張文強
(榆林市榆陽區(qū)國家水土保持重點建設工程事務中心,陜西 榆林 719000)
水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的,但是我國許多地區(qū)水資源總量偏少,并且存在嚴重的污染、浪費現(xiàn)象,從而導致當?shù)剞r(nóng)業(yè)用水相對短缺。若將節(jié)水灌溉技術有效運用其中,即可有效解決這一問題,不僅可以減少水資源浪費現(xiàn)象,而且可以提高水資源利用效率,而這對于當?shù)剞r(nóng)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展極為有利。因此,在當前背景下對節(jié)水灌溉技術在農(nóng)田水利工程中的具體應用及注意事項展開探討,具有非常重要的實際意義。
當前我國節(jié)水灌溉系統(tǒng)所需的水資源主要由水庫供應,一個水庫負責附近一個或幾個灌區(qū)的水資源供應,但是由于缺乏切實可行的使用規(guī)范,導致水庫水資源浪費現(xiàn)象嚴重,無法很好地落實節(jié)水灌溉目標。與此同時,區(qū)域間調水較為繁瑣,導致區(qū)域間缺水問題無法得到很好的解決,而這勢必會對節(jié)水灌溉技術應用造成一些不良影響。而要想更好地促進節(jié)水灌溉技術的應用,必須對灌溉區(qū)域調度加以合理規(guī)劃。
雖然當前節(jié)水灌溉技術已廣泛應用于農(nóng)田水利工程當中,但是農(nóng)民在實際使用時通常未對具體使用方法加以研究,沒有根據(jù)農(nóng)作物的具體類型、生長階段確定灌溉時間、灌溉量,而是采用定時、定量澆水的方式進行灌溉,從而導致節(jié)水灌溉無法發(fā)揮其應有效力,水資源浪費現(xiàn)象嚴重。具體而言,主要體現(xiàn)在以下兩方面。一是部分農(nóng)作物需水量較少,如果采用定時、定量澆水的方式,勢必會造成水資源浪費;二是農(nóng)作物不同生長階段需水量也有所不同,所以灌溉時機不恰當也會在一定程度造成水資源浪費現(xiàn)象。
當前政府部門及農(nóng)民在對節(jié)水灌溉技術選擇時往往缺乏科學依據(jù),存在較強的隨意性,甚至一些地區(qū)僅僅聽說另一地區(qū)運用某種節(jié)水灌溉技術取得了不錯的效果就大面積應用相同技術,卻沒有考慮自身地區(qū)實際情況,而這也導致節(jié)水灌溉技術應用不合理,節(jié)水灌溉效率偏低。
在當前的節(jié)水灌溉過程中,管理模式主要以人工管理為主,但是由于農(nóng)田土地范圍較廣,導致農(nóng)民無法及時了解農(nóng)田實際灌溉情況,進而出現(xiàn)灌溉不足或灌溉過度的現(xiàn)象。灌溉不足會對農(nóng)作物生長造成不利影響,而灌溉過度又會造成水資源浪費。因此,為了確保節(jié)水灌溉發(fā)揮其應有效力,必須加大人力、物力投入,對節(jié)水灌溉加強規(guī)劃。
微灌溉技術是與大水漫灌相對的一種灌溉技術,其在管道尾部安裝有細小的輸水口,從而可以使水均勻、緩慢地流出,直接噴灑到農(nóng)作物根部,而這對于農(nóng)作物灌溉效率的提高是極為有利的,可以顯著降低灌溉用水浪費現(xiàn)象。微灌溉技術具體而言主要包括微噴霧、滴灌、微脈沖灌溉等幾種技術類型。微噴灌具體是指利用微噴頭、微噴管的形式對農(nóng)作物進行灌溉,在微噴管、微噴頭的輔助下,水資源能夠緩慢、均勻地噴灑到農(nóng)作物上;滴灌具體是指利用帶滴頭或滴灌帶的灌水器,將水資源直接輸送到農(nóng)作物根部,從而能夠有效降低水資源揮發(fā)浪費現(xiàn)象,但是這種微灌溉方式灌溉速度較慢,1個小時一般只能灌溉12 L水。微脈沖灌溉具體是指運用一些小型水管對水流加以分散,以此來實現(xiàn)小股水流灌溉的目的。
噴灌技術是眾多節(jié)水灌溉技術中應用最為廣泛的一種,噴灌技術具體是借助噴灌機及輸水管道,將水資源輸送到需要灌溉的農(nóng)田當中,然后利用噴頭,將水資源均勻地噴灑到農(nóng)作物當中,進而可以起到節(jié)水灌溉的效果。據(jù)相關調查顯示,運用噴灌技術對農(nóng)田灌溉,均勻度能夠達到90%以上,水資源利用率能夠達到60%以上,與傳統(tǒng)大水漫灌相比可以節(jié)約30%以上的水資源。由于用水量顯著降低,使得農(nóng)田灌溉成本大幅下降,與此同時噴灌可以自行規(guī)劃路徑,應用范圍較廣,具有較強的靈活性,灌溉效率相對較高。但是噴灌技術也存在不容忽視的缺點,如占地面積大,需要在農(nóng)田鋪設專用管道才能運用,從而會造成嚴重的農(nóng)田資源浪費。
