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節水灌溉論文范文1
【摘要】新疆干旱少雨,水資源十分緊缺,并且水資源在地區分布上極不平衡。膜下滴灌是新疆節水灌溉比較成功的技術之一,它節水效果好,增產效果明顯,這項技術在新疆得到了廣泛應用和發展。本文主要介紹了滴灌的原理、滴灌系統的組成,并對組成滴灌系統設備的各個組件的性能和設備選型做了簡單介紹。
【關鍵詞】膜下滴灌;首部;管網;灌水器
新疆地處亞歐大陸腹地,由于遠離海洋,具有典型的大陸性干旱特征,屬于干旱地區,平原降水稀少,全疆平均年降水量為147mm,降水主要集中在山區,山區降水量占全疆降水量的84.3%,。相對濕度低,蒸發量大,氣候非常干旱,水資源在地區分布上極不平衡,而且在季節分配上與農業生產用水不相適應。在水資源十分緊缺的情況下,發展節水高效農業,成為現代農業的主要措施。尤其是膜下滴灌技術在農業生產中得到了廣泛的應用。
1.膜下滴灌簡介
壓力水流經滴灌首部樞紐凈化處理后,進入輸配水管網,管網包括干管、支管、輔管、毛管(滴灌帶或滴灌管),一般情況干管為地埋管,支管、輔管、毛管鋪設于地面。壓力水流經過管網到達毛管后,再由毛管上的灌水器灌入作物的根系層供作物吸收,灌水器在毛管上的間距可根據作物及灌水需求等實際情況選擇。毛管鋪設在地膜下方,在聯合播種機播種時,毛管隨薄膜同時鋪入膜下2.滴灌工程的組成
2.1首部工程。
滴灌首部系統包括動力機、水泵、過濾裝置、施肥裝置、安全保護裝置、量測控制設施。其作用是從水源取水加壓并注入肥料及農藥,經凈化處理后按時按量輸送進管網至灌水器。首部擔負著整個滴灌系統的加壓、供水、過濾、量測和調控任務,是全系統的控制調配中心。
在首部系統中,過濾設施的作用極其重要,它承擔著濾除水中砂石、雜質及有機物的重任,如果過濾設施缺少或過濾后水質達不到要求,有堵塞毛管的危險,毛管是最終給作物供水的環節,如果毛管堵塞,將對作物的生長產生嚴重的危害。目前,在井灌區中常用的首部過濾設施有旋流水砂分離器+篩網過濾器。旋流水砂分離器可以有效的濾除水中大顆粒高密度的固體顆粒,當水流再經過篩網過濾器時,大于濾網孔徑的雜質將被攔截下來,以保證整個系統的安全性。過濾設施的選擇應滿足系統過流能力以及滴灌水質指標的要求。
施肥設施也是首部設施的重要組件之一,滴灌施肥(藥)采用隨水施肥(藥),可溶性肥料(藥)通過施肥設施注入滴灌管網后,隨灌溉水一起到達作物的根系供作物吸收。施肥設施通常使用壓差式施肥罐,可根據系統的面積選擇不同容積的施肥罐,選擇施肥罐時可根據下式計算,
V=FAC0
式中:V為施肥罐體積,L、F為單位面積上一次施肥量,Kg/畝;A為一次施肥面積,畝;C0為施肥罐中允許肥料溶液最大濃度,Kg/L。
安全保護措施用來保證系統系統在規定壓力范圍內工作,一般有進(排)氣閥、安全閥、逆止閥、泄水閥等。量測設施主要指流量、壓力測量儀器,用于首部樞紐及管道中的流量、壓力測量,一般有水表、壓力表等
2.2輸配水管網。
壓力水流經過首部系統凈化處理后,進入輸配水管網系統,輸配水管道包括干管、支管、輔管、毛管,根據情況干管有時分為主干管和分干管,主干管承擔整個系統的總流量,分干管承擔其控制范圍內的輸配水任務,干管一般為地埋管。在干管、分干管上設出地管,地面的支管就與出地管連接。輔管平行支管布置,毛管垂直輔管布置。當然,管網的合理布局需根據規劃經過詳細的計算來合理選擇管道管徑進行合理的布置。
