摘 要：水资源短缺已成为制约社会发展的重要问题，节水工作受到了全社会充分的重视。和其他行业相比，农业生产的用水量较大，但不具备较高的用水效率，存在着巨大的节水潜力。通过规划建设农田水利节水灌溉工程，可促使水资源得到高效节约利用，农业生产效益也可得到显著改善。近些年来，农田水利节水灌溉工程得到大量建设，但一些工程由于设计方案不够科学，导致农田水利节水灌溉工程的运行效益难以提升，阻碍到节水效能的发挥。面对这种情况，要坚持因地制宜的原则，科学设计农田水利节水灌溉工程。
关键词：农田水利；节水灌溉；设计要点
清涧县处于陕西省北部，县域内呈现出西北高、东南低的地势特征，峁梁沟壑是主要地貌类型。年均降雨量在500mm左右，但6月~8月集中了80%的降水，其他月份很容易出现干旱灾害。在这种情况下，为推动农业经济的发展，提高农业抗自然灾害能力，清涧县大力开展农田水利节水灌溉工程建设工作，节水灌溉面积得到了显著扩大。但就目前来讲，部分地区依然将大水漫灌等传统形式应用过来，不仅严重浪费了水资源，也无法保证灌溉效果，导致粮食产量得不到提高。因此，要进一步加大农田水利节水灌溉工程的建设力度，做好工程规划设计工作，促使农田水利节水灌溉工程的节水效益、经济效益等得到扩大。
1 节水灌溉的意义及主要技术
为推动农业发展，对农作物生长进行主动影响与控制，逐渐出现了灌溉技术。但传统灌溉技术的粗放性特征明显，难以进行均匀灌水，不仅作物的水分需求得不到充分满足，也会造成严重的水资源浪费问题。同时，土壤结构会遭到恶化，制约到农业的可持续发展。在这种情况下，节水灌溉受到了充分重视。具体来讲，节水灌溉指的是对单位灌水量的农作物产量、产值等进行最大限度提高的灌溉措施。通过节水灌溉工程的建设，灌溉过程中的劳动力配置可以得到减少，有效改善田间土壤疏松条件与通透气性。其能够精准、及时灌溉农作物，灌溉有效率得到提高，有助于粮食增产增收目标的实现，且节水、节地等效益十分显著。就目前来讲，应用较为广泛的节水灌溉技术有这些类型：第一，渠道防渗。在农田灌溉实践中，渠道输水技术应用十分广泛。过去主要采取土渠输水技术，只有较低的水利用系数，在输水过程中会渗漏、蒸发掉大量的水资源。而通过渠道防渗技术的应用，能够有效提高渠水的利用系数。现阶段，砌石防渗、混凝土防渗、塑料薄膜防渗等渠道防渗技术较为常见[1]。第二，喷灌。此种技术指的是借助于管道设施向灌溉地段输送有压水，在喷头的作用下，向田间均匀喷施水分。实践表明，喷灌技术具有十分显著的节水效果，能够达到90%的水资源利用率。喷灌作物具有较大的增产幅度，主要原因在于农渠、灌水沟等不需要建设，这样播种面积即可增加。由于喷灌的均匀性较强，不会造成土壤板结问题。第三，滴灌。此种技术是借助于塑料管道、滴头等设施向作物根部输送水分，能够达到95%左右的水资源利用率。和喷灌技术相比，滴灌的节水增产效果更加显著。目前，滴灌技术的类型众多，需结合实际情况进行合理选择。第四，覆膜滴灌。此种技术有机结合了滴灌和覆膜栽培，可将两者的优势充分发挥出来。以膜下滴灌为例，其于膜下设置滴灌管，不仅土壤积温可以得到提高，水资源利用率也可得到改善。
2 农田水利节水灌溉工程的设计策略
2.1 科学选择设计形式
第一，高位水池调节。现阶段，高位水池调节在农田水利节水灌溉工程建设中应用较多。此种形式指的是从水泵房至基地一直抽引，借助于配水管网实现灌溉目的。输水、配水是灌溉工程的主要组成，在农田灌溉过程中，由于无法对用户的取水时间进行确定，导致难以精确测算灌溉需水量，这样低谷期、高峰期就容易出现。而通过调节池循环流动可促使水质、用户需求等得到保障，提高农田灌溉的效率。第二，变频加压灌溉。本种方法指的是利用变频泵房加压处理水源，向田间进行直接输水。由于泵房扬程灌溉基地的稳固性较强，高温水池输水可以得到避免。且水泵扬程与规定要求所符合，可显著降低能耗。基于变频技术的支持，泵房运行模式得到优化，供水合理性得到保障，节水效益较为显著。
2.2 确定灌溉工程方案
近些年来，节水灌溉技术的类型日趋丰富，各种灌溉技术具有差异化的优缺点与适用范围。因此，工作人员在设计农田水利节水灌溉工程时，需将因地制宜的原则贯彻下去，综合考虑各类技术的适用性、经济性以及节水效益等因素，选择最为适宜的节水工程类型，以便扩大农田水利节水灌溉工程的运行效益。例如，管灌技术能够快速输水，水资源输送过程中的渗漏、蒸发损失可以得到降低，具有良好的节水节能效果，且在建设过程中不需要较高的成本。但此种技术不具备良好的地形适应能力，一些农田地形条件较差，则难以应用本项技术。喷灌技术的机械化水平较高，省水、增产、省工等优势明显，能够良好适应田块大小与形状等，但在建设过程中需求较多的设备，增加了建设成本。滴灌技术具有较高的水资源利用率，一般可以达到95%左右，节水增产效果十分显著。但在滴灌系统运行过程中，容易有结垢、堵塞问题出现于滴头处，因此需严格过滤水源。
