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摘 要：水資源短缺已成為制約社會發展的重要問題，節水工作受到了全社會充分的重視。和其他行業相比，農業生產的用水量較大，但不具備較高的用水效率，存在著巨大的節水潛力。通過規劃建設農田水利節水灌溉工程，可促使水資源得到高效節約利用，農業生產效益也可得到顯著改善。近些年來，農田水利節水灌溉工程得到大量建設，但一些工程由于設計方案不夠科學，導致農田水利節水灌溉工程的運行效益難以提升，阻礙到節水效能的發揮。面對這種情況，要堅持因地制宜的原則，科學設計農田水利節水灌溉工程。
關鍵詞：農田水利；節水灌溉；設計要點
清澗縣處于陜西省北部，縣域內呈現出西北高、東南低的地勢特征，峁梁溝壑是主要地貌類型。年均降雨量在500mm左右，但6月~8月集中了80%的降水，其他月份很容易出現干旱災害。在這種情況下，為推動農業經濟的發展，提高農業抗自然災害能力，清澗縣大力開展農田水利節水灌溉工程建設工作，節水灌溉面積得到了顯著擴大。但就目前來講，部分地區依然將大水漫灌等傳統形式應用過來，不僅嚴重浪費了水資源，也無法保證灌溉效果，導致糧食產量得不到提高。因此，要進一步加大農田水利節水灌溉工程的建設力度，做好工程規劃設計工作，促使農田水利節水灌溉工程的節水效益、經濟效益等得到擴大。
1 節水灌溉的意義及主要技術
為推動農業發展，對農作物生長進行主動影響與控制，逐漸出現了灌溉技術。但傳統灌溉技術的粗放性特征明顯，難以進行均勻灌水，不僅作物的水分需求得不到充分滿足，也會造成嚴重的水資源浪費問題。同時，土壤結構會遭到惡化，制約到農業的可持續發展。在這種情況下，節水灌溉受到了充分重視。具體來講，節水灌溉指的是對單位灌水量的農作物產量、產值等進行最大限度提高的灌溉措施。通過節水灌溉工程的建設，灌溉過程中的勞動力配置可以得到減少，有效改善田間土壤疏松條件與通透氣性。其能夠精準、及時灌溉農作物，灌溉有效率得到提高，有助于糧食增產增收目標的實現，且節水、節地等效益十分顯著。就目前來講，應用較為廣泛的節水灌溉技術有這些類型：第一，渠道防滲。在農田灌溉實踐中，渠道輸水技術應用十分廣泛。過去主要采取土渠輸水技術，只有較低的水利用系數，在輸水過程中會滲漏、蒸發掉大量的水資源。而通過渠道防滲技術的應用，能夠有效提高渠水的利用系數。現階段，砌石防滲、混凝土防滲、塑料薄膜防滲等渠道防滲技術較為常見[1]。第二，噴灌。此種技術指的是借助于管道設施向灌溉地段輸送有壓水，在噴頭的作用下，向田間均勻噴施水分。實踐表明，噴灌技術具有十分顯著的節水效果，能夠達到90%的水資源利用率。噴灌作物具有較大的增產幅度，主要原因在于農渠、灌水溝等不需要建設，這樣播種面積即可增加。由于噴灌的均勻性較強，不會造成土壤板結問題。第三，滴灌。此種技術是借助于塑料管道、滴頭等設施向作物根部輸送水分，能夠達到95%左右的水資源利用率。和噴灌技術相比，滴灌的節水增產效果更加顯著。目前，滴灌技術的類型眾多，需結合實際情況進行合理選擇。第四，覆膜滴灌。此種技術有機結合了滴灌和覆膜栽培，可將兩者的優勢充分發揮出來。以膜下滴灌為例，其于膜下設置滴灌管，不僅土壤積溫可以得到提高，水資源利用率也可得到改善。
2 農田水利節水灌溉工程的設計策略
2.1 科學選擇設計形式
第一，高位水池調節。現階段，高位水池調節在農田水利節水灌溉工程建設中應用較多。此種形式指的是從水泵房至基地一直抽引，借助于配水管網實現灌溉目的。輸水、配水是灌溉工程的主要組成，在農田灌溉過程中，由于無法對用戶的取水時間進行確定，導致難以精確測算灌溉需水量，這樣低谷期、高峰期就容易出現。而通過調節池循環流動可促使水質、用戶需求等得到保障，提高農田灌溉的效率。第二，變頻加壓灌溉。本種方法指的是利用變頻泵房加壓處理水源，向田間進行直接輸水。由于泵房揚程灌溉基地的穩固性較強，高溫水池輸水可以得到避免。且水泵揚程與規定要求所符合，可顯著降低能耗。基于變頻技術的支持，泵房運行模式得到優化，供水合理性得到保障，節水效益較為顯著。
2.2 確定灌溉工程方案