干管一般為UPVC材質,一般埋設于凍土層以下。支管大多為PE管,平鋪于地面。輔管和毛管一般采用聚氯乙烯管。
2.3灌水器。
灌水器是直接向作物供水的設備,其作用是把由毛管輸送來的壓力水流均勻、穩定的送到作物根系層。灌水器種類很多,性能不一,選擇是否恰當直接影響灌水質量,灌水器的選擇受到多種因素制約和影響,主要包括以下幾種因素:種植種類和種植模式、土壤性質、工作壓力范圍、流量壓力關系、灌水器制造精度、對溫度變化的敏感性、對堵塞、淤積、沉淀的敏感性、成本與價格等,表1為目前滴灌中普遍采用的出水孔流量和間距的范圍,可供參考。
3.滴灌工程的運行與管理
滴灌系統運行時,正在運行管路處于壓力流的狀態下,一處水力狀態發生變化,將使全系統的水力狀態發生變化,在進行灌溉時,應按照設計的輪灌工作制度進行操作。一般在水力計算時是按照選定的輪灌制度進行計算系統水力的,在這種輪灌順序下可滿足低頭工作壓力及灌水均勻度的要求,若不按照輪灌制度灌溉,易造成部分灌水器不在工作壓力范圍內工作,局部壓力升高時會使滴灌帶爆管的幾率增大,壓力分布不均勻也會造成灌水的不均勻,同一輪灌組中壓力高的地方灌水多,壓力小的地方灌水少于作物需水量,這將直接對作物的生長造成嚴重危害。
在管理中,對滴灌系統的各操作組件,應按照設計和產品的使用說明規范操作,只有正確的操作才能保證設備的安全并延長設備的使用壽命。
4.結束語
膜下滴灌是新疆節水灌溉比較成功的技術之一,可起到節水增產的效果,根據實驗研究和生產調查,與地面灌溉相比,膜下滴灌棉花可增產20%~50%,節約灌溉水20%~50%,并能減輕病害發生,防止次生鹽漬化,節省了大量人力。
滴灌是一種高效節能省水增產的微灌灌溉技術,適合我國的國情,具有很強的推廣優勢,而且很方便實現灌溉的全自動控制,滴灌將成為二十一世紀發展我國節水灌溉的重點,是加速我國農業實現節水灌溉、精準農業和設施農業的有效途徑,將更好的促進我國農業的現代化!
參考文獻
〔1〕姜獻德,李錫齡.新疆灌溉.新疆人民出版社
節水灌溉論文范文2
在節水農業的迅速發展中,節水灌溉制度的優化設計越來越引起重視。但長期以來,節水灌溉制度沒有完善的設計方法,雖然國內外專家提出了一些基本理論,但實踐中仍然按照充分灌溉理論,基本沿用常規灌溉的設計方法,這和實際情況不符。依托863課題“南方季節性缺水灌區節水農業綜合技術體系集成與示范”四川簡陽示范點,本文在總結示范點采用的農業綜合節水灌溉技術及試驗數據的基礎上,以非充分灌溉理論和調虧灌水技術為指導,提出了可供實際應用的節水灌溉制度設計方法。
1四川簡陽“863”節水農業示范基地農業綜合節水技術
我國南方地區年降雨量豐富,但時空分布不均,近年來季節性干旱較為嚴重。以四川為例,四川東部丘陵區的季節性干旱就非常嚴重,很多地區常常是春旱、夏旱連伏旱且十年九旱。隨著水資源的日益匱乏、灌溉水成本逐漸提高的影響,節水灌溉、科學灌溉的呼聲越來越高,特別是農業產業化及高科技農業的規模不斷擴大,對灌溉用水進行科學管理的市場需求也越來越大。四川簡陽“863”節水示范區針對我國南方地區季節性干旱的特點,通過建立農業用水基本信息數據庫、灌溉水量監測與農業用水監測系統、動態配水模型,科學合理地對灌區灌溉用水進行了管理。
