高效农田灌溉精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇高效农田灌溉范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】农田灌溉；节水；问题

高效用水与节约用水是我国当前面临水危机的正确处理方法。在所有的用水量方面，农田灌溉用水占据着非常重要的位置。现如今，在农业快速发展的过程中，农田灌溉节约用水是当前节约用水工作的核心部分。但是节约用水在实施的过程中必然会涉及科学技术与社会经济等相关方面，从本质上来说，农田灌溉节约用水属于一个非常复杂的问题。

1.农田灌溉节水的必要性

在现代农业快速发展的过程中，农田灌溉节水是必经之路。发展现代农业，就需要将农田水利与农田基本设施的建设联合起来。在利用农业基础设施建设的过程中，促使农业能够实现机械化，进而能够健全社会化的服务体系，从而可以培养与造就现代新型农民，提高农业综合生产能力，在稳定我国粮食生产的过程中，有效保障粮食安全，促进农民增产增收。从现如今水资源分布状况就可以了解到，我国还有较多地区水资源十分紧缺[1]。在现代话农业快速发展的过程中，水资源已经成为制约农业发展的一项重要因素。面对此种情况，现代化农业各项工程与技术都需要增加土壤中的水分，而这些都需要从提高水资源利用率方面来实现。当前，我国在节水灌溉方面已经做出了一定的成就，并且发展的规模正逐步扩大，而这些都是以水为中心。从当前农业发展趋势，实施农田灌溉其实就是促使农业从落后状态转向现代化的重要方式，而这也是现代化农业发展的必经之路。

2.加强农田灌溉节水的有效措施

从前文的分析中就已经了解到，在现代化农业快速发展的过程中，农田灌溉节水在其中具有非常重要的作用。针对当前农业发展的状况，有必要采取相应的措施加强农田灌溉节水的有效措施，这样在发展现代农业的同时，达到节水的目的。

2.1加强对农田灌溉节水的指导

农业是我国经济发展中一项非常重要的内容，而发展农田灌溉节水技术优势农业部门非常重要的责任。我国在2007年的时候就已经出台了相关的文件，将农田节水作为稳定和发展粮食生产的重要措施，在农业发展中积极采取有效措施，在全国范围内全面推进农田灌溉节水技术[2]。在相关文件的保证下，各地在农田灌溉节水方面已经取得了一定的成就。各地农业在发展的时候，始终将农田灌溉作为发展农业的重点，根据当地政府的指导，开展节水灌溉技术。农民群众在种植农作物的过程中，彻底转变过去那种忽视节水的观念，从被动抗旱、应急抗旱转变为主动避旱与高效用水的模式，在农业中之中积极采取有效的措施。农业部门在将农田灌溉技术作为工作重点的时候，不断建立健全组织机构，明确责任分工，制定相应的方案，将目标具体化。加强相关部门之间的综合协调。农业部门在指导农民群众农田灌溉节水的时候，获得相关部门的大力支持，并且共同采取相应的措施推进农田灌溉节水工作。农民群众在农业部门的指导下，同时采取措施，将农田灌溉节水落到实处。

2.2提高农田灌溉的效益

农业的发展离不开水利，农作物产量要想获得增加，就需要通过增加灌溉面积的方式来实现。但是在实际处理的过程中，就会发现灌溉面积受到水资源总量与水结构双重因素的影响。农业效益要想获得可观的发展，节水是不可缺少的重要内容，但是节水灌溉并不是一项单纯的技术，节水灌溉与整个农业的长期发展具有紧密的联系节水灌溉是实现水资源可持续发展战略和实现节约经营战略的全面体现。而在此过程中要想做好此项工作，就必须做好这么几项工作的应用通常。首先，修好输水渠。将输水渠道修好，就能够减少灌溉过程中渗漏的情况发生，同时还可以保证输水的畅通，而输水渠可以节水达到25%左右。在农业中如果使用圆形塑料输水袋作为水渠，水的利用率就会提高许多。与此同时，还应当加强对水渠的管理。要想在输水的过程中减少水量的损失，就需要加强渠道的管理，渠道管理工作主要包括铲草、清除渠道杂物、经常性清淤、维修建筑与整休渠道等。其次，整地做小畦。短畦与窄畦水流速度非常快，可以节省时间，用水量较少。根据农田灌溉的实际情况就可以知道，渠灌区通常都会使用畦长50m和畦宽3m。在农田灌溉的过程中，平整田地对节水具有非常重要的作用。最后，合理运筹。对于水源较为丰富"宽垄窄畦与地面平整的地块，可运用两水夹浇的方法；对地势一头高"另一头低的地块，要采取修筑高水渠的办法，将水先送至地势较高的那一头，随后就可以再让水顺着地势向低处流。

2.3因地制宜推行节水灌溉技术

推行节水灌溉技术是农田水利事业长期发展的重点，同时也是有效缓解当前水资源供需紧张的有效手段。喷灌可以说是一种节水效益非常高的技术。相较于当前农业使用的地面灌溉技术，喷灌不仅可以促使土壤更加的湿润促进农作物更好的生长，同时还能够促使土壤保持团粒结构，调节土壤中热、水、肥等状况，同时还可以冲洗农作物的茎、叶，这样对农作物的吸收和光合作用具有非常重要的帮助，有效提高农作物的增产增收[3]。喷灌对地形、土壤各种作物的适应性都非常强，并不要求平整的天地，而且还适宜地形复杂和土壤透水性强。因此，在发展现代化农业的过程中，应当因地制宜推行节水技术，进而更好的实现农田灌溉节水的目标。

结 语

现如今我国水资源短缺非常严重，并且这种形势日益严峻。农民在种植农作物的时候并没有形成水资源与水危机的意识。针对农田灌溉的实际情况，应当深入开展农田灌溉节水技术，促进农业的现代化发展。

参考文献

[1]李加富，宋传英.关于利用地表水农田灌溉供需平衡分析与计算[J].黑龙江科技信息，2011，21（3）：51-54.

篇(2)

1农田灌溉渠道现状

目前，我国的农业灌溉过程中渠道渗漏问题频发，导致水资源利用率较低。农业的发展离不开水资源，当所选用的渠道工程施工技术存在弊端时，农田灌溉的水资源利用率无法达到预期标准，大量的水资源被浪费，无法有效提升农田灌溉质量，对地区农业发展造成不利影响。为了提高农田灌溉质量，需采取有效的管控措施，强化渠道应用效果。目前我国农田灌溉渠道存在的问题如下。一是渗漏是农田灌溉渠道工程施工面临的一大难点，大部分质量问题都由此引发，究其原因是施工单位不够重视防渗漏工作，没有结合实际情况制定较为完善的制度，施工质量无法得到有效保障。发生渗漏现象时，某些区域已存在应力撕裂的情况，力学平衡被打破，处理不及时会对施工人员的生命安全造成威胁。二是养护对于农田灌溉渠道极为重要，尤其是在渠道施工后期。部分施工单位在农田灌溉渠道工程施工过程中，存在着养护工作不足的情况。养护人员缺失、人员素养不高、专业能力无法满足施工要求、管理制度不健全等导致养护质量大幅度下降。部分农田灌溉渠道工程施工存在着极为隐蔽的安全风险，只有专业的检测才能发现，倘若施工单位没有进行日常检查与维护，则不能及时处理存在的问题，后续施工过程中风险因素的危险等级不断升高，给工程施工质量造成了不利影响。三是施工材料选择不当也是导致农田灌溉渠道工程施工质量受损的一大原因。施工过程中为了节省成本，施工单位往往就地取材，利用当地土壤开展施工，但土壤土质存在差异性，很难完全满足施工要求，导致渠道工程建设无法达到预期目标。此外，当地土壤所涉及到的土质因素多以可种植为基础，其本身需具备较强的渗透性才能满足农作物的生长需求，这类土壤被应用于工程施工时其渗透性会影响工程质量，水资源也会被大量浪费。为了避免出现类似情况，施工单位在施工时需对土壤进行测定，判断其是否满足施工要求。四是施工人员的技能水平对农田灌溉水渠工程施工质量至关重要，部分施工人员掌握的专业知识不够全面，甚至存在盲目施工的现象，对农田灌溉水渠工程建设造成了不利影响。

