水利工程灌溉中的高效节水技术

  摘要：水利工程灌溉效果直接决定着农业作物生长率、存活率与最终产量，使用传统灌溉方法时常出现过度灌溉、灌溉不及时不到位、灌溉期间水源损耗量大等问题，不能保证给予各成长阶段作物以充足、适量水分，且会造成水资源投入成本超标。针对这一情况就要引进高效节水技术，充分发挥技术作用与优势，合理优化灌溉方案，精准、科学管控灌溉输水量与输水区域，达到精细化管理灌溉工作的目的，提高作物种植质量与水资源利用率。据此，本文对水利工程灌溉中高效节水技术的具体应用进行了简要研究。

    关键词：水利工程；灌溉；高效节水技术

    闭环控制技术、自动化流量调节技术、遥感和GIS技术均属于高效节水技术中较常应用的灌溉方法，与以往的灌溉技术相比，可以实时监测作物种植环境变化、作物生长状态、土壤条件，精准定位作物输水点位，从而自动设定输水量，确定最佳输水时间、频率，直接向作物根部输水，避免了灌溉过程中水分大量蒸发、渗漏，还可防止出现旱涝问题，强化种植土地生产力，有效缓解水资源紧缺现状，促进区域经济、农业实现可持续发展。

    1.高效节水技术在水利工程灌溉中的作用

    1.1有效应对气候环境变化

    采用高效节水灌溉技术可灵活应对种植区域出现的极端气候环境，及时做出应对措施，确保作物可始终获取充足的水分。例如，在常年干旱的区域，建立滴灌系统能够解决水资源紧缺问题，选择直接将水源输送到作物根部，防止长距离输送导致水源渗漏、蒸发。同时，该技术能够提高水资源管理的预见性、科学性，防止因环境影响而增大作物灌溉风险，强化了水利工程的防范功能与灌溉水平。

    1.2提升水资源利用率

    提升水资源利用率是高效节水技术的核心优势，以往的灌溉方法包括：地面渠道灌溉、漫灌等，在输水过程中常会浪费30%～40%的水源，但采用高效节水技术，通过喷灌、滴灌等方式，可合理调节输水量、灌溉范围、灌溉时间，准确定位输水点位，在较大程度上减少了无效灌溉现象产生概率。根据相关调查数据显示，采用滴灌技术进行灌溉可保证水资源利用率达到90%及以上，改善了大部分区域灌溉问题，促进水利工程灌溉工作向节约化、高效化方向发展。

    1.3促进水利工程可持续发展

    充分发挥高效节水技术的优势与价值，还可为水利工程顺利运作、农业经济可持续发展提供助力。以往灌溉方式存在一定缺陷与管理漏洞，不仅导致水资源大量消耗，还会因不合理灌溉对周围生态环境产生不良影响，引发水体污染、土地盐碱化问题。而积极引进高效节水技术即可科学配置水资源，提高水资源利用率与灌溉效果，增强土地生产力，提升区域作物种植产量、质量，降低灌溉系统运行时的能源消耗度与有害气体排放量。

    2.水利工程灌溉中高效节水技术的具体应用

    2.1闭环控制系统的应用

    2.1.1实时监控与采集数据

    闭环控制系统具备有智能化、自动化管理技术，在使用时依靠控制器、传感器、执行机构获取水源数据实现精细化管理。具体而言，搭建的灌溉系统中安装有水质监测器、压力感应器、流量计等，可以实时记录灌溉水源温度、水压、水流量，并会同步上传到终端控制中心，整合形成数据档案为后续灌溉管理、水源分配工作提供可靠参考依据。

    2.1.2智能决策与管控

    闭环控制系统可结合监控系统采集的数据资料，开展智能决策与调控工作。通过中央处理系统对数据进行深入分析，生成最佳灌溉优化方案，针对性调节灌溉频率、灌溉量、灌溉时间与灌溉形式，进而显著提高水利工程灌溉效率、质量，保证处于不同成长阶段的作物均可获得适量水分，并在最大限度上降低水源流失率，确保灌溉系统长效、稳定运作。

