農(nóng)業(yè)水利工程概論?摘要：本文全面介紹了農(nóng)業(yè)水利工程的基本概念、重要作用、主要組成部分、工程類型以及發(fā)展趨勢。闡述了農(nóng)業(yè)水利工程在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、促進(jìn)水資源合理利用等方面的關(guān)鍵意義，詳細(xì)剖析了灌溉工程、排水工程等構(gòu)成要素，對常見的農(nóng)業(yè)水利工程類型如渠道工程、泵站工程等進(jìn)行了說明，并探討了其朝著智能化、生態(tài)化等方向的發(fā)展態(tài)勢，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實踐提供較為系統(tǒng)的參考。

一、引言農(nóng)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其穩(wěn)定發(fā)展對于國家的糧食安全和社會穩(wěn)定至關(guān)重要。而農(nóng)業(yè)水利工程則是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。它通過合理調(diào)配水資源，改善農(nóng)田灌溉和排水條件，為農(nóng)作物生長創(chuàng)造良好的水分環(huán)境，從而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水資源問題的日益突出，農(nóng)業(yè)水利工程也在不斷演進(jìn)和創(chuàng)新，以適應(yīng)新的需求和挑戰(zhàn)。

二、農(nóng)業(yè)水利工程的基本概念農(nóng)業(yè)水利工程是為了滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求，運用工程技術(shù)手段對水資源進(jìn)行開發(fā)、利用、調(diào)節(jié)、分配和保護(hù)的綜合性工程體系。它涵蓋了灌溉工程、排水工程、水土保持工程等多個方面，旨在通過科學(xué)合理的水利設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化農(nóng)田水分狀況，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性。

三、農(nóng)業(yè)水利工程的重要作用

（一）保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1.穩(wěn)定灌溉供水灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過修建灌溉渠道、水庫、泵站等水利設(shè)施，能夠?qū)⑺摧斔偷睫r(nóng)田，確保農(nóng)作物在生長關(guān)鍵期獲得充足的水分。例如，在干旱季節(jié)，灌溉工程可以及時為缺水的農(nóng)田補(bǔ)水，防止農(nóng)作物因缺水而減產(chǎn)甚至絕收。不同農(nóng)作物對水分的需求不同，精準(zhǔn)的灌溉工程可以根據(jù)作物需水規(guī)律進(jìn)行灌溉，提高水分利用效率，節(jié)約水資源的同時增加農(nóng)作物產(chǎn)量。2.改善排水條件良好的排水系統(tǒng)能及時排除農(nóng)田中的多余水分，防止土壤積水造成的澇災(zāi)。對于地勢低洼或地下水位較高的地區(qū)，排水工程尤為重要。排水不暢會導(dǎo)致土壤通氣性變差，影響農(nóng)作物根系生長，降低土壤肥力，而有效的排水工程可以改善土壤物理性質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)作物健康生長。

（二）促進(jìn)水資源合理利用1.水資源調(diào)配農(nóng)業(yè)水利工程可以通過水庫、水閘等設(shè)施對水資源進(jìn)行時空調(diào)配。在豐水期儲存多余的水量，在枯水期釋放用于灌溉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，實現(xiàn)水資源在不同季節(jié)和地區(qū)的優(yōu)化配置。例如，一些跨流域調(diào)水工程，能夠?qū)⑺Y源豐富地區(qū)的水調(diào)往水資源短缺的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，緩解當(dāng)?shù)氐挠盟o張局面。2.提高水資源利用效率先進(jìn)的灌溉技術(shù)如滴灌、噴灌等是農(nóng)業(yè)水利工程提高水資源利用效率的重要手段。滴灌可以將水直接輸送到作物根部，減少水分蒸發(fā)和滲漏損失；噴灌能均勻地將水噴灑在農(nóng)田，滿足作物對水分的需求。同時，通過水利工程設(shè)施的合理布局和運行管理，能夠減少水資源的浪費，提高水資源的利用效益。

（三）保護(hù)生態(tài)環(huán)境1.水土保持農(nóng)業(yè)水利工程中的水土保持措施，如梯田建設(shè)、坡面防護(hù)工程等，可以有效減少水土流失。梯田能夠減緩坡面水流速度，攔截泥沙，增加土壤蓄水保肥能力。坡面防護(hù)工程如植被護(hù)坡、擋土墻等，可以防止土壤被雨水沖刷，保護(hù)土地資源，維護(hù)生態(tài)平衡。2.改善水環(huán)境合理的灌溉和排水工程有助于改善區(qū)域水環(huán)境。科學(xué)的灌溉方式可以避免因不合理灌溉導(dǎo)致的地下水位上升、土壤次生鹽堿化等問題。良好的排水系統(tǒng)能保持河流水系的生態(tài)流量，維持水生態(tài)系統(tǒng)的健康，保護(hù)水生生物棲息地。