2农田灌溉水渠工程施工的特点

农田灌溉水渠工程是农业发展的基础设施，对农业生产的影响较大，需明确相关工程的施工特点，科学选择施工技术。农田灌溉水渠一般靠近水源区域，该区域的土质较为松散，易出现结构沉降现象，进而引发结构破坏，给施工造成困难。若不做好施工区域的全面调查与分析工作，则会导致施工存在盲目性，不仅会造成财力、人力和物力的浪费，还会对工程质量和安全造成威胁，难以保障灌溉水渠的运行效益[1]。水渠施工各环节之间存在着密切关系，只有做好各个施工工序的有效衔接，才能保障工程项目顺利竣工。施工道路缺陷和水渠布局不合理等问题，会加大技术应用难度。同时，受地形因素的影响，施工时不能完全依靠机械设备，还需人工操作加以辅助。农田灌溉水渠工程施工涉及多个领域的专业知识，需充分了解物理力学、基础设计和结构学特性等，并遵循水渠建设标准，为农田灌溉提供基础设施保障。水渠作为农田灌溉的重要工程，将江河水引入农田，在农业发展过程中具有重要作用。水渠是人工开凿的水道，一般用石砌或水泥筑成，有干渠、支渠之分。水渠工程的质量在很大程度上影响着农业灌溉质量和农作物产量，因此水渠工程施工十分重要。一方面，农田灌溉水渠工程建设是为了保障农业灌溉用水，确保施工质量可充分发挥水渠应有的功能，保障农业生产灌溉用水充足，提高作物产量；另一方面，水渠工程建成后可减轻农业生产人员在灌溉环节花费的时间和精力，可在一定程度上降低农业生产成本，促进区域经济发展。

3农田灌溉水渠工程施工要点

3.1施工原则

农田灌溉渠道工程施工需遵循相关原则，在确保工程施工质量的同时加快施工效率。首先，灌溉渠系要尽可能地布置在高地和分水岭上，避免渠系经过建筑物或过大的挖方填方，降低施工难度，同时有助于控制更多的自流灌溉面积，进一步促进灌溉功能的发挥。其次，要考虑其他水利设施的布置。农田中可能存在其他沟渠，在进行灌溉渠道施工时要考虑已经存在的设施，避免对原有设施产生干扰，确保各水利设施的功能正常发挥。再次，要遵循“短、直”原则，使灌溉渠道尽可能的短且呈直线施工，施工设计环节要尽量避开岩石、山体等，降低施工难度。最后，将渠道布置与行政区划相结合，综合考虑机耕、土地规划及用水管理等因素，尽可能确保各用水单位有独立的引水口。

3.2地质勘测

为了降低外界环境对施工的影响，需提前开展地质勘测工作，了解施工区域的地质情况，并结合地质情况编制合理的施工方案，指导施工作业顺利开展。仔细分析相关设计要求和标准规范，确保勘测技术选择的合理性，通过建立完善的技术标准对地质勘测过程加以控制。对已建成工程的建设情况进行分析，获取相关数据资料，结合勘测信息选择施工技术。若施工区域的地质状况较好，可采用覆膜技术对水渠进行处理，解决水资源在输送过程中的渗漏问题。表面铺设和埋铺方式在实践中的应用较多，埋铺可有效保护塑料薄膜不被破坏。若施工区域的地质环境较差，存在土质松软的问题，可应用混凝土技术[2]。地质勘测工作的实施，可有效控制水渠工程施工过程中的风险，在确保施工安全的同时降低工程造价。

3.3土方开挖

土方开挖效果是决定水渠施工质量的关键，应采取有效的质量控制措施确保开挖效果良好。基础施工时对周围杂物及时进行清理，保障基础的平整性和承载力。以地质勘查报告为依据对基础情况进行评估，如果存在较多的不良土质，可选择夯实工艺和加固工艺等改善力学性能，尤其是在软土地基施工时可应用换填加固法，用性能良好的填料置换原有软土，防止造成不均匀沉降等问题。水渠沟槽开挖施工时根据设计要求合理预留剩余开挖量（通常为20cm左右），是保障首次开挖质量的关键[3]。施工中多采用U型预制件和L型预制件，在规定位置完成预制件安装。对周围土质进行有效保护，防止开挖施工造成严重破坏，尽可能避免超挖问题，必要时以回填土压实的方式进行弥补。积水是影响施工质量的主要因素之一，开挖施工中应做好排水处理。最后，对沟槽进行夯实处理，虚土回填后用电动夯实设备进行夯实处理，确保沟槽平整度和稳定性良好，回填厚度约30cm。

3.4混凝土浇筑

混凝土是一种常见的施工材料，能够提高水渠的稳固性、强度、承载力和抗渗性，从而改善槽底结构性能。对混凝土浇筑施工加以控制，可延长水渠的使用寿命。施工前应对混凝土原材料进行检测，尤其要关注骨料的粗细程度，保持骨料均匀性，根据相关规定确定最佳配合比，确保混凝土材料性能良好。混凝土搅拌施工以均匀性和充分性为基本原则，保障混凝土的饱和度，合理规划混凝土运输线路，科学控制温度，防止因温度变化过大而影响混凝土质量[4]。在施工现场及时浇筑，分段式浇筑的方式较为普遍，适应了灌溉水渠施工的特点。上一段水渠浇筑完成后及时进行原浆收面，按照设计标准控制混凝土质量，确保其达到验收标准后再开展下一阶段的施工。振捣方式是决定混凝土浇筑质量的关键，可采用机械振捣和人工振捣相结合的方式，振捣前要保证容器的清洁性，尽量避免因外来杂物残留而造成混凝土质量问题。此外，混凝土在凝固环节会出现粉化和开裂现象，严重影响混凝土质量，因此混凝土凝固过程中需采用洒水和覆盖的养护方式对混凝土进行养护，保持混凝土表面的湿润性，防止在后续使用时出现严重裂缝和渗漏水问题。

3.5砌体施工

砌体施工可采用浆砌石体砌筑工艺，砂浆配置时选择M7.5水泥砂浆，可增强砌体的黏合效果，保障构件的强度和稳定性良好。对水泥标号和安定性等性能进行检测，施工中通常选择统一标号的水泥，混合使用会对砌体施工质量造成影响。河砂是主要原材料之一，应合理控制其含泥量（通常不超过5%）[5]。严格控制骨料和水泥的配合比，做好实验室检测工作。为了增强材料的和易性，砂浆搅拌时间不能少于2min[6]。结合水渠施工进度对砂浆搅拌施工加以控制，既要避免材料供应不足，又要避免因停留时间过长而影响砂浆质量，放线时严格遵循图纸要求。压实施工时应注重对砌体的保护，避免出现松动。

4结语

农田灌溉水渠工程施工易受周围环境和技术工艺等因素的影响，如果缺乏有效的控制措施，会对水渠建设质量产生影响，不利于灌溉工作的高效开展和农业发展。应掌握地质勘测、土方开挖、混凝土浇筑和砌体施工等不同环节的施工技术要点，并结合实际情况优化施工技术，从而达到质量控制的目的，消除灌溉水渠工程建设的质量安全隐患。

参考文献

[1]王翠娟.农田水利灌溉水渠工程运行维护及管理[J].农村实用技术，2021（3）：177-178.

