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[灌溉技术] 渗灌节水技术

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发表于 2016-2-1 21:17:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 泡泡思念小猪 于 2016-2-1 21:20 编辑

     渗灌技术是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。渗灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋于作物根系活动层的灌水器(微孔渗灌管),根据作物的生长需水量定时定量地向土壤中渗水供给作物。
    无论国内还是国外,渗灌发展的技术关键是研制渗灌管。近年来,随着工业技术的发展,国外的渗灌技术有了很大的进展,但我国刚刚起步与发达国家的差距很大。
    渗灌系统全部采用管道输水,灌溉水是通过渗灌管直接供给作物根部,地表及作物叶面均保持干燥,作物棵间蒸发减至最小,计划湿润层土壤含水率均低于饱和含水率,因此,渗灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的。
    渗灌系统首部的设计和安装方法与滴灌系统基本相同,所不同的是:尾部地埋渗灌管渗水量的主要制约因素是土壤质地和渗灌管的入口压力,所以渗灌系统运行时的主要控制条件是流量,而滴灌系统完全是通过调节压力而控制流量的。
    淤堵是渗灌所面临的一大难题,包括泥沙堵塞和生物堵塞。美国的渗灌管是通过特殊的配方和生产工艺而制造的,包括发泡、抗紫外线和防虫咬等专利技术。目前,我国还没有完全掌握生产渗灌管的关键技术,一旦发生堵塞清洗和维修十分困难。另外,它的管道埋设于地下,水肥可能流入作物根系达不到的土壤层,造成水肥的浪费。所以,目前渗灌的大面积推广应用受到一定限制。
渗灌管
    渗灌管是渗灌系统的关键部件,在管壁上无规则地分布着毛细微孔,如图1。目前应用的渗灌管品种很少,只是管径和流量等规格的不同。
    渗灌与滴灌的区别在于出水点分散,无规律,孔管大小不一。工作压力低,一般为10~50千帕(1~5米水头),出流量每米管长为2~5升/小时,对水质要求高,抗堵塞能力差。
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图1 渗灌管


  我国是一个农业大国,农业灌溉用水占全国总用水量的70%以上,但灌溉用水的有效利用率只有40%,不到发达国家的一半,我国农业灌溉每年缺水300亿m3。其原因在于灌溉技术落后,多数地方仍以漫灌为主。

  渗灌--是一种新型的节水灌溉技术,它是由中国科学院长春应用化学研究所研制开发的具有独立知识产权的一项新的科研成果,其中包括:只需要1米高水头的重力渗灌和4米高水头的低压渗灌。

  渗灌也可以称作地下滴灌,它是一种管状灌水器,当管内充满水时,水将通过管壁内的微孔呈发汗状渗出管外,水再通过土壤的毛细作用传输到植物的根部。使用时只要将其安装在植物根系附近的土壤中即可。

  与地表漫灌相比,渗灌可以减少水通过地表的蒸发和深层渗漏,能实现节水、节电70%以上,渗灌不会降低地表温度;它有助于保持土壤的疏松状态;能将溶于水的农药、化肥等直接输送到植物根部,减少农药和化肥的施用量;还可以利用渗灌管将氮气和二氧化碳气体输送到植物根部,作为气体肥料施用。渗灌可以为植物定量地提供水、肥、药、气等生长所需必备要素,为作物生长提供优良的环境,有效地提高作物产量和土地利用率。渗灌技术可应用于以下一些方面:

  1、温室、大棚,因为渗灌属于地下灌溉,在冬季可以降低棚内湿度,由此可以减少棚膜结露和水滴,增加光照,减少植物病害的发生,实现增产增收。在温室内采用重力渗灌,只要有一个离地面1米高的水箱即可,使用时先将水注入水箱中,待水温达到室温时在进行灌溉。

