随着全球水资源日趋紧张，节约用水变得越来越重要，节水灌溉技术是一种通过科学设计、科学管理，既能减少水资源浪费，又能保证作物正常生长，提高作物产量与品质的重要途径。此外，节水灌溉有利于降低农业生产成本，传统灌溉模式对水资源需求大，人工投入大，而节水灌溉技术，其自动化控制与精细化管理，可极大地降低灌溉成本，提高农户经济效益。因此，探究如何将节水灌溉技术应用于农田水利工程，既是农业现代化的必然选择，也是实现农业可持续发展的重要措施，为当前相关行业的热议话题。

一、我国农田水利工程中存在弊端

（一）水资源利用程度低

    我国是一个水资源十分丰富的国家，但存在水资源利用率低的问题，一方面，水资源管理制度的不健全，造成了水资源利用率低；许多地区的灌溉存在着大量的浪费，大量的水资源在输送过程中流失，得不到有效的利用。另外，传统的大水漫灌等灌溉方式在我国仍十分普遍，不仅造成水资源的浪费，而且易造成土壤盐碱化，影响作物生长。同时，由于水资源的污染，对水资源的利用也产生了很大的影响，工业废水、生活污水及农业非点源污染不断出现，导致大量水资源不能直接用于农业灌溉，导致水资源利用率下降。

（二）现存的灌溉工程老化

    目前我国很多水利设施都是几十年前建成的，随着使用年限的增长，这些设施逐渐老化，运行效率大大降低。老旧渠道、泵站等易出现渗漏、堵塞现象，造成灌溉用水不足，农田得不到充分灌溉，影响粮食产量。同时，由于陈旧的灌溉设备维护费用较高，当地政府及农户缺少资金对其进行及时的维护与更新，使其长年处于“带病”状态。另外，还有一些灌区设计不尽合理，不能适应现代农业的需要，如部分地区灌溉渠道设计过窄，不能满足大规模机械化作业的需要，成为制约农业现代化的瓶颈。

（三）水资源分布不均匀

    我国地域辽阔，水资源分布不均，南部水资源丰富，北部缺水严重，这一区域水资源分布不均，对不同区域农田水利建设提出了不同的要求。南方地区虽有丰富的水资源，但因雨量集中，容易发生洪涝灾害，导致农田淹水，影响农业生产。然而，我国北方地区长期面临着干旱、缺水、农田灌溉困难、粮食产量低等问题，尽管南水北调等国家已实施多项跨流域调水工程，但仍面临诸多难题，很难从根本上解决水资源不均衡问题。

二、节水灌溉在农田水利工程的应用意义

（一）提高水资源利用效率

    传统的漫灌、沟灌等灌溉方式存在着严重的水资源浪费，由于蒸发、漏失等原因，大量的水分在输送和分配过程中损失，从而使实际到达农田的水量大大减少。而滴灌、喷灌、微喷灌等节水灌溉技术，通过科学合理的设计与精细调控，可将水分直接输送至作物根部，减少不必要的蒸发与渗漏，极大地减少水资源浪费^[1]。节水灌溉技术可根据作物实际需求精准供水，避免“过灌”、“少灌”等问题，提高水资源利用率，水资源的有效利用是保证作物正常生长和农业可持续发展的重要保障。

（二）减少环境污染

    传统的灌溉方式常常造成水资源的过度利用与浪费，从而引起一系列的环境问题，如漫灌、沟灌等灌溉方式将大量水资源引入地下，引起地下水水位升高，从而引起土壤盐渍化，影响作物生长。另外，传统的灌溉方式也会造成农药、化肥的大量流失，造成河流、地下水的污染，对生态环境造成破坏，然而，节水灌溉技术通过精确控制灌溉水量与灌溉时长，可有效降低农药化肥使用量，降低环境污染风险^[2]。同时，节水灌溉也可以减缓土壤盐碱化进程，保护土壤健康，保证作物正常生长，节水灌溉技术既能保护生态环境，又能提高农产品质量，减少对环境的污染，保证农业生产的绿色可持续发展。

（三）降低农民生产成本

    传统的灌溉方式，不仅水资源利用率低，而且耗费了大量的人力、物力、财力，如漫灌、沟灌等灌溉方式，要求农户进行田间管理，费时费力。然而，节水灌溉技术可结合智能系统，可利用自动控制系统，使灌溉过程智能化，农民通过简单的操作就可以完成灌溉任务，节约了大量的人力物力^[3]。此外，节水灌溉技术可以实现对水量的精准控制，避免过度灌溉造成的水资源浪费，减少水费的支出。节水灌溉可以减少农药、化肥的使用，减少原料消耗，节水灌溉技术不仅可以提高农户的经济效益，而且可以提高农业生产的竞争能力，促进现代农业的发展。

