賈云姣

（滄州水利勘測規(guī)劃設計院有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

為了加快農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展速度，國家及政府在農(nóng)村地區(qū)興修了很多農(nóng)業(yè)水利工程，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的特殊性，對于氣候及水源的要求相對較高，所以必須要配套建設相應的農(nóng)業(yè)水利工程，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展做好保障。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求下，需要不斷提高農(nóng)業(yè)水利工程的設計水平，并且將更多節(jié)能技術應用其中，進而在降低能源消耗量的前提下，使農(nóng)業(yè)水利工程發(fā)揮更大的應用價值，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中降低能源消耗，不僅能夠使農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟效益顯著提升，還能夠使農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度逐漸加快，因此，為了貫徹我國農(nóng)業(yè)領域能夠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念，需從農(nóng)業(yè)水利設計階段融入更多的節(jié)能思路，加大對新技術新工藝新設備新材料的節(jié)能效果的探究。

1 農(nóng)業(yè)水利工程設計中的節(jié)水策略

1.1 進行灌溉水源的優(yōu)化配置

為了保證農(nóng)業(yè)水利工程能夠更好地實現(xiàn)節(jié)水的目標，必須要針對農(nóng)業(yè)灌溉水源進行相應的優(yōu)化配置，并且通過采取合理的優(yōu)化配置措施，提高我國水資源的利用效率。我國是典型的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)灌溉水資源總量需求較大，但目前農(nóng)用水利用效率相對偏低，需合理控制灌溉水源的分配比例，并且在農(nóng)業(yè)水利工程設計階段充分考慮節(jié)能節(jié)水設施的配備要求，以期降低農(nóng)用水資源的浪費率。針對目前我國水資源的分布特征進行分析可以明確，我國南部地區(qū)的水資源相對充足，而中部地區(qū)和西部地區(qū)存在干旱的問題，所以必須要在農(nóng)業(yè)水利工程設計的過程中，對灌溉系統(tǒng)進行全面的分析，并且通過優(yōu)化灌溉水源，使灌溉系統(tǒng)的節(jié)水效率達到最大化。負責農(nóng)業(yè)水利工程設計的工作人員必須要明確，現(xiàn)階段在農(nóng)作物種植過程中其相關區(qū)域的水源分布情況，并且要事先通過對當?shù)氐乃臓顩r進行全面考察和了解，根據(jù)農(nóng)作物的種植類型以及產(chǎn)量等對灌溉水源進行合理的配置。在針對農(nóng)業(yè)進行水利工程設計的過程中，既要滿足農(nóng)作物的生長需求，又要實現(xiàn)相應的節(jié)水目的，進而保障農(nóng)業(yè)發(fā)展和水資源節(jié)約工程可以實現(xiàn)同步運行。相關單位應該對節(jié)水科技投入更多的研發(fā)資金，并且要對農(nóng)業(yè)水利工程設計的合理性進行全面評估，進而保證我國地區(qū)水資源節(jié)約工作能夠得到更好的落實。通過提高節(jié)水科技水平，使當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)和經(jīng)濟實現(xiàn)同步發(fā)展是當前地方政府的主要責任和義務。相關單位和有關部門也必須要加大對農(nóng)業(yè)水利工程設計的監(jiān)督力度，通過加大節(jié)水思想的宣傳，使農(nóng)作物種植人員可以養(yǎng)成節(jié)水習慣。

