中小型農田水利灌溉工程設計淺析

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摘要：農業是我國國民經濟發展的基石，是維系社會穩定和諧的關鍵。長期以來我國農業發展面臨缺地少水的問題，嚴重制約了我國農業的可持續發展，需要通過農田水利灌溉工程的設計與優化來確保農業的可持續發展?；诖?，筆者重點研究了中小型農田水利灌溉工程設計和節水技術，圍繞農田水利灌溉節水標準、農田水利灌溉工程設計原則等展開分析，深入探究了農田水利灌溉工程設計路徑以及節水技術的實際應用，僅供參考。

關鍵詞：農田；水利灌溉；工程設計；節水技術

我國是農業大國，地域遼闊，資源豐富，但在過去很長一段時間為了經濟的快速發展，主要以生態效益換經濟效益，粗放型經濟增長模式下資源損耗嚴重，包括水資源在內的諸多不可再生資源發生危機。農業灌溉歷來是水資源應用的重點方向，農業灌溉節水技術是實現節約水資源的重要抓手。國內以中小型農田水利灌溉為主，加強這些農田水利灌溉的節水設計并全面應用，能夠在短時間內普及節水技術，取得良好的節水效果。基于此，本文分析了中小型農田水利灌溉工程的設計以及節水技術，希望可以為國內農田灌溉節水工程的理論研究與實踐提供參考。

1農田水利灌溉節水標準

農田水利灌溉工程的節水要求，需要在滿足農作物正常生長的前提下盡可能地減少對水資源的應用。圍繞這一要求，設定農田水利灌溉節約水資源工程的標準。1）滿足水利節水設計保證率。該指標指的是單位農田水利工程在運行期間，農田用水需求能夠滿足的年份占總年份的一定百分比，通常將這個百分比設置為80%，也就是說需要單位農田的水利灌溉工程在存續期間要保障該農田百年內有80年的時間可以確保該農田的用水需求，而剩下20年可能因氣候或者其他不可抗力因素導致農田水利灌溉工程無法滿足農田的足量用水需求?；谶@一要求，需要農田水利灌溉設計人員與施工方綜合考量農田水利過程的設計模式、設計內容，也要關注工程所在地水的來源以及農田內種植物對水的需求等[1]。對標不同地區的農田水資源儲備程度，農田水利灌溉工程的水利節水設計保證率的標準也不同，對比較干旱的農田，該值范圍在50%～80%之間即可，而若在水資源儲備較豐富的農田，該值范圍要保證在70%～90%之間。2）挨過旱季的天數。該指標指的是在單位農田面臨連續無雨的干旱期，只憑借農田水利灌溉工程，以及周邊地區水庫、水塘等的供應，能保障農田灌溉需求的天數。假定單位農田通過水利設備以及儲備的水資源能夠滿足農田灌溉需求80天的用量，便要求農田水利灌溉工程以挨過旱季80天為標準進行節水工程的設計，確保單位農田灌溉不斷檔[2]。

2農田水利灌溉工程設計原則

1）因地制宜原則。即結合農田所處地勢、所在位置有針對性地規劃農田水利灌溉工程，一般會選擇在高處設置灌溉渠道，并將排水溝設置在低處，便于灌溉和排污兩條線并線工作[3]。此外，灌溉與排水系統需要分開建設，且避免使農田灌溉系統影響周邊居民的日常生活。2）安全原則。即建設農田水利灌溉工程需要擇易設計、擇優施工，避開施工難度較大的區域，綜合權衡風險和收益。不能將農田水利灌溉工程布置在山丘地形，一方面是降低施工難度，另一方面是避免塌方，降低洪水影響風險。農田水利灌溉工程周邊要設置防洪基礎設施，確保人工建設的灌溉渠道能夠平穩作業。3）保障原則。農田水利灌溉工程的建設要以當地儲備水資源為基礎，充分發揮水庫、水塘的作用，確保多方資源與工程的融合，為地區農田灌溉提供充分保障。

3農田水利灌溉工程設計

3.1明確工程產權

通常中小型農田水利灌溉工程由建設向管理的移交過程為工程竣工后辦理手續，待專業單位對已竣工的水利工程按照既定標準驗收合格后，施工方將農田水利灌溉工程帶管理權與使用權同時交付給當地的水務局[4]。針對已竣工并投產使用的農田水利灌溉工程覆蓋范圍，使用主體需同水利局簽訂協議并領取一定數量的水利工程交付使用卡，由此實現水利灌溉工程的管理權下放，交到有實際需求的村委會。通過這樣的流程，新建的農田灌溉水利工程便可以正式且連續地發揮其價值。

