小管出流灌溉技术
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小管出流灌溉技术
小管出流灌溉系统是中国农业大学水利与土木工程学院研究开发成功的一种微灌系统。它主要是针对微灌系统在使用过程中灌水器易被堵塞的难题和我国农业生产管理水平不高的现实,打破了微灌灌水器流道的截面通常尺寸(一般直径为0.5~1.2毫米),采用超大流道,以直径为〖QS〗4毫米的PE塑料小管代替滴头,并辅以田间渗水沟,形成一套以小管〖DK2〗出流灌溉为主体的符合实际要求的微灌系统,如图1所示。小管出流灌溉系统具有下列特点。
图1小管出流灌溉系统示意图(略)
第一,堵塞问题小,水质净化处理简单。小管灌水器的流道直径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径大得多,而且采用大流量出流,解决了滴灌系统灌水器易于堵塞的难题。因此一般只要在系统首部安装60~80目的筛网式过滤器就足够了(滴灌系统的过滤器的过滤介质则需要120~200目)。如果利用水质良好的井水灌溉也可以不安装过滤器。同时,由于过滤器的网眼大、水头损失小,既可节省能量,又可延长冲洗周期。
第二,施肥方便。果树施肥时,可将化肥液注入管道内随灌溉水进入作物根区土壤中,也可把肥料均匀地撒于渗沟内溶解,随水进入土壤。特别是施有机肥时,可将各种有机肥埋入渗水沟下的土壤中,在适宜的水、热、气条件下熟化,充分发挥肥效,解决了滴灌不能施有机肥的问题。
第三,省水。小管出流灌溉是一种局部灌溉技术,只湿润渗水沟两侧果树根系活动层的部分土壤,水的利用率高,而且是管网输配水,没有输渗漏损失,可比地面灌溉节约用水60%以上。
第四,适应性强,对各种地形、土壤、果树等均可适用。
第五,操作简单,管理方便。
这些特点正好与当前我国果树栽培管理水平相适应,因而该项技术自1978年在北京市海淀区果园试验以来,很快得到推广应用。节水灌溉新技
术--喷灌、微灌技术(2)
李援农马孝义
(712100西北农林科技大学农业水利工程学院)
一、滴灌
1.滴灌的特点及适用范围
滴灌是将具有一定压力的水,过滤后经滴灌系统及滴水器均匀而缓慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技术。滴灌具有以下特点:
(1)省水滴灌是局部灌溉方法,它可根据作物的需要精确地进行灌溉,用管道输送,非常省水,一般比地面浇灌省水30%~50%,有些作物可达80%左右,比喷灌省水10%~20%。
(2)灌水均匀滴灌可有效控制每个滴头的出水量,灌水均匀度高,一般可达80%~90%。
(3)节能滴灌工作压力要比喷灌低得多,节能,灌溉水利用率高,所以减少了抽水量,相应也减少了抽水的能量,这在高扬程灌区效果更明显。
(4)土壤和地形的适应性强滴灌几乎可以适应任何复杂的地形,甚至在乱石滩上种的树也可滴灌。在一定条件下,滴灌还可适应于微咸水灌溉。
(5)增产保持稳定的土壤湿度,提高作物产量,增强耐盐能力,滴灌能适时适量地向作物根区供水施肥,不会造成土壤板结,为作物生长提供了良好的水分;养分条件,同时也提高了产品品质。
(6)省工滴灌便于自动控制,节省劳动力,还可用来施肥和喷洒其他农药,既省肥(药),又省力,非常方便。
(7)方便田间作业滴灌田块大部分地面是干燥的,便于在灌水的同时进行其他农事操作。
滴灌的主要缺点是投资较高,容易堵塞,对水质要求高。它主要适用于果树、蔬菜、花卉、温室等经济作物和水源极缺的地区、高扬程抽水灌区及地形起伏较大地区的灌溉,同时在透水性强、保水性差的砂质土壤和咸水地区也有一定的发展前景。
2,滴灌系统的组成
滴灌系统一般由水源、首部枢纽、输水管道和滴头组成。
(1)水源各种符合农田灌溉水质要求的水源只要含沙量较小及杂质较少,均可用于滴灌,含沙量较大时,则应采用沉淀等方法处理。