灌溉制度設計是灌溉工程設計的核心內容,節水措施是節水灌溉制度設計的基礎。依據地形、地貌、農業氣候等特點結合現有水利設施,該示范區集成與展示有十項農業綜合節水技術,如下:
(1)水稻綜合節水灌溉技術
(2)玉米、紅苕綜合節水灌溉技術
(3)小麥、油菜綜合節水灌溉技術
(4)果樹綜合節水灌溉技術
(5)渠道、塘堰防滲堵漏綜合節水技術
(6)坡面集雨節灌綜合節水技術
(7)噴、微灌綜合節水灌溉技術
(8)沱江提灌站、萬古水庫與仙女灘石河堰聯合調配技術
(9)小水利工程(庫塘堰站池井)聯合運行模式
(10)降雨、地表水、地下水、土壤水四水聯動調配技術
2節水灌溉制度設計方法
2.1灌溉制度設計原則
示范區所在地四川簡陽屬川中丘陵區,旱作物生長期內土壤水分多數時間處于適宜土壤水分的中或下限,不少時間低于下限,作物或多或少地受到土壤水分脅迫。以往的灌溉制度設計基本上是按照充分灌溉理論(滿足作物全生育期內潛在蒸發蒸騰需水量,作物全生育期土壤水分在適宜水分的上、下限之間)設計的,這和實際情況不符。計算出的灌溉定額比當地高產年份實際采用的灌溉定額要高,而且高的幅度較大。
該示范區灌溉制度設計是根據實際情況,采用上述十項農業綜合節水灌溉技術,著力于提高示范區水的有效利用率和作物水分利用效率,在非充分灌溉理論和調虧灌水技術指導下進行的。計算時采用了一些近年國內外研究成果,受旱脅迫減產率小于5%。
2.1.1旱作物需水量計算公式
在非充分灌溉條件下,旱作物需水量計算可采用Jensen對數公式:
(1)
(2)
式中:為土壤水分脅迫修正系數;為相對有效含水率,,其中為根系活動層的平均土壤含水率,為凋萎系數,為田間持水率。
根據對四川省農田水分盈虧的研究,為了保證脅迫減產率小于5%,根活動層的平均土壤含水率在作物生長敏感期(關鍵期)應保持在適宜土壤含水率下限以上,在其余生育期可低于適宜土壤含水率下限0.82以上(輕度缺水,輕微度受旱)。
2.1.2計算方法
在節水灌溉制度設計中,有兩種計算方法:一種是參數修正法,即對農田水分平衡方程中的計算參數按相應節水灌溉技術要求進行修正。這種方法可以計算出灌水時間、灌水定額、灌溉定額等節水灌溉制度的全部數據。這種方法較為復雜,適合于灌溉管理、大、中水利工程節水規劃設計。另一種是綜合修正法,這種方法直接對常規灌溉制度計算的灌溉定額結果進行打折修正,得出節水灌溉定額,但無法獲得節水灌溉制度的其它指標。這種方法較為簡單,適合于水資源平衡計算,小型水利工程節水規劃設計,目前許多節水規劃是采用這種方法計算的。這里采用參數修正法為主綜合修正法為輔的計算方法。
2.1.3種植結構調整
由于示范區均為提水灌區,特別是沱江灌區,提水揚程較高,渠道較長,灌溉供水成本較高,不適合進一步發展高耗水作物。根據現有情況,對水稻面積進行了控制。
2.1.4節水措施
水稻:四川、貴州等南方季節性缺水灌區,一般屬中、小型灌區。渠道和泵站的運行都是間斷性的。除冬水田、沖、槽田外,水稻“淺、濕、薄、曬”灌水技術并不適合這些地區。淺灌中(深)蓄灌水技術有利于節水(10~20%)和蓄雨(增加蓄雨5~30%),已為當地農民普遍采用,是一種常規的灌水技術。該示范區主要采用的節水技術有旱育秧技術、塑料薄膜、秸稈覆蓋技術和“強化大三圍”栽培技術等,這些技術主要是通過減少泡田水量、減少棵間蒸發、減少滲漏量達到省水的目的。
