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[灌溉技术] 地下滴灌技术

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发表于 2016-2-1 21:16:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
    由于灌溉过程中对土壤结构的破坏轻,有利于保持作物根层疏松通透,并能减少水分的蒸发损失,不仅节水增产效益明显,而且自动化程度高,可大量节省劳力和能源。在干旱地区,应用这种技术还能有效地抑制田间杂草。
    在设计地下滴灌系统时,其管道水力学和灌水均匀性等部分与地表滴灌系统相同。由于这一系统的所有部分都埋置在地表以下,对水质要求更高,因此,选择好的过滤器十分重要。另外还要在灌溉系统的高点安装进排气阀,以防灌溉断水时产生负压造成滴头堵塞。在地形起伏较大的山区和丘陵地区,可考虑使用具有抗负压堵塞功能的滴头。
毛管埋深通常要考虑以下几个因素:一是田间耕作深度,避免因犁翻土壤造成破坏。对免耕作物,可根据土壤和作物根系发育深度等条件确定;二是土壤状况,在透水性较强的轻质土壤中,毛管埋深不宜太大,以防产生深层渗漏;对毛细吸水能力较强的壤质土,则可适当增加埋深,减少无效的蒸发损失。若耕层内含有透水较差的粘土夹层时,毛管应埋在夹层以上。另外,由于作物根系的生长发育,如果毛管埋深太大则不利于作物幼苗生长,但埋深太小又会影响作物生育后期对水分的需求。综合上述因素,毛管埋深一般在20厘米~70厘米之间最为适宜,果树的最佳毛管埋深一般在40厘米~50厘米,大田作物则为30厘米~40厘米。
   毛管间距主要取决于当地气候条件、土壤质地和作物种类,范围通常在0.25米~5.0米之间。对于种植在沙性土壤上或干旱地区的作物,较小的毛管间距有助于田间土壤水分的均匀分布,但间距太小会使投资加大。在多雨的湿润地区,可以使用较大的间距,但这决定于作物类型、土壤条件和可接受的风险水平。一般较小的间距多用于平播密植类作物,如草皮、小麦等,而较大间距常用于蔬菜、果树、棉花、玉米等行播作物。对于大植株等行距作物,毛管埋置在两行作物中间或随行布置;对宽窄行种植的作物,毛管应置于窄行间;对于植株排列不规则的果树采用随行布设形式较为适宜。
    地下滴灌灌溉时间的确定,一般以实测或计算的蒸发量、土壤特性与作物特性为依据。若按作物耗水速度确定灌溉时间,应采用小定额多次灌水的方式;如要在土壤水分下降到某个下限值时才灌水,就可能需数天才灌一次水。对蔬菜等水分含量较多的作物,常使用前一种灌水频率,果树和大田作物宜采用后一种方式。
    另外,该灌溉系统在运行过程中要经常进行冲洗。为了延长地下滴灌系统的使用寿命、防止灌水器的堵塞,除对灌溉水进行适当过滤清除杂质外,还有必要通过施用某些化学物质减轻灌水器堵塞问题。
 楼主| 发表于 2016-2-1 21:46:00 | 显示全部楼层
滴灌是将具有一定压力的水,过滤后经管网和出水管道(滴灌带)
或滴头以水滴的形式缓慢而均匀地滴入植物根部附近土壤的一种灌水方法。滴灌与其他灌水技术相比较,具有许多不同的特点,其系统组成和其他灌水方法也不同。
优缺点[url=]编辑[/url]1.水的有效利用率高在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,非常省水。
2.环境湿度低滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使保护地中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。

滴灌系统组合简图-石家庄迪龙塑胶 (1张)




3.提高作物产品品质由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使保护地的农产品商品率大大提高,经济效益高。
4.滴灌对地形和土壤的适应能力较强由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。
5.省水省工,增产增收。因为灌溉时,水不在空中运动,不打湿叶面,也没有有效湿 润面积以外的土壤表面蒸发,故直接损耗于蒸发的水量最少;容易控制水量,不致产生地面径流和土壤深层渗漏。故可以比喷灌节省水35%—75%。对水源少和缺水的山区实现水利化开辟了新途径。 由于株间未供应充足的水分,杂草不易生长,因而作物与杂草争夺养分的干扰大为减轻,减少了除草用工。由于作物根区能够保持着最佳供水状态和供肥状态,故能增产。
6.滴灌系统造价较高。由于杂质、矿物质的沉淀的影响会使毛管滴头堵塞;滴灌的均匀度也不易保证。这些都是目前大面积推广滴灌技术的障碍。目前一般用于茶叶,花卉等经济作物。
虽然滴灌有上述许多优点,但是,由于滴头的流道较小,滴头易于堵塞;且滴灌灌水量相对较小,容易造成盐分积累等问题