[2]吕柏霖.农田水利工程水渠设计与施工管理关键点分析[J].农家参谋，2020（23）：84+91.

[3]郑琴.农田灌溉水渠水利工程施工技术分析[J].农业科技与信息，2020（8）：91-92+96.

[4]潘兴岩.农田灌溉水渠工程施工技术分析[J].乡村科技，2019（22）：124+126.

[5]于建国.农田灌溉水渠水利工程项目建设施工技术的要点分析[J].现代物业，2018（6）：78.

篇(3)

关键词：农田；节水灌溉；微灌技术

中图分类号：s274 文献标识码：a

灌溉是农田生产不可缺少的环节，我国在农田灌溉方面提出节水思想，主要是推进农田与水资源的持续发展。节水灌溉可以提高农田灌溉的效率，可以改善农田缺水的现状，深度优化农田灌溉途径，满足农田灌溉的需求量。节水灌溉技术在应用中存在若干问题，阻碍了节水灌溉技术在农田中应用。

1 农田节水灌溉现状

分析节能灌溉技术在农田中的应用，深化节水技术实际现状，提出节水灌溉技术应用中的问题。

1.1 节水意识淡薄

基于传统思想的影响，再加上农村落后的技术，导致农民意识不到节水的重要性，其只关注农田的生产力以及经济价值，忽视资源建设的重要性。虽然我国大力提倡节水灌溉，但是无法保障工作落实到位，制约了节水灌溉技术的发展。

1.2 无法全面实行节水管理

我国在农田方面，实行责任制，基本由家庭自由管理，所以在节水灌溉技术的推行方面，始终无法做到全部统一，即使采取政策约束，仍旧无法改变灌溉的传统现状，部分农民无法正确认识节水灌溉技术，制约技术发展，长期以来，政府逐渐失去管理的积极性，最终无法实现全面的节水管理。

1.3 缺乏有效的节水机制

受多方面原因影响，在节水方面并未形成有效的机制约束。在节水灌溉技术中缺乏合理的设备支持，缺乏资金支持和政府干预，导致农田节水不能实现到位的发展，更无法有效的投入到农田灌溉生产中。

2 农田节水灌溉技术

在农田种植中的应用的节水灌溉技术主要有以下几类：

2.1 喷灌技术

喷灌属于机械类技术，需要外置设备提供一定的动力，达到喷灌水压后，进行农田灌溉[1]。例如：利用水泵为灌溉系统提供压力，促使水分在压力的作用下，均匀的在喷头处流出，保障灌溉的匀和性，体现节水理念，近几年，喷灌技术不仅应用于农田灌溉，还在园林绿化方面存有表现。

2.2 滴灌技术

滴灌技术即是利用滴头，将水分滴入农田，属于自动化技术，其可以借助滴灌系统，合理控制水分，充分灌溉农田，例如：利用系统控制滴水，确保滴灌在农田灌溉中的全面性，还可以在水分中融入肥料，既可以满足作物对水分的需要，还可为其提供养分空间，提高农田产量。

2.3 管灌技术

管灌技术需要借助低压条件，将水分通过管路输送，此技术可以有效防止水分蒸发，同时还可避免水分输送过程中的渗漏。管灌装置可以重复使用，平时不需拆卸，无需投入过多成本，而且技术掌握上相对简单，做好日常的装置维护工作即可。管灌技术在我国农田中的使用范围较为广阔，可见其节水和灌溉的效果都比较明显。

2.4 微灌技术

微灌与其他节水技术不同，其主要应用在灌溉面积较小的区域，根据农田种植的实际情况，给予合理的灌溉。在农田内部科学的安装管路，促使水分顺流管理，直接作用到作物根部，避免水分过多造成浪费，还可合理控制水分的流速和流量，节约水分。微灌技术在节水方面效果明显，保障灌溉的匀和性[2]。但是微灌技术较容易受水质影响，如在水质较低的地区，管路容易受水中泥沙的影响，形成堵塞，所以必要时，需定期清理流水管路。

3 优化农田节水灌溉途径

提高农田对节水灌溉技术的应用，需要借助科学的途径，达到优化灌溉的效果，体现水资源的节约特性。分析节水灌溉的具体途径，如下：

3.1 合理利用节水灌溉的政策

政策是推进技术应用的基础，响应国家政策要求，维持农田生产与节水灌溉平衡发展的状态。例如：政府可以农田效益为基础，大力推进节水工程的建设，重点是为节水灌溉技术提供运行环境，推进农田节水建设，实行科学规划，达到优质的节水灌溉效果。

3.2 拓宽农田投资渠道

推进农田节水灌溉的发展，必须具备丰富的运转资金，所以需要拓宽农田的投资渠道。主要以公共财政为主，加强政府各级部门对农田灌溉建设的投资力度，全面落实投资文件，保障节水灌溉的建设环境，在保障农民获益的基础上，实行效益再利用，号召农民参与到农田投资中，积

提升节水灌溉技术的应用。

3.3 完善农田水利工程

积极建设农田水利工程，保障水利工程发挥高效益。农田在节水灌溉方面，需要实现先进技术的转型，重点完善水利工程[3]。工程是技术运行的基础保障，可以为节能灌溉技术，提供一定的生产和运行环境，例如：完整的工程，能够推进节水技术的使用，不论是在技术的应用还是管理方面，都可体现节水的高质量性，同时也可为农田新技术的开发奠定基础，提高农田建设的力度，着实体现节能灌溉技术的应用力度。因此，水利工程对节能灌溉技术的应用，具备实际的价值和意义。

4 结论

提高农田生产量，必须借助科学的技术手段。目前，最主要的是平衡农田对水资源的利用，既要实现水资源的节约效果，又要达到农田灌溉的水平，促使2者处于相互协助的状态。在节约灌溉技术的参与下，着实提升农田产量，实现水资源的合理利用，充分显示节能灌溉技术的优势，推进技术能力的发展。

参考文献

[1] 张晟. 农田水利建设中节水灌溉技术的探讨[j]. 北京农业, 2011(03):89-91.

[2] 韩云峰. 浅谈农田节水灌溉的有效措施[j]. 科技致富向导, 2012(02):23-25.

