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农田水利工程中节水灌溉技术应用

2023-02-07 10:25:12

孙永中

(成武县南鲁集镇农业农村服务中心,山东菏泽 274207)

农业种植一直高度依赖水资源,水资源的匮乏一直制约着农业种植发展。在科学技术不发达的时期,人们无法对水资源进行有效调控,只能“靠天吃饭”。现阶段,在农业种植中不断追求水资源的高效应用,因此节水灌溉技术应运而生。

1.1 喷灌技术

喷灌技术的基本原理就是利用水在加压状态下产生的流速变化,通过利用自然的地势落差或水泵增压制造有压水,输送到农田间的喷头中,经由喷头转化为细小水珠,均匀喷洒在农作物上,达到灌溉的目的。

喷灌技术的优点在于给水速度均匀,用量节约且可控,而且对比大水漫灌,不仅节约水资源,提高水资源的利用率,而且能够防止土壤板结,能够增强植物根系的透气性。目前,应用范围较为广泛的是管道式喷灌系统,按照灵活度的不同分为全固定式、全移动式、半固定式三种。

全固定式喷灌系统只有喷头可动,其余装置大多埋于地下,适用于规划较为完备的农田,生产效率高,自动化程度高,但资金投入大。全移动式喷灌系统的所有部件都可拆卸移动,灵活度最高,前期投资少,但劳动强度大,生产效率低,且对维修保养的要求高。半固定式喷灌系统的动力机、输水干管、水泵固定,其余部件可移动,综合了全固定式与全移动式的优点,投资适中,操作简单,目前在国内的应用范围最为广泛[1]。

1.2 行走式灌溉技术

所谓的行走式灌溉技术就是利用目前在农村广泛持有的、以拖拉机为行走动力机械,装载节水灌溉机组,在行走的过程中进行节水灌溉作业的技术。行走式灌溉技术的优势在于充分利用农村现有农业机械资源,且适应性强,无需工程配合,支持流动服务。行走式灌溉技术可以节约大量的人力与财力,适合水资源极度匮乏的地区。

1.3 微灌溉技术

微灌溉技术的核心原理就是对水资源的精准定量输送,根据不同农作物对水资源的不同需求,将水通过定向输送的方式直接输送到植物的根部,最大程度减少了水的蒸发流失,提高水资源的利用率。还可以在水中加入肥料,进行水肥一体化灌溉,改善土壤结构,提升农作物品质。

微灌溉技术的科技含量相对较高,符合农业现代化的发展方向,通常与温室大棚技术结合使用,有着使用方便、使用寿命长、平均费用低廉的优点。微灌溉技术下有许多技术分支,包括滴灌、脉冲灌溉等,有各自不同的适用场景,应根据当地农业发展状况,具体作物品种选择合适的微灌溉技术。

1.4 渠道防渗技术

渠道防渗技术的思路与上述三种相比更加宏观,更侧重对水资源的节约。渠道防渗技术是指在水渠修建的过程中选择防渗水的建材与技术,采用水泥、石头等防渗材料的同时,还加入塑料膜衬砌,以避免水分向地下渗透,达到更好的保护效果,减少水资源运输过程中不必要的损耗。

随着近年来我国农业发展速度的加快,对农田水利工程的需求也不断提高,数量也在节节攀升。农田水利工程建设正经历着由国家主导转向用户主导的过程,推动着农业生产的进一步发展。

山东省位于我国东部,地形以山地丘陵为主,属暖温带季风气候,年降雨量在950~550 mm,由东南沿海向西北内陆递减,降雨大多集中在夏季,降雨量大,蒸发量也大。在农业方面,山东省是我国重要的棉、粮、油产区,种植作物以玉米、小麦、地瓜、棉花、花生为主,对水资源的需求量大,缺水现象较为严重[2]。但在大部分地区依然采用土渠输水,大水漫灌的传统灌溉方式,导致水资源的浪费。

所以必须在山东省推广节水灌溉技术,第一,节水灌溉技术能达到用水量与灌溉面积的最佳平衡,在保证农作物正常生长的前提下用最少的水量灌溉最大的面积,提高水资源的利用效率,节约山东省的水资源,缓解缺水现象。第二,节水灌溉技术能够优化现行的传统灌溉技术,促进农业的发展,提高农产品的质量。微灌溉等节水灌溉技术不仅能够提高水资源利用效率,而且能够有针对性地满足作物不同每个阶段的水肥需求,提高农作物的产量与质量,创造更高的经济价值。第三,节约水资源同时也是在保护生态环境,避免过度使用水资源导致的土地荒漠化、湖泊枯竭等问题。