 楼主| 发表于 2016-2-1 21:46:19 | 显示全部楼层
组成编辑
滴灌系统由水源工程、首部枢纽(包括水泵、动力机、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表等)、各级输配水管道和滴头等四部分组成,其系统主要组成部分如下:1.动力及加压设备包括水泵、电动机或柴油机及其他动力机械,除自压系统外,这些设备是微灌系统的动力和流量源。 2.水质净化设备或设施有沉沙(淀)池、初级拦污栅、旋流分沙分流器、筛网过滤器和介质过滤器等。可根据水源水质条件,选用一种组合。筛网过滤器的主要作用是滤除灌溉水中的悬浮物质,以保证整个系统特别是滴头不被堵塞。筛网多用尼龙或耐腐蚀的金属丝制成,网孔的规格取决于需滤出污物颗粒的大小,一般要清除直径75微米的泥沙,需用200目的筛网。砂砾料过滤器是用洗净、分选的砂砾石和砂料,按一定的顺序填进金属圆筒内制成的,对于各种有机或有机污物、悬浮的藻类都有较好的过滤效果。旋流分沙分流器是靠离心力把比重大于水的沙粒从水中分离出来,但不能清除有机物质。
3.水由毛管流进灌水器,灌水器将灌溉水流在一定的工作压力下注入土壤。它是滴灌系统的核心。水通过灌水器,以一个恒定的低流量滴出或渗出后,在土壤中以非饱和流的形式在滴头下向四周扩散。目前,滴灌工程实际中应用的灌水器主要有滴头和滴灌带两大类。
4.化肥及农药注入装置和容器包括压差式施肥器、文丘里注入器、隔膜式或活塞式注入泵,化肥或农药溶液储存罐等。它必须安装于过滤器前面,以防末溶解的化肥颗粒堵塞滴水器。化肥的注入方式有三种:一种是用小水泵将肥液压入干管;另一种是利用于管上的流量调节阀所造成的压差,使肥液注入干管;第三种是射流注入。
5.控制、量测设备包括水表和压力表,各种手动、机械操作或电动操作的闸阀,如水力自动控制阀、流量调节器等。
6.安全保护设备如减压阀、进排气阀、逆止阀、泄排水阀等。
 楼主| 发表于 2016-2-1 21:46:33 | 显示全部楼层
滴水器是滴灌系统的核心,要满足以下要求:
(1)有一个相对较低而稳定的流量在一定的压力范围内,每个滴水器的出水口流量应在2~8升/小时之间。滴头的流道细小,直径一般小于2毫米,流道制造的精度要求也很高,细小的流道差别将会对滴水器的出流能力造成较大的影响。同时水流在毛管流动中的摩擦阻力降低了水流压力,从而也就降低了末端滴头的流量,为了保证滴灌系统具有足够的灌水均匀度,经验上一般是将系统中的流量差限制在10%以内。
(2)大的过流断面为了在滴头部位产生较大的压力损失和一个较小的流量,水流通道断面最小尺寸在0.3~1.0毫米之间变化。由于滴头流道较小,所以很容易造成流道堵塞。如若增大滴头流道,则需加长流道,为此,研究出了多种滴水器。
1.滴水器的分类及特点由于滴水器的种类较多,其分类方法也不相同:
(1)按滴水器与毛管的连接方式分
①管间式滴头:把灌水器安装在两段毛管的中间,使滴水器本身成为毛管的一部分。例如,把管式滴头两端带倒刺的接头分别插入两段毛管内,使绝大部分水流通过滴头体内腔流向下一段毛管,而很少的一部分水流通过滴头体内的侧孔进入滴头流道内,经过流道消能后再流出滴头。管间式滴头与毛管的连接方式如图4-2(a)所示。
②管上式滴头:直接插在毛管壁上的滴水器,如旁播式滴头、孔口式滴头等,它们与毛管的连接方式如图4-2(b)所示。
(2)按滴水器的消能方式不同分
①长流道式消能搞水器:长流道式消能滴水器主要是靠水流与流道壁之间的摩擦耗能来调节滴水器出水量的大小,如微管、内螺纹及迷宫式管式滴头等,均属于长流道式消能滴水器。如图4-3(a)所示。
②孔口消能式滴水器:以孔口出流造成的局部水头损失来消能的滴水器,如孔口式滴头、多孔毛管等均属于孔口式滴水器。如图4-3(b)所示。
③涡流消能式滴水器:水流进入滴水器的流室的边缘,在涡流的中心产生一低压区,使中心的出水口处压力较低,因而滴水器的出流量较小。设计良好的涡流式滴水器的流量对工作压力变化的敏感程度较小。
④压力补偿式滴水器:压力补偿式滴水器是借助水流压力使弹性体部件或流道改变形状,从而使过水段面面积发生变化,使滴头出流小而稳定。压力补偿式滴水器的显著优点是能自动调节出水量和自清洗,出水均匀度高,但制造较复杂,图4-4(b)为常用的压力补偿式滴水器。
⑤滴灌管或滴灌带式滴水器:滴头与毛管制造成一整体,兼具配水和滴水功能的管(或带)称为滴灌管(或滴灌带)。按滴灌管(带)的结构可分为内镶式滴灌管(如图4-5a)和薄壁滴灌带(如图4-5b所示)两种。
使用滴灌带的注意事项
一.是滴灌的管道和滴头容易堵塞,对水质要求较高,所以必须安装过滤器;
二.是滴灌不能调节田间小气候,不适宜结冻期灌溉,在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系统追施粪肥。
三.是滴灌投资较高,要考虑作物的经济效益;
四.滴灌带的灼伤 注意在铺设滴灌带时压紧压实地膜,使地膜尽量贴近滴灌带,地膜和滴灌带之间不要产生空间。避免阳光通过水滴形成的聚焦。播种前要平整土地,减少土地多坑多洼现象。防止土块杂石杂草托起地膜,造成水汽在地膜下积水形成透镜效应,灼伤滴灌带。铺设时可将滴灌带进行潜埋,避免叫焦点灼伤。
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