摘 要 農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)用水量占全社會用水總量的比重較大。在農(nóng)業(yè)水利工程中推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)能夠提高水資源利用效率,對緩解我國水資源短缺壓力,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。為提高江蘇省常州市農(nóng)業(yè)用水效率,實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,剖析了當?shù)爻R姷墓?jié)水灌溉技術(shù)類型及工作原理,分析了節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用的要點,包括完善灌溉設(shè)施建設(shè)、合理選擇灌溉技術(shù)、科學管控灌溉時間和用水量、加強節(jié)水灌溉技術(shù)培訓和推廣等。
關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)水利工程;節(jié)水灌溉;技術(shù)要點;江蘇省常州市
中圖分類號:S274 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.055
江蘇省常州市位于長江三角洲腹地,總面積
4 385 km2。該市屬長江下游平原地區(qū),地表水資源豐富,河網(wǎng)水系發(fā)達,年徑流量可觀。但近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展,常州市對水資源的需求與日俱增,供需矛盾日益突出。特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求量巨大,傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉方式導致大量水資源浪費,同時常州市正面臨著地下水開采過度、河流污染等問題,加劇了水資源短缺壓力。因此,積極探索并掌握適合常州市實際的節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用要點,將有利于指導當?shù)剞r(nóng)業(yè)向節(jié)水型轉(zhuǎn)變。
1 常州市農(nóng)業(yè)水利工程概況
常州市農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)歷史悠久,且現(xiàn)狀良好,主要地表水源包括長江、太湖、大運河等,全市河流眾多,水網(wǎng)密布,境內(nèi)大小河流有200余條,水域面積約占總面積的16%。近年來,隨著常州市農(nóng)業(yè)規(guī)模的不斷擴大,常州市對水資源的需求日益增長,地下水開采過度等問題日漸突出。為應(yīng)對水資源短缺壓力,該市大力加強農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè),包括新增灌溉面積、防滲渠道等,并實施農(nóng)村河網(wǎng)整治、圩區(qū)治理等工程,提高防洪排澇能力。但整體而言,常州市農(nóng)業(yè)用水量仍較大,提高水資源利用效率任重道遠。因此,在常州市農(nóng)業(yè)水利工程中大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù),提高水資源利用效率已成為當務(wù)之急。
2 常州市常見的節(jié)水灌溉技術(shù)
2.1 表面灌溉技術(shù)
表面灌溉技術(shù)是常州市應(yīng)用較為普遍的一種節(jié)水灌溉方式。其原理是利用地表自然坡度,通過灌溉渠道將水引入農(nóng)田,使水自然流動并滲入土壤,實現(xiàn)對農(nóng)作物的灌溉。這種技術(shù)操作簡單,不需要復雜的設(shè)備,適合常州市平原地形。常州市主要采用的表面灌溉技術(shù)為溝畦灌溉,將田間修建成長方形的畦田,畦面長度一般控制在60~100 m,寬度控制在8~15 m。通過灌溉溝或管道將水注入畦面,形成一層薄水層,使水按自然坡度流動并逐漸滲入土壤[1]。在常州市,灌溉流量宜控制在0.3~0.5 L·s-1,田塊兩端高差宜控制在10~20 cm。表面灌溉技術(shù)的優(yōu)點是投資少、操作簡便,適用于常州市大田作物種植。但該技術(shù)存在一定的不足,如需要嚴格控制流量和田塊坡度,否則易導致部分區(qū)域過濕或干旱。另外,在作物生長后期,地表流動受阻,灌溉效率降低。因此,在應(yīng)用該技術(shù)過程中,需要根據(jù)作物生長期調(diào)整灌溉流量,保證灌溉均勻。
