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水利水电工程在农业灌溉水资源高效利用中的作用与实践

白银花
  
文理媒体号
2025年6期
升升集团有限公司 宁夏回族自治区银川市 750001

摘要:本文通过对水利水电工程的蓄水、输水、配水等功能分析,阐述其如何调节水资源时空分布、减少输水损耗、精准灌溉等以提升农业灌溉用水效率。结合国内外具体实践案例,展示水利水电工程在不同农业场景下的应用成果,并针对当前存在的问题提出相应的改进策略与发展方向,旨在为农业水资源的可持续利用与农业现代化发展提供理论依据与实践参考。

关键词:水利水电工程;农业灌溉;水资源高效利用;实践案例

一、引言

水利水电工程作为水资源开发与利用的重要手段,在农业灌溉领域发挥着不可替代的作用。通过水利水电工程一系列技术与管理措施,能够提高农业灌溉的效率与效益,对保障农业可持续发展具有极为重要的意义。

二、水利水电工程在农业灌溉水资源高效利用中的作用

(一)蓄水调节作用

水利水电工程中的水库、塘坝等蓄水设施能够在丰水期储存大量水资源,在枯水期或农业灌溉用水高峰期释放,从而有效调节水资源的时间分布不均。例如,在雨季,水库可将多余的降水蓄积起来,避免洪水泛滥造成水资源的无效流失;而在旱季,这些储存的水可通过灌溉渠道输送到农田,保障农作物的生长需求。通过这种蓄水调节机制,能够提高农业灌溉用水的保证率,使有限的水资源得到更合理的利用。

(二)输水优化作用

输水系统是水利水电工程连接水源与农田的重要纽带。现代输水工程采用诸如管道输水、渠道防渗等技术手段,可显著减少输水过程中的渗漏与蒸发损失。与传统土渠输水相比,管道输水的水利用系数可提高20%-30%以上。同时,合理规划输水线路,采用适当的输水压力与流速控制,能够降低输水能耗,提高输水效率,确保农业灌溉用水能够及时、足量地送达田间地头。

(三)配水精准作用

水利水电工程中的灌溉配水设施,如各级灌溉渠道上的节制闸、分水闸等,可以根据不同农田区域的灌溉需求进行精准配水。通过对灌溉水量、灌溉时间的精确控制,避免了水资源在田间的过度分配或分配不足现象。例如,在一些大型灌区,采用自动化的灌溉配水系统,能够根据土壤墒情、作物需水特性等实时信息,自动调节各支渠、斗渠的水流量,实现精准灌溉,提高水资源的田间利用效率。

(四)水能利用与协同作用

水利水电工程在农业灌溉过程中还能实现水能的综合利用。通过在灌溉渠道或输水管道上设置小型水电站,将水流的能量转化为电能,这些电能一方面可用于灌溉系统自身的运行,如提水灌溉设备的动力供应、灌溉管理设施的用电等,降低农业灌溉的能耗成本;另一方面,多余的电能还可并入电网,产生额外的经济效益。这种水能利用与农业灌溉的协同模式,进一步提升了水利水电工程在农业领域的综合效益。

三、水利水电工程在农业灌溉水资源高效利用中的实践案例

(一)国内案例

1、新疆某大型灌区节水改造工程

该灌区位于干旱半干旱地区,水资源极度匮乏。通过实施水利水电工程节水改造,对原有老化破损的灌溉渠道进行了防渗衬砌处理,新建了一批高效的输水管道系统,并配套了智能化的灌溉配水设施。改造后,灌区的灌溉水利用系数从原来的不足0.4提高到了0.6以上,年节约农业灌溉用水量达数百万立方米,有效保障了灌区农作物的灌溉需求。

2、四川都江堰灌区现代化建设实践

都江堰灌区通过对灌区的水利枢纽进行加固与升级改造,增强了其蓄水与调控能力;在输水系统方面,采用了新型的生态渠道建设技术,既减少了输水损失,又保护了灌区生态环境;在灌溉管理上,引入了物联网、大数据等信息技术,实现了灌溉用水的实时监测与精准调配。如今,都江堰灌区已成为我国农业灌溉水资源高效利用与现代化灌区管理的典范,为保障四川盆地的农业高产稳产发挥着重要作用。

(二)国外案例

1、以色列滴灌技术与水利工程配套应用

以色列地处中东沙漠地区,水资源极度稀缺。该国通过大规模建设水利水电工程,如海水淡化设施、蓄水水库等,增加水资源总量的同时,大力发展高效的滴灌技术并与水利工程紧密结合。比如:滴灌系统根据不同作物的需水特性和土壤墒情,通过精密的管道网络将水和肥料直接输送到作物根部,灌溉水利用系数高达0.9以上。这种水利工程与先进灌溉技术的协同模式,使以色列在恶劣的自然条件下实现了农业的高度发达,农产品不仅满足国内需求,还大量出口国际市场。