井灌技術具體是指將井灌設置在農(nóng)田中心區(qū)域,然后利用支管及干管構成井灌網(wǎng)絡,對農(nóng)田各個角落進行全覆蓋式澆水。此項節(jié)水灌溉技術主要應用于農(nóng)田急需用水時期,除此時期外盡可能減少灌水次數(shù)及灌水量,以此來有效解決農(nóng)田灌溉用水矛盾。此外,運用井灌技術還能防止地下水過度使用,有效解決地下水水位過低的問題,而這對于農(nóng)田生態(tài)保護以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是極為有利的。
步行式灌溉技術主要應用于極度缺水的地區(qū),具體是指通過噴灌設施與農(nóng)業(yè)機械相結合的方式,實現(xiàn)農(nóng)田移動式噴灌。步行式灌溉技術相較于其他節(jié)水灌溉技術,材料、設備應用較少,所以應用成本相對較低。與此同時,步行式灌溉技術具有較強的環(huán)境適應性,可以應用于大部分的農(nóng)田環(huán)境中,即使農(nóng)田面積較小、分布較為零散也能正常澆水灌溉。在實際灌溉過程中,一般采用農(nóng)用拖拉機將灌溉設備運送到指定地點,然后根據(jù)灌溉地點的實際情況進行澆灌,對于干旱比較嚴重的地塊可以適當多灌溉,而對于干旱較輕的地塊可以適當少灌溉,以此來使灌溉工作更具針對性,而這對于農(nóng)田灌溉效率的提高是極為有利的。
渠道防滲漏技術具體是指對渠道建造技術加以改進,以此來減少灌溉用水浪費現(xiàn)象的一種技術。當前大部分農(nóng)田灌溉渠道都是由人工所挖建,但是由于缺乏必要的防滲漏措施,導致水資源在流經(jīng)渠道時極易出現(xiàn)泄露或下滲現(xiàn)象,這不僅會對農(nóng)田灌溉效率造成不良影響,而且會造成嚴重的水資源浪費,還會在一定程度增加農(nóng)田灌溉成本。而采用渠道防滲漏技術可以有效解決上述問題,渠道防滲漏技術具體是指采用混凝土、石塊進行堆砌,然后在此基礎上運用瀝青、塑料薄膜等材料對渠道的密封性加以改進,有效避免渠道滲漏現(xiàn)象發(fā)生。除此之外,為了充分發(fā)揮渠道防滲漏技術應有效力,必須對渠道定期加以管理、養(yǎng)護,使渠道時刻保持最佳的防滲漏狀態(tài)。
管道輸水技術是與明渠輸水相對的一種輸水方式,具體是指將輸水管道埋在地下進行輸水灌溉。管道輸水技術適用范圍廣泛,所以在農(nóng)田水利工程中的應用較為廣泛。由于管道輸水技術可以將水資源直接輸送到農(nóng)田,所以可以最大限度降低外部環(huán)境對水資源運輸造成不利影響,防止水資源在運輸過程中出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象。管道輸水中所運用的水資源來源較為廣泛,可以來源于水井、湖泊、池塘、水庫等,這些水資源通過過濾、沉淀、凈化,去除雜草、淤泥、雜質,即可作為農(nóng)田灌溉用水,由輸水管道運送到農(nóng)田。管道輸水技術包含有許多保護裝置、分水設施、管道設施等,可以實現(xiàn)對農(nóng)田全覆蓋澆水,自身可以起到良好的節(jié)水作用,而且可以為其他節(jié)水灌溉技術實施提供相應的技術支持。
隨著時代的不斷發(fā)展,我國陸續(xù)涌現(xiàn)出一些新型灌溉技術,雨水積蓄技術就是其中比較典型的代表。雨水積蓄技術具體是指在農(nóng)田水利工程修筑過程中增加雨水收集工作,并通過管道將收集雨水輸送到特定區(qū)域的技術。但是雨水積蓄技術在實際運用過程中,對于應用區(qū)域具有較高的要求,要求應用區(qū)域必須符合干旱及季節(jié)降水特點。雨水積蓄技術不但可以運用到農(nóng)田灌溉當中,而且可以運用到人畜用水當中,這不僅可以起到節(jié)省水資源的目的,而且可以有效控制水土流失,而這對于當?shù)厣鷳B(tài)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是極為有利的。
在農(nóng)田水利工程中運用節(jié)水灌溉技術,必須充分考量農(nóng)作物的需水特點。不同種類的農(nóng)作物對于水分的需求也是不同的,如大豆、花生等農(nóng)作物對于水分的需求就相對較少,所以在對這些農(nóng)作物灌溉時,可以通過延長灌溉周期、減少灌溉量等方式,起到節(jié)水灌溉的目的。但是對于水稻等需水量較大的農(nóng)作物,則要合理運用節(jié)水灌溉技術,在保障其正常水分需求的基礎上,最大限度減少水資源利用,以此來達到節(jié)約水資源,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的目的。
