浅谈高效节水灌溉工程优化设计要点

浅谈高效节水灌溉工程优化设计要点

计利刚

云南省农业工程研究设计院 云南 昆明 650000

摘要：我国作为世界第一的人口大国，农业生产对维持国民基本温饱起到了极为重要的作用，因此，需给予农业生产足够的重视，其中灌溉技术在农业生产发展中具有十分重要的推动作用，但在农业灌溉工程中，出现了水资源浪费和污染等问题，导致水资源紧张，农业灌溉效率低下，进而影响农业生产。因此，为促进农业生产效率提高，实现对水资源的合理利用，减少浪费，需要对我国农业生产中的灌溉工程进行优化，以推动节水农业的发展。

关键词：高效节水；灌溉工程；优化设计；要点分析

前言

农业生产在我国拥有悠久的发展历史，是我国最重要的基础产业之一。农田水利灌溉是农业生产的重要内容，对农业生产的发展起到至关重要的作用，只有加强农田水利建设，才能促进农田作物正常生长，促进农业生产的顺利发展，提升我国农业经济的发展。此外，农田水利灌溉还保障了我国粮食安全。但在现阶段的农业生产中，传统的农田水利灌溉在要求日渐提高的农业生产中逐渐显露出农田灌溉效率低下、滥用水资源等弊端来，可见传统农田水利灌溉工程和技术已经很难满足现阶段人们对高效率灌溉和节水的要求。为提升农田水利固灌溉效率，提升水资源的利用率，实现高效节水，需要人们对当下节水灌溉工程进行优化设计，加强对高效节水灌溉工程的建设。

1 高效节水灌溉工程

1.1高效节水灌溉工程定义

高效节水灌溉工程是指依靠工程技术手段，最大限度减少输水过程中水的损失，提高水分利用效率的灌溉工程^[1]。将此工程应用于农业生产中，可在有限的水资源条件下，利用技术手段，提升灌溉效率，满足农作物正常生长的水量条件，使农作物在单位水量下取得最佳的生长状态，提高农业生产的经济收益^[2]。高效节水灌溉方式包含了除土渠输水和地表满贯以外的所有农田灌溉方式。该工程的普及和广泛应用，对传统农田水利灌溉模式造成了强烈的冲击，有效提升了对水资源的利用效率，减少了水资源浪费。

1.2高效节水灌溉工程技术特点

高效节水灌溉工程依靠工程技术手段为主，主要包括渠道防渗、管道输水、土地平整、微灌技术等^[3]。其中，微灌技术中使用的灌水器按照其出流形式的区别，又可将其分为喷灌、微喷灌、滴灌、涌泉灌、重力滴灌以及渗灌等多种方式。与此同时，高效节水灌溉工程具有适应性强、节约水、土地以及人力、物力资源等优点，以减少农田漏渗水量为主要目标，在水土保持和提升水资源利用效率方面具有显著的积极作用^[4]。

1.3高效节水灌溉工程发展前景

我国是一个干旱缺水严重的国家，人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多的国家，人们日常生活以及各行各业的生产都离不开水，但由于利用不当，导致每天都有大量的淡水资源被浪费。在传统的农田水利灌溉中，常常采用大水漫灌的方式，造成了农业生产用水量居高不下，但在实际生产中的水资源利用有效率极低，据统计显示，在农业生产用水中，水资源利用有效率仅达到30%-40%，水资源浪费情况极为严重，不利于农作物的正常生长，粮食产量受到影响^[5]。因此，为提高水资源利用率，减少水资源浪费，同时提升粮食产量，获得更高的经济效益，需要对传统农田水利灌溉模式进行改革，高效节水灌溉工程在我国农业生产领域的普及和运用可大大缓解水资源紧张的问题，在未来农业发展中具有较好的发展前景^[6]。

2 高效节水灌溉工程优化设计的要点分析

高效节水灌溉工程在实际应用时，由于农业生产土地广阔，高效节水灌溉工程规模巨大，需要花费大量的投资，在推广使用的过程中可能会出现资金紧张等困难，因此，需要在高效节水灌溉工程开始设计时，对整个工程的相关灌溉制度、流量设计、管材选择以及管道设计进行优化，整体统筹工程建设，进而降低建设成本。

2.1做好高效节水灌溉工程制度优化

在我国水资源匮乏紧张和农业灌溉用水量增加的严峻形势下，高效节水灌溉工程迎来了最好的发展时机。在高效节水灌溉工程投入设计时，需要对灌溉制度进行优化，从而达到减少项目投资成本的目的，同时，优化后的工作制度可使该工程的管理模式更加快速和方便。主要优化策略为实施分组轮灌，将需要灌溉的农田进行划分，然后进行分组灌溉，农田分组数量尽量多，每次灌溉周期必须至少完成一次灌溉，充分保证每种农作物正常生长所需水量；同时轮灌的分组划分会对管道流量造成影响，进而影响管道设计和管材选择。通常情况下，固定灌水量应尽量灌溉面积接近或相同的农田，保证管道设计和管材选择的合理性和经济性，起到降低成本的作用。