3.1 节水灌溉设施设计不合理

山东省作为缺水问题严重的省份,已经在推广节水灌溉的应用,但在应用的过程中,也暴露了诸多问题。

节水灌溉设施的设计不合理。节水灌溉的重要理念就是要因地制宜,必须充分结合当地地质、降水、气候等因素进行设计。但是现阶段的节水灌溉设施在设计的过程中往往忽略了农作物的具体需求,导致给水量过多或不足,反而对农作物的生长产生了负面影响。此外,部分农民在安装解释灌溉设施后依旧采用传统的种植技术,没有进行针对性的调整,也有可能导致作物减产。

3.2 施工过程粗放,忽略细节

施工过程粗放,导致建成的节水灌溉设施不能达到预期效果。节水灌溉技术本身就包含很多先进技术,对细节也有着较高的要求,但由于技术人员的素质有限,施工质量不稳定,施工现场管理不规范等原因,节水灌溉设施的设计与落实之间往往有着较大差距,往往不能达成节水增产的初衷。

3.3 管理机制不完善

在节水灌溉设施落成之后,想要保证其工作效率,还必须对节水灌溉设施进行日常的管理与维护。但是由于管理机制的缺失,在节水灌溉设施落成后不仅无人维护,甚至缺乏对设备使用方法的具体说明,使用方法的不规范进一步导致了故障概率的提高。节水灌溉设备的管理与养护确实需要投入人力与资金,但是对比起节水灌溉设备的高效运转带来的农业生产效率与质量的提升,以及在设备损坏后投入的维修费用,管理与养护方面的投入更有价值。

3.4 灌溉技术不适应农作物需求

农作物生长的具体需求很大程度上决定了农业生产技术的选择,节水灌溉技术的具体应用也同样需要针对农作物的生长需求进行调节。但由于在实际的生产过程中,农作物的种植缺乏合理的规划,多种作物出现在同一片区域而对水资源却有着不同的需求,无法做到平衡与调节,那么就无法发挥节水灌溉技术的优势[3]。

想要保证节水灌溉技术在农田水利工程中发挥预期作用,达到节约水资源、提高生产效率的目的,就必须采取一定的应用策略。

4.1 重视事前勘察,保证节水灌溉设施的设计合理

要重视在节水灌溉设施施工前的勘察工作,勘察的内容需要包括地质、气候、降水、地形地势等自然环境因素,还需要考察当地种植农作物的种类与具体的分布情况,综合实地考察采集到的多种数据,分析得出最适合当地情况的节水灌溉设计方案。

在落实层面也需要加强监管,落实工作完成的质量直接影响设计的初衷能否实现。所以应该选择施工经验相对丰富的施工团队负责落实工作,同时要加强对施工现场的监管,安排具备相关专业知识的工作人员对施工现场进行监督,避免错漏的出现,加强对细节的把控。

4.2 加强配套人员组织建设

要加强管理与维护人员的培养与组织,任何项目的稳定运行都离不开管理与运营的支持,但现阶段农田水利部门的架构依然不够完善。针对目前面临的状况,可以将节水灌溉设施的管理进行分散划区,让农民在问题出现时能够获得直接负责人的帮助。针对专业技术问题则可以进行汇总,由专门的技术小组负责提出解决方案并提供技术支持。针对维护人员专业技术知识缺乏的问题,可以以村为单位,挑选人员参与基础维修知识技术培训,由专业的维护人员进行技术讲解,使其掌握标准的操作方法与基本的维修技能,以完成日常的维护工作。

4.3 因地制宜使用节水灌溉技术

应当树立开放的农业技术观念,因地制宜地选择所使用的节水灌溉技术。每种节水灌溉技术都有其优势与劣势,需要农业从业人员在尊重客观规律的情况下发挥主观能动性,综合运用不同的节水灌溉技术,取长补短,达成效果的最大化。

综上所述,山东省的农业生产现状与严重的缺水情况使得节水灌溉技术的应用成为农业发展的必然选择。但是现阶段山东省在推广节水灌溉技术的过程中,出现了节水灌溉设施设计不合理、施工过程粗放、管理机制不完善、灌溉技术不适应农作物需求等问题,必须重视事前勘察,加大资源投入力度,加强配套人员组织建设,因地制宜使用节水灌溉技术,充分发挥节水灌溉技术的优越性,为山东省农业发展注入动力。

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