三、节水灌溉在农田水利工程的应用策略

（一）喷灌式节水灌溉

    喷灌是现代农业的一项重要节水技术，在农田水利工程中得到了越来越多的应用，该灌溉模式不仅能显著提高水资源利用率，而且能有效改善作物生长环境，提高作物产量与品质。喷灌系统，由水泵、水管、喷头、控制系统等组成，在进行喷灌系统设计时，应根据土地面积、地形、土壤类型、作物需水量等因素，确定喷灌系统的布置方式及参数。一般来讲，喷灌系统应该覆盖整片土地，保证每一片土地都能得到均匀的灌溉水，根据不同作物的需水情况，可选用适当的喷头型式及喷头压力^[4]。如需水较多的小麦、玉米，可选用0.3~0.5 MPa喷头；对于需水量小的蔬菜、水果等作物，可选用0.1~0.3 MPa的喷头。在喷灌时，要根据作物生长时期及气候条件，合理选择喷灌的时间与次数，如在作物生长期可适当加大喷灌次数以保持土壤水分，促进种子萌发及幼苗生长；在作物生育期内，应根据气候条件、土壤湿度等因素，适时调节喷灌次数，避免过灌或少灌；在作物成熟阶段，可逐步减少喷灌次数，以避免土壤湿度过大而影响作物的成熟与收获。喷灌系统可配合智能控制器及传感器，根据监测结果，可对喷灌时间、灌水量等进行自动调节。如土壤湿度传感器检测土壤水分低于设定值，自动启动喷灌系统，实现对土壤湿度的有效控制；当土壤湿度达到一定值时，自动停机，这种智能化的控制方法，既能有效地避免水资源的浪费，又能使作物在适宜的湿度条件下正常生长。例如，在100公顷的土地上种植小麦和玉米，在设计喷灌系统时，选用的喷头压力为0.4 MPa，在小麦、玉米生长期，以2小时为宜，一周三次；在生育期内，根据气象条件、土壤湿度等因素，每周3小时进行喷灌；成熟时，将喷灌频率调整到2周1小时一次，通过对喷灌时间、喷灌频率的合理控制，使灌区年节水30%以上，达到节水灌溉的目的。

（二）微灌式节水灌溉

微灌式节水灌溉以其高效率和高精度的特点，在农田水利工程中得到了广泛的应用，该系统主要利用低压管路将水分准确地输送至作物根部，在满足作物需水需求的前提下，减少水资源浪费，提高农业用水效率。这种灌溉方法的核心是精确性，可采用地下滴灌方式，可使水以极低的速度到达作物根系附近，避免传统的漫灌方式带来的水分蒸发、地表径流浪费等问题，一般而言，微灌系统的工作压力范围为0.1~0.3兆帕，流量为1~10L/h。在实际应用中，应根据作物品种、土壤质地和地形特征等因素，合理布局，如对果园、葡萄等果园，可采取树下滴灌的方法，使滴头沿树冠的投影均匀分布，对于蔬菜大棚来说，可在每一行作物旁设置滴灌带，以保证作物根部的水分分布均匀^[5]。可根据作物需水量及种植密度，确定灌水器的流量及间距，一般情况下，滴头的流速为每小时2至4L，喷头间距为30至50 cm，对于密植作物，可选用流量小、密度大的灌水器；在低密度种植条件下，可选用较大流量和较宽的灌水器。应定期检查灌水器有没有堵塞，管路有没有漏水，要及时清理、修理，才能保证系统的正常运转，为防止灌水器堵塞，可在水源处加装滤水器，一般选用100~200目滤水器，可有效滤除水中悬浮物及杂质。例如，某苹果园种植果树500株，应用微灌式节水灌溉技术，根据果树需水特性及栽植密度，在每株果树下装设4个灌水器，灌水器流量为4L/h，喷头间距50 cm，系统正常运转时，每小时可供果树16升水，一周3次，每次2小时，这样既能满足果树对水分的需求，又能大大降低水资源的浪费。