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关键词：农田；水利工程；节水灌溉技术

中图分类号：TV文献标识码： A

农田水利工程需要耗费大量的水资源，而不合理的农田灌溉技术会造成水资源的浪费，而且影响农作物的正常生长。在农田水利工程中应用节水灌溉技术，帮助农民根据农作物的生长状况和实际用水需求，采用科学合理的灌溉技术，实现对水资源的高效利用和优化配置，提高农业的经济效益，推动现代化农业的高品质、高效率和高产出发展。

一、在农田水利工程中应用节水灌溉技术的重要性

农田灌溉需要经过四个阶段：水资源调配、水资源输送灌溉、浇灌、农作物吸收[1]。在水资源的输送和灌溉过程中，由于土壤蒸发或者输送管道的渗漏，会浪费大量的水资源，影响农业的经济效益和农作物产出。农业灌溉量=灌溉总用水量―输送渗漏或者蒸发量―农田地表径流―农田水资源蒸发量。因此必须在农田水利工程中应用节水灌溉技术，合理调配和输送水资源，提高水资源利用率，减少浪费。根据农田灌溉的四个阶段，农田水利工程中节水灌溉技术的应用要做好以下四个方面：其一，采用科学合理的方法，减少水资源在调配和输送过程中的蒸发和渗漏，最大程度地减少水资源的浪费；其二，减少水资源在农田灌溉过程中的深层渗漏和地表径流，提高农田灌溉质量，尽量减少单位面积内农田的用水量；其三，协调天然降水和水资源灌溉，注意做好天然降水储存，减少农田的水资源蒸发；其四，加强节水灌溉技术管理，采用科学合理的节水灌溉方法，确保农作物的用水效益和产量。

二、农田水利工程的节水灌溉技术

1、采用管道输水和渠道防渗技术，减少水资源流失

（1）管道输水

在水资源的输送过程中，渠床杂草和水面蒸发会消耗很大一部分水资源，因此可以采用管道输水，尽量减少输送过程水资源的蒸发损失。如果农田灌溉采用喷灌、滴灌等技术，可以采用高压输水管来灌溉农田，一般将输水管的压力控制在500~100KPa，利用管道输水，可以减少5%~15%的水资源蒸发[2]，极大地提高水资源的利用率。

（2）渠道防渗

水资源的输送渠道可以采用很多防渗材料，在农田水利用的施工建设过程中，多采用砂浆砌筑石块，并且混凝土预制面和混凝土浇筑护面可以减少70%~80%的水资源渗漏损失，砂浆砌筑石块可以减少50%~70%的水资源渗漏损失。另外，水资源输送渠道还可以使用塑料薄膜，发挥较好的节水效果，但是塑料薄膜的成本相对较高。如果在混泥土护面施工过程中，水资源的输送渠道管径较小，这时可以采用U型的混凝土管道，不仅有利于改善输水流量，还可以减少过水断面。

2、各种先进节水灌溉技术的应用

（1）喷灌技术

喷灌技术是指在输送管道中利用压力将水资源喷射出去，从而灌溉农田，通过喷头可以将水资源直接喷射到需要灌溉的农田中，使水资源均匀地洒落在农作物上，不仅可以节约大量水资源，而且这种灌溉效果较好。在农田中采用喷灌技术，可以确保农田灌溉面相对比较均匀，水资源洒落的均匀度可以超过90%，水资源利用率提高70%左右，和地面灌溉技术相比，喷灌技术可以节约40~50%的水资源。例如，某地区每一亩需要使用65~80立方米的水，但是采用喷灌技术，每亩地只需要使用30~45立方米的水[3]，并且农田中采用喷灌技术，可以节省很多劳动力，减轻农民的负担。另外，喷灌技术的相关设备通常被埋于地下，可以节省土地资源，提高农田的耕种面积，促进农作物的增产。

（2）微灌技术

随着滴灌技术的快速发展，微灌技术也取得了很多的成就，逐渐成为新一代的新型节水灌溉技术。微灌技术包括小管涌流、微喷灌、渗灌以及滴灌等方式，农业水利工程中微灌技术的应用主要包括四部分：灌水器、灌区首部、输配水管网和水资源。微灌技术具有很小的灌水流量，完成对农作物的一次灌溉需要很长时间，微灌技术的灌水周期很短，可以准确控制灌溉水量，能够直接将养分和水分输送到农作物底部的土壤中。对于某些地区的经济农作物种植和灌溉可以采用微灌技术。微灌技术不仅可以节省50~70%的用水量，还可以节省大量的人力、物力和农药肥料，有效提高水分和肥料利用率，并且有助于改善农田土壤结构。

（3）步行式灌溉技术

步行式灌溉技术是指将电力和各种农用机械作为灌溉的动力，在农田中自主组装相应的灌溉配套设施，提高移动灌溉的实用性和适应性。步行式灌溉技术是现代农业机械技术和节水农业技术的有效结合，在农田水利工程中应用步行式灌溉技术，不需要配置复杂的灌溉设备，可以采用组装的方式来装配灌溉机械，具有较强的适应性，并且流动方便，可以对农田中的农作物有针对的进行灌溉。步行式灌溉技术不需要在农田中进行修渠工作，可以节省大量的资金和劳动力，极大地提高农田灌溉的有效性。

（4）雨水集蓄利用技术

雨水集蓄利用技术是通过采用相关措施，收集大量的自然降水，在农田灌溉时，将雨水通过管道输送到农田中。雨水集蓄利用技术，不仅可以有缓解农田的旱情，解决灌溉问题，还可以及时补充人蓄饮水，被广泛的应用在干旱和季节性缺水的地区。雨水集蓄利用技术可以防止农田的大面积水土流失，改善农作物的种植模式，保护自然生态环境，促进农村和农业经济的可持续发展。

三、农田水利工程中应用节水灌溉技术需要注意的问题

在农田水利工程中应用和推广节水灌溉技术，可以提高水资源的灌溉效率，节约水资源。但是节水灌溉技术的应用也存在很多制约条件，针对这些问题，要采取合适的途径和方法，实现农田的增产节水，推动节水型社会的快速发展。

1、应用节水灌溉技术要因地制宜

农作物的类型和农田水利条件不同，采用的节水灌溉技术也不同。农田水利工程中应用节水灌溉技术要因地质疑，符合农田水利条件和农作物的生长特点。在应用节水灌溉技术过程中，针对产出效益较低的农作物，可以采用地面灌溉节水积水，同时可以应用和推广投资成本较少的膜垄沟灌节水技术。在水利条件较好的农田水利工程中，可以适当采用投资成本相对较高的滴灌技术或者喷灌节水技术。

2、调整农作物的种植结构，选择合适的节水灌溉技术

根据各个地区农业发展的实际情况和农作物的种植结构调整情况，采用合适的节水灌溉技术，尽量压缩耕地种植面积，扩大林草种植面积，减少粮食种植面积，扩大经济作物种植面积，减少高耗水的农作物种植面积，扩大低耗水农作物种植面积，选择合适的节水灌溉节水技术，确保农作物的高产出和良好的经济效益。

结束语：

节水灌溉技术在农田水利工程中的应用，有助于优化水资源的配置，减少水资源浪费，提高农业的经济效益和产出，促进节水农业的快速发展。每一种节水灌溉技术都有自己的特点，因此要根据农田水利工程的实际情况，科学合理地选择合适的节水灌溉技术，推动我国农业的可持续发展。

参考文献：

[1] 刘涛.干旱半干旱地区农田灌溉节水治理模式及其绩效研究[D].南京农业大学,2009.

[2] 董娜.吉林省中西部农田节水灌溉效益研究[D].吉林农业大学,2013.

[3] 黄修桥.灌溉用水需求分析与节水灌溉发展研究[D].西北农林科技大学,2005.

[4] 陈汝梅.浅谈对农田水利工程中节水灌溉技术运用的探讨[J].科技致富向导,2012,21:311.