四、農(nóng)業(yè)水利工程的主要組成部分

（一）灌溉工程1.水源工程水源工程是灌溉系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括河流、湖泊、水庫、地下水等取水設(shè)施。例如，在利用地表水時，需要修建攔河壩、引水渠首等工程來攔截和引取河水；對于地下水，要通過打井等方式獲取水源。水庫是重要的水源調(diào)節(jié)工程，它可以在豐水期蓄水，枯水期供水，起到調(diào)節(jié)徑流、保障灌溉用水的作用。2.輸水工程輸水工程負(fù)責(zé)將水源輸送到田間。常見的輸水工程有渠道和管道。渠道分為明渠和暗渠，明渠具有建設(shè)成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點，但存在滲漏和蒸發(fā)損失較大的問題；暗渠則能有效減少水分損失，但建設(shè)成本相對較高。管道輸水具有節(jié)水、占地少、便于自動化控制等優(yōu)勢，近年來在農(nóng)業(yè)灌溉中得到越來越廣泛的應(yīng)用。3.田間灌溉工程田間灌溉工程是直接向農(nóng)田供水的部分，如噴頭、滴頭、滲灌管等灌溉設(shè)備。噴頭適用于大面積灌溉，能均勻噴灑水分；滴頭和滲灌管則用于精準(zhǔn)灌溉，將水緩慢地滴入或滲入作物根部周圍的土壤。

（二）排水工程1.田間排水工程田間排水工程主要包括明溝排水和暗管排水。明溝排水通過在田間開挖排水溝，將多余的水分排出田外。暗管排水則是在地下鋪設(shè)排水管道，具有排水效率高、不占耕地等優(yōu)點。合理的田間排水系統(tǒng)布局要根據(jù)農(nóng)田地形、土壤質(zhì)地和作物種類等因素確定，以確保能夠及時排除農(nóng)田積水。2.承泄區(qū)承泄區(qū)是排水系統(tǒng)的最終歸宿，通常為河流、湖泊等水體。排水系統(tǒng)將田間排出的水匯集到承泄區(qū)，通過承泄區(qū)的水流將多余的水輸送到其他地方或自然蒸發(fā)、下滲。承泄區(qū)的水位和流量條件對排水工程的排水能力有重要影響，需要保證承泄區(qū)具有足夠的過水能力，以防止排水不暢導(dǎo)致農(nóng)田澇災(zāi)。

（三）水土保持工程1.坡面治理工程坡面治理工程包括梯田、坡面截排水工程和坡面植被恢復(fù)工程。梯田是在坡地上沿等高線修筑的臺階式農(nóng)田，能夠有效減緩坡面徑流速度，減少水土流失。坡面截排水工程如截水溝、排水溝等，可以攔截坡面上方的徑流，排除坡面多余的水分，防止坡面沖刷。坡面植被恢復(fù)工程通過種植草本植物、灌木等植被，增加坡面植被覆蓋度，提高土壤抗侵蝕能力。2.溝道治理工程溝道治理工程主要有谷坊、淤地壩等。谷坊是在溝道中修建的小型攔擋建筑物，能夠抬高溝床，減緩溝道水流速度，攔截泥沙，減少溝道下切和水土流失。淤地壩則是在溝道中修建的較大規(guī)模的攔泥蓄水工程，它可以攔截大量泥沙，淤出肥沃的土地，同時起到防洪、灌溉等綜合效益。

五、農(nóng)業(yè)水利工程的類型

（一）渠道工程1.土渠土渠是最常見且最簡單的渠道形式，一般采用人工開挖或機(jī)械開挖而成。它的建設(shè)成本較低，適合地形較為平坦、土方量較小的地區(qū)。然而，土渠存在滲漏嚴(yán)重、輸水損失大的缺點，需要定期進(jìn)行維護(hù)和防滲處理，如采用夯實渠堤、鋪設(shè)防滲材料等措施來減少水分損失。2.襯砌渠道襯砌渠道是在土渠基礎(chǔ)上進(jìn)行防滲處理的渠道。常見的襯砌材料有混凝土、漿砌石、土工膜等?；炷烈r砌渠道具有防滲效果好、輸水能力強(qiáng)、耐久性高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各類灌區(qū)。漿砌石襯砌渠道適用于石料豐富的地區(qū)，具有較好的抗沖刷能力；土工膜襯砌渠道則具有施工方便、造價相對較低等特點，但需要注意防止土工膜的損壞。

（二）泵站工程1.提水泵站提水泵站是將水從低處提升到高處的水利設(shè)施。根據(jù)動力來源不同，可分為離心泵泵站、軸流泵泵站和混流泵泵站等。離心泵適用于高揚(yáng)程、小流量的提水作業(yè)；軸流泵適用于低揚(yáng)程、大流量的情況；混流泵則兼具兩者的特點。提水泵站在灌溉水源水位較低或農(nóng)田地勢較高的地區(qū)發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)⑺斔偷叫枰喔鹊霓r(nóng)田。2.排澇泵站排澇泵站主要用于排除內(nèi)澇積水。在暴雨后，當(dāng)農(nóng)田或城市低洼地區(qū)出現(xiàn)積水時，排澇泵站通過強(qiáng)大的抽水能力，將積水迅速排到附近的河流、湖泊等承泄區(qū)。排澇泵站通常具有較大的流量和較高的揚(yáng)程，以滿足快速排除大量積水的需求，保障區(qū)域的防洪排澇安全。