1.2 合理使用節(jié)水灌溉技術

在針對農(nóng)業(yè)水利工程進行設計的過程中，為了提高水資源節(jié)約的效果，應該合理使用先進的節(jié)水灌溉技術，并且要引入更多先進的節(jié)水灌溉設備。首先在水利工程設計的過程中，必須要明確現(xiàn)階段我國已經(jīng)投入使用的節(jié)水灌溉工程技術，并且要在實際設計過程中引入更多的先進技術，進而提高水利工程設計的合理性及科學性，為了使農(nóng)業(yè)水利工程在設計完成以后更好地體現(xiàn)節(jié)水灌溉的效果，應該針對設計的各個不同環(huán)節(jié)進行技術方面的強化，進而保證節(jié)水灌溉技術能夠更好地和農(nóng)業(yè)發(fā)展進行融合。其次在針對節(jié)水灌溉技術進行設計的過程中，相關設計人員必須要對當?shù)氐霓r(nóng)作物灌溉情況進行全面的了解，并且通過對節(jié)水灌溉技術進行分析，明確相關技術在農(nóng)業(yè)環(huán)境中是否具有更強的適用性。在農(nóng)業(yè)水利工程設計之前，事先應該對當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)環(huán)境進行全面的考察和了解，并且根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)的水文情況以及地質情況進行全面的分析，進而保證其設計質量能夠得到顯著提升。最后應該加強對節(jié)水灌溉技術的應用，根據(jù)目前農(nóng)業(yè)發(fā)展的具體情況，對節(jié)水灌溉技術種類進行合理的選擇。節(jié)水灌溉技術的科學應用不僅能夠促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展，還能夠實現(xiàn)節(jié)約水資源的目的，所以相關設計人員必須要明確節(jié)水灌溉技術的具體工作原理，并且要在農(nóng)業(yè)水利工程設計的過程中，通過制定合理的設計方案，充分發(fā)揮節(jié)水灌溉技術的應用效果。

1.3 明確農(nóng)業(yè)水利工程設計中的節(jié)水模式

在農(nóng)業(yè)水利工程設計過程中，事先應該明確相應的節(jié)水模式，進而提高設計方案應用的合理性及應用價值。目前在針對農(nóng)業(yè)進行水利工程設計時，其節(jié)水模式主要體現(xiàn)在灌溉方式上，相關設計人員要在設計方案中采取先進的灌溉方式。當前為了降低水資源的浪費率，一般會針對不同的區(qū)域使用不同的灌溉模式，為了保證農(nóng)作物能夠獲得更加充足的水資源，應該使用低壓管道對水資源進行運輸，并且通過對低壓管道進行移動滿足農(nóng)作物的用水需求，而對于一些經(jīng)濟型的農(nóng)作物來說，則可以使用半噴灌的方式進行相應的灌溉操作，同時對于一些用水量相對較少的農(nóng)作物，則可以使用滴灌的方式降低水資源的浪費率。針對不同的農(nóng)作物選擇不同的灌溉模式，是當前在農(nóng)業(yè)水利工程設計過程中的主要節(jié)水方向。由于我國部分地區(qū)的農(nóng)田和水資源的距離相對較大，所以可以通過水泵抽取管道內水的方式完成相應的灌溉操作，而對于水資源較為匱乏的地區(qū)，則可以利用人工的方式對資源進行運輸，同時還可以在農(nóng)業(yè)水利工程設計的過程中合理安排蓄水池的位置，保障水資源能夠更快地引入到農(nóng)田中。根據(jù)地表水的實際使用情況對水站建設的數(shù)量進行控制，并且要通過合理設計運輸渠道，提高灌溉效率及節(jié)水效果。

2 節(jié)水配套設施應用分析

2.1 田間系統(tǒng)設計過程分析

為了提高農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)能技術的應用效果，除了要使用節(jié)能灌溉水泵之外，還應該配套使用其他設施。當前常用的節(jié)能配套設施主要包含田間管網(wǎng)布置設施以及滴灌系統(tǒng)設施。首先對田間管網(wǎng)的布置流程進行相應的分析，并且明確其設計要點。當前在針對農(nóng)作物進行灌溉的過程中，一般會使用噴灌或者滴灌的方式，增加水資源的使用效率，降低水資源的浪費量，因此這就需要對田間系統(tǒng)進行科學的設計，確保田間管網(wǎng)的應用具有更強的合理性。與城市地區(qū)相比，農(nóng)村地區(qū)的規(guī)劃較為隨意，所以在田間管網(wǎng)布置的過程中，應該綜合考慮農(nóng)田的位置以及道路的分布情況，確保田間管網(wǎng)的布置具有更強的可操作性。目前常見的田間管網(wǎng)布置形式為梳狀單向布置，此布置形式在應用的過程中主要優(yōu)點是能夠根據(jù)地勢情況進行合理的調節(jié)，并且可以按照從高到低的順序，將輸水的干管網(wǎng)、支管網(wǎng)以及毛管等進行合理的分布，進而保證灌溉效果能夠得到顯著提升。