(2)首部控制枢纽首部控制枢纽一般包括水泵、动力机、过滤器、化肥罐、调节装置等。化肥罐用于灌水施肥施药,常用的化肥罐有压差式、开敞式、文丘里注入式和注射泵等四种形式,肥料罐一般安装在过滤器之前,以防造成堵塞。
(3)输水管网滴灌系统的输水管网一般由干支毛三级管网组成,干支管一般为硬质塑料管;毛管用软塑料管。
(4)滴水器它是在一定的工作压力下,通过流道或孔口将毛管中的水流变成滴状或细流状的装置,其流量一般不大于12升/小时。按滴水器的构造方式不同,滴水器通常分滴头和滴灌管两大类。
滴头通常有长流道型滴头、孔口型滴头、涡流型滴头等多种形式。滴头与毛管采用外连接。这类滴头流道或孔口直径为0.5~1.2mm,流道长度为30~50cm,工作压力为50~100KPa,滴头流量为1.5~12升/小时,该类滴头便于冲洗和更换。
滴灌管是将滴头与毛管制造成一整体。分内镶式滴灌管和薄壁式滴灌管两种。其滴头孔口直径为0.5~0.9mm,流道长度为30~50cm;管直径为10 ~16mm;管壁厚为0.2~1.0mm;工作压力为50~100KPa,孔口出流量为1.5~3.0升/小时·m。滴灌管同时具有输水和滴水两项功能,使用方便。缺点是孔口较小。铺设于地面上的滴灌管妨碍田间其他农事操作。
3.滴灌系统的类型
滴灌系统根据其管道的固定程度可分为三类:
(1)固定式滴灌其各级管道和滴头位置在灌溉季节都是不动的,干管和支管一般埋设在地下,毛管埋入地下、放在地表或悬挂在支架上。投资较大,但灌水效果好、管理方便,一般用于经济作物、果树温室等灌溉。国产设备(不含水源工程)的亩投资在700元(果树)~1400元(大棚蔬菜)之间。
(2)移动式滴灌其干支毛管均可由人工移动,设备简单,亩投资在200~500元,一般适用于经济落后,地形复杂的山丘缺水地区和灌水次数较少的大田作物灌溉。
(3)半固定式滴灌介于上述两者间,其干支管固定、毛管由人工移动,亩投资在500~700元。
4.滴灌系统的规划设计要领
(1)滴灌系统形式的选择滴灌规划设计时,应根据当地的地形、土壤、作物和经济条件选用系统的形式。对果树、蔬菜、温室等经济价值较高或灌水频繁的作物,可采用固定式滴灌系统,对大田作物,可采用半固定式滴灌,对经济欠发达地区劳动力较多时,可采用移动式滴灌。
(2)滴灌系统布置滴灌系统的管道一般分为干、支、毛管三级,在平坦地区布置时要求干、支、毛三级管道相互垂直,以使管道最短。在山丘地区干管多沿山脊或在较高位置平行等高线布置,支管垂直于等高线,毛管垂直于支管布置,以使同一毛管出水均匀。
毛管和滴头的间距及滴头选用取决于所种作物的行距、土壤质地等,对宽行作物,毛管间距一般为作物行距的1倍或2倍。滴头间距与土壤质地有关,土壤粘重时,可采用较大的滴头间隔和较大流量的灌水器,而砂质土则相反,砂壤土、壤土滴头流量为2~5升/小时,间距为0.3~1.0m。对果树一般为绕树布置,并根据树的大小,确定滴头数量。
二、微喷灌
1.微喷的特点及适用范围
微喷灌是介于喷灌与滴灌之间的一种灌水方法。微喷主要具有以下优点。
(1)节水、灌水质量高微喷虽然在整个田块灌水并不均匀,但它把水直接输送到作物的根部,满足作物全部需水要求,灌水质量高。而且微喷灌采用管道输水,靠近地面喷洒,大大减少了蒸发损失和输水过程中的损失。加之微喷是局部灌溉,减少了部分土壤无效耗水,因而节水。
(2)对土壤、地形和作物的适应性强微喷灌是一种管道输水的局部灌溉,水一直送到作物附近,它几乎适应各种复杂地形。与滴灌相比,由于微喷灌湿润面积比滴头大得多,避免大流量滴头在粘土土壤中发生地表径流和形成水洼及透水性很大的沙土的深层渗漏问题,对土壤的适应性好。
(3)防堵塞性能好微喷头的孔径比滴头大得多,防堵塞性能好,对水质过滤要求要低,相对也降低了成本。
(4)增产微喷灌还可以结合作物叶面施肥、喷药等使用,喷水时雾化程度较高,可以增加作物湿度,调节土壤温度,且对作物打击强度小,具有显著增产作用,这对一些花卉、木耳等对温、湿度有特别要求的作物更为明显。
(5)适应性强可用于各种地形、土质下的果树、花卉及苗圃、城市园林绿化等。