DOI:10.16627/j.cnki.cn22-1215/s.2024.03.117
摘要:水是生命之源,也是農業(yè)生產的命脈。在我國,農業(yè)用水占據(jù)了總用水量的很大一部分,而小型農田水利作為農業(yè)生產的基礎設施,其節(jié)水工程建設尤為重要。節(jié)水工程建設不僅能提高水資源利用效率,還能促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展,具有深遠的社會和經濟意義。本文通過文獻綜述和數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)節(jié)水工程建設不僅能提高水資源利用效率,還可以為節(jié)水技術的發(fā)展提供方向。
關鍵詞:節(jié)水工程;小型農田水利;水資源;農業(yè)可持續(xù)發(fā)展
引言:中國是一個農業(yè)大國,農業(yè)水資源的管理和利用對于農業(yè)生產和糧食安全具有重要意義。然而,隨著全球氣候變化和水資源短缺問題的加劇,傳統(tǒng)的農田水利灌溉方式已難以滿足現(xiàn)代農業(yè)的需求。因此,節(jié)水工程建設成為促進小型農田水利發(fā)展的關鍵手段。
1 節(jié)水工程建設小型農田水利技術
我國農業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進,小型農田水利工程建設在保障糧食安全、促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中扮演著愈發(fā)重要的角色。節(jié)水工程作為其中的一項關鍵技術措施,不僅能夠有效緩解水資源短缺問題,還能提高水資源利用效率,進而實現(xiàn)農業(yè)生產的節(jié)水減排、增產增效。
1.1 渠道防滲技術
渠道防滲技術,即通過工程措施,減少或防止灌溉渠道在輸水過程中的滲漏損失,提高水資源的利用效率。在農田水利建設中,滲漏問題一直困擾著灌溉系統(tǒng)的正常運行,嚴重影響了灌溉效果和水資源的有效利用。而渠道防滲技術主要包括:①混凝土襯砌技術:在渠道內壁鋪設混凝土,形成一層防滲層,從而有效減少水的滲漏損失,這種技術具有防滲效果好、使用壽命長等優(yōu)點,但成本相對較高。②塑料薄膜防滲技術:利用塑料薄膜的防滲性能,將其鋪設在渠道底部和邊坡,形成一道防滲屏障,此類技術存在成本較低,施工簡便,但使用壽命相對較短。③土壤改良防滲技術:借助改變渠道土壤的物理和化學性質,提高其抗?jié)B性能,其存在成本較低,但需要對土壤進行改良,施工周期較長的特征。
1.2 低壓管道輸水技術
低壓管道輸水技術,其核心在于利用管道系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的明渠輸水方式,以減少水分在輸送過程中的蒸發(fā)和滲漏損失,這一技術通過降低輸水壓力,優(yōu)化管道布局和設計,實現(xiàn)水資源的有效利用和節(jié)約。在管道材料的選擇上,一般需采用塑料管材,如聚乙烯(PE)管、聚氯乙烯(PVC)管等,而這些材料具有良好的耐腐蝕性、耐水性和較低的滲透性,能夠有效減少水的損失。然后根據(jù)地形、水源和灌溉需求,合理設計管道走向、管徑和埋設深度,并優(yōu)化管道布局減少水流的阻力,提高輸水效率。另外,輸水壓力有效控制也可以確保水流在管道中穩(wěn)定流動,避免因壓力過大而造成的管道破裂或滲漏。在最后階段可以通過合理設置出水口和灌溉制度,實現(xiàn)定時、定量灌溉,避免水資源的浪費。
1.3 噴灌與滴灌技術
噴灌技術是通過專門的噴灌設備將水以噴霧狀態(tài)噴灑到農田中,其工作原理主要包括水泵、輸水管道、噴頭等部分。此時,水泵將水源提升至一定壓力,通過輸水管道將水輸送到田間,再由噴頭將水以霧狀形式均勻噴灑到作物上。就噴灌技術而言,其適用于各種作物,特別是在水資源相對匱乏的地區(qū),其節(jié)水效果顯著。另外,噴灌還能調節(jié)田間小氣候,改善作物生長環(huán)境。
滴灌根部技術則是通過低壓管道系統(tǒng),將水以滴狀形式直接輸送到作物。滴灌系統(tǒng)通常由水源、過濾器、輸水管、滴灌帶等部分組成。且水經過過濾后通過低壓管道和滴灌帶,以緩慢的速度滴入作物根部土壤中。針對滴灌技術,其具有節(jié)水、節(jié)肥、增產等多重優(yōu)勢,尤其適用于果樹、蔬菜等高效農業(yè)。
2 節(jié)水工程建設對小型農田水利發(fā)展的影響
