甘肃省西部地区高标准农田灌溉系统存在的问题及其对策
张秉琪
摘 要 农业是民生之本，是国民经济发展的基石。长期以来，受水资源分配不均、水资源短缺等问题的影响，甘肃省西部地区的农业灌溉面临较大困难。建设高标准农田灌溉系统、提高农田灌溉效率是区域农业发展的必由之路。为提高农田灌溉效率，发展生态农业，提高经济效益，以甘肃省西部地区高标准农田灌溉系统建设为例，简要总结高标准农田灌溉系统建设概况，并分析甘肃省西部地区高标准农田灌溉系统存在的问题，提出科学规划与合理设计、加强管网维护管理、统筹生态与经济发展、合理利用现有水利设施及完善智能灌溉系统等对策。
关键词 高标准农田；
灌溉系统；
管理策略；
甘肃省西部地区
中图分类号：S274.2 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.065
农业用水占我国各部门总用水量60%以上，为提高水资源利用效率，实现水资源节约保护，在建设资源节约型社会背景下，建设高标准农田灌溉系统是农业发展的必由之路[1-2]。甘肃省地貌为山地型高原，已建成的高标准农田灌溉系统存在管道铺设不合理、长远规划不足等问题，妨碍了高标准农田灌溉系统工程效益的发挥，需及时解决甘肃省高标准农田灌溉系统中存在的问题，保障系统持续高效运行[3]。
1 概况
甘肃省西部地区大部分为高原、山地地形，气候干旱，年均降水量少，水资源严重匮乏，种植作物以莜麦、马铃薯、大白菜、萝卜为主。发展农田水利设施是甘肃省西部地区向现代农业转变的重要途径。甘肃省高标准农田灌溉系统建设以提高水资源利用率为核心，主要包括微灌、喷灌、滴灌、管道供水等技术。如图1所示，甘肃省高标准农田灌溉系统由水源工程、输水管、高位调蓄供水池和供水管网组成。虽然高标准农田灌溉系统为农田灌溉现代化提供了有力保障，但受地形复杂、气候恶劣等因素影响，已建成的高标准农田灌溉系统存在管道易损毁、堵塞，管护不到位等问题，使高标准农田灌溉系统无法达到理想的应用效果。
2 存在的问题
2.1 补水、供水方案不合理
1）项目在规划设计时未充分考虑排水需求。采用地埋式封闭PVC管道+地面滴灌、喷灌的灌溉系统，同时在建设过程中大量拆除原有农田水利设施（防渗渠道衬砌），导致地表排水能力不足，农作物在降水量较大的季节（5—8月）易发生洪涝灾害，影响作物生产。
2）高標准农田灌溉系统既要满足农田灌溉需求，还要满足防护林和项目周边湿地、林地、草地和湖泊的补水需要。以往多利用轮灌组尾水、汛期排水满足防护林的灌溉需求，但甘肃省新建的高标准农田灌溉系统并没有完成防护林取水设备、供水管网铺设工程，导致农田防护林灌溉不及时，需人工补灌，造成水资源、资金和人力的严重浪费。同时，项目周边湿地、林地、草地和湖泊以往依靠明渠补水，但新建高标准农田灌溉系统在拆除原有农田水利设施后未及时铺设新的供水系统，导致项目周边湿地、林地、草地和湖泊的水资源无法得到及时补给。
3）水资源统筹管理不到位，造成水资源供需矛盾日益尖锐。各灌区传统的灌溉水源主要来自地表水，但新建高标准农田灌溉系统采用“井位+管道”铺设，以引用地下水灌溉为主，但长期使用会造成地下水超采，进而造成区域环境恶化，但接引地表水灌溉需进行二次规划，将耗费大量的人力物力。
2.2 管道易损毁
新建高标准农田灌溉系统大量使用PE塑管，但PE塑管极易引发各种问题。1）因埋设深度不足或未埋设，使PE塑管长时间风吹日晒，加速其老化，缩短其使用年限。2）PE塑管DN110以上管道未设置伸缩节、镇墩等配套设施，或配套设施布置不科学，都可能因水锤、温变而造成塑管结构损坏、管道移位、管道断裂等高维护成本问题，且无法保证灌溉及时率，引发水资源浪费，甚至导致山体滑坡等安全隐患。3）PE塑管保护措施不到位，极易因自然灾害、人为破坏而出现损坏，造成灌溉系统失灵。
2.3 长远综合收益少
1）传统农田灌溉以大水漫灌为主，水资源浪费严重，但每年轮灌也可起到林网生态补水、保持生态平衡等作用。如大水漫灌后，水会渗透土壤，补充地下水，冬季漫灌还可防止土壤板结、盐渍化、杀灭害虫病菌等。新建高标准农田灌溉系统在很大程度上提高了灌溉效益和水资源利用率，但忽视了灌溉用水对灌区自然生态平衡的积极作用。2）新建高标准农田灌溉系统大量使用机井水泵+电机设备来取水，增加了区域电力负担和灌区农户的灌溉用电成本。
2.4 施工设计不合理
1）灌区内传统的水利设施，如干渠、支渠、斗渠、农渠及其配套设施，是水利建设者根据多年实践经验总结建设的，虽存在部分设施不适用现代化农业生产需求的情况，但在建设高标准农田灌溉系统时，应保留、采用其中符合现代农业灌溉需求的设施[4]。而部分市、县在建设高标准农田灌溉系统时，一味地追求规模化、连片化，没有结合灌区已有的水利设施，且在高标准灌溉系统建设尚不完善时，拆除、报废传统的农田水利设施，会引发水资源供需矛盾，造成资源、资金浪费。
2）高标准农田灌溉系统在设计时要求具备农田灌溉、湿地补水、生态保护、防风固土等功能，但受单位面积投资金额限制，想要实现上述功能需增加项目投资。因此，为降低高标准农田灌溉系统的建设成本，需在充分利用原有农田水利设施的基础上进行统筹规划，因地制宜，降低建设成本。