3.2保障管護權責

農田水利灌溉工程持續運營期間，需明確各方利益主體、監督主體對水利灌溉工程的管護權責。利益相關主體建立用水協會，基于水利工程的灌溉需求，制定長期與短期相結合的灌溉管理工作規劃。以村為單位建立管護小組，推選組長，負責全權監督、管理農田水利灌溉工程的管護工作開展，確保責任到人。

3.3執行管護制度

要持續關注中小型農田水利灌溉工程的管護工作，國內許多地區的水利工程便是由于管護工作開展不到位，大大縮短了水利灌溉工程的使用壽命，不利于充分發揮水利灌溉工程的經濟和社會效益。水利灌溉工程管護制度的確立，要求村干部共同參與，便于日后管護工作的執行，也能確保與農田灌溉、工程維護、水量監測等相關工作的有序開展[5]。具體而言，應由水利灌溉工程覆蓋的村鎮對應的管護會長、井長等共同參與水利灌溉工程的管護工作，定期組織工作會議，就不同部門、個體在工作開展過程中發現的問題拿出來討論，明確基層人員的管護權責。

3.4農田灌溉制度

為切實實現農田灌溉對水資源的合理利用，應當在水利灌溉工程設計階段便確定管理制度，搭建智能化的監控設備，實施反饋水源信息至管轄區的水務局，設定預警指標，保障合理用水、精準灌溉，并與獎懲措施綁定，激發工作人員的積極性，減少浪費水資源的行為，提升農田水利灌溉工程對水資源的利用效率[6]。

3.5基層服務管理

為確保農田水利灌溉工程發揮應有效用，保障中小型農田水利灌溉工程的經濟價值與生態價值，讓更多的利益相關主體知曉如何正確使用水利灌溉工程，實現節約用水與保障農作物生長的雙贏，需要積極開展高效、科學的基層服務管理工作。立意長遠，針對基層服務的各個環節設定專門的組織機構、工作流程以及工作目標等，例如設置基層水利服務中心服務基層群眾，解答問題[7]；又如設置監督管理小組，保障農田水利灌溉工程的平穩運營，持續發揮其經濟與生態價值。明確基層服務管理的引導者為轄區內的水務局，通過科學的工作規劃與組織設計，使基層中小型農田水利灌溉工作有條不紊地開展。確保水資源管理、工程維護以及節水技術的應用等工作能同步開展、并線前進，確保節水技術能夠服務于民、服務環境。

4節水技術的具體應用

4.1低壓管道技術

低壓管道輸出工程是一種比較常見的農田水利灌溉節水技術，其應用方法為將管道系統同天然水源連接，通過低壓系統將天然水源導向農田灌溉[8]。對比傳統的水渠灌溉模式，低壓管道技術的優勢在于通過管道的應用，大幅降低了水在傳輸過程中因蒸發、滲漏而導致的水資源浪費，提升資源利用率。以具體實例為證，應用低壓管道工程為玉米田灌溉，單位時間內對比傳統的水渠灌溉模式能節水13%，玉米田的產量也可平均增收20%。此外，應用低壓管道技術建立的農田灌溉系統，還能有效地節約地上空間，提升土地資源利用效率，且該節水技術的應用更加穩定、高效。低壓管道技術在全國多個地區廣泛試點，取得了一定成效，相信在不遠的將來，該技術將被推廣至全國各地，以該技術為核心建立中小型農田灌溉節水工程將會創造巨大的社會效益、生態效益以及經濟效益。