近些年來，節水灌溉技術的類型日趨豐富，各種灌溉技術具有差異化的優缺點與適用范圍。因此，工作人員在設計農田水利節水灌溉工程時，需將因地制宜的原則貫徹下去，綜合考慮各類技術的適用性、經濟性以及節水效益等因素，選擇最為適宜的節水工程類型，以便擴大農田水利節水灌溉工程的運行效益。例如，管灌技術能夠快速輸水，水資源輸送過程中的滲漏、蒸發損失可以得到降低，具有良好的節水節能效果，且在建設過程中不需要較高的成本。但此種技術不具備良好的地形適應能力，一些農田地形條件較差，則難以應用本項技術。噴灌技術的機械化水平較高，省水、增產、省工等優勢明顯，能夠良好適應田塊大小與形狀等，但在建設過程中需求較多的設備，增加了建設成本。滴灌技術具有較高的水資源利用率，一般可以達到95%左右，節水增產效果十分顯著。但在滴灌系統運行過程中，容易有結垢、堵塞問題出現于滴頭處，因此需嚴格過濾水源。
2.3 合理規劃設計管網管網
在節水灌溉工程中發揮著重要作用，只有對管網進行科學規劃與設計，方可以保證節水灌溉工程的正常運行。第一，結合農田水利節水灌溉工程建設區域的實際情況，科學布置管網，盡量減小管網起伏、縮短輸水線路，禁止對農田進行占用，控制整體建設成本。第二，綜合考慮線路走向、位置等因素，鋪設于已有道路中。部分區域具有較大的坡度，要利用平行登高安裝干管與支管。在輸配水管布置過程中，要做好埋管工作，避免人為因素破壞到管道[2]。
2.4 制定管網系統工作制度
通過對管網系統工作制度進行擬定，能夠合理配置與高效利用各項設備。在具體實踐中，工作人員需將實際灌溉面積、管網布置方式等內容納入考慮范圍，將輪流灌溉制度構建起來，這樣管道流量可以得到減少，水頭損失得到降低，有助于整體成本的節約。在管網系統運行過程中，如果自動關閉水栓或閘閥，容易改變管網系統的內部壓力，出現壓強交替升降的問題。面對這種情況，工作人員要對水錘進行全面檢查，將聚乙烯管材應用過來，且對輪流灌溉制度進行嚴格執行，這樣可保證灌輸的均勻性。
2.5 科學設計泵房與高位水池
在泵房設計時，相關人員需將規定標準嚴格貫徹下去，保證設計的科學性與合理性。通常情況下，泵房設計流量要保持在2m3/s以內，功率在100k W以內。同時，要將低壓電力計箱表、照明燈等配套設置安裝于泵站中。一般要分開設計輸水與配水系統，由于很多地區水源具備不均勻的來水量分布，因此，要對高位水池進行合理選擇。為保證高位水池的調蓄作用得到充分發揮，需深入勘測區域實際情況，對高位水池的建設位置進行科學確定。在水池容量方面，要將灌溉容量、實際灌溉面積等納入考慮范圍，促使節約用水的目的得到實現。
3 農田水利節水灌溉工程的設計要點
以清澗縣某節水灌溉工程為例，詳細探討節水灌溉工程的設計要點。
3.1 水源工程設計
第一，引水渠。此項目區的渠系運行年限較長，渠系配套系統較為完善。在水源工程設計時，盡量將原渠線利用起來，結合實際情況優化選取路線。綜合考慮渠道沿線地形、實地放線資料等設計縱斷面，對渠道設計斷面盡量減小，以便促使工程造價得到降低。依據工程情況下，將預制砼板襯砌作為渠道襯砌形式。第二，沉砂池。由于此項目的水源為渠道水，在洪水期內容易有較多的泥沙混雜其中。因此，要將沉砂池設置出來，過濾掉水中雜質。沉砂池的組成部分眾多，如攔污柵、濾水墻等，科學開展各個組成部分的設計工作。以濾水墻為例，將鋼筋混凝土結構應用過來。
3.2 布置節水灌溉系統
于泵房內布置首部樞紐，臥式離心泵、控制閥、壓力表、水表等共同組成了水源首部。為促使灌溉系統運行的安全性、穩定性得到保證，將進氣閥安裝于各級管道的凸起部位，這樣可避免負壓的產生，內部空氣能夠及時排出去。同時，將泄水井設置于管路低處，避免出現凍害。為降低管道安裝與檢修難度，沿現有道路、林帶等鋪設干管與分干管，按照0.4MPa的標準控制管道承壓，利用承插或膠粘方式連接管道。利用軟帶制作支管，借助于專用PE管件進行連接。毛管則將單翼迷宮式滴灌帶應用過來，依據1m與0.3m的標準分別控制滴灌帶鋪設間距與滴頭間距[3]。
3.3 首部樞紐設計
第一，泵房。科學確定泵房尺寸，保證能夠在泵房內部順利安置控制閥、電機等設備。且將管理房用間設置出來，這樣設備操作安裝、檢修管理等需求可以得到滿足。第二，過濾設備。要依據過流量因素來選擇滴灌系統的過濾器，過濾器需具備足夠的過流能力。通常情況下，若將地表水作為灌溉水源，盡量對砂石和網式過濾器進行應用。依據系統流量確定過濾器的型號。第三，施肥罐。結合滴灌系統的控制面積確定施肥罐的型號。
4 結束語
綜上所述，農田水利節水灌溉工程能夠在滿足農業生產用水的基礎上，有效降低水資源浪費問題，有助于推動現代農業的整體發展。特別是近些年來農業生產規模的擴大，顯著提升了農業用水量，水資源短缺問題日趨嚴峻。因此，要充分重視農田水利節水灌溉工程的設計工作，科學選擇節水灌溉技術與設備設施，促使農田水利節水灌溉工程的效益得到提升。
作者：賀文斌 單位：陜西省清澗縣水旱災害防治中心