摘要:我国水资源严重不足的问题由来已久,水资源储备不仅关系到农业的稳定发展,更对国民经济的可持续发展起到关键性作用。传统的农业灌溉技术需要大量的水源,水资源的匮乏状态越来越无法满足农业生产的需要。因此,大力发展农业节水灌溉技术就成为推动农业健康发展的必然选择。本文对我国农业常用的节水灌溉技术及其现状进行了深入分析,并阐述了节水灌溉技术的发展趋势。
关键词:节水灌溉技术;现状;发展趋势
农业的快速发展与水资源的储备密切相关。我国的水资源呈现出严重的南北不平衡问题,而且水资源的浪费问题比较严重。农业灌溉水的有效利用率很低,灌溉方式的不合理更加剧了水资源的浪费。如今,对农业节水灌溉技术的理论研究正在不断深入,许多的节水灌溉技术被成功应用和推广。分析研究农业节水灌溉技术的现状和发展趋势,有利于引导节水灌溉技术的革新与发展,也会为推动农业的可持续发展提供一定的理论基础。
一、常用节水灌溉技术的现状
农业灌溉用水一般要经过水源调配、输配水、灌溉水、被农作物吸收等几个环节。为了更好地适应农业生产发展的需求,我国的农业灌溉技术正在不断革新和升级,并在各方面都取得了长足的发展。如今,我国常用的节水灌溉技术包括:渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、雨水汇集技术。
(一)渠道防渗技术
渠道防渗技术是可以有效减少渠道透水性的节水技术。在我国,输水渠道已经成为农田灌溉的主要输水、运水手段,这种技术手段改善了传统的土渠输水方式渗漏损失严重的问题。我国的渠道防渗层一般采用水泥土、浆砌石、混凝土、沥青等刚性较大材料和PE、PVC以及改性薄膜等材料,且防渗渠道多是“U”型断面[1]。我国在渠道防渗技术的研究上不断探索更新更好的防渗渠道衬砌形式和断面形式。渠道防渗技术具有降低渠道维护和管理费用、输水效率高、有效控制地下水位、避免出现盐碱化等显著优点。
(二)低压管道输水技术
低压管道输水灌溉技术简称“管灌”技术,是利用混凝土或者塑料等材质的低压输水管道替代渠道输水管道,将水源直接引送到农田的技术手段。这种节水灌溉技术能减少输送过程中水分的蒸发和渗漏损失。低压管道输水灌溉通常有固定式、半固定式和移动式三种系统,其常用的材料包括PVC管、现浇筑混凝土管、水泥沙管等[2]。使用这种节水技术可以将水的有效率提高到90%到97%,比土渠技术省水40%左右,还能节约5%左右的农业用地。“管灌”技术具有投资少、设备简单、输水速度快、易于掌握和增产效果显著等特点。我国北方的井灌区已基本普及了“管灌”技术,取得了良好的节水效果,也已经逐渐成为北方地区最常使用的节水灌溉技术之一。
(三)喷灌技术
喷灌技术作为一种高度机械化的节水灌溉技术,是通过专门的设备将水加压或者利用水流的自然落差把水输送至灌溉地带,并利用喷头向空中喷射已分散成水滴的灌溉水,使这些水能够均匀分散到农田的技术。我国最常使用的喷灌系统包括:平移式、管道式、轻小型机组式、卷盘式、中心支轴式[3]。相比传统的渠道灌溉技术,喷灌技术具有没有输水损失、可控灌溉水量及强度、灌水均匀且无渗漏、操作方便、节约劳动力等特点。这项节水技术可以适用于各种形式的土壤、作物与地形,已经被运用到对大型农田作物、蔬菜、园林草地和经济作物等作物的浇灌上。但这项技术需要在动力设备、加压设备以及专用喷头、管道等方面投入大量的资金,这就增加了成本和能耗。此外,喷灌也容易受到风速和风向的影响,造成因蒸发水量较大而出现的土壤底部干涸的状况,这在一定程度上阻碍了喷灌技术在我国的广泛应用和快速发展。
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(四)微灌技术