（三）水庫工程1.小型水庫小型水庫庫容一般在10萬立方米至1000萬立方米之間，多為攔河筑壩蓄水形成。它具有調(diào)節(jié)徑流、灌溉、供水、養(yǎng)殖等多種功能。小型水庫建設(shè)相對靈活，投資較小，適合在山區(qū)、丘陵地區(qū)的小流域內(nèi)修建，為周邊農(nóng)田提供灌溉水源，改善當(dāng)?shù)氐乃Y源利用狀況。2.中型水庫中型水庫庫容在1000萬立方米至1億立方米之間。中型水庫除了具備小型水庫的功能外，還能在更大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)水資源，對保障區(qū)域供水、防洪等方面發(fā)揮更重要的作用。它可以通過跨流域調(diào)水等方式，為多個灌區(qū)提供灌溉用水，同時在防洪方面，能夠攔蓄洪水，削減洪峰流量，減輕下游洪水壓力。3.大型水庫大型水庫庫容大于1億立方米，通常具有綜合性的水利樞紐功能。大型水庫往往是一個地區(qū)水資源調(diào)配的核心工程，不僅承擔(dān)著大規(guī)模的灌溉供水任務(wù)，還在防洪、發(fā)電、航運、供水等方面發(fā)揮著巨大作用。例如，三峽水庫是世界上最大的水利樞紐工程之一，它對長江中下游地區(qū)的防洪、水資源利用等方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，有效調(diào)節(jié)了長江徑流，保障了中下游地區(qū)的防洪安全和工農(nóng)業(yè)用水需求。

六、農(nóng)業(yè)水利工程的發(fā)展趨勢

（一）智能化1.智能灌溉系統(tǒng)隨著物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的發(fā)展，智能灌溉系統(tǒng)逐漸興起。通過在田間安裝土壤濕度傳感器、氣象站等設(shè)備，實時獲取農(nóng)田的水分和氣象信息。灌溉系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)自動控制灌溉時間、灌溉量，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。例如，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定閾值時，灌溉系統(tǒng)自動啟動，進(jìn)行適量灌溉，避免了傳統(tǒng)灌溉方式的盲目性，大大提高了水資源利用效率。2.遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理利用信息技術(shù)，農(nóng)業(yè)水利工程可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。管理人員可以通過手機(jī)、電腦等終端設(shè)備，實時查看泵站、水庫等水利設(shè)施的運行狀態(tài)，如水位、流量、設(shè)備運行參數(shù)等。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或異常情況，能夠及時發(fā)出警報并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和維修調(diào)度，提高了水利工程的運行管理效率，減少了人工巡檢的工作量和成本。

（二）生態(tài)化1.生態(tài)型渠道建設(shè)在渠道建設(shè)中注重生態(tài)保護(hù)，采用生態(tài)護(hù)坡、生態(tài)護(hù)底等技術(shù)。生態(tài)護(hù)坡可以種植草本植物、灌木等植被，不僅能起到固坡作用，還能為水生生物提供棲息地，改善渠道周邊的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)護(hù)底采用天然材料或生態(tài)混凝土等，既能保證渠道的輸水功能，又有利于維持渠道內(nèi)的生態(tài)水流，促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。2.水資源與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展農(nóng)業(yè)水利工程規(guī)劃和建設(shè)更加注重水資源與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)。在水資源開發(fā)利用過程中，充分考慮生態(tài)需水要求，保障河流、湖泊等水體的生態(tài)流量。通過合理的水利工程措施，如生態(tài)補(bǔ)水工程等，改善水生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生物多樣性，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水利與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

（三）高效節(jié)水化1.推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)除了滴灌、噴灌技術(shù)外，還將進(jìn)一步推廣微噴灌、涌泉灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)。微噴灌適用于蔬菜、花卉等經(jīng)濟(jì)作物的灌溉，能夠以較小的水滴形式均勻噴灑在作物表面，提高灌溉效果。涌泉灌則通過地下滲水管將水緩慢地、均勻地滴入作物根部周圍的土壤，具有節(jié)水、節(jié)能、省工等優(yōu)點，在果園灌溉等方面有廣泛應(yīng)用前景。2.發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系節(jié)水農(nóng)業(yè)不僅僅是灌溉技術(shù)的改進(jìn)，還涉及到農(nóng)藝節(jié)水、管理節(jié)水等多個方面。農(nóng)藝節(jié)水措施包括選用耐旱品種、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、采用地膜覆蓋等，減少土壤水分蒸發(fā)。管理節(jié)水方面，通過建立科學(xué)的灌溉用水管理制度，推行用水計量收費，提高農(nóng)民節(jié)水意識，促進(jìn)農(nóng)業(yè)水利工程高效節(jié)水化發(fā)展。

七、結(jié)論農(nóng)業(yè)水利工程作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支撐，在保障國家糧食