4.2噴灌技術

噴灌技術也是一種比較常見的農田水利灌溉工程應用的節水技術，該技術的應用能有效提升灌溉效率及資源利用率。該技術的出現，極大地變革了傳統農田引水漫灌的種植方式。噴灌技術顧名思義，是應用專業的設備傳輸水源并在農田上方噴灑而下，其情其景類似于雨滴自然灌溉。通過噴灌設備噴灌出的水滴為細小的水珠，確保能夠滲透入農田農作物的深處，保障農田農作物能夠均衡吸收水分，保障農作物生長。若某地區地下水使用超支，避免地下水資源枯竭，可權衡采用該節水技術建設中小型農田灌溉工程，在合理的財政預算范圍內優化工程方案，在保障節水灌溉效果的前提下減少成本支出。以小麥田地的灌溉為例，若采用噴灌技術保障農業生產，對比傳統的農田漫灌作業方式，小麥年產增收在15%以上，節水量十分顯著，節水高達40%，并在一定程度上提升了耕地面積的利用效率[9]。對比本小節的噴灌技術與前面提到的低壓管道技術可知，應用噴灌技術建立的農田水利灌溉工程節水效果更加出眾，但成本也更加高昂，因此適宜在嚴重缺乏地下水的地區應用該技術建設農田灌溉工程，在一般缺水的地區應用低壓管道技術或者其他節水技術。噴灌技術的應用需要地方水務局以及其他相關部門綜合權衡生態價值、社會價值以及經濟價值后，酌情使用。

4.3微灌技術

微灌技術在全國多個地區得到較多農戶的響應與支持，應用微灌技術建立的中小型農田灌溉工程也在實踐工作中取得了一系列優異成果。該技術的特征為應用專業設備將有壓水傳輸的農田，相比傳統的節水技術，微灌技術以專業設備定向將水滴輸入到農作物的根部，其對水資源的應用效率更高。微灌技術的應用方式包括滴灌、微噴等多種方式，基于微灌技術的特有技術優勢，以微灌技術為核心的中小型農田灌溉工程在農業節水與糧食增產等各方面均取得了顯著成效，值得在全國范圍內進行普及，有效提升資源利用效率。微灌技術應用需要以專業微灌設備為基礎，對比噴灌技術的設備和技術要求更高，微灌水利工程成本巨大，因此即便該技術對水資源利用效率更高，從長遠來看也能為地區農業發展帶來顯著優勢，然而其居高不下的成本在當前階段的推廣依然存在諸多難題?；诟鞣矫娴目剂?，微灌技術在全國范圍內尚未真正意義上的大范圍推廣，應用于的種植物也并非人們日常飲食的糧食，而是多用于一些名貴中藥、花卉的種植灌溉[10]。應用該節水技術一方面能有效節約用水，提升水資源利用率，另一方面也有利于確保對灌溉物的精細化種植和管理，避免傳統漫灌方式破壞名貴種植物的生態環境，有效提升名貴種植物的存活率，提升農戶經濟效益。因此微灌技術的應用，需要綜合考量多方利益，基于自身的發展需求和地方財政預算，酬情進行選擇。

4.4渠道防滲技術

除了節水技術的應用，還應全面梳理傳統水利灌溉工程運營過程中造成資源浪費的主要因素，其中很重要的一點便是渠道滲漏，由此引發水資源的浪費。應用于中小型農田的水利工程，廣泛分布于一些鄉村基層，這些地區基建水平落后，缺乏對中小型農田水利工程的保護措施，由內因和外力作用綜合導致水利工程渠道出現不同程度的損壞，由此導致灌溉用水在傳輸過程中不斷滲漏，造成水資源的嚴重浪費，也不利于提升單位農田的年產量，導致經濟效益與生態效益的損失。為確保農田水利工程運營的穩定與安全，以多樣化節水技術為基礎建設的農田水利灌溉工程需要合理應用渠道防滲節水技術，除了主動節水，也要確保水源在傳輸過程中的損耗降低。具體渠道防滲工程的實施，需要重點強化渠底與渠墻的防滲設計。要定期處理渠道底部淤泥，因為渠道底部淤泥會大量占據輸水空間，若輸水空間不足，則會導致傳輸中的水源溢出，由此造成水資源的浪費。國內主要應用的節水策略便是對水利灌溉工程輸水渠道的防滲漏處理，該方法見效快、成本相對較低。通過系統的輸水渠道防滲漏處理，一方面能有效提升水資源利用率，另一方面也能有效降低因水源滲漏問題引發的對周邊地區農田的負面影響。

5結語

綜上所述，農業是我國國民經濟發展的基礎，是維系社會穩定和諧的關鍵。長期以來國內農業發展面臨缺地少水的問題，嚴重阻礙著我國農業的可持續發展，需要加快技術研發，提升農業生產的技術含量，優化農田水利灌溉工程設計，提高節水技術的應用水平，切實把農田水利灌溉技術對農業發展的推動作用落到實處，助力美麗鄉村建設。

作者:王潤鳳 單位:甘肅省通渭縣錦屏水庫管理所