2.5 设施智能化程度低
目前，仅有少数示范灌区在尝试建设智能化农田灌溉系统，多数灌区的灌溉管理仍以人工管理为主，而人工管理存在数据处理慢、灌溉精度低、水资源利用率低等问题，依托信息系统实现自动化灌溉，是建设高标准农田灌溉系统的必由之路，应扎实推进信息化、智能化设施设备的建设和推广。
3 完善对策
3.1 科学规划与合理设计
1）高标准农田灌溉系统是一项综合性工程，在项目规划论证阶段需邀请农业农村、环保、水利和电力等部门论证项目的可行性，在各部门的共同参与和讨论下编制一套综合性规划[5]。2）规划应以村镇为单元，结合各灌区地形地貌、湿地、林地、草地、湖泊和地下水等条件，从补水供水、水资源平衡、河道水流状况等方面进行综合统筹，实现工程的综合效益[6]。3）在规划与设计中，要充分进行实地考察，掌握建设区域水文、地理、环境等自然条件及农田规模、数据等农业信息，在对各项信息进行有效分析的基础上，建立施工模型、预测灌溉需水量，使项目规划设计满足实际灌溉需求。4）要整合项目资金、统一施工标准、优化建设方案、加强施工监管，利用完善的配套设施和规模化机械作业，实现高效的农业灌溉、生产。
3.2 加强管网维护管理
1）必须按照相关规范要求建设管网。根据《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》《灌溉与排水工程设计规范》等文件要求科学设计、铺设管网。按要求布置伸缩节、镇墩、通气阀井等安全防护设施，合理埋设PE塑管，对明钢管做好防腐处理，如对基岩裸露、开挖难度大的区域可用砼包管封闭，确保管网安全运行[7]。
2）做好原水净化，降低原水浊度。可在取水点安装浊度降低装置，在进水口设置拦污栅栏，以清理较大的漂浮物和砂石，避免漂浮物堵塞管网、砂石磨损管壁，确保输水管道高效运行。取水后，原水经输水管进入高位调蓄供水池进行二次水处理，同时通过完善高位调蓄供水池的供水管阀、进水管阀、排沙管阀等相关附属设施，进一步降低水体浊度，满足供水管网的水质要求。
3）加强管网后期维护。为避免长期持续供水造成管网损耗，相关部门应完善管网维护管理制度，安排专职人员负责管网维护管理，定期对管网进行维护保养，及时发现并解决管网隐患，避免设施带病运行，减少因自然灾害和人为因素对管网造成损坏。还要开展日巡月检，及时发现管网问题并做出处理，避免把小毛病拖成大问题，保证管网使用寿命和工程效益。
3.3 统筹生态与经济发展
在项目规划与建设中，应从区域生态保护和经济社会高质量发展角度出发，统筹管理区域生态环境，评估新型高标准农田灌溉系统对区域生态环境的影响，采取生态补偿措施，对灌区内河道、沟渠等进行生态治理，落实生态保护和高质量发展战略的各项部署，坚持“绿水青山就是金山银山”的生态理念，实现农业与生态环境协调发展[8]。
3.4 合理利用现有水利设施
将灌渠等现有的农田水利设施与高效节水管网系统相结合，建立蓄、提、调兼具的灌溉排水系统。建立输水管道、蓄水池、管网、泵站、取水设备一体化的灌溉排水系统，利用已有防渗渠道配合输水管网、滴灌、喷灌系统，提高灌溉效率和农田生产效益[9]。
3.5 完善智能灌溉系统
各灌区应从灌区作物的实际用水需求出发，利用传感器技术、数据分析技术、自动控制技术及通信技术等构建智能化灌溉管理系统。通过分析田间墒情监测站获取的区域温度、湿度、风力和光照等参数，设定科学合理的水肥阈值，进行自动灌溉，并记录灌区农田用水、用药、用肥数据，工作人员依据田间数据变化，通过终端远程控制灌溉系统。
做好智能化灌溉管理系统3个环节的管理[10]。1）网站检测系统。工作人员可基于田间墒情监测站获取的环境参数，判断农田灌溉、用药和施肥情况，针对农田土壤条件，调控灌溉系统，进行合理灌溉。同时，可通过气象监测站监测各类异常天气，提高农业生产规避风险的能力。2）智能化、自动化控制系统。控制系统可落实网站监测系统的灌溉决策，向分布在田间的控制器发出灌溉信息，并对农田的土壤条件、地力、气象参数等进行跟踪分析，实现精确灌溉，达到节水增效的目的。3）微灌、滴灌、喷灌等高效节水灌溉系统。智能化水肥一体化高效节水灌溉系统由水表、水泵、安全阀、传感器和电磁阀等设施构成，是灌区农田灌溉建设的最终目标，其既可接受自动控制系统传输的灌溉信息，做出灌溉反应，也可利用田间数据采集器获取的相关数据，实现农业生产智能化管理。
4 结语
高标准农田灌溉系统建设对提高农业综合生产能力，实现农业增产、农民增收、农村稳定，确保国家粮食安全有重要意义。基于甘肃省西部地区高标准农田灌溉系统存在的问题，提出了相应的完善对策，旨在为高标准农田灌溉系统建设工作提供参考。
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（责任编辑：张春雨）
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