2.2 壓力管道灌溉技術(shù)
2.2.1 噴灌技術(shù)
噴灌技術(shù)是指利用加壓水泵和管道網(wǎng)絡(luò),將水通過噴頭噴灑形成人工降雨,實現(xiàn)對農(nóng)作物的均勻灌溉。在常州市,噴灌技術(shù)主要采用固定式和移動式相結(jié)合的方式。固定式主要用于大田作物,管道部分埋設(shè),噴頭固定,噴灌范圍為0.20~0.33 hm2;移動式多用于設(shè)施園藝,整個系統(tǒng)可拆卸移動,噴灌范圍約為0.07 hm2。在常州市平原地區(qū),固定式噴頭射程一般為20~30 m,移動式噴頭射程為10~15 m。噴灌壓強控制在0.3~0.5 MPa。噴灌技術(shù)的優(yōu)勢是覆蓋均勻、自動化程度高、節(jié)水效果好,相比傳統(tǒng)地面漫灌,噴灌可節(jié)水30%~50%[2]。但該技術(shù)存在投資較高、受風力影響、對地形要求較高等不足。在應(yīng)用中,需要根據(jù)作物類型、種植模式合理選擇固定式或移動式,并科學控制噴頭射程、壓力和噴灌強度,確保灌溉均勻。同時,需要做好設(shè)備維護,及時排除堵塞,保證設(shè)備長期高效運行。
2.2.2 微灌技術(shù)
微灌技術(shù)是指利用低壓力通過微噴或滴頭將水精準輸送至作物根區(qū),實現(xiàn)高效精準的小范圍局部灌溉。在常州市,微灌技術(shù)主要分為微噴灌和滴灌兩種形式。微噴灌一般應(yīng)用于棚室蔬菜、經(jīng)果苗圃等,噴頭出水量為20~120 L·h-1,灌溉半徑在0.5~5.0 m;滴灌則主要用于經(jīng)濟作物、苗木花卉等,一般采用薄壁滴頭,出水量在2~8 L·h-1,水量較小但持續(xù)時間更長。兩種形式的運行壓強通常控制在0.1~0.3 MPa。微灌技術(shù)的顯著優(yōu)勢是高效節(jié)水,可將作物需水量控制在最低限度,節(jié)水率在60%~90%,同時能夠?qū)崿F(xiàn)水肥一體化高效施肥。但滴頭易被堵塞,系統(tǒng)投資大,用水不均勻。在應(yīng)用中,需要科學設(shè)計系統(tǒng)并選擇合理的噴頭或滴頭規(guī)格,控制好壓力和出水量,并做好管路埋設(shè)和末端管理,及時清理雜質(zhì),確保出水均勻,發(fā)揮微灌高效節(jié)水的優(yōu)勢[3]。
2.3 膜下滴灌技術(shù)
膜下滴灌是指在地膜下埋設(shè)滴灌管道,通過微孔或滴頭將水分精準滴注到作物根區(qū),實現(xiàn)高效精準的局部滴灌。在常州市,膜下滴灌主要應(yīng)用于設(shè)施蔬菜、食用菌、中藥材等經(jīng)濟作物的種植。一般采用壁厚0.2~0.4 mm的滴灌帶,滴頭間距20~60 cm,出水量0.5~4.0 L·h-1,工作壓強0.05~0.20 MPa,每5~7年需要更換一次管道。膜下滴灌的優(yōu)勢是節(jié)水率在70%~90%,可有效減少地表水分蒸發(fā),保持根區(qū)穩(wěn)定濕潤,同時實現(xiàn)水肥一體化高效施肥,提高肥料利用率。但其缺點是前期投資較高,滴頭易被堵塞且更換困難。在應(yīng)用中,需要根據(jù)作物類型、種植模式等科學設(shè)計系統(tǒng),合理選擇滴灌帶規(guī)格和排布形式。同時,做好水肥配比,定期檢查管路,及時排除堵塞,并注意控制滲漏,發(fā)揮膜下滴灌的高效
節(jié)水優(yōu)勢。
2.4 渠道防滲技術(shù)
渠道防滲技術(shù)是指在輸水渠道內(nèi)部或外部進行防滲處理,降低渠道滲漏,減少水資源損失。常州市防滲渠道主要采用混凝土襯砌或塑料薄膜等材料。對于大中型渠道,一般采用混凝土防滲,渠底板厚15~20 cm,渠面襯砌30~40 cm厚的混凝土;對于小型支渠,則多使用聚乙烯或聚氯乙烯型防滲膜。防滲膜下常鋪設(shè)厚10 cm以上的碎石墊層,使膜服帖于底部,膜兩側(cè)用“U”型鋼圈固定。渠道防滲技術(shù)的優(yōu)點是防滲效果好,渠道運行使用年限在30年以上。采用防滲措施后,渠道滲漏量可控制在0.1 L·m-2以下,但防滲工程前期投資較大,且施工工藝要求高。在應(yīng)用中,需要根據(jù)渠道斷面形式、渠岸土質(zhì)、防滲標準等科學選擇防滲材料和工藝,保證防滲效果。
3 常州市農(nóng)業(yè)水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用要點
3.1 完善灌溉設(shè)施建設(shè)