    2.1.3故障自动检测与应对

    闭环控制系统还可对灌溉设备设施运行状态、性能进行实时检测，能够在第一时间发掘系统、设备运行异常，例如，输水管道渗漏、堵塞，水压参数大幅度波动等，及时向管理人员发送警报信号，并初步进行自动化处理，关闭输水、供水阀门或是调节灌溉各项参数，为管理人员制定故障维修方案争取充足时间，从而在较大程度上降低故障、异常现象的影响程度，减小经济损失，促进水利工程灌溉系统得以安全、顺利运作。

    2.2自动化流量调节技术的应用

    2.2.1精准调节水流量

    自动化流量调节技术是水利工程灌溉工作使用最为频繁的方法，凭借自动化系统有效调整水流参数，即可实现水资源高效利用与灌溉的目的。在具体实践过程中，将该技术与灌溉渠道、运河系统、大坝放水工程有机结合，根据工程设计方案、灌溉计划、规定灌溉参数，能够利用管道系统中的调节阀门、流量计自动、精准管控水流速度、水流量，实时监测水流情况、记录灌溉数据，避免过度灌溉、水源大量流失等情况产生。

    2.2.2及时应对环境变化

    自动化流量调节技术还具有较灵敏的反应性，可预测环境变化趋势，快速适应环境条件，以此为依据有效调整灌溉系统运作参数与水流量，确保能够良好满足不同环境下的灌溉需求。例如，自动化流量调节技术能够在降雨频繁的季节减小水流量和灌溉频率，在干旱时期适当增加灌溉量；或是结合土壤湿度检测数据与气象数据，制定适配的灌溉方案，保证水利工程可良好应对季节性水源变动现象与环境变化。

    2.3遥感和GIS技术的应用

    2.3.1实时监测灌区环境

    遥感与GIS技术是新型的智能技术，对于提高水利工程灌溉管理水平，促使朝向现代化、高效化方向发展具有重要作用，能够为灌溉管理人员提供精准的地理与环境信息，增强水资源管理工作质量与实效性。针对遥感技术而言，主要依靠无人机、传感器、卫星系统对灌溉范围内土壤湿度、作物生长情况、地面温度等进行检测，评判灌区的需水量、干旱度，为制定切实可行的灌溉对策提供建议与意见。针对GIS技术以遥感技术采集的数据为处理对象，进行专业化、深层次解析、整合与转化，制作形成灌区水分分布图与灌溉需求图表，可给予灌溉管理工作以更为清晰、直观的参考资料。

    2.3.2合理设计灌溉方案

    利用GIS技术帮助开展灌溉方案设计与决策工作，利用该技术明确掌握灌溉区域地形结构、土质条件、水文条件，根据整理的资料合理建立灌溉系统，统筹规划、配制灌溉资源，设计灌溉渠道布设方案，确定灌溉方式方法，完善灌溉计划与流程，避免出现漏灌、过度灌溉、灌溉量不达标等问题。

    2.3.3灌溉系统管理与决策支持

    遥感与GIS技术也具有系统管理、辅助决策的功能，在全方位、多角度检测灌溉区域数据、潜在影响因素的基础上，能够挖掘危险隐患，预测灌区水土流失现象产生可能性，评估灌溉均匀性与全面性。同时，能够对以往的气象数据、土壤数据进行研究，制定紧急情况应对处理方案，为水利工程灌溉系统长效运作提供可靠保障。

    结语：正确应用高效节水技术有利于提高水利工程灌溉效率与质量，帮助更好应对环境气候变化，减小对作物种植的负面影响，促进水利工程长效运作，农业经济稳步提升。因此，就要将高效节水技术渗透到灌溉工作各环节之中，利用闭环控制系统实时监控、全面采集灌溉数据；智能完善灌溉方案；随时检测灌溉设备运行状态，预防故障问题。采用自动化流量调节技术精准调节水流量，及时响应环境变化，维护系统正常运作。通过遥感和GIS技术全方位掌握灌区作物种植情况与土壤条件，合理设计灌溉计划与模式，为决策工作提供可靠参考。

参考文献：

[1]盖茂金,赵玉屏.农田水利工程高效节水灌溉技术的推广策略[J].农家参谋,2024,(26):78-80.

[2]韩文涛.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].河北农机,2024,(10):133-135.

[3]梁淑娟.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的发展与应用[J].河北农机,2023,(12):63-65.