其次在田間管網(wǎng)設計方案及鋪設形式制定完成以后，需要對泵房進行相應的設計，對于田間管網(wǎng)系統(tǒng)的運行來說，泵房屬于核心部位，因此必須要加大對泵房設計的重視程度，目前為了提高泵房的使用效果和使用壽命，一般會使用彩鋼板房的修建方式，利用這種方式不僅能夠降低泵房的建設成本，還能夠提高泵房的修建效率。在泵房設計時應該對閥門和管道的位置以及操控流程給予高度關注，并且要明確施肥箱和過濾器的設計流程，在實際設計過程中要提高各基礎設施的實用性，并且要盡量降低設計的復雜性。同時要對后期泵房在維修保養(yǎng)過程中的需求進行全面考慮，既要提高泵房相關設施的使用效果，又要增加其維修的便捷性，對于一些易于出現(xiàn)故障的設施，應該將其放置在便于拆卸的位置，這樣可以提高后期水泵的維修保養(yǎng)效率。

要完成管網(wǎng)的鋪設環(huán)節(jié)，首先要明確管網(wǎng)的材質選擇要求和選擇標準，目前在針對農(nóng)村地區(qū)進行管網(wǎng)材質選擇時，一般會使用UPVC管道，這種管道在運行的過程中其使用效果相對較好，不僅強度較高，而且具有較強的耐腐蝕性，因此能夠提高其使用壽命。由于田間管網(wǎng)的布置環(huán)節(jié)較為復雜，并且會耗費大量的人力物力，因此增加管道的使用壽命，可以防止后期出現(xiàn)頻繁的管道更換問題，進而增加了田間管網(wǎng)的經(jīng)濟效益。其次要完成管道的鋪設環(huán)節(jié)，在進行管道鋪設的過程中，一般會選擇地下鋪設的方式，利用地下土壤對管道進行保護，不僅能夠提高管道的使用壽命，還能夠使管道不會遭到外界環(huán)境的破壞，同時利用地下埋設的方式，可以農(nóng)用地的有效利用率，避免浪費耕地資源。在考慮到施工成本的前提下，為了使管網(wǎng)的使用壽命得到顯著增長，一般會將其埋設的深度設計為地下80cm，并且要在管網(wǎng)鋪設的過程中配置三通設備，保證供水管網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。最后應該對鋪設完成的管道進行連接穩(wěn)定性的檢測，確保管道和泵房中的相關設備的連接具有更強的穩(wěn)定性，避免在后期供水壓力增大時出現(xiàn)斷裂問題。

2.2 滴灌系統(tǒng)設計過程分析

與其他灌溉系統(tǒng)相比，滴灌系統(tǒng)的先進性更強，利用滴灌系統(tǒng)不僅能夠降低水資源的消耗量，還能夠使灌溉效果得到顯著提升。因此在農(nóng)業(yè)水利工程的建設和設計過程中，必須要加大對滴灌技術的重視程度，并且盡量將滴灌系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展過程中進行普及。在針對滴灌系統(tǒng)進行設計時，要明確滴灌水頭的選擇類型，并且要對其標準差進行相應的控制。當前滴灌水頭的類型相對較多，所以應該根據(jù)管網(wǎng)的相關水力參數(shù)對其進行計算，并且盡量做出合理的選擇，提高滴灌系統(tǒng)的應用效果。目前在滴灌系統(tǒng)中，管上有壓的補償式滴頭得到了廣泛的應用，并且取得了良好的使用效果，利用這種類型的滴頭，可以對灌溉的壓力進行合理的調節(jié)，進而完成水流量的補償操作。在滴灌系統(tǒng)運行的過程中，支管及毛管的設計對其灌溉效果產(chǎn)生的影響相對較大，所以應該盡量將滴頭的位置靠近毛管。要不斷提高水力參數(shù)計算的準確性，可以將支管的水頭損失和干管的水頭損失分別進行計算。通過對計算成果的比較分析，確定經(jīng)濟合理的干支管布設方案，提高灌溉用水的合理利用率，確保滴灌系統(tǒng)能夠達到預期的節(jié)水節(jié)能效果。