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关键词：农田水利；节水技术；防治措施

中图分类号： TV 文献标识码： A

引言

节水灌溉技术的广泛推广，势必会改变我国长久坚持的传统耕作方法，要讲究科学性，从而能够更好地满足农作物的用水需求，取得很好的经济效益，并节约水资源，取得一定的社会效益，实现我国从传统农业向高效率的现代化农业的转变。多年来经过不断的开发与研究，目前我国实现推广的节水灌溉技术已经有数十种之多。它们都有其自己的独特优势，同时也都有相应的缺点，所使用的条件也不尽相同。其中有些技术已经非常成熟，有些还存在某些缺陷，需要继续深入研究。节水灌溉技术对于水资源的有效利用，节约水资源，提高环境承载力有重要作用，适应可持续发展的要求。本文将农田节水灌溉技术分为四大类来加以论述，它们分别是灌溉方法、输水方法、灌溉系统以及辅助措施。

一、农田水利工程中节水灌溉的重要性

我国是农业大国，同时又是一个极度缺水的国家，按各地耕地对睡的需求量来看，我国包括东北、华北、华东在内的地区都出现了严重缺水的情况，缺水情况的普遍存在，决定了我国大面积的灌溉需求量，然而由于缺水严重，灌溉量也已经越来越难以达到要求，水资源的匮乏严重制约着我国农业的发展。为了以最少的水资源实现最大农田面积的灌溉，提高水资源的灌溉效率，农田水利节水灌溉技术被广泛的应用农田灌溉工作当中。农田水利节水灌溉技术的广泛应用，不仅能够提高水资源的利用效率，减少水资源浪费的情况，还能够实现对农作物的科学灌溉，促进农作物的生长，提高农作物的产量，对于我国环保工作和农业工作都有着重要贡献，是我国农田灌溉的主要发展目标。

二、新时期节水灌溉技术发展的现状

节水灌溉技术，也就是说在农田灌溉期间内，以各种各样措施去保证灌溉的效率和质量，将水分消耗降到最低。以新疆地区的节水灌溉及时发展为例，其在经过多年的学习和借鉴的基础上，坚持从事实出发，有针对性的实现了节水灌溉技术的提高，实现了经济效益的全面提高。

（一）渠道防渗

渠道防渗，就是以渠道维护和管理的方式去保证渠道的有效性，避免渗水和漏水现象的出现，保证水资源最大限度的使用到灌溉环节。防渗工程的开展，不仅仅使得渠道的粗糙度降低，使得渠水保持着高速的流动，实现了输水能力的全面提高；而且其实现了灌溉区域地下水位的降低，有效的保证了改良盐碱地、沼泽地和渠道的安全性。但是依据相关数据统计发现，目前，我国某些地区农田渠道的利用率很低，有许多的水分无故流失掉了。要想开展节水型农业灌溉工程，修建防渗渠道是很重要的。

（二）喷灌技术

喷灌技术的应用需要特定的相关设备来进行配合，不要是动力机等，有时也可借助水自身的重力，从喷嘴将水射到农田里。布置要完整，保证农田每一处都能得到水分。它能够适应所有农作物的灌溉体系口。喷灌的水资源损耗率人约比传统地而灌小15%-20%。通常说喷灌比传统地而灌省水30%-50%，是指灌溉水范畴内的竹水，而15%-20%则是指在水资源范畴内的竹水。

（三）膜下软管灌溉技术

膜下软管灌溉是在常压微灌技术条件基础上开展的，属于新型的灌溉技术之一。此技术存在的优势在于：不需要动力源，实现了对于成本的控制和管理。因此，得到很多农户的青睐，在最近几年时间里得以迅速的推广。相对于喷灌方式来讲，其在增产效果上、成本费用控制上、产出效率上都表现出更优越的特点，尤其对于贫困地区来说，使用此项技术将有利于农户的增收。但是不得不承认的是此项技术虽然优势很多，在很多地方依然需要改善和调整。

（四）加压滴灌技术

以加压后的水源为基础开展滴灌工程，这是现阶段灌溉方法中比较普遍的一种做法。此项技术不仅仅节水效果明显，实现了对于成本的合理控制和管理，而且其适用种类众多，有利于农业规模化的发展。

（五）膜下滴灌技术

膜下滴灌技术之所以得到普遍的推广，是因为其有效的满足了节水型农业发展需求，是现阶段比较成功的灌溉模式。其在滴管技术的基础上实现了覆膜技术的应用，属于全新的灌溉技术，相对于其他的滴管技术其在节水效果上，成本控制上都有着很明显的优势。

三、农业节水措施

（一）农业节水工程措施

农业节水灌溉工程措施很多主要有渠灌区的渠道防渗、并灌区的垄沟衬砌、低压管道输水灌溉、喷灌、微灌包括滴灌、渗灌等，、节水型地面灌水技术以及并渠结合节水技术等现就渠灌区的渠道防渗节水工程措施进行详细叙述渠道防渗是将现有渠凰土渠或渗漏水严重的已衬砌的渠道，用土料、干砌块石、浆砌块石、硷预制块、现浇硷护面等形式减少渠道输水渗漏损失的工程措施渠道防;封寸砌断面型式有梯形、矩形、城门洞形、复合形等多种形式渠道防渗不仅能节约灌溉用水，而且能降低地下水位防止土壤次生盐碱化防止渠道的冲淤和坍塌加快流速提高输水能力减小渠道断面和建筑物尺寸节省占地减少工程费用和维修管理费用等渠道防渗节水工程措施应注意1.能达到预期的防渗效果一定的耐久性。2.因地制宜就地取材施工简单造价最合理。3.能提高渠道的输水能力及抗冲能力促进渠道稳定减少渠道断面尺寸。4.便于管理、养护、维修费用低渠道防渗是农业节水的重要措施之一正日益受到重视。

（二）农业节水非工程措施

农业节水非工程措施是指农业节水综合技术和管理包括合理调整农作物布局，优化种植业结构，加强农业节水灌溉管理，完善农田灌溉管理措施和制度科学管理灌溉用水，推行改进灌溉技术大力发展早作节水等。

（三）农业节水措施的环境影响分析

农业节水措施实施后对环境的有利影响有以下方面：1.在一定的水资源供给条件下通过科学合理的农田灌溉提高灌溉用水效率使农田灌溉水量有效减少其节水量可全部或部分退还生态用水肩效改善生态环境。2.灌溉用水效率的提高结合农药和化肥的合理使用河减少灌溉退水将农药、化肥带入河道或渗入地下含水层从而有效地减轻面源污染和地下水污染。3.田间节水措施的实施有利于良肩利于土壤物理性质和微生物环境的改善。4.通过灌区节水改造，可提高行洪、排涝能力防止水土流失保持水土资源但农业节水也可能给生态环境带来一些不利影响，主要有以下方面：渠道衬砌减少了沿途渗漏使得沿渠的植物直接获取的水分减少不利于植物自然生长；在部分地区地表水灌区节水可能会造成地下水补给减少了下游灌区的回归水利用量打破了自然动态水量平衡；田间灌溉水量的减少也可能会引起土壤的物理生化特性发生的一定的改变对灌区作物自然生长有一定影响。

（四）节水田间处理

对于农田灌溉来说，令农作物根部得到湿润，吸收到足够的水分为最终日的，无论采用哪种灌溉方法，都要努力的做到这一点。对于这一点，可采用的方式有中耕保墒以及麦秆覆盖等。所谓的中耕保墒是指灌水完成后将土壤耙松，切断毛细管，从而确保水分避免不必要的蒸发。而麦秆覆盖则是指将粉碎后的麦杆洒在土壤的表而，通过这一层覆盖而达到避免水分蒸发的作用。

（五）因地制宜

在对农业节水灌溉技术进行选用时，因根据不同农作物的种类以及农田现有的水土因素来做出最合适的选择。对于那些收益比较小的作物来说，改进地面灌溉的节水灌溉技术为首选，加大力度推广冬灌机械化，膜垄沟灌技术等灌溉技术。在经济情况相对较好的地区，还可以考虑采用投入较高的喷滴灌方法。