  2、大田作物,低压渗灌应用于大田作物时,在每条垄上开一个10-15cm的沟现将渗灌管放入沟内,然后再点种。在北方干旱地区,采用渗灌播种后的一个月内只须进行四次灌溉,每次用水量相当于漫灌的1/3-1/4就可保全苗。

  3、城市绿化,小块草坪、花坛可以采用重力渗灌,1,000m2以上的草坪采用低压渗灌。采用渗灌技术进行城市绿化,可极大地提高劳动生产效率,它在进行灌溉时,决不会给行人或街道造成污染,还不会影响草坪(如:足球场、高尔夫球场、城市绿地等)的正常使用。

  4、果树种植,埋在果树下的渗灌管,可一次埋入多年使用,无需任何维护,使用时打开闸门即可对百亩果园进行灌溉,同时还能进行施肥。渗灌用于干旱地区植树、种草、防风、固沙等(由于它被埋入地下,可避免被风沙刮跑)也有着良好的效果。

 楼主| 发表于 2016-2-1 21:25:30 | 显示全部楼层
1.适用范围
    主要适用于地下水较深,地下水及土壤含盐量较低,灌溉水质较好,湿润土层透水性适中的地区。
    2.操作步骤
   (1)材料选择。一般干、支、斗三级宜用混凝土输配水管,而渗灌的湿润管道,可选用50~80毫米内径的水泥管、瓦管或10~20毫米的半硬质塑料管。
   (2)瓦管制作。分机制管和手工制管两种。机制管原料用绵土和粘土各半;手工制管用纯粘土制作。机制管长80厘米,内径16厘米,外径20厘米。手工制管长33厘少,粗头外径22厘米,内径19厘米,细头外径18厘米,内径15厘米。一部制管机每天可制500节,折合400米;手工制管每人每天可制100节,折合33米。烧瓦管窑的规格为圆柱体,高3米,直径2.7米,形状和砖瓦窑一样,每窑可装瓦管800节,用800℃温度烧3~5天即可。
   (3)渠道布置。渗灌田要求地面水平不留纵坡,渗灌田里设主渠、农渠、渗灌管道。主渠和农渠作供水渠道。渗灌管道与主渠、农渠接通,一个进水口可接一个或几个渗灌管道,管道末端设检查口。渗灌管道保持水平,以便使水量均匀。管距棉田为3.5米,麦田为4米。
   (4)管道安装。进水口、检查口用1∶5的水泥、沙浆、青砖砌成,要高出地面20厘米;设淤泥坑、滤网、盖板等。主渠、农渠和进水口连接处做小型进水闸门,以便自流灌溉。瓦管铺设时先在地面划好线,挖槽50厘米宽,70厘米深,槽底要平整夯实,瓦管安装必须水平,管顶离地面40~50厘米深,以防机耕时损坏管道。但过深时渗透力差,作物吸收水分困难。瓦管连接处用水泥或白灰沙浆密封严,两边填土捣实,防止瓦管移动。一亩地3.5米的管道间距需瓦管189米;4米的间距需瓦管167米。对于不同的作物,湿润管道的合理间距及埋深有差异。一般作物灌溉管道的间距,以2米左右为宜;埋深为0.5米左右。管道回填,瓦管铺好半个小时后进行回填。注意先填阴土,边填边踩,阴土填完后,在上面用水渗一次进行预沉。最后填完阳土,再用脚踩一次,达到上虚下实,不打乱土层。
   (5)灌水方法。土壤含水量低于16%就要灌溉,灌一次水每亩地的地下管道可蓄水5立方米,20~30小时管道水渗完后再灌一次。1亩地用水10立方米,土壤含水量将处于最优状态。轮灌期春季15天灌一次,夏季10天灌水一次。还要因地因时制宜,根据作物生长不同时期的需水量而定。
    3.注意事项
   (1)管道埋设深度。主要决定于土壤性质、耕创情况及作物种类。适宜的埋设深度,应能使灌溉水借毛管作用计划湿润层得到充分湿润,特别是表层也达到足够的湿润,且深层渗漏最小。一般粘质土埋深大,砂质土较小其次埋设深度要深于深耕深度,且不致被农机具行走而压断,而且应在冻层以下。
   (2)管道间距。管道间距应使两条管道的湿润曲线重合一部分,因此它主要决定于土壤性质和供水水头的大小。土壤颗粒越细,供水水头越大,灌水湿润范围越大,间距可大一些。反之,间距宜小些。有压管道间距可达5~8米,无压管道间距一般为1~3米。
   (3)管道长度与坡度。有压管道的适宜长度,应按管道首尾两端土壤湿润均匀,而且渗漏损失较小作为确定依据。目前我国采用的管道长度一般为20~50米。管道坡度与管道长度及地面坡度有关,一般为0.001~0.005。
   (4)管道的渗水量。管道适宜的单位长度渗水量与土壤性质有关,对重壤土以9~10升/小时米为宜,中、轻壤土以12~16升/小时米为宜,砂壤土以16~20升/小时米为宜。
   (5)土壤性能。渗灌湿润表层土壤较差,对幼苗生长不利;在底土透水强的土壤上,容易产生深层渗漏,使水量损失多。
   (6)适宜范围。地下暗管灌溉基本建设投资大,施工技术复杂。
 楼主| 发表于 2016-2-1 21:31:21 | 显示全部楼层
渗灌节水技术在保护地蔬菜栽培中的应用研究