2.3 節(jié)能變頻調速灌溉水泵的應用

在農(nóng)業(yè)水利工程中灌溉水泵得到了廣泛的應用，利用灌溉水泵不僅降低了水資源的消耗量，還提高了農(nóng)產(chǎn)品的灌溉效率，而利用變頻調速技術，不僅能夠使灌溉水泵具有更強的節(jié)能性，還能夠降低資金投入成本，因此對其進行深入研究非常必要。例如，目前常用的節(jié)能變頻調速灌溉水泵在農(nóng)業(yè)水利工程中的應用，取得了良好的節(jié)能效果，因此對其進行深入分析，并且保證在后期農(nóng)業(yè)水利工程設計的過程中，可以優(yōu)先選擇此種先進的節(jié)能設備。在實際設計過程中，必須要明確變頻調速技術的應用原理，以及在農(nóng)業(yè)水利工程灌溉水泵設計中的具體使用需求，進而提升灌溉水泵的整體節(jié)能效果。要想使變頻調速技術更好的應用在灌溉水泵中，并且提升灌溉水泵的使用效率，必須要充分體現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的節(jié)能特性。其節(jié)能特征主要體現(xiàn)在可以根據(jù)農(nóng)田的實際灌溉需求，對水流量進行相應的控制，對于需要大量水灌溉的區(qū)域，則應該盡量增加水流量，而對于只需要表皮灌溉的區(qū)域應該降低水流量，這樣既能夠提高水資源的使用效率，又能夠避免水資源浪費。為了提升水資源節(jié)約效果，在針對水流量進行控制的過程中，可以通過對水泵的轉速進行調節(jié)，并且控制閥門的開合，進而實現(xiàn)相應的目的。在針對灌溉水泵節(jié)能系統(tǒng)進行調節(jié)的過程中，要對其水流量的流速大小以及流量大小進行合理的調節(jié)，確保整個系統(tǒng)在運行的過程中能夠利用自動控制技術實現(xiàn)高水平的自動化操控，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對人力資源的依賴性。

2.4 節(jié)能系統(tǒng)設計注意事項分析

目前在節(jié)能系統(tǒng)設計過程中，應該注意泵型的選擇和灌溉區(qū)的劃分。在水泵選擇時要綜合考慮經(jīng)濟因素和使用性能因素，并且要根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)的實際灌溉需求，進行合理的選擇。目前我國市場上的水泵型號眾多，設計人員應該根據(jù)本水利工程的實際需求對其進行全面的分析，既要滿足水利灌溉工程的實際需求，又要實現(xiàn)更強的節(jié)能效果。同時在類型選擇時，還應該參考泵站的設計情況，要保證選購的水泵能夠順利地安裝在泵站中，并且可以和其他設備進行穩(wěn)定地連接。灌溉區(qū)的劃分會直接影響水資源的消耗量，所以在水利工程設計之前應該明確農(nóng)田灌溉區(qū)的劃分情況。尤其是在針對管網(wǎng)進行鋪設的過程中，應該通過合理地劃分，降低管道的使用數(shù)量，并且要在滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求的前提下，降低整個灌溉系統(tǒng)的能源消耗量。

圖1 節(jié)能變頻調速灌溉水泵圖

3 結語

綜上所述，現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)正處于高速發(fā)展的時期，所以為了滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，必須要加大對農(nóng)業(yè)水利工程的建設力度，通過合理的設計及規(guī)劃，使農(nóng)業(yè)水利工程為農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎，同時要引入更多先進的節(jié)能技術，使農(nóng)業(yè)水利工程的使用效率得到顯著提升。