旱作物綜合節水灌溉技術構成比水稻復雜,一般都是幾種節水灌溉技術一起采用,種子包衣技術、控制性灌水、秸稈覆蓋等,這些技術主要是通過促進種子及根系生長能力、減少棵間蒸發、抑制植株無效蒸發、多蓄雨水來達到節水的目的。
果樹綜合節水灌溉技術主要由優質苗木靠接技術、關鍵期水肥結合溝(點)灌技術、抗旱劑噴施技術和棵間覆蓋(秸稈、種殼、雜草、肥料等有機混合物覆蓋)技術組成。
2.2節水灌溉制度設計參數
2.2.1水稻
根據參數修正法和節水灌溉制度設計要求,分秸稈覆蓋和薄膜覆蓋兩種情況對水稻節水灌溉制度計算參數如作物系數、初始水層、降雨深蓄限、適宜灌溉水層上限、適宜灌溉水層下限等作調整。
2.2.2旱作物
根據參數修正法和節水灌溉制度設計要求,對旱作物節水灌溉制度計算參數土壤適宜水分上、下限作調整。
3四川簡陽“863”節水農業示范區節水灌溉制度設計成果
采用上述方法,編制計算軟件,對示范區主要作物以旬為單位進行了長系列(1960-2000年)的節水灌溉制度計算。水稻節水灌溉定額是將秸稈覆蓋、薄膜覆蓋以及旱育秧的節水原理進行分解,然后分別對水量平衡方程的參數作相應的修正,計算出秸稈覆蓋、薄膜覆蓋的單項灌溉定額,再結合各自的使用面積綜合而成。旱作物及果樹節水灌溉單項定額是在考慮土壤水分脅迫和非關鍵期限制性灌溉的基礎上,按水量平衡方程及農田水分調蓄計算得出的結果,再用其它不同節水措施的節水效果和實施面積計算得出的加權綜合節水比例進行修正后得出。在此基礎上,根據示范區節水與常規灌溉面積比例,加權平均得到主要作物的綜合凈灌溉定額。再根據各種作物的面積加權平均得到示范區田綜合凈灌溉定額、土綜合凈灌溉定額以及田土綜合凈灌溉定額。同時,對各種作物的凈灌溉定額以及綜合凈灌溉定額作了排頻分析,得到了75%典型年的凈灌溉定額供水資源平衡分析采用。其中,示范區水稻節水灌溉制度設計成果見表1、表2、表3、表4、表5,旱作物及果樹的灌溉制度設計及計算軟件等成果略,有興趣的讀者可向作者索取。
表1示范區水稻節水灌溉技術節水效果表
采用技術
減少泡田水量
減少需水量
減少滲漏量
綜合節水
實施面積
旱育秧技術
35~45%
15~30%
85~95%
40~65%
30%
秸稈覆蓋技術
/
15~25%
20~35%
15~30%
15%
薄膜覆蓋及“強化大三圍”技術
20~35%
30~50%
50~65%
30~50%
35%
備注:1、本表根據省內外相關試驗資料總結而得。
2、表中減少水量是相對常規灌溉而言,本次計算綜合節水效果取中值。
3、實施面積為占播種面積的百分數。
表2示范區水稻節水灌溉制度參數表(秸桿覆蓋)
5下
6上
6中
6下
7上
7中
7下
8上
8中
8下
作物系數
0.81
0.98
1.05
1.09
1.24
1.28
1.24
1.35
1.26
1.17
滲漏量(mm/d)
1.48
1.44
0.00
1.44
1.96
1.96
1.96
1.77
0.00
0.00
初始水層(mm)
40.00