（六）输水渠防渗

输水渠的防渗需运用到许多方面的不同材料，它们都有其各自的性能，对输水渠防渗效果的提升都有一定的作用。目前，输水渠的防渗方法主要有混凝土防渗和砌石防渗。尤其是采用混凝土梯形渠，效果非常好。砼护面使用时，若发现输水渠比较小则可以采用O型渠，这样可以从输水流量方面得到很大的改善，水流过的断面也会相应减小。

结束语

本文分析了我国农业用水与节水以及其多样化的农田节水技术，不同的技术所适用的条件也不尽相同，要求节约用水的同时实现很好的收益。所以，希望国家和地方政府应尽快编制节水型社会建设规划和具体实施办法，并尽快落实加强农业节水投入。投入来源依靠国家中央投资外，还建议地方政府应及时给予配套资金支持，并研究多元化节水投融资机制扩展投资渠道，引导社会资金参与,积极鼓励民间投资。同时还应该加大节水高效型的农业的发展力度，提出农田水利工程的节水灌溉技术在农田水利工程中的应用，同时相应做好节水制度建设和保障措施合理调整农作物结构，全面提高节水技术，选择最合理的节水灌溉技术，实现水资源的有效利用和可持续发展是农田灌溉发展的重要方面。

参考文献：

[1]汪晓春.农田水利节水技术与措施分析[J].黑龙江科技信息,2013.

篇(6)

关键词：农田水利设施建设水利现代化

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

近年来，浦东新区各种优势农业产业区迅速崛起，农业不断向集约化、标准化发展。然而，在大开发、大建设的背景下，新区农业耕地不断被挤占，农田水利基础设施损毁日益严重，渠道、渠系和灌溉水利用系数不断下降，部分农水设施失修、失养、失管的情况时有发生。如何顺应新形势下的新要求，确保农田水利建设为新区农业持续健康发展发挥“命脉”作用，提升农田水利设施的保障能力，提高农业综合生产能力，保障上海粮食生产任务和蔬菜基本供给，稳定粮价、菜价，满足市民日益增长的生活需求，已经成为新区当前和今后一个时期农田水利基础设施建设亟待解决的问题。

一、农田水利现状

1、农田概况

根据浦东新区2011年统计年鉴，浦东新区2010年耕地面积39673ha，其中水田31787.9ha,旱地7885.1ha。主要分布在祝桥、航头、川沙、新场、书院等25个镇，具体详见浦东新区2010年各镇耕地面积汇总表。2010年新区粮食播种面积32.18万亩，粮食总产量14.87万吨。2010年蔬菜播种面积33.46万亩，蔬菜总产量81.07万吨。按照《浦东新区总体规划修编》，浦东新区2020年耕地保有量为35200ha,合计52.8万亩，占新区土地总面积的25.1%。其中，基本农田29240ha，合计43.86万亩，占新区土地总面积的20.8%。

表1浦东新区2010年各镇耕地面积汇总表

2、农田水利基础设施拥有量

截至2008年底，新区共有电灌站607座、916台套，灌溉流量212.95m3/s，动力3830.5千瓦，地下渠道3129.2公里，衬砌明渠489.7km，有效灌溉面积63.36万余亩，节水灌溉面积34.85万亩，节水灌溉面积比超过了55%。灌溉水利用系数0.69，粮食作物水分生产,1.0 kg /m3 。

3、农田水利建设情况

从2000年开始，新区针对当时排灌设施运行情况，加大了农田水利建设力度，建成了以高效节水灌溉为主的孙桥现代农业园区，实施了南汇夹塘水系改造、农业综合建设、“三高”农业项目、设施粮田水利配套项目建设等工程，其中“十一五”期间改造农田灌溉泵站93座、149台套，疏浚引水河49条段，72.75km，土方82.95万m3，在一定程度上缓解了农田水利基础设施陈旧老化问题，基本满足了农田灌溉。但这与目前新区现代农业发展的要求还有较大差距。

二、存在的问题

1、设施老化、灌区遭人为拆分等现象严重

（1）灌区设施老化、损毁严重

早期建设（改造）的排灌基础设施因修建标准低、使用年限过长，普遍存在渗漏现象，老化严重，工程效益衰减。尤其是新场、宣桥、六灶等中部地区限于当时建设的条件，地下渠道大都是在原土明渠的基础上改建而成，部分使用的是材质较差的灰土材料，老化问题尤为突出。加之，地方政府建设乡村道路时，出于节约农村用地的考虑，很多乡村道路直接修建在地下渠系上，使得大量地下渠系长期受过往车辆的重压，导致接口破裂、渠系水渗漏增大、灌区渠系水利用系数减小，严重影响了农田灌溉效益。

（2）电灌站设施陈旧，破陋不堪

2000-2009年农田水利建设中，由于当时资金有限，在电灌站改造中采用的是先急后缓、逐步改造的原则，只对泵站进行基本功能（即保证泵站能实现正常灌排功能）上的修复改造。因此，尚有一些电灌站站房比较陈旧，其它配套设施也十分简陋。如：大多电灌站的电机开关，现在还在使用老式的刀闸开关，这不仅严重威胁操作人员的人身安全，也与现代化农业发展格局不相匹配。

（3）因市政建设，灌区遭人为拆分

近年来，新区的市政建设步伐不断加快，使得一些灌区渠系被市政道路阻隔，灌区遭拆分，影响原有灌区的农田灌溉。比如，原“夹塘”地区，因近几年来的城市开发，很多灌区被市政基础设施拆分。

2、建设资金标准偏低，投入不足

农村水利建设一直以来都依靠财政补贴，新区农田水利建设经费预算标准在2011年、2012年分别根据沪水务[2010]599号文、沪水务[2011]43号文的指导价格做了相应调整。2012年调整后双泵站预算为32万/座（含二类费用），管径φ600的地下渠道指导价为280元/米（含二类费用），扣除二类费用，概预算价格只能够满足原有设施的翻建、改造需要，无法满足高水平高标准农田水利设施建设的需要。

3、节水技术推广滞后

从农业灌溉模式看，推广节水技术已经是一种趋势。以色列所有的灌溉农田都采用了喷灌和滴灌现代灌溉技术和自动控制技术，灌溉水平均利用率达到90％；法国现代灌溉面积占灌溉面积的47％，喷灌占现代灌溉面积的80％。而目前新区除部分农业专项中有采用喷滴灌技术外，农田灌溉均为传统漫灌，灌溉方式粗放，利用率低，造成水资源浪费严重。

三、具体对策措施与建议

1、统一规划，分步实施，逐步推进农田水利高水平建设

农田水利设施建设是保障农业生产发展的重要基础，也是新农村建设的重要内容。党的十七届三中、四中全会提出加强农业基础设施建设及加强农村基础设施的要求； 2011年中央1号文件明确提出，要大兴农田水利建设，力争通过5年到10年努力，从根本上扭转水利建设明显滞后的局面； 俞正声书记在市委九届七次全会上提出的发展集约化高效的现代农业，努力达到“三个高水平”的要求。由此可见，我们应该把建设高水平农田水利设施纳入正在实施的新农村建设中，结合新区新农村建设特别是新农村村庄改造、产业发展规划来实施，把两者有机融合在一起，做好规划，科学组织实施和推进。