農(nóng)作物生長一般都分為四個階段,每個階段對于水分的需求量都不盡相同,因此為了更好地開展節(jié)水灌溉,可以對每個階段的需水量加以合理計算,同時結合自然降水情況,確定每個階段需要灌溉的量,然后根據(jù)既定灌溉量進行分階段灌溉。通過這種方式,即可在保證農(nóng)作物正常生長的基礎上,盡可能地減少水資源浪費。除此之外,在運用節(jié)水灌溉技術過程中,為了充分發(fā)揮節(jié)水灌溉效果,必須對灌溉地點的土質加以測量,根據(jù)灌溉地點的土質確定節(jié)水灌溉的技術舉措。這是因為不同的土質對水分的保有能力不盡相同,如黏性土質保水能力通常好于沙性土質,所以在對黏性土質的地塊灌溉時,可以采用噴灌等節(jié)水灌溉技術,而沙性土質的地塊則最好使用滴灌。
在對農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉技術進行選擇時,可以引進新型的理論模式,如可變模糊集理論。而在運用可變模糊集理論對節(jié)水灌溉技術進行選擇時,主要可以從以下幾方面著手。一是要對各種節(jié)水灌溉技術加以總結,構建與之相應的數(shù)學合集;二是對農(nóng)田水利工程灌溉目標加以確定,即明確數(shù)學權重向量;三是通過隸屬度的方式對節(jié)水灌溉技術是否可行加以計算;四是對各個節(jié)水灌溉技術的相對優(yōu)屬度加以計算,最終選擇相對優(yōu)屬度最高的節(jié)水灌溉技術進行農(nóng)田灌溉。通過引進新型理論模式,即可從科學的角度對節(jié)水灌溉技術加以選擇,而這對于節(jié)水灌溉技術在農(nóng)田水利工程中應用規(guī)范性、科學性的提高是極為有利的。
節(jié)水灌溉技術當前發(fā)展已經(jīng)較為成熟,但是從造價的層面來看,節(jié)水灌溉技術造價仍存在較大差異,具體表現(xiàn)在灌溉性能好的節(jié)水灌溉技術,工程造價會相對較高;灌溉性能較差的節(jié)水灌溉技術,工程造價會相對較低。因此在對節(jié)水灌溉技術選擇時,必須對性價比和造價成本全面加以考量,在符合造價成本的前提下,盡可能地選擇性價比高的節(jié)水灌溉技術。除此之外,必須對節(jié)水灌溉設備加強管理養(yǎng)護,這是因為節(jié)水灌溉技術在使用過程中受風吹日曬及人為因素影響極易出現(xiàn)管道漏水、渠道滲水等問題,這些問題的出現(xiàn)不僅會造成嚴重的水資源浪費,而且會對土地肥力造成不利影響,嚴重時會造成局部水土流失。而通過對節(jié)水灌溉設施加強管理養(yǎng)護不但可以有效解決上述問題,還能進一步提高節(jié)水灌溉性能,而這對于節(jié)水灌溉技術應有效力的發(fā)揮是極為有利的。
農(nóng)田水利工程是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保障,因此政府部門必須對農(nóng)田水利工程建設加強重視,從政策、財政兩方面著手,切實做好農(nóng)田水利工程建設工作,進而確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動順利開展,真正發(fā)揮農(nóng)田水利工程對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用。與此同時,政府部門必須對農(nóng)田水利扶持政策加以完善,給予運用節(jié)水灌溉技術的農(nóng)戶一定的經(jīng)濟補貼,以此來降低農(nóng)民運用節(jié)水灌溉技術的經(jīng)濟負擔,而這對于節(jié)水灌溉技術的進一步推廣普及是極為有利的。除此之外,政府部門在農(nóng)田水利工程建設完成后還要制定科學合理的管護制度,安排專門的技術人員定期對農(nóng)田水利工程加以管護,以此來減少農(nóng)田水利工程故障的發(fā)生概率,延長農(nóng)田水利工程的使用時間,促進節(jié)水灌溉技術發(fā)揮其應有效力。
綜上所述,在農(nóng)田水利工程中運用節(jié)水灌溉技術,對于節(jié)約水資源、減少水資源浪費、推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起著重要作用。因此,在農(nóng)田水利工程中,農(nóng)民必須對節(jié)水灌溉技術加強了解,根據(jù)農(nóng)作物的種植類型、生長階段、土質情況等,選擇恰當?shù)墓?jié)水灌溉技術,以此來充分發(fā)揮節(jié)水灌溉應有效力,與此同時政府部門必須為節(jié)水灌溉提供相應的財政、政策支持,以此來進一步擴大節(jié)水灌溉的普及范圍,更好地推動當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。