及先进设备，不仅可以增强农民的节水意识，也能提高农业生产效率及农民的收入。

　　3.3加大资金投入，完善灌溉管理制度

　　土地、水资源作为农业生产的基础，必须加强对水资源的管理，确保水资源的可持续利用。现阶段，甘肃省部分地区尚未建立完善的灌溉管理制度，一些地区虽已有管理制度，但出现流于形式等弊端，使得一些地区无法有序落实监管工作，对先进灌溉技术的推广使用带来不良的影响。加之，部分地区出现明显的水资源浪费情况，这也会影响农民灌溉用水。针对甘肃省灌溉渠系建设情况，需重视并做好原制度的改革工作，明确农户使用灌溉设备的职责，确保责任落实到个人，为灌溉管理工作顺利落实打下坚实的基础。建立完善的灌溉水权制度，能确保合理利用水资源。重视做好灌溉用水权的评估，制定合理的灌溉用水计划。农田水利大多依赖有关部门的财务支持，集体、个人或社会独立出资少，但单纯依靠财政支持无法达到该地区的灌溉需求。一部分经济水平较低的地区农民经济水平低，且尚未配置完善的水利设施。对于上述情况，有关部门要逐步完善资金供给体系，注意结合本地区实际情况，从不同方面增加农田灌溉设施的资金投入，为农村及农业发展打下良好的基础。甘肃省各地纷纷建立用水协会，组织越来越多的农民参与农田灌溉管理工作，便于及时发现农田灌溉常见问题，提出与之对应的解决策略。相关管理部门工作人员加强与农户之间的沟通，鼓励他们积极参与灌溉管理工作，保证灌溉工作顺利进行。除此以外，组建专业化的管理团队，通过人才培训、引入等方法充实已有团队，为灌溉区域管理工作提供所需的人才支持。

　　3.4引入智慧灌溉系统，提升灌区管理水平

　　为有效解决甘肃省灌区工程分散、水资源有限等问题，合理运用灌区的各种监测信息及互联网技术，研发适合本地区需求的智慧灌溉系统，成为新时期甘肃省灌区管理的一项重要任务。甘肃省可借助物联网技术对各灌区进行实时信息监测，通过水文地质分析法合理布设各监测点，结合实时灌溉预报与渠系动态配水模型制定合理的配水决策，从而达到智慧管理灌区用水的要求。智慧灌溉系统主要划分为实时监测子系统、文件管理子系统等功能，其中，实时监测子系统旨在获取渠道水位、流量、作物等信息；文件管理子系统主要任务是监测整个系统运行中的数据，并支持以报表或文档的形式下载、打印下来；通信子系统借助GPRS技术将获取的信息传送至服务器端，并及时接收服务器端发出的指令；实时灌溉预报及渠系动态配水功能旨在根据监测数据及天气预报信息完成灌溉预报及制定合理的配水决策；闸门监控子系统依据渠系制定的配水决策对闸门执行远程开启、关闭操作。

　　3.5强化技术培训，提升农民操作能力

　　在推广智慧灌溉系统的同时，甘肃省应重视对农民进行技术培训，以确保他们能够熟练操作和维护这些先进的灌溉设备。通过举办定期的培训课程和现场演示，农民可以学习到如何使用智能灌溉设备，如何根据作物需求和天气变化调整灌溉计划，以及如何处理常见的灌溉系统故障。此外，培训内容还应包括土壤水分管理、作物需水量估算等基础知识，以帮助农民更好地理解智慧灌溉系统的工作原理和优势。

　　3.6推广节水作物种植，优化作物结构

　　甘肃省在发展节水灌溉的同时，还应注重推广节水作物种植，优化作物结构。通过选择耐旱性强、水分利用效率高的作物品种，可以有效降低农业对水资源的需求。有关部门可以与农业科研机构合作，筛选和培育适合当地气候和土壤条件的节水作物品种，并通过政策支持和补贴措施鼓励农民种植这些作物。同时，通过调整作物种植结构，减少高耗水作物的种植面积，增加经济价值高、节水效果好的作物，可以提高农民的经济效益，从而激发他们参与节水灌溉的积极性。

　　此外，甘肃省还应加强农业灌溉技术的创新和应用。例如，推广滴灌、喷灌等高效节水灌溉技术，替代传统的漫灌方式，以进一步提高水资源的利用效率。同时，建立智能灌溉系统，利用物联网技术实现精准灌溉，根据土壤湿度、作物需水量等数据自动调节灌溉量，减少水资源的浪费。

　　4结语

　　灌溉渠系建设作为我国农业发展中不可缺少的一部分，能为农作物生长提供所需水分，确保农民的切身利益，促进农村经济的发展。本文以甘肃省灌溉渠系为研究对象，根据该地区实际情况，重视做好水利项目建设并引入合理的节水技术，便于合理控制水资源，也能提升农田灌溉效率，促进各地区经济社会的可持续发展。此外，甘肃省开展灌溉渠系改建施工中，严格按照因地制宜的原则执行，并采用与设计条件符合的施工方法，不仅可以确保整个工程的质量，也能为高效率灌溉奠定良好的基础。

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