完善灌溉設(shè)施建設(shè)是確保常州市農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)揮效用的重要基礎(chǔ)。常州市舊有的農(nóng)田水利設(shè)施相對陳舊落后,渠系防滲能力較差,存在嚴重的渠系滲漏和溢水浪費問題。因此,當?shù)丶毙杓訌娗婪罎B改造,提高輸水效率??刹捎没炷练罎B、塑料薄膜防滲或土工膜防滲等技術(shù),對農(nóng)田骨干渠系及部分支渠進行全線防滲處理,降低輸水過程的滲漏損失。對于終端的農(nóng)田灌溉渠系,可結(jié)合實際考慮采用管道化、暗管化的方式改造,杜絕滲漏浪費。同時,應(yīng)加強節(jié)制閘、攔河閘等控制性設(shè)施的建設(shè)和改造,提高調(diào)度能力,精準控制和測量用水量。配套建設(shè)相應(yīng)的水情自動測報系統(tǒng)、遠程集中控制系統(tǒng)等信息化設(shè)施,為精細化用水管理提供技術(shù)支撐,從根本上提高常州市農(nóng)田水利工程的節(jié)水效率。
3.2 合理選擇灌溉技術(shù)
由于常州市地處平原地區(qū),地形相對平坦,傳統(tǒng)的表面灌溉技術(shù)如溝渠蓄水灌溉等在當?shù)匾恢毖赜茫珴B漏和水分利用率較低。因此,在新建或改建農(nóng)田灌溉區(qū)時,應(yīng)優(yōu)先考慮采用先進的壓力管道灌溉技術(shù)。對于常州市的大田作物,可優(yōu)先選用覆膜滴灌或噴灌技術(shù),前者適用于旱作農(nóng)田,后者適用于水澆地。這兩種技術(shù)用水精準、均勻,節(jié)水效果顯著[4]。對于設(shè)施農(nóng)業(yè),如蔬菜大棚、苗圃等,微噴灌是更佳選擇,能精準滿足農(nóng)作物根系需求。對于坡地或山區(qū),可采用小流量的滲灌或小流量噴灌。此外,需要根據(jù)具體農(nóng)藝要求和環(huán)境條件,因作物制宜選擇合理的灌溉制度,如對于稻田,可采用間歇灌溉,避免持續(xù)靜水浸漬造成浪費。
3.3 科學管控灌溉時間和用水量
常州市常年降水量較為充沛,但分布不盡合理,春旱和伏旱是常見的干旱天氣,給農(nóng)田用水帶來一定壓力。因此,需要根據(jù)不同作物的需水規(guī)律、不同生育階段的用水特點及氣象水文條件的實時變化,制訂精細化的定量用水方案,合理確定灌溉時間和用水量。例如,對于水稻這類耗水作物,應(yīng)避免在其分蘗期和孕穗期集中用水;對于棉花等經(jīng)濟作物,應(yīng)精確把控其營養(yǎng)生長期和結(jié)莢期的用水量[5]。同時,要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段,建立作物需水模型,通過在線監(jiān)測土壤濕度、作物生長狀況等,動態(tài)優(yōu)化調(diào)整用水方案。此外,應(yīng)加強汛期水情監(jiān)測,及時調(diào)度防洪減災(zāi),避免農(nóng)田積水影響作物生長。
3.4 加強節(jié)水灌溉技術(shù)培訓和推廣
加強節(jié)水灌溉技術(shù)培訓和推廣是確保常州市農(nóng)業(yè)水利工程中節(jié)水灌溉技術(shù)有效應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對農(nóng)民和農(nóng)業(yè)技術(shù)人員,應(yīng)系統(tǒng)開展培訓課程,涵蓋節(jié)水灌溉設(shè)備操作維護、灌溉制度制定執(zhí)行及水資源管理等方面的知識。通過舉辦示范項目和技術(shù)推廣會,直觀展示節(jié)水灌溉技術(shù)的實際效果,提高農(nóng)民的接受度和應(yīng)用積極性。同時,建立健全長期的技術(shù)服務(wù)體系,為農(nóng)民提供持續(xù)的指導和支持。此外,可利用現(xiàn)代媒體平臺,如微信公眾號、短視頻等,定期發(fā)布節(jié)水灌溉技術(shù)信息,擴大宣傳覆蓋面。結(jié)合常州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際,編制通俗易懂的技術(shù)手冊,方便農(nóng)民隨時查閱。通過采取多管齊下的培訓和推廣措施,全面提升農(nóng)民的節(jié)水意識和技術(shù)應(yīng)用能力,推動節(jié)水灌溉技術(shù)在常州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。
4 常州市農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)的實施保障
4.1 加強政策法規(guī)支持