微灌技术是把灌溉用水以可控的、均匀的、持续的方式输送至农作物根系的周围,并通过设置滴孔或是其他微灌装置来完成灌溉工作。这种灌溉技术可以将水或各种作物的养分直接运送到作物容易吸收的部位,最大程度上避免了水源浪费。微灌技术依据其作用的原理又可分成滴灌、微喷灌和渗灌三种形式。滴灌是最常使用的微灌方式,可以保证灌溉水的有效率达到95%以上,但这种技术的灌溉滴头容易堵塞和结垢,所以对灌溉水源的要求就比较严格。微喷灌兼具了滴灌和喷灌的优势,比一般的喷灌更加省水,也不易伤害农作物的幼苗。渗灌是直接灌溉作物根系的节水技术,但这种技术的投资成本较高,一般不会用在大田农作物的灌溉上。微灌技术对加压和动力设备没有过高的要求,可以通过控制坡度来有效利用水流的自身动力,所以更加节能高效。微灌技术基本适合所有形式的农作物灌溉,且有利于实现农业的自动化发展和灌溉用水的精细化监管。我国当前的微灌技术相比世界上的很多发达国家还比较落后,缺少高科技的新型设备和相关的顶尖人才是制约我国微灌技术革新和发展的关键因素。
(五)雨水汇集技术
雨水汇集技术常用在我国干旱和半干旱的山区地带,是把大强度的降水所形成的地面径流有效汇聚起来,并在最需要水源供给时对作物进行灌溉的技术手段。上世纪20年代末期,我国对雨水汇集和利用技术展开了深入的研究和实践,在窖窑构建和布局技术、汇流表层水泥技术、确定汇流面和种植面积比以及汇集效率等方面取得了十分重要的成果和突破[4]。近年来,在我国的甘肃东部地区、陕西的白于山区以及宁夏南部蓬勃发展的窖灌农业既是以雨水汇集和利用技术作为基础的。但是,当前的理论研究还没有完全解决如何高效汇集、贮存和利用雨水的问题,也缺少对具体区域汇流情况的规划布局和配套的灌溉技术。
二、节水灌溉技术的发展趋势
经济的飞速发展与人口的持续增长使我国的农业用水需求量不断增加,这就需要深入贯彻节水理念,不断升级传统的灌溉技术,大力发展新型节水灌溉技术。虽然我国的农业节水灌溉技术存在许多的不足和缺陷,但在政府的高度重视和大力支持下,节水灌溉技术还是取得了长足的进步。
我国的节水灌溉技术总体发展趋势将会是持续完善、不断壮大、日益创新,具体可以表现在以下几个方面:第一,农业灌溉工程的相关节水技术和配套的设施将会不断完善,节水灌溉的效果和水源利用率也会显著提高;第二,农业的节水灌溉将会在现代农业的发展要求之下实现信息化和系统化,节水灌溉技术也会向着自动化、精细化不断发展,并与信息技术充分结合,实现精细灌溉和节约用水;第三,采用科学合理的节水管理制度,健全相关的法律法规,逐步形成并推广“总量控制、定额管理、以水定地、配水到户、公众参与、水量交易、水票运转”的有效运行机制[5];第四,综合利用节水工程措施与农业生产措施,发展最适合农业发展要求的节水灌溉和生产技术。
结束语
我国水资源的相对匮乏不仅影响着农业的健康发展,也会影响到到国民经济的稳定发展。大力发展新型农业节水灌溉技术是符合现代农业发展要求和缓解水资源短缺的主要方式。我国政府应当在全面掌握节水灌溉技术使用现状的基础上提高对节水灌溉理念的宣传和重视,提高现有的节水灌溉技术的节水效果和整体效益,加大对新型节水灌溉技术的研究和推广力度,从而不断推动农业的可持续发展进程。
参考文献:
[1]邹振华.渠道防渗技术的探讨[J].水能经济,2017(2):139-139.
[2]龚志浩.我国低压管道输水灌溉工程在设计和运行方面的问题与对策[J].水能经济,2017(4):345-345.
[3]李淑英,丁慎刚.大田作物中微喷灌技术的应用[J].新农村:黑龙江,2017(21):41-41.
[4]张跃飞.农田水利工程中节水灌溉技术的应用[J].低碳世界,2017(23):56-57.
[5]周长军.探析农田水利建设中的节水灌溉技术及发展趋势[J].水能经济,2017(4):138-138.
论文作者:王鑫1,陈哲2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签:技术论文; 节水灌溉论文; 农业论文; 我国论文; 渠道论文; 水资源论文; 管道论文; 《基层建设》2018年第4期论文;