针对农田水利基础设施面广、量大的实际情况，建议采取“一次规划，分年实施；先急后缓，宁缺毋滥；以块为主，集中建设”的原则分年度安排高水平建设计划，逐年推进农田水利基础设施高水平建设。并经过10年左右时间建设，使新区规划基本农田灌排设施全覆盖、粮经作物可两用，灌溉水利用系数达到0.75，节水灌溉面积达到75%，粮食水分生产率达到1.2kg/m3，旱涝保收田比例达到100%，农田水利信息化、自动化水平全国领先，率先实现农田水利现代化。

2、采用新材料、新技术，建设现代化农业基础设施

由于早期建设的农田水利基础设施大都是采用材质较差的灰土材料，其抗压性能差，施耐久性不够，为此建议：

（1）根据不同类别农田及所在不同区域，采用不同的结构形式：农业镇的基本农田地下渠道，采用双壁缠绕排水管（波纹管）；其他各镇的基本农田，采用基础涵管；其他农田地下渠道主要考虑维修和局部翻建，采用无基础地下渠道结构。

（2）倒虹吸可采用波纹管，圆形渡槽采用球墨铸铁管，以增强排灌设施的耐久性。

（3）电机开关，采用固定式低压开关柜，这不仅可以增强用电操作的规范性、安全性，也比刀闸开关更加美观。

（4）对于泵房及电机设备，按照建筑物相应防雷要求，设置避雷器等，防止其遭受直击雷。

3、加大资金投入，缓解镇级财政压力

按照现行的预算定额标准及相应费率编制工程预算，调整建设资金标准，使得农田水利建设投入与经济增长同步。针对各镇财力情况，实行财政差别扶持政策，对财力较弱的农业镇，采取资金倾斜政策。

同时，规范农田水利建设项目的养护管理和资金使用，将养护经费列入年度预算，加强统筹协调、资金整合，提高农村水利建设资金使用的规范性、安全性和有效性。

另外，对于一些遭到人为破坏的设施，建议按照“谁损坏、谁补偿，谁造成破坏、谁负责修复”的原则，追加相应赔偿，缓解镇政府财政压力。

4、积极开展新型灌区试点，逐步推广节水灌溉技术

着力研究新型灌区建设发展模式，以水定灌、以需定灌，适度超前发展，建设一批灌溉科学、生产高效、配套齐全，能满足作物轮种需求的新型灌区，积极开展高标准新型灌区建设。重视农作物灌溉制度研究，提倡高效灌溉、提高节水水平，保障粮食生产，促进农业丰收。

在学习借鉴国内外先进的节水技术的基础上，结合新区各镇具体情况，本着经济实用的原则，因地制宜地选择浇灌、管浇、喷灌、滴灌等节水灌溉技术，在有条件的地块先行试点，如：老港镇东河村现代农田水利专项工程，灌溉规模为1000亩，其中200亩采用滴灌节水技术；书院现代农田水利专项工程，采用低压管道灌溉。这将会给新区农田水利现代化建设、节水技术推广提供实践经验。

5、加快农水设施信息化管理建设，建立设施养护管理长效机制

（1）建设基于WebGIS的农田排灌设施管理系统

基于WebGIS的农田排灌设施管理系统分为两个模块：排灌设施管理系统和排灌设施WebGIS，数据库数据来源于2009年起新区开展的农田排灌设施调查。

排灌设施管理系统包括两个子模块：排灌设施信息管理、排灌设施统计分析。灌区信息管理包括对泵站、渡槽、地下渠道等设施信息的管理，可以对设施信息进行查询、新增、修改、删除、导入、导出；排灌设施统计分析涵盖灌区单类设施数量对比情况、全区单类设施年度变化趋势等八个方面，可以实现对单类设施、各类设施在不同年度、不同区域的汇总、对比分析及趋势预测。

排灌设施WebGIS按照不同的设施类型分别设置图层，可以按照类型、镇域、灌区查询设施的空间分布，进行空间分布统计，制作专题图片。

基于WebGIS的排灌设施管理系统可以实现GIS图层管理、分层显示、专题查询、统计分析、报表与图形输出、数据动态编辑及更新，可以实现对排灌设施的属性信息、空间分布情况、年度变化趋势的全面把握，为新区农田水利设施管理的科学决策，动态、长效管理提供了技术平台。

（2）建立农田水利设施养护管理长效机制

对现有的农田水利项目，要及时落实养护主体和养护资金。建立完善的农田水利基础设施养护体制，可以参照农村公路养护体制。首先，明确设施养护管理责任主体，落实管养资金，将农田水利设施管养纳入公共财政框架。其次，建立设施养护巡查制度和相应的奖惩制度；最后，通过加强养护人员培训工作，提高养护人员的管理养护能力。

四、结语

农田水利工程配套设施建设是新农村建设的重要内容和必然要求，新农村建设也为农田水利工程配套设施建设提供了难得的发展机遇。新区在农田水利建设中，应紧紧抓住新农村建设的历史机遇，加快推进农田水利高水平建设，推动新区农村走向“渠通河畅、排灌自如，管理有责、良性运行”的农田水利发展之路，建立新区“配套齐全、灌排通畅、安全高效”的现代农田水利体系，着力提升除涝、灌排、降渍、水质、管理等综合能力，为新区粮食生产安全保驾护航。

参考文献

贾占军. 加强海原县农田水利基本建设的建议[J]. 水利工程. 2009，8：36－37.

篇(7)

关键词：GIS；农田灌溉；喷灌

中图分类号：S607+.1 文献标识码：A 文章编号：

1引言

随着社会经济的高速发展，生态失衡、环境污染、人炸、资源短缺等问题已经成为世界各国共同面临的全球性问题。无论是发达国家，还是发展中国家，都毫无例外地承受着不断加剧的水资源短缺问题的困扰。而需水总量较大的农业生产，因水资源问题的影响尤为严重(曾庆发,1993)。在我国，占全国用水总量80％左右的农田灌溉，存在着三大突出矛盾：一是水资源严重不足，制约着农业灌溉面积的进一步扩大和现有灌溉面积保证程度的提高。近十多年来．我国每年受旱面积在2 000万～2 700万hm2，每年约有670万hm2灌溉面积得不到灌溉。由于缺水，我国每年少产粮食700亿～800亿kg；二是已经开发利用的水资源浪费严重。加之不少地方由于灌溉工程老化失修、灌区灌溉用水管理不善和灌水技术落后等原因，灌溉水的利用率很低，平均只有40％左右，而发达国家的灌溉利用率可达80％～90％；三是可资利用的水资源遭受严重污染，为进一步利用带来很大困难。上述问题的存在，导致农业水土资源与生态环境的不断恶化。以致于影响我国农业和整个国民经济的可持续发展(吴景杜等,1998)。

为了更充分高效的利用好农业用水，世界各国结合了自己的实际采用了节水灌溉技术，并且在实际应用中发挥了很好的成效。但不管采用那种类型的节水灌溉技术，都离不开对灌溉渠道的布局和建设(汪悬华，2004)。农田灌溉渠道布局涉及到线路布局领域的许多方面，最优路径的选择就是其重要应用之一，这是一类高效典型的组合优化问题。优化是一个重要的数学分支，同时也是一门应用相当广泛的学科，目的是对于给出的实际问题，从众多方案中选择出最优方案。随着计算机科学技术的飞速发展和智能算法研究的深入，组合优化问题已经得到了较为广泛的应用和发展，同时也有效促进各种优化问题的理论创新和工程应用，优化问题在各行各业中占据的地位也越来越凸显。然而，随着实际应用的深入和优化问题呈现出越来越复杂，组合优化问题成为当前计算机科学技术研究中的重要研究课题。随着社会经济的高速发展，生态失衡、环境污染、人炸、资源短缺等问题已经成为世界各国共同面临的全球性问题(袁亚湘等,1998)。

