灌区水资源高效利用与节水灌溉技术研究

灌区水资源高效利用与节水灌溉技术研究

李立民

敖汉旗水库灌区管护中心  内蒙古赤峰市敖汉旗

024300

摘要：随着全球人口的不断增长和经济的快速发展，水资源问题日益突出，尤其是在干旱地区和水资源短缺地区，对灌区水资源的高效利用和节水灌溉技术研究显得尤为重要。目前，全球范围内的农业用水占据了绝大部分的淡水资源，而传统的灌溉方式还存在着诸多浪费和低效的问题，这不仅加剧了水资源的紧缺，还造成了土地退化、生态环境恶化等问题。因此，进行灌区水资源高效利用与节水灌溉技术研究具有十分重要的现实意义。

关键词：灌区水资源；高效利用；节水灌溉

引言

灌区作为农业生产的重要基础设施，在保障国家粮食安全和促进农业可持续发展中发挥着举足轻重的作用。水是生命之源、生产之要、生态之基，灌区则是水资源在农业领域得以高效利用的关键载体。随着全球水资源短缺问题的日益严峻以及现代农业对水资源高效利用的迫切需求，灌区节水改造及其现代化建设已成为当前水利工作的重要任务。

1灌区水资源高效利用分析

1.1灌溉水量管理与优化

1.1.1灌溉需水量测算与调整

1）进行准确的灌溉需水量测算，考虑到作物生长期间的不同生长阶段、气候条件、土壤类型等因素，以确定不同时期和不同地块的灌溉需水量。测算过程中，可以采用基于作物生长模型的方法，结合实地监测数据和气象信息，进行科学计算。

2）根据实际的水资源供应情况和土壤水分状况，及时调整灌溉需水量，以实现灌溉水量与作物需水量的匹配，避免因过量灌溉或不足灌溉而导致水资源的浪费或作物生长不良。

1.1.2水量调度与灌溉计划优化

1）水量调度是指根据灌溉需求、水资源供应情况以及土壤水分状况等因素，合理安排和调配灌溉水量的时间和数量。通过合理的水量调度，可以有效避免因灌溉水量不足或过量而导致的水资源浪费或作物生长不良的问题，提高水资源利用效率。

2）灌溉计划优化包括对整个灌溉周期内的灌溉安排进行合理规划和优化调整，包括确定灌溉的频率、时长和灌溉顺序等方面，以及考虑到不同作物生长期的水需求变化，合理安排灌溉顺序和间隔，最大限度地满足作物的生长需求。

1.2高效灌溉技术应用

1）滴灌技术。滴灌系统通过管道输送水流至植物根系附近，再通过滴头以微量的水滴滴灌到土壤中，实现了对植物根系的精准供水。该技术的优势在于可以减少水的流失和蒸发，提高水的利用率，并减少了土壤侵蚀和盐碱化的风险。同时，滴灌系统还能够实现灌溉水量和灌溉频率的精确控制，根据作物的需水量和生长阶段进行灌溉，最大限度地满足植物的需水需求，从而提高作物产量和品质。

2）喷灌技术。喷灌灌溉技术是将水通过压力喷射成雾状或小水滴，均匀地覆盖在农田表面，从而实现对作物的灌溉。相比于传统的洪灌方式，喷灌灌溉技术具有节水、节能、节劳动等优势。第一，喷灌系统能够将水以雾状或小水滴形式喷洒在农田上，减少了水的流失和蒸发，提高了水的利用率。第二，喷灌技术可根据作物生长的需要和土壤的水分情况，调整喷灌的水量和频率，实现精准灌溉，避免了因过量灌溉或缺水灌溉造成的问题。第三，喷灌系统还能够减少土壤侵蚀和土壤盐碱化带来的风险，改善土壤环境，提高土地的生产力。