降雨深蓄限(mm)
40.00
70.00
0.00
90.00
90.00
90.00
80.00
50.00
0.00
0.00
適宜灌溉水層上限(mm)
35.00
50.00
0.00
60.00
60.00
60.00
50.00
30.00
0.00
0.00
適宜灌溉水層下限(mm)
5.00
20.00
0.00
20.00
20.00
20.00
20.00
5.00
0.00
0.00
表3示范區水稻節水灌溉制度參數表(薄膜覆蓋與強化大三圍)
5下
6上
6中
6下
7上
7中
7下
8上
8中
8下
作物系數
0.58
0.70
0.90
0.93
0.93
1.12
1.09
1.05
1.12
1.04
滲漏量(mm/d)
0.74
0.72
0.72
0.72
0.98
0.98
0.98
0.89
0.00
0.00
初始水層(mm)
15.00
降雨深蓄限(mm)
20.00
35.00
35.00
45.00
45.00
45.00
40.00
25.00
0.00
0.00
適宜灌溉水層上限(mm)
18.00
25.00
25.00
30.00
30.00
30.00
25.00
15.00
0.00
0.00
適宜灌溉水層下限(mm)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
表4示范區水稻節水灌溉制度表(秸桿覆蓋)(P=75%)單位:m3/畝
5下
6上
6中
6下-7中
7下
8上
8中-8下
本田全生育期
(凈灌溉定額)
全生育期
(凈灌溉定額)
灌水量
21
47
27
20
33
148
266
灌水次數
1
1
1
1
2
6
表5示范區水稻節水灌溉制度表(薄膜覆蓋與強化大三圍)(P=75%)單位:m3/畝
5下
6上
6中
6下-7中
7下
8上
8中-8下
本田全生育期(凈灌溉定額)
全生育期
(凈灌溉定額)
灌水量
17
40
20
77
195
灌水次數
1
2
1
4
4結論
采用本設計方法得到的灌溉制度和和示范區試驗數據基本吻合。本設計方法不限制于南方季節性缺水灌區,可在全國普遍采用。但由于節水灌溉情況下作物需水量尚需進一步研究,節水措施又非常多,節水灌溉制度設計涉及到大量的參數,目前尚缺乏充分的試驗數據驗證某些參數選用的合理性,本設計方法需要進一步完善。
參考文獻
節水灌溉論文范文3
關鍵詞:美國加州農業節水灌溉
1美國加州節水灌溉的主要技術措施
加州農業發達而水資源相對貧乏,為解決這一矛盾,加州采取了各種節水工程技術措施,可以說世界先進節水灌溉技術在加州都得到了較好應用。以下就加州節水灌溉的一些主要措施作一介紹。
1.1地面灌水技術
地面灌水技術在美國農業灌溉中占主導地位,60%以上的農業灌溉采用這種灌水技術,其方法主要有溝灌、畦灌。美國的溝灌與畦灌是經過技術改良的,它融合著現代最新技術成果與科研成就,所以傳統的灌溉方法在美國仍然具有較高的科技含量。