精细农业己在世界许多国家开始实施，美国国家研究院于1997年建议将精细农业的研究与发展纳入国家战略(Rey,1997)。精细农业的提出为未来农业指明了一种可持续发展模式。精细农业的核心思想就是对农作物的个体差异实行精细的数字化管理。例如:获取每个小区域的土地水分、肥力和农作物个体生长发育等要素信息,按需对每个较小尺度的区域农作物进行灌溉和施肥。这样的种植模式不仅可以科学的使用土地,而且能减少滥用化肥和农药造成的农田环境污染,节约成本投入,提高农产品的产量和品质。要实现以上的精细农业模式,需要结合现代各种科学技术(张黎明等,2001)。

2精细农田灌溉应用现状

2.1国内外研究现状

农田灌溉渠道布局中的路径寻优问题其实是属于 TSP 问题，而对这类问题的解决方法和算法其实也有很多,其中应用比较广泛有蚁群算法，深度优先搜索算法，广度优先搜索算法等(李保国等,2003)。蚁群优化算法(Ant Colony Optimizatinn，ACO),最初是由意大利学者 DorigoMacro 和 Colorni A 等人于 20 世纪 90 年代初期率先提出，它是利用群集智能解决优化问题的典型例子。他们通过对真实蚂蚁自组织的群体高度协作寻优进行模仿，并成功的运用于 TSP 问题的解决上，引起了学术界的广泛关注。它是继禁忌搜索算法(Tabu Search,TS)、模拟退火算法 (Simulate Anneal Arithmetic，SAA)、遗传算法 (Genetic Algorithm,GA)和人工神经网络算法 (Artificial Neural Networks,ANNS )等启发式搜索算法之后的一种新型的基于种群的启发式仿生类进化算法，该算法特别适合对组合问题进行优化。例如:TSP 问题中如何遍历所有的城市节点，而实现最小路径的回路；在解决农田灌溉渠道布局问题中如何确定水源与需水农田之间的最短路径等等。通过对这些问题的细致分析和研究，我们发现在这些问题的应用下隐藏了组合优化的自然特性，并且这些问题通常都是属于 NP 难问题。经过长期的科学实践和经验总结：当问题的规模非常大的时候，人们很难在可接受的时间范围内求出问题的精确解。因此，从事问题优化的科研工作者努力去尝试寻找问题的较优解(段海滨等,2005)。

十几年的时间，蚁群算法在国外的研究状况犹如雨后春笋般的发展，并且得到了世界上许多国家研究者的关注和参与，算法也在原来的基础上得到了进一步的改善，应用领域得到迅速推广，大量研究成果陆续发表。Dorigo M 负责组织当初在比利时布鲁塞尔召开的蚁群算法国际研讨会也得到了更多学者的热烈响应，研讨会在随后的时间里每 2 年就召开一次，研讨的内容也越来越受到众多研究者的关注和参与。

蚁群算法具有正反馈、分布式计算和结构性的贪心启发机制的特征，这些特征使得蚁群算法非常适合于求解组合优化问题。其中，对信息的正反馈机制使得算法在搜索问题解的过程中很容易找到比较好的解；而分布式的结构特点，可以实现问题解的多样性而避免过早陷入局部最优；同时，蚁群算法采用的是贪心的启发机制，在算法执行的过程中问题解得到不断的进化。因此，集这些特性于一身的蚁群算法，正是解决组合优化问题的强有力工具(Binlin,2003)。

2.2存在问题

尽管蚁群算法在解决组合优化问题方面表现出了强有力的优势，但是算法本身也存在着缺陷。由于蚁群算法采用的是随机或按概率的选择搜索机制，使得算法的计算量非常的大，搜索的时间也比较漫长。同时，采用信息的正反馈机制也很容易陷入问题局部最优解而出现运算停滞现象。对于蚁群算法存在这些方面的不足，国内外很多研究者也在尝试改进算法的性能，期望通过对算法的改进能更有效地应用于实际问题的解决。而且该算法没能避免了基本蚁群算法收敛速度慢和容易陷入局部最优的不足，整体上算法的全局搜索能力和稳定性欠佳(王道波等,2004)。

3软件系统架构和功能模块设计构想

3.1软件基本架构

软件采用Visual Studio 2008平台C#语言编写，采用ArcGIS Engine引擎，在地图模块中基本实现了地图浏览，放大缩小，测距等等基本功能(图3-1)。

图3-1 系统架构图

在灌溉决策支持模块中的架构图(图3-2)和灌溉决策模块结构图(图3-3)：

图3-2 灌溉设施决策UML图

图3-3灌溉设施决策结构图

3.2JBoss Drools规则引擎

由于农田灌溉的决策是一个复杂的规则匹配过程，也是本课题的核心，因此需要严密的判断和决策过程，软件采用JBoss的Drools规则引擎来处理这个模块。

Drools 是一个基于Charles Forgy's的RETE算法的，易于访问企业策略、易于调整以及易于管理的开源业务规则引擎，符合业内标准，速度快、效率高。在大型系统中，业务规则、商业逻辑等等都会比较复杂。而且在很多大型系统当中，很多业务规则、商业逻辑并不是一成不变的。甚至当系统进入生产阶段时，客户的业务规则、商业逻辑也会改变。某些系统要求甚至更高，要求能24小时不停机，并且能够实时修改商业规则。这就对商业系统提出了较大的挑战。如果将这些可变的规则直接编写到代码里面的话，业务规则一旦改变，就要修改代码。并由此带来编译、打包、等等问题。这对于生产系统来说是极不方便的。因此，如何考虑把一些可变的业务规则抽取到外面，使这些业务规则独立于程序代码。并最好是能够实时的修改业务规则，这样就可以做到不用打包编译等等。

Java规则引擎起源于基于规则的专家系统，而基于规则的专家系统又是专家系统的其中一个分支。专家系统属于人工智能的范畴，它模仿人类的推理方式，使用试探性的方法进行推理，并使用人类能理解的术语解释和证明它的推理结论(Seldam,2007)。

图3-4引擎处理流程图

如上图所示(图3-4)，推理引擎包括三部分：模式匹配器（Pattern Matcher）、议程（Agenda）和执行引擎（Execution Engine）。推理引擎通过决定哪些规则满足事实或目标，并授予规则优先级，满足事实或目标的规则被加入议程。模式匹配器决定选择执行哪个规则，何时执行规则；议程管理模式匹配器挑选出来的规则的执行次序；执行引擎负责执行规则和其他动作。

4 结论与讨论

本文通过讨论扇形模型在农田灌溉上的应用进行了一系列的计算机模拟和计算，结果表明，理想状况下每个喷灌点的喷洒区域近似于蜂窝状的六边形；同时，也可以发现，由于水压随着距离的增长而变小，距离灌渠远的喷灌点的喷洒范围相对较小，也导致了喷灌点的分布相对比距离河流近的喷灌点分布更加地密集。

本文提出的扇形模型也存在着一些不足：

1.扇形模型的科学论据相对薄弱，尚没有完善的理论体系，有待进一步研究。

2.本文的农田灌溉仅限于平原地区地势相对较为平坦，地势的影响可以忽略。如果应用在地理高低起伏的农田，效果并不理想。

3.缺乏实地的实验监测和验证数据，稳定性有待提高。

4.在各个参数的设置上相对单一；更多的因素，如温度、湿度等环境因素没有加以考虑。

5参考文献

段海滨.2005.蚁群算法原理及其应用.北京:科学出版社,7(2):38-49.

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