水利灌溉工程中自动化控制系统设计

水利灌溉工程中自动化控制系统设计

吴伟

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司  天津  300220

摘要：节水灌溉工程作为新兴的灌溉技术可以提高灌溉效率和水资源利用率。但是当前在设计和规划过程中还存在一定的问题，需要通过一系列措施加以改进。本文概述水利工程节水灌溉基本要点，从当前实际情况出发探讨解决水利工程节水灌溉设计和规划中存在的问题。

关键词：水利工程；灌溉；设计

1水利工程节水灌溉设计与规划中存在的不足

1.1规划方案方面

规划方案是影响农田水利高效节水灌溉的首要因素。从现阶段的实际情况来看，由于各地在多方面的要素上存在明显差异，因此，农田水利高效节水灌溉模式的应用也并非一成不变，而是需要本着因地制宜的理念进行合理设计。为实现这一目标，关键步骤是对目标区域的实际情况进行全方位勘察，不仅包括气象水文和地质资料，还需要详细了解农田规模、形状等因素。但从目前的情况来看，部分地区的规划方案设计中仍然存在着忽略部分细节的问题，导致节水灌溉的部分指标与实际情况契合度不高，影响了节水灌溉技术的应用，这是需要重点突破的一个问题。

1.2资金方面

资金也是直接影响高效节水灌溉措施的关键因素之一，从目前的情况来看，部分地区的资金不足是导致高效节水灌溉措施无法得到充分应用的重要原因。有限的资金通常用于购置相关的管道材料和机械设备，由于在购置过程中过于倾向成本因素，部分材料和设备在参数上存在不符合要求的情况，协调性较差。同时，在节水措施宣传、后期管理等方面的资金不足也成为制约高效节水灌溉措施应用的一项重要原因。

1.3应用环境方面

高效节水灌溉技术的应用受到环境因素的制约，特别是在降水量较少的地区，这种制约问题更加凸显。由于这些地区气候环境的特殊性，高效节水灌溉技术通常需要与其他技术模式搭配使用方可发挥较好的作用，如搭配相应的引水渠道、必要的防渗漏材料等。如果忽略上述辅助措施而直接生搬硬套，则难以实现高效节水灌溉的预期目标。

2我国农田水利工程节水灌溉技术总结

2.1井灌式节水灌溉技术

井灌式节水灌溉技术主要为了避免过度使用地下水，导致地下水水位太低。通过展开合理的生态搭配，能够获得更好的节水灌溉效果。结合农田周围的水资源实际情况，展开学科划分，比如，可以将井灌的高峰阶段安排在农田迫切需要水分的时候，除了这一时期以外，尽量减低农田的灌溉周期以及灌溉量，既保障农业生产量，又获得良好的节水效果。在展开规划过程中可以将井灌设置在农田的中心处，可以利用直管形成移动式的井灌系统，这样能够达到更好的灌溉状态。这一技术的应用能够实现地下水资源的科学分配，既没有无理开采又能实现节水目的，获得较好的生态效益。

2.2微灌式节水灌溉技术

微灌式节水灌溉技术在我国农田水利工程中应用较广，这项技术就是农田实际情况为基础，根据管道系统的相互连接将水以均匀的方式灌溉到农作物当中，微灌式技术的应用能够实现浇灌目的的同时获得更好的节水效果。不过值得注意的是，在我国很多区域微灌式节水灌溉技术还没有得到普及，通常都是采用大水漫灌的方式，这种方式会使农作物周围的地面被水覆盖，会加大灌溉水量，存在浪费水资源的问题。随着时代的发展与技术的进步，现今部分地区已经逐渐采用微灌式节水灌溉技术，有效避免了水资源的浪费。

2.3微喷灌技术

微喷灌技术是指运用微型喷射技术将水资源供应给农作物根系，从而满足农作物各生长阶段对于水资源需求，保障光合产物合成、呼吸能量释放、蒸腾拉力运输等生命功能的顺利进行，微喷灌技术的作用机理分析：（1）灌溉水经净水装置（对砂砾、水草、毛絮等杂物进行吸附，避免进入灌溉系统后造成滴灌孔的堵塞）后流入压力系统，然后经由压力泵将灌溉水输入主干和分支灌溉系统。（2）各主干和分支灌溉系统上安装有压力调节装置，可以实现对水资源单位时间喷射量进行调控，从而实现水资源的精准补充。

