高效节水灌溉技术研究与应用

摘要：农业生产对水资源需求量极大，为加快建设资源节约型、环境友好型社会，农业生产应积极探索更有效的节水方案，做好灌溉用水控制，提高水资源利用率。以甘肃省张掖市临泽县为例，分析临泽县农田水利工程高效节水灌溉技术应用中存在的问题，提出根据区域实际情况进行统筹规划、建立农田灌溉用水自主管理机制、加强高效节水灌溉技术研究和应用、控制水资源价格及加大资金投入力度等改善策略。

关键词：高效节水；灌溉技术；甘肃省张掖市临泽县

科学灌溉是农业增产增收的前提，但目前国内有很多地区农业灌溉仍以大水漫灌为主，缺少科学规划，灌溉技术落后，存在明显的水资源浪费问题，与可持续发展理念不符。临泽县是甘肃省重要的粮食、蔬菜产区，农田灌溉技术水平直接决定了区域农业生产能力。采用高效节水灌溉技术能减少农业成本投入、节约资源、保护环境，是农业发展的必然选择。临泽县从2004年即开始建设节水灌溉工程，但受制于技术、资金等因素，节水灌溉工程技术水平低、推广范围小，进一步加强节水灌溉管理非常必要。

1实施现状

1.1临泽县基本情况介绍

临泽县隶属甘肃省张掖市，位于河西走廊中部，辖区面积2729km2。受气候因素影响，临泽县降水集中在7—9月，经常面临季节性干旱，干旱缺水一直是制约县域经济高质量发展的最大瓶颈。

1.2临泽县节水灌溉基本情况

自2004年开始，临泽县尝试采用渠道防渗等技术着手建设节水灌溉工程。由于当时技术水平较低、缺少维护资金、管护不到位等问题，目前部分节水灌溉工程已停用。从已有灌溉工程来看，临泽县有效灌溉面积0.36万hm2，实际灌溉面积3.72万hm2，其中高效节水灌溉面积仅0.13万hm2，灌溉水利用系数约0.27，农业灌溉水资源利用率还有很大提升空间[1]。同时，区域内耕地主要是碎片化的小畦农田，难以推广机械化大规模农业作业，也增加了灌溉管理的难度。整体而言，临泽县受自然条件、地形地貌的影响，水资源短缺问题突出，对高效节水灌溉技术的需求十分迫切。但在建设高效节水灌溉工程的过程中，受各方面因素影响，高效节水灌溉工程建设滞后，推广力度不足，未能充分发挥出其高效、节水的优势。

1.3存在的问题

1.3.1相关设备、设施少，农民用水不规范1）20世纪八九十年代，临泽县修建了一定数量的农田水利工程，但受当时技术条件、管理体制等因素的影响，农田水利工程基础设施条件薄弱，配套设备滞后。2）农民是实施灌溉的主体，但农民普遍文化程度较低，灌溉前没有进行调查研究，既不懂得结合农田实际情况选择合适的灌溉技术方式，也不会根据农作物的不同生长需求合理设计灌溉量，最终不但无法增产增收，还可能因土壤中水分过多导致植物烂根死亡[2]。1.3.2农作物种植结构不合理目前，临泽县的种植方式还是以农民自行种植和管理为主，生产方式粗放，且不同农民理念不同，很难统一进行协调灌溉；农作物种植结构体现不了规模效益，达不到集约经营、机械耕种的要求，高效节水技术的应用也受到了限制。1.3.3高效灌溉节水技术水平低1）20世纪70年代，节水灌溉技术被引入我国并逐渐推广，但国内对该技术的研究还不够深入，普及程度较低，很多地区依旧沿用大水漫灌的灌溉方法，造成了严重的水资源浪费[3-4]。2）临泽县农业机械化水平较低，投入农田水利的资金、技术较少，灌溉时主要依靠人力，导致技术指导人员不能准确掌握农田灌溉情况，也不能根据农田实际灌溉需求作出技术调整，高效节水灌溉技术难以真正应用到实际中。1.3.4资金缺口大，工程效益低1）临泽县投入的资金主要依赖中央和省级财政，来源渠道单一，没有形成分级管理、分级负责的水利投入机制，难以满足水利工程建设需求，也没有形成社会融资、农民集资的有效管理机制，解决不了水利工程资金困难的问题。2）受传统观念的影响，临泽县部分农民对灌溉设备的养护漠不关心，导致灌溉设备老化失修，无法保证有效供水，难以正常发挥工程效益，水费收缴难度增加，工程运行经费短缺，灌溉效益衰减，水管单位经营困难[5]。

2改善策略

2.1建立农田灌溉用水自主管理机制

1）相关部门做好用水监督，对灌区内水利工程进行全面排查，及时排除隐患，做好灌区设备投入和维护工作，监督灌溉用水合理使用，避免农田水利工程设备带病运行。2）农民是农田灌溉用水的使用主体，应发挥农民在管理水利设施、维护用水设备方面的积极作用，加强农村供水协会、用水者协会、农业合作社等组织的建设，本着“谁受益、谁负责，谁投资、谁所有”的原则吸引农民参与管理，明确产权，依靠农民的力量做好灌溉设施管理、灌溉用水管理[6]。