渗灌节水技术在保护地蔬菜栽培中的应用研究.pdf

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 楼主| 发表于 2016-2-1 21:32:07 | 显示全部楼层
  在我国北方大部分地区,由于干旱缺水,在种植水果类经济作物时多选择苹果、枣、梨等耐旱性强的品种进行栽植,其中苹果的种植面积非常广泛,在西北、华北、华中、西南等地多有种植。苹果虽然耐旱性较强,但为了保证苹果的质量与果园整体的产量,仍需对果树进行适时适量的灌溉。渗灌技术近年来被广泛应用于果园的灌溉,其节水增产效果非常显著,深受果农的喜爱。
  渗灌是指将灌水器掩埋到植物根系土壤中,通过有压管网将管概水输送至植物根系土壤中,通过土壤的毛细管作用使植物根系的土壤湿润,进而对植物进行可调控灌溉的一种节水灌溉技术。苹果园内采用渗灌技术对果树进行灌溉优点很多:由于渗灌是直接将灌溉水作用在植物根部,能够有效降低灌溉过程中水分的蒸发损失,并且能有效地节约灌溉水资源,节水效果显著;同时采用渗灌还不会破坏土壤的理化性状,仍能保持土壤的疏松状态,不会产生采用喷灌或漫灌时易出现的土壤板结与水土流失的现象;渗灌的输水管道都是埋在地下的,这样既减少了占地面积,同时又能降低农事劳作,省时省工的效果非常明显;渗灌在节水节能、省时省工的同时,还能有效地促进果树的生长发育,对提升果树的产量和产质都有着明显的促进作用。
  虽然渗灌优点较多,但果园在采用渗灌进行灌溉的过程中,还会出现一些较难控制的问题:渗灌易造成灌溉水的深层渗漏,特别对于透水性较强的土壤,更容易造成水分的渗漏损失;渗灌工程投资较大,施工复杂,且由于管道埋在地下,一旦发生管道堵塞或破损等问题,检查和维修工作非常困难。对于上述问题,需要果农严格注意才能尽量避免其发生:果农应根据当地土壤的质地、果树的生长特性等综合因素考虑是否选用渗灌技术,不能照搬其他地区的成功案例;确定采用渗灌技术后,施工时应注意尽量避免摩擦、挤压等对管道的损害,以延长管道的使用寿命,同时也是降低在埋设后管道破损等隐患。
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