(1)溝灌。溝灌是美國地面灌溉的主體,約占地面灌溉的70%以上,主要應用于果樹和棉花、花生、蔬菜等行棵型種植作物。對果樹而言,根據行距的不同,一般兩行果樹之間開3~5個灌水溝,大田作物則根據其種植特點布置灌水溝。與溝灌相配套的灌水器材主要有:①多口門給水栓,這種給水栓露出地面30~40cm,給水栓周圍均勻設置若干個小閘門出水口,每個出水口出水量不大,分別對應一個灌水溝,這種給水栓最多設有8個口門,同時可給8條灌水溝灌水。②多出口輸水管,這種管多是鋁合金管,在鋁合金管上與灌水溝的間距對等布設小閘門,每個小閘門對應一個灌水溝,灌溉時可根據供水量或需要,開啟一個或多個口門進行灌溉,亦可進行輪灌。這種管屬地面移動管,作物耕種時收起來,種植完后將管擺放在地頭,直至收割期。③虹吸管,這種管就是普遍的橡膠管或軟塑料管。水是通過防滲渠道送到田間,通過節制閘將水位提高,使水位高出田面,利用虹吸原理,一溝一管將水送到田間。④脈沖溝灌發生器。水流通過管道時,脈沖發生器根據指令,左右放水,水流流量一般較大,在灌水溝中快速向前推進,間隔一段時間后,再進行第二次、第三次沖灌,直至達到灌水要求,利用這一技術較常規溝灌可節水25%~30%,畦長也可增加。⑤尾水利用技術,由于流量較大時,溝灌水流向前推進的速度很快,短時間內就可灌到地頭,而這時田間灌水量還沒達到灌水要求,為此要持續一段時間,這樣水就會源源不斷從地頭流出,為利用這些尾水,美國因此而采取尾水回收利用技術,就是在地頭挖一集水溝,把尾水收集起來,利用低揚程泵重新將水送進管道,循環利用。
(2)畦灌。在美國畦灌主要應用于大田密植作物如小麥等,畦寬度10m左右,畦長200m左右,灌溉時采取大流量快速推進方式,每一畦配套一個給水栓,一次灌一畦,畦田規格根據農場、作物、水源情況確定,同時畦田都經過嚴格的激光平整。因此,美國的畦灌還是相當省水的。這種灌水方式,主要分布在水源相對豐富的河流兩岸,或地下水豐富的地區。
美國的地面灌水技術無論是溝灌或畦灌,其田間大部分都是采用管道輸水,水通過管道直送溝、畦,即使在自流灌區也是如此,因此,輸水過程的水損失相當少。田間通過激光平整、脈沖灌水、尾水回收利用等技術,灌水均勻度很高,水流均勻入滲,從而提高灌水效率。輸水防滲、田間改造加之相應的配套設備,構成美國地面灌溉節水的三個核心內容。
1.2噴灌
美國的噴灌形式多種多樣,時針式、滾移式、平移式、卷盤式、支架式都有。支架式從微噴、小噴灌到噴灌呈系列化。滾移式、時針式、平移式、卷盤式與世界各地的形式沒有大的區別,使用范圍上有所側重,草皮養植場以平移式為主,大田作物則多用時針式、平移式或卷盤式。
支架式噴灌即固定式或半固定式噴灌,固定式噴灌與我們常說的概念一致,就是常年不動,從支架到噴頭常年放置野外,這種固定式與相應的耕作機構相配套,不會對耕作造成影響。在畦灌支撐桿與輸水管道的聯接上,以及噴頭管材、管件設計上,美國都有獨到之處。半固定式與我們習慣概念不完全一樣,準確的稱謂應為“季節性固定噴灌”。就是耕種時收起來,耕種結束后再放置到田間,直到收割期。小噴灌在美國隨處可見,主要用于低矮密植作物,如蔬菜、草莓等。小噴灌是介于微灌和噴灌之間的一種形式,投資省、適用性強。微灌在美國主要用于果樹和環境綠化。
1.3滴灌
滴灌也是美國應用較多的一種節水灌溉技術,主要應用于葡萄。葡萄園采用的都是滴灌技術,滴灌可提高葡萄產量、改善葡萄品質,從而進一步提高葡萄酒的品質,所以滴灌技術倍受農場主和葡萄酒商的青睞。針對滴灌技術易堵塞的弱點,美國對水質過濾處理極其嚴格,一般采取3~4級過濾。壓力可補償式滴頭的研制與應用是滴灌在美國能得以快速發展的一個主要原因。