水是農業(yè)生產的命脈,對于小型農田水利而言,其影響尤為顯著。隨著節(jié)水技術的不斷發(fā)展和節(jié)水工程建設的深入推進,小型農田水利的發(fā)展模式也正在經歷著深刻的變革。
2.1 工程概況
以某縣小型農田水利為例,在進行節(jié)水工程建設方面,項目區(qū)水源為某水庫水,輸水干渠為水庫輸水北干渠,在4+060處取水。工程建設內容為:設2個取水口,擴建3.138萬m3,調節(jié)小水塘1個、500m3調節(jié)池1個,安裝過濾設施2處,新建干管5條長25.014km;分干管113條長71.922km;新建支管2567條總長287.279km。
2.2 主要做法
在節(jié)水工程建設過程中,某縣采取了一系列措施,以保證水資源能得到充分利用,具體分析如下:
①建立科學的水價形成機制。項目區(qū)采取終端計量收費方式,將保證工程平穩(wěn)運轉、引入社會資本有合理收益、群眾具備承擔水費能力作為基本原則,對水價合理計算。同時,合作社投資部分工程水價則是由縣水務局進行指導測算,應用協(xié)商定價的辦法,對水價合理制定。
②強化節(jié)水激勵措施的實施,建立健全的精準補貼機制。嚴格遵循節(jié)獎超罰、鼓勵交易的原則,對節(jié)水激勵約束機制完善與落實,并加大超定額累計加價制度的執(zhí)行力,形成多用多付費、節(jié)約有獎勵的良性用水供水新格局。同時,建立節(jié)水獎勵基金,針對采取節(jié)水措施、調整生產模式的用戶,給予相應的獎勵。
③推行全員參與。在節(jié)水工程建設中,注重對用戶的引導,讓其自覺參與其中,建立完善的機制,具體如圖1所示,保證節(jié)水目標能順利達成。
④可控放水器的調節(jié)布置。在對噴灌與滴灌技術、低壓管道輸水技術等先進技術充分應用的基礎上,將農田所在區(qū)域的環(huán)境、氣候、土壤等作為灌溉的主要參數(shù),根據(jù)工程實際部署,將可控放水器布置在農田灌溉進水管的前端。可控放水器的上端由頂蓋、塑料桿、出水口等組成,中部由活動控制片主動控制,下端由2個固定控制片、止水環(huán)等組成。
2.3 具體影響
通過對不同措施的合理應用,積極推進節(jié)水工程建設工作,結合最終的建設效果來看,不僅可以達到對小型農田的水資源利用效率提升的目的,還可以讓小型農田的土壤環(huán)境得到大幅度改善,具體分析如下:
①提升小型農田的水資源利用效率。如在華北地區(qū)的某小型農田,通過引進滴灌技術,每畝地的灌溉用水量減少了30%,而作物產量卻有了明顯的提升。而節(jié)水工程建設還注重水資源的合理配置,其中包括根據(jù)作物需水特點、氣候條件和土壤狀況等合理安排灌溉時間和灌溉量。結合某縣的節(jié)水工程建設效果來看,通過對多種節(jié)水方式的利用,選取五個區(qū)域檢驗灌溉水的利用率,具體如表1所示。通過對表中各項數(shù)據(jù)的分析可以看出,各個區(qū)域所需的灌溉水量不同,但采用一系列節(jié)水措施后,各區(qū)域的灌溉水利用率均在99%以上,說明節(jié)水工程建設能減少水資源浪費,最大限度地利用灌溉用水。
②改善小型農田的土壤環(huán)境。節(jié)水工程建設是通過減少農田灌溉過程中的水分流失來提高灌溉效率的,這個過程中也可以持續(xù)減少農田的鹽分積累。而節(jié)水灌溉如技術滴灌、滲灌等,通過直接將水分送至作物根部,減少了鹽分在表層的積累,有效防止了土壤鹽堿化的發(fā)生。另外,傳統(tǒng)的灌溉方式往往導致土壤板結,降低土壤透氣性,會影響作物生長,此時,利用節(jié)水灌溉精確控制灌溉量和灌溉頻率,能使土壤保持適當?shù)臐駶櫠?,避免了土壤過度飽和導致的板結問題,維護了土壤良好的團粒結構,為作物生長提供了良好的土壤環(huán)境。
結束語:節(jié)水工程建設對于小型農田水利發(fā)展具有極其重要的意義。通過應用高效節(jié)水灌溉技術、雨水收集利用技術等手段,可以顯著提高水資源利用效率,促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。隨著智能化、精準化、生態(tài)化、可持續(xù)化以及多元化和集成化等趨勢的發(fā)展,節(jié)水工程建設將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。因此,政府和社會各界應加強對節(jié)水工程建設的支持和投入,推動小型農田水利事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
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