常州市政府應(yīng)進一步完善相關(guān)法律法規(guī),從體制機制上為農(nóng)田節(jié)水灌溉創(chuàng)造有利環(huán)境。1)出臺專項扶持政策,明確節(jié)水灌溉在農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位,制定具體的發(fā)展目標和任務(wù)書。2)健全節(jié)水灌溉技術(shù)推廣扶持政策,對新技術(shù)應(yīng)用給予適當補貼,鼓勵農(nóng)戶采納先進適用技術(shù)。3)加大執(zhí)法力度,對農(nóng)田面源污染、濫用地下水資源等行為嚴懲不貸,維護水資源合理利用秩序。4)完善相關(guān)標準規(guī)范,為節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用提供制度保障。只有政策法規(guī)精準有力,才能實現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)在常州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中落地生根。
4.2 完善管理體系
完善管理體系是保障常州市農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)順利實施的重要一環(huán)。因此,常州市應(yīng)建立健全涵蓋決策、執(zhí)行、監(jiān)督在內(nèi)的全過程閉環(huán)管理機制。1)建立統(tǒng)一的節(jié)水灌溉技術(shù)管理部門,負責技術(shù)推廣應(yīng)用的統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計。2)健全基層管理網(wǎng)絡(luò),在鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級設(shè)立專職水利站或村級用水戶協(xié)會,負責具體的技術(shù)推廣和用水管理。3)完善監(jiān)管機制,建立農(nóng)田用水定額管理制度,設(shè)置水量計量監(jiān)控設(shè)施,對超定額灌溉行為實行累進加價。4)發(fā)揮社會參與作用,鼓勵成立農(nóng)民用水戶協(xié)會等社會組織,促進民主監(jiān)督。只有完善管理體系,才能保證節(jié)水灌溉技術(shù)真正落地見效。
4.3 加大資金投入力度
先進節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用需要大量資金支持,包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、設(shè)備購置、技術(shù)培訓等多個環(huán)節(jié)。1)加大財政轉(zhuǎn)移支付力度,將節(jié)水灌溉工程建設(shè)列為財政支出的重點領(lǐng)域。2)鼓勵社會資本參與,允許符合條件的企業(yè)舉辦或參與經(jīng)營部分節(jié)水灌溉工程項目。3)發(fā)展多元化投融資模式,通過政府和社會資本合作等方式,撬動更多社會資金投入。4)建立節(jié)水灌溉專項資金,對農(nóng)戶購買先進節(jié)水設(shè)備給予適當補貼。5)完善收費機制,合理提高農(nóng)業(yè)用水價格,形成??顚S?,確保節(jié)水灌溉工程建設(shè)經(jīng)費來源可持續(xù)。只有資金充足,常州市才能真正實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的現(xiàn)代化。
5 結(jié)語
常州市作為長江三角洲平原的重要農(nóng)業(yè)區(qū)域,推廣應(yīng)用農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)水灌溉技術(shù),對于緩解當?shù)剞r(nóng)業(yè)用水矛盾、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。常州應(yīng)立足自身實際,完善灌溉設(shè)施建設(shè),科學選擇合適的節(jié)水灌溉技術(shù),嚴格控制灌溉時間和用水量,加強節(jié)水灌溉技術(shù)培訓和推廣,從而最大限度提高水資源利用效率。同時,常州市應(yīng)從政策法規(guī)、管理體系、資金投入等多方面著手,為農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的順利實施創(chuàng)造有利環(huán)境。
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(責任編輯:劉寧寧)