1.4浸潤灌溉
在我國稱這項技術為小管出流灌溉,早在1993年山東省新泰市在北京農業大學劉嬰谷教授指導下,率先在全國進行研究與試點工作,發展面積達1333萬hm2以上。但是由于受灌溉質量所限,這項技術發展速度不快。美國同樣如此,但其具有雄厚經濟實力,使其在浸潤材料研制與應用上,有長足發展,因而使這一技術展現了較好前景。
2幾點啟示
(1)總體上看,美國農業灌溉的節水主要是針對輸水、灌水、田間三個環節,地面灌溉特別強調通過提高田間入滲均勻度,實現節水,同時做到輸水管道化。美國從60年展管道輸水灌溉,我國80年代初期開始,目前僅山東省管道灌溉面積達173萬hm2以上。長期以來,我國田間改造推行長畦改短畦,寬畦改窄畦。在經濟條件較好的地方,自80年代以來大力發展噴灌、微灌技術,還結合自身特點強化渠道防滲,并不斷完善有關政策,以實現節水灌溉的硬措施與軟措施的有機結合。
(2)必須下大力氣提高農業灌溉的科技含量。我國的灌溉水平與美國相比還有相當大的差距,比如地面平整,美國用激光控制平整,而且一茬作物一平整,而我國用目測,好一點的用水準儀控制平整,且多年不整一次。再如灌溉適宜時間的選擇,我國大多憑經驗,而美國是通過精密儀器選擇灌水時機,張力計、葉面濕度測定儀等被廣泛采用。近幾年,美國將原本用于軍事的測量系統,稱之為TDR技術,應用于墑情測報,效果非常好。另外還有一些農場主通過微機中心進行操作,幾百英畝的農場灌溉,在一間屋里就可控制完成。
節水灌溉論文范文4
關鍵詞:節水;灌溉;技術;工程模式
現在我國采用過的和正在研究或推廣使用的節水灌溉技術有數十種之多。各種技術都各有利弊,各有不同的適用條件。只不過有些技術成熟一些,有些技術還有待進一步研究,有些技術優點更多些,適用范圍更廣些,而有些技術稍遜而已。
節水灌溉技術大致可分為灌水方法、輸水方法、灌溉制度和田間輔助措施等四大類別。
一、灌溉技術
節水灌水方法:灌水方法即田間配水方法,就是如何將已送到田頭的灌溉水均勻地分布到作物根系活動層中去。按灌溉水是通過何種途徑進入根系活動層,灌水方法可分為地面灌溉、噴灌,微灌和地下灌溉。
(一)地面灌溉地面灌溉是最傳統的灌水方法,一般說來它是作為比較是否節水的基點。但是地面灌溉技術也在不斷發展不斷完善,所以最近也有許多比傳統地面灌溉技術更節水的方法。
1灌水技術要素的優化灌水技術要素指溝、畦規格、入畦(溝)流量,改水成數。這些灌水技術要素的合理的組合就會得到節水的效果,一般經驗表明對溝灌和畦灌采用較小的畦、溝尺寸,就可以大大提高灌溉均勻度和灌水斂率.即常說的小畦短溝畦。至于溝畦尺寸多大為宜,則因不同地形與土質而異,各地要通過試驗來確定。
2新的淘畦灌水工具傳統的溝畦灌水是用人工從配水渠開口放水入溝畦,這樣既不準確又不方便,而且常因放水口滲漏造成水的田間損失.國外早巳采用虹吸管(用于明渠輸水的情況)或閘門孔管(用于管道輸水的情況)放水,但這種方法造價較高,在我縣很少使用。我們也做了一些試驗,證明可提高田間水利用率5%~10%。
3尾水回收系統在土壤入滲速度較小時,每條溝的人流量大一些容易灌得均勻一些,但是往往使得水已流到溝尾時,溝首還沒有灌夠,這樣就不可避