2.2做好高效节水灌溉工程中的流量优化

在高效节水灌溉工程设计时，为确保灌溉效果，需要对灌溉系统管道流量进行严密的计算，灌溉系统中主、干道管道流量均需科学严密的流量设计。通常情况下，灌溉系统在对农田实施灌溉时，需要水栓和出水口互相配合，出水口灌溉效果还会受到系统工作时间的影响，因此，在设计时，需要在出水口位置加入软管，直接借助人力进行灌溉。此外，在具体的农田灌溉当中，需要根据灌溉的农田面积和覆盖范围来确定实际的管道流量，将人工灌溉和自流灌溉两种方法相结合。

2.3做好高效节水灌溉工程灌溉首部的选择

高效节水灌溉工程发展到今天，已经到了智能化、绿色化、人性化的阶段，灌溉首部作为高效节水灌溉工程的大脑，根据工程项目甲方要求及资金规模，目前灌溉首部有两种：普通的过滤、施肥系统，水肥一体化系统。前者要求较简单、投资较少、基本靠人工管理，适合面积较小、资金困难、人工成本较低的小工程；后者基本实现智能化、模块化、信息化，整个首部系统基本实现无人化管理，首部管理系统可以利用APP软件实现远程手机操控，便捷高效，但投资较大，对操作人员的要求较高。

2.4好高效节水灌溉工程管道选材优化

在高效节水灌溉工程中一定会使用到大量的各种管材，市场上不同厂家生产的管材，其材质、工艺以及价格等方面的不同都会对管材的质量产生一定程度的影响。在高效节水灌溉工程中，管材的选择既要满足灌溉工程的需求，又要满足节省成本的目的。现阶段我国高效节水灌溉工程中常用的管材主要有热镀锌钢管、PVC-U管、PVC-M管、PE管等，在同等压力条件下其材质和壁厚不同，过流能力不同、施工方法不同，价格相差也大，在具体使用中各具优缺点，必须充分考虑，根据各工程特点进行比较选择。

2.5做好高效节水灌溉工程灌水器的选择

高效节水灌溉工程的灌水器为最末端设备，也是最重要的设备，使用数量较多，在高效节水灌溉工程设计中起到关键作用。目前使用的灌水器有喷头、微喷头、滴头、滴灌带、滴灌管、出流小管等，种类多，分类较细。在满足计算及规范对流量、压力等要求的前提下，对市场上各生产厂家的设备进行综合比较，选取价优、质良的灌水器。根据采用的灌溉方式（喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌等），根据作物类型，选择对应的灌水器类型，再根据市场上各厂家生产的灌水器的技术参数选取，最后进行复核，这个过程需要反复进行，直到所选用的灌水器各项技术指标达到设计要求。

总之，在高效节水灌溉工程设计过程中，必须到工程现场实地踏勘，了解甲方意图，走访当地市场，掌握当地建材及管材管件、灌溉设备的价格，才能做到工程与投资相结合，优化设计的目的。

3 结语

由于我国传统农业灌溉用水居高不下，而我国又是淡水资源极度匮乏的国家，因此，需对农业生产用水进行合理的调整，高效节水灌溉工程因此而生，可利用工程技术，提高对水资源的利用效率，大大降低水资源浪费，促进农业生产经济效益的提高。但在高效节水灌溉工程的设计时，需要对其灌溉制度、流量、管道设计以及管材选择等方面进行优化设计，以确保高效节水灌溉工程能够更好地发挥作用。

参考文献

[1]史玉芬. 高效节水灌溉工程技术探究[J]. 水电水利, 2020, 4(7):1-2.

[2]张虎. 高效节水灌溉工程优化设计要点[J]. 2021(2015-33):219-219.

[3]吕云英. 浦城县某合作社高效节水灌溉工程施工规划设计与分析[J]. 湖南水利水电, 2020(4):3.

[4]颜培光. 农田水利工程中高效节水灌溉工程的发展策略[J]. 商品与质量, 2020, 000(004):298.

[5]黄敬熔. 浅析高效节水灌溉工程在提高农田效益的作用[J]. 华东科技(综合), 2020(1):0277-0278.

[6]岳志远. 农田水利工程高效节水灌溉发展分析[J]. 科学与财富, 2020, 000(002):292.