微喷灌技术的优势分析：（1）高效节水，与其他灌溉技术相比较，微喷灌技术不仅可以有效避免水资源的浪费，而且较高的灌溉效率可以有效节省劳动力和灌溉用电；（2）灌溉范围相对较广，滴灌系统只能以某一个点为中心进行水资源的持续性供应，容易出现水资源分布不均的情况，进而导致根系向某一个点生长，而微喷灌技术是范围性灌溉，从而有效保证灌溉的均匀性。

3改进水利工程节水灌溉设计规划模式的对策

3.1推动灌溉系统的多功能化发展

在节水灌溉技术发展过程中要想提升节水效果，还应对水资源展开科学有效的分配，在保障农田生产的同时，进一步提升灌溉质量。灌溉系统不能局限于浇水当中，在新时期与新背景下，还应积极展开更全方位、多元化的服务。积极研究各种产物的用水需求，完善灌溉机制。根据农田生产过程对环境水、肥料的需求，极大技术设备的研究力度，用科技力量助力节水灌溉的进步与发展。我国节水灌溉技术与设备与发达国家相比仍旧存在一定差距，所以还有极大的发展空间。当前我国灌溉设备市场中的产品，很多都是进口产品，这类产品设备的质量虽然好、种类丰富，但是价格却比较昂贵，受资金因素的影响，就会降低在农田水利工程中的使用率，也会制约节水灌溉技术的进步与发展。在未来还应立足我国农田水利工程实况，大力研发相关技术设备，推动行业的进展。

3.2拓展优化既有的高效节水灌溉模式

由于单一的高效节水灌溉模式难以取得预期的效果，因此，对多种节水技术予以整合则是一项需要重点考虑的工作内容。具体来看，为进一步推进高效节水灌溉技术的应用效果，以下的辅助工作是需要着重考虑的内容：一方面，应当本着开源的理念，对有限的雨水进行收集利用，通过增设相应的蓄水设施，为农田灌溉提供更多的水源，避免因高温等不可抗力因素造成灌溉水源不足的问题。另一方面，需要本着节流的理念，进一步加强对田间水分的保持工作，如采用秸秆覆盖等技术，降低土壤水分的蒸发概率，将水分更好地保存在土壤中，有效减少水分蒸发。这种模式下，其所包含的环保、循环的生态思想也恰好符合环保与可持续发展的理念。除此之外，还需要引入渠道防渗和管道输水的方法来减少水量的流失。具体来看，在这种保水技术方案的设计过程中，应当选择当地常见的石材等材料，并将其砌筑为类似“U”形槽结构，以减小水流接触面，在加快整体水流流量的同时降低水资源的损耗。

3.3规范执行水利工程节水灌溉规划

对于设计人员能力不足的情况，要坚持公平公正公开的原则，打破地域局限，在全国筛选招聘具有良好招标资质和设计能力的设计单位。同时要对项目评审程序严格把控，标准操作，给项目建设提供高质量、高水平的设计方案。在执行水利工程节水灌溉规划过程中，必须要有规范化的标准。设计公司应该有设计人员的评价和考核标准，在选拔人才时，严格按照这一标准执行。在实际工作中，还要求每位工作人员保持高度的职业责任感，真正将工程设计中的要求落到实处，使工程的投入产出保持稳定状态。

结束语

总而言之，当前农田水利高效节水灌溉技术模式的应用仍有一定的提升空间。为确保高效节水灌溉能够真正落到实处，在今后的工作当中，需要结合实际情况，认真分析影响高效节水灌溉的具体因素，并采取针对性的措施消除这些因素，最大程度上解决高效节水灌溉措施的应用障碍，以实现农田水利节水灌溉技术的高效应用，助推农业现代化发展。

参考文献

[1]池仑.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].农村实用技术,2022.12:123-124.

[2]张建国.节水灌溉的主要类型、重要性及技术要点[J].乡村科技,2021,12（22）:124-126.