（三）滴灌式节水灌溉

   滴灌式节水灌溉可直接将水输送至植物根部，可有效降低水分蒸发与渗漏，提高水资源利用率。滴灌系统主要由水源、过滤器，压力调节器、管道、灌水器和连接件组成。水源可以是地下水源、地面水源或者水库等，为保证滴灌系统正常运行，需对水源进行过滤处理，除去水中的杂质及泥沙，防止灌水器堵塞。压力调节器用来控制系统的水压力，一般在0.7-1.4巴（10-20psi）的压力下操作，太高或太低都会影响到滴灌的效果。滴灌管是输水管道，其主要材料为聚乙烯、聚丙烯等，具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能，滴头作为滴灌系统的核心部件，其作用是将水以水滴的形式从极小的孔中输送到植物根部，灌水器的流量一般为1~4L/h，可根据作物需水量及土壤状况选择。在铺设滴灌系统时，要根据地形、作物布局进行管网设计，确定管网铺设路径及灌水器布设位置，滴灌一般是沿作物行间铺设的，滴头间距应根据作物根系分布情况及需水情况而定。果树的地头间距一般在50-100 cm之间；对蔬菜作物来说，滴头间距一般在20-50 cm之间。

系统安装完成后，要做的就是调试、检查，要检查各接头的连接是否牢固，防止漏水，然后逐次开水，观察系统运行状况，保证每一滴水都是均匀的，如果发现滴头出水不均匀，或者没有水流出，应及时调整或更换^[6]。例如，新疆棉田采用滴灌技术后，每亩用水从800-1000立方米减至300-500立方米，节水效果达到50%以上，同时，滴灌技术对提高作物产量、改善品质具有重要意义，证明在滴灌条件下，棉花单位面积产量增加20%以上，纤维品质明显提高。

（四）防渗式节水灌溉

    防渗式节水灌溉的核心思想就是通过降低输水过程及土壤渗漏损失，实现水资源高效利用。防渗式节水灌溉的关键是防止水从土壤中渗出来，为此，可采用塑料膜、土工布或粘土层等防渗材料覆盖于农田输水管道表面，这类材料能有效地阻止水的渗漏，保证水能到达作物根部，提高水分利用率。如塑料膜，常用的聚乙烯塑料膜厚度只有0.2 mm，敷设时要注意接口处的密封，防止渗漏。在防渗节水灌溉中，合理的灌溉方式也起着至关重要的作用，高效率的灌溉技术，滴灌、微喷灌、渗灌等，可以实现对土壤水分的精准调控，降低水分蒸发和渗漏。如滴灌技术可根据土壤及农作物的需水需求，以每小时2-4升的方式将水分直接送至作物根部，从而达到水资源的高效利用，在此基础上，结合智能灌溉系统，实现对土壤湿度及作物长势的实时监测，并对灌溉方案进行自动调整，提高灌溉效率。此外，应根据地形地貌、土壤性质、作物种类等因素，对灌溉系统进行科学布局，保证每一亩地的水资源都能均匀地分布，如坡地灌溉可采取梯状布局，既能防止土壤侵蚀，又能提高水分利用率。另外，还要加强灌溉系统的维护与管理，对防渗材料、灌溉设施进行定期检查，对破损部位进行及时修补，以保证系统的正常运转。为进一步提高防渗节水灌溉效果，可与其它节水措施相结合，如可采用覆膜、秸秆覆盖等保墒技术，可有效降低土壤蒸发，增强土壤保水能力，另外，可筛选抗旱作物，优化种植结构，可降低作物需水量，提高水资源利用率。

结束语

综上所述，节水灌溉技术应用于农田水利工程，不仅可提高水资源利用率，而且可提高作物的产量与品质。节水灌溉技术的推广应用，对缓解我国水资源短缺和农业可持续发展具有重要性，可减少过度开采地下水，保护生态环境。未来，随着科技水平的不断提高，节水灌溉技术将向智能化、精准化方向发展，加上物联网、大数据、人工智能技术的发展，农户可以对灌溉水量进行精准调控，提高水资源管理效率，均可促进节水灌溉技术的推广应用，为现代农业的绿色发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]孙妹杰.新形势下农田水利节水灌溉工程的建设与管理分析[J].农机市场,2024,(06):87-89.

[2]谢成花.高效节水灌溉工程技术在农田水利工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2024,52(05):115-118.

[3]马丽.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究[J].农业开发与装备,2024,(05):226-228.

[4]吕敬峰.农田水利工程中节水灌溉技术的应用[J].中国设备工程,2024,(10):212-214.

[5]王振南.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究[J].陕西水利,2024,(05):95-96+102.

[6]刘洪军,闫绍涛.农田水利工程节水灌溉技术应用探究[J].农业开发与装备,2024,(04):232-234.