2灌区节水灌溉技术

2.1滴灌技术的优势与应用

滴灌是将水通过滴头缓慢地滴入作物根部附近的土壤，具有显著的节水、节肥、提高作物产量和品质等优点。滴灌可以根据作物的需水规律，精确地控制灌溉水量和时间，避免了水资源的浪费。同时，由于水滴直接作用于作物根部，减少了水分的蒸发和渗漏损失，提高了水资源的利用效率。在推广滴灌技术时，需要根据灌区的土壤质地、作物类型等因素，合理设计滴灌系统的布局和参数。例如，对于粘性土壤，滴头间距应适当减小，以确保水分均匀分布；对于需水量较大的作物，灌溉时间和频率应相应增加。通过合理设计，可以确保滴灌效果的最大化，充分发挥其节水增效的作用。

滴灌技术的节水效果十分显著。相比于传统的大水漫灌，滴灌可以减少水分蒸发损失60%以上，减少渗漏损失70%以上，水资源利用效率可提高90%以上。此外，滴灌还能够将肥料和农药直接输送到作物根部，提高肥料和农药的利用率，减少用量，降低农业生产成本。同时，由于滴灌能够为作物提供均匀、适量的水分和养分，有助于改善作物的生长环境，提高作物的产量和品质。

2.2提升灌溉水利用率分析

智慧管理系统的应用显著提高了灌区的灌溉水利用率。通过对某示范灌区实施智慧管理前后三年的数据进行对比分析，发现灌溉水利用系数从原来的0.52提升到了0.68，提高了30.77%。这一提升主要得益于以下几个方面：智能灌溉决策模型实现了精准灌溉，减少了过量灌溉和水分蒸发损失。水资源优化配置模型优化了水资源分配，提高了供水保证率。多源感知技术的应用使得渠系渗漏等问题能够及时发现和处理，减少了输水损失。信息化平台提高了管理效率，减少了人为操作误差导致的水资源浪费。通过对不同作物类型的分析，发现水稻、玉米和小麦的灌溉水利用率，分别提高了35%、28%和32%。这不仅节约了宝贵的水资源，也降低了农业生产成本，提高了农民收入。

智慧管理系统的应用为灌区的可持续发展提供了有力支持，为解决水资源短缺问题提供了有效途径。灌溉水利用率，的提升不仅体现了智慧管理系统的直接效果，还反映了该系统在优化灌溉过程、提高管理水平方面的潜力，为进一步提高灌区水资源利用效率指明了方向。

2.3喷灌技术的发展与创新

喷灌是通过喷头将水均匀地喷洒在田间，与传统灌溉方式相比，具有节水、适应性强等特点。近年来，随着喷灌技术的不断发展，出现了诸如智能喷灌、变量喷灌等创新形式。智能喷灌系统可以根据气象条件、土壤墒情等因素自动调整喷头的工作参数，实现精准灌溉。变量喷灌则可以根据田间不同区域的需水情况，调整喷头的喷洒水量和范围，进一步提高了水资源利用效率。这些创新技术的应用，使得喷灌在节水灌溉中发挥着越来越重要的作用。

智能喷灌系统通常配备有气象传感器、土壤湿度传感器等设备，能够实时监测气象条件和土壤墒情的变化。当气象条件发生变化，如气温升高、风速增大等，系统会自动调整喷头的工作压力和喷洒角度，以减少水分的蒸发损失。当土壤墒情低于设定的阈值时，系统会自动增加喷头的喷洒水量和时间，确保作物得到充足的水分供应。

变量喷灌技术则是通过在喷头中安装流量调节阀或采用多喷头组合的方式，实现对喷洒水量和范围的精确控制。例如，在土壤湿度较高的区域，喷头可以减少喷洒水量或关闭部分喷头，而在土壤湿度较低的区域，喷头可以增加喷洒水量，从而实现水资源的优化分配。此外，变量喷灌技术还可以与地理信息系统（GIS）结合，根据田间不同区域的土壤类型、地形地貌等因素，制定更加精准的灌溉方案，进一步提高水资源的利用效率和灌溉效果。

结束语

只有加强科研、政策制定和技术推广，才能实现水资源的可持续利用和节水灌溉的可持续发展，从而促进农业生产的健康发展，实现经济、社会和生态效益的良性循环。随着科技的不断进步和技术的不断创新，新型的节水灌溉技术将不断涌现，智能化、自动化的灌溉系统将成为主流。

参考文献

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