2.3 合理规划设计管网管网
在节水灌溉工程中发挥着重要作用，只有对管网进行科学规划与设计，方可以保证节水灌溉工程的正常运行。第一，结合农田水利节水灌溉工程建设区域的实际情况，科学布置管网，尽量减小管网起伏、缩短输水线路，禁止对农田进行占用，控制整体建设成本。第二，综合考虑线路走向、位置等因素，铺设于已有道路中。部分区域具有较大的坡度，要利用平行登高安装干管与支管。在输配水管布置过程中，要做好埋管工作，避免人为因素破坏到管道[2]。
2.4 制定管网系统工作制度
通过对管网系统工作制度进行拟定，能够合理配置与高效利用各项设备。在具体实践中，工作人员需将实际灌溉面积、管网布置方式等内容纳入考虑范围，将轮流灌溉制度构建起来，这样管道流量可以得到减少，水头损失得到降低，有助于整体成本的节约。在管网系统运行过程中，如果自动关闭水栓或闸阀，容易改变管网系统的内部压力，出现压强交替升降的问题。面对这种情况，工作人员要对水锤进行全面检查，将聚乙烯管材应用过来，且对轮流灌溉制度进行严格执行，这样可保证灌输的均匀性。
2.5 科学设计泵房与高位水池
在泵房设计时，相关人员需将规定标准严格贯彻下去，保证设计的科学性与合理性。通常情况下，泵房设计流量要保持在2m3/s以内，功率在100k W以内。同时，要将低压电力计箱表、照明灯等配套设置安装于泵站中。一般要分开设计输水与配水系统，由于很多地区水源具备不均匀的来水量分布，因此，要对高位水池进行合理选择。为保证高位水池的调蓄作用得到充分发挥，需深入勘测区域实际情况，对高位水池的建设位置进行科学确定。在水池容量方面，要将灌溉容量、实际灌溉面积等纳入考虑范围，促使节约用水的目的得到实现。
3 农田水利节水灌溉工程的设计要点
以清涧县某节水灌溉工程为例，详细探讨节水灌溉工程的设计要点。
3.1 水源工程设计
第一，引水渠。此项目区的渠系运行年限较长，渠系配套系统较为完善。在水源工程设计时，尽量将原渠线利用起来，结合实际情况优化选取路线。综合考虑渠道沿线地形、实地放线资料等设计纵断面，对渠道设计断面尽量减小，以便促使工程造价得到降低。依据工程情况下，将预制砼板衬砌作为渠道衬砌形式。第二，沉砂池。由于此项目的水源为渠道水，在洪水期内容易有较多的泥沙混杂其中。因此，要将沉砂池设置出来，过滤掉水中杂质。沉砂池的组成部分众多，如拦污栅、滤水墙等，科学开展各个组成部分的设计工作。以滤水墙为例，将钢筋混凝土结构应用过来。
3.2 布置节水灌溉系统
于泵房内布置首部枢纽，卧式离心泵、控制阀、压力表、水表等共同组成了水源首部。为促使灌溉系统运行的安全性、稳定性得到保证，将进气阀安装于各级管道的凸起部位，这样可避免负压的产生，内部空气能够及时排出去。同时，将泄水井设置于管路低处，避免出现冻害。为降低管道安装与检修难度，沿现有道路、林带等铺设干管与分干管，按照0.4MPa的标准控制管道承压，利用承插或胶粘方式连接管道。利用软带制作支管，借助于专用PE管件进行连接。毛管则将单翼迷宫式滴灌带应用过来，依据1m与0.3m的标准分别控制滴灌带铺设间距与滴头间距[3]。
3.3 首部枢纽设计
第一，泵房。科学确定泵房尺寸，保证能够在泵房内部顺利安置控制阀、电机等设备。且将管理房用间设置出来，这样设备操作安装、检修管理等需求可以得到满足。第二，过滤设备。要依据过流量因素来选择滴灌系统的过滤器，过滤器需具备足够的过流能力。通常情况下，若将地表水作为灌溉水源，尽量对砂石和网式过滤器进行应用。依据系统流量确定过滤器的型号。第三，施肥罐。结合滴灌系统的控制面积确定施肥罐的型号。
4 结束语
综上所述，农田水利节水灌溉工程能够在满足农业生产用水的基础上，有效降低水资源浪费问题，有助于推动现代农业的整体发展。特别是近些年来农业生产规模的扩大，显著提升了农业用水量，水资源短缺问题日趋严峻。因此，要充分重视农田水利节水灌溉工程的设计工作，科学选择节水灌溉技术与设备设施，促使农田水利节水灌溉工程的效益得到提升。
作者：贺文斌 单位：陕西省清涧县水旱灾害防治中心