2.2根据区域实际情况进行统筹规划

1）在推广高效节水灌溉技术时，相关部门应立足区域农业生产实际，分析制约节水灌溉技术推广的原因，考虑当地农业发展状态、农民利益等情况，统筹规划，整合各项资源，避免技术推广的局限性。2）水利部门在制订节水方案前，应调查区域地形地貌、农作物实际需水情况、适合的节水设施等，针对性地采用喷灌、渠道防渗等技术进行灌溉。3）做好高效节水灌溉技术的宣传工作，培养农民节水意识，引导农民提高水资源利用率；加强对农民群体的知识教育、技术培训，使其掌握节水灌溉技术，为节水灌溉的推广和普及奠定良好的基础[7]。4）为促进节水灌溉设施的高效利用，应明确水利设施各相关部门的职能。在农田灌溉中，水利设施使用方、所有方易出现职权交叉进而引起纠纷的问题，必须以法律规范各方的权利、责任、义务和利益，使各部门积极参与管理，明确水源、供水、治污等职责，理顺管理体制，通过民主监督、协商等方式解决全局性问题[8]。5）严格落实配水计划，根据当前河源来水、渠道引水情况，科学分析，合理配置水资源。各渠系、各村社严禁在灌溉高峰期随意改变配水计划、随意调配水量，防止用水矛盾激化和水事纠纷发生，确保现有水量合理配置。

2.3加强高效节水灌溉技术研究和应用

目前，国内外应用较多的高效节水灌溉技术包括步行式灌溉、渠道防渗、喷灌及滴灌等，各灌区应根据自身自然条件、资金水平、维护能力等科学选择高效节水灌溉技术[9]。2.3.1步行式灌溉步行式灌溉指的是利用农用机械产生灌溉动力，实现移动灌溉的效果。步行式灌溉对设备要求不高，适应性和灵活性较强，在农田急需灌溉，而喷灌、滴灌技术难以迅速达到灌溉目标时，可采用步行式灌溉。同时，步行式灌溉较强的灵活性、适应性，主要依赖组装形成的灌溉系统，投入资金较少，且可根据水源所在位置配合灌溉机完成作业，不必修建大量水渠工程，劳动力投入少，灌溉实效性较高。2.3.2渠道防渗渠道防渗技术在农业水利灌溉中的应用较为广泛，技术原理为减少渠道输水时的渗漏，节约灌溉水。目前，渠道防渗技术有两种实现途径：设置防渗层、改变原渠床渗透性。防渗层设计可选择混凝土、钢筋混凝土、沥青、塑料薄膜等材料，其中塑料薄膜具有防渗效果好、资金投入少的优势；改变原渠床渗透性可采取压实土壤、抹光、淤淀等方法，以减少土壤空隙，降低土壤透水性。2.3.3喷灌技术喷灌技术在农业灌溉中的应用非常广泛，适用于大面积种植区，其原理为利用水泵或自然落差将水输送到种植区，利用喷头大面积喷洒种植作物，喷洒出的小水滴可均匀铺洒在种植范围内。喷灌技术的优势在于灌溉设备占用耕地面积小，灌溉均匀，几乎适用所有类型的种植作物，相比地面式灌溉可节水30%～50%；缺点是喷灌设备投资较高，喷出的水雾易受风力影响[10]。2.3.4滴灌技术滴灌技术可利用动力设备、水净化设备、加压设备等将水流引入灌水器内，再通过筛网筛除水内浮游藻、砂砾、金属杂质，并通过一定压力将水滴灌到土壤中。滴灌技术能减少水分蒸发，防止杂草增长，减少农药使用；滴灌技术对设备要求较高，使用中毛管、滴头会因杂质沉淀而堵塞，在大面积作物种植中的应用还有待研究。2.3.5间歇式灌溉间歇式灌溉的原理为通过向种植区域内的畦间歇性输送水分，产生连续供水效果，主要靠间歇阀来完成，一般为两组畦交替供水。间歇式灌溉主要的优势是：间歇式灌溉可比连续式灌溉节水22%以上，且灌溉更加均匀；可减少畦首和畦尾渗水量，提高水资源利用率，防止肥料流失；间歇阀和自动控制装置投资不高，造价低，能提高经济效益。2.3.6雨水集蓄利用雨水集蓄利用是指通过工程措施收集自然降水并储存起来，在农田有灌溉需求时利用管道将集蓄的雨水输送到田地中。雨水集蓄利用不但能缓解农田灌溉问题，也能补充人畜饮水，适用于季节性缺水及干旱的地区。同时，雨水集蓄利用对设备设施的需求较少，投资要求低，可大范围推广使用。此外，雨水集蓄利用体系可保护生态环境，防止水土流失，为农业增产、农业经济发展提供有效帮助。

2.4控制水资源价格

农田水利工程的直接受益群体是广大农民，具有较强公益性，但为了提高农民节约灌溉用水的积极性，有必要制定合理的水价政策，控制用水成本。在科学计算农田水利设施效益的基础上制订水价范围，既要体现水价的公益性，杜绝所有方随意制订供水成本的现象，从政策方面降低农民负担，又要保持水利工程管理单位有序运行，避免出现大量亏损，维持科学的水价区间[11]。

2.5加大资金投入

相关部门应向市级、省级政府申请资金，加大资金投入力度，缓解县区财政压力，在现有基础上进一步增加配套资金，形成以政府资金为主，社会投资、村集体和个人资金统筹参与的多元化筹资渠道。同时，集体、个人自筹资金的使用必须遵循一定的章程，确保资金筹集、使用的透明，严禁挪用、截留资金，并由水利、财政部门联合监督资金使用情况。

3结语

高效节水灌溉技术对农业种植、农业生产有突出作用，节水灌溉技术不同，适用条件也存在差异。因此，农民在开展高效节水灌溉时应结合实际情况，灵活选择灌溉技术，以更好地发挥灌溉功效，节约水资源，实现高质量农业发展的目标。

作者：李洪星 单位：临泽县平川水利管理所