2、美国加州中央谷地灌区综合管理实践

美国加州中央谷地是重要的农业产区,但面临着水资源分布不均和农业用水竞争激烈等问题。该灌区通过建设一系列大型水利水电工程,包括水库、泵站、输水渠道等,对区域内的水资源进行统一调配与管理。同时,采用了卫星遥感、地理信息系统等技术手段,对灌区的土壤水分、作物生长状况进行实时监测与分析,据此制定科学合理的灌溉计划与配水方案。在水利水电工程与现代化管理技术的双重保障下,加州中央谷地灌区的农业灌溉用水效率显著提高,农业生产持续稳定发展,成为世界著名的高效农业灌溉区之一。

四、当前水利水电工程在农业灌溉水资源高效利用中存在的问题

(一)工程老化与设施不完善

部分地区的水利水电工程建设年代久远,存在设施老化、损坏严重的问题。例如,一些老旧灌溉渠道的防渗性能下降,输水过程中的渗漏损失较大;泵站等提水设备效率低下,能耗较高;灌溉配水设施缺乏精准性与自动化控制能力,难以满足现代农业灌溉对水资源高效利用的要求。

(二)工程规划与农业布局不协调

在一些区域,水利水电工程的规划建设未能充分考虑当地农业种植结构与布局的变化。导致部分工程的供水能力与农业实际用水需求不匹配,出现了水资源在某些地区或作物上的浪费,而在其他地区或作物上又供应不足的现象。

(三)运行管理与维护机制不健全

水利水电工程在农业灌溉中的高效运行需要完善的管理与维护机制。然而,目前部分灌区存在管理体制不顺、权责不清的问题,导致工程运行管理效率低下。同时,维护资金投入不足,缺乏专业的维护人员与技术设备,使得工程设施的日常维护与定期检修难以有效开展,影响了工程的使用寿命和运行效果,进而制约了农业灌溉水资源的高效利用。

(四)生态环境影响考虑不足

水利水电工程在建设与运行过程中可能对周边生态环境产生一定的影响,如水库蓄水导致下游河道生态流量减少、局部地区地下水位变化引发土壤次生盐碱化等。在农业灌溉方面,如果过度依赖水利水电工程进行大规模调水灌溉,可能会破坏原有的水生态平衡,影响区域生态系统的稳定性与生物多样性,而这些生态环境问题反过来又会对农业生产的可持续性构成威胁。

五、改进策略与发展方向

(一)加强工程设施的更新改造与优化升级

加大对老旧水利水电工程设施的资金投入,有计划地对老化的灌溉渠道、泵站、水闸等进行更新改造。采用新型的防渗材料与技术,提高输水渠道的防渗性能;推广高效节能的提水设备,降低灌溉能耗;应用先进的自动化、智能化灌溉配水系统,实现灌溉用水的精准控制与科学调配。同时,结合当地农业发展需求与水资源状况,对水利水电工程进行优化布局与功能拓展,提高工程设施的整体性能与适应性。

(二)促进工程规划与农业布局的协同发展

在水利水电工程规划建设前期,应深入开展农业种植结构与布局的调查研究,充分考虑未来农业发展的趋势与需求。根据不同地区的农业产业特点、作物需水规律等因素,制定科学合理的工程规划方案,确保水利水电工程的供水能力、供水水质与农业灌溉用水需求相匹配。建立工程规划与农业布局的动态调整机制,随着农业结构的调整及时对工程设施进行相应的改造与优化,实现水利水电工程与农业生产的协同发展与互利共赢。

(三)完善运行管理与维护机制

建立健全水利水电工程在农业灌溉中的运行管理体制,明确各管理部门与相关主体的职责权限,加强部门之间的协调与配合,提高管理效率。加大对工程维护资金的投入力度,设立专项维护基金,并拓宽资金筹集渠道,如引入社会资本参与工程维护等。

(四)强化生态环境保护意识与措施

在水利水电工程的规划、建设与运行过程中,充分重视生态环境保护工作。开展工程建设的生态环境影响评价,制定相应的生态环境保护措施与生态修复方案。

六、结论

水利水电工程在农业灌溉水资源高效利用中具有极为重要的作用,通过蓄水调节、输水优化、配水精准以及水能利用等多种功能,有效提升了农业灌溉用水的效率与效益。然而,当前水利水电工程在农业灌溉应用中仍存在一些问题,需要通过加强工程设施更新改造、促进工程规划与农业布局协同、完善运行管理与维护机制以及强化生态环境保护等措施加以改进。

参考文献

[1]贺书敏.农业节水灌溉技术的长效利用机制分析[J].现代农村科技,2024 (09):99-100.

[2]朱中兴.高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究[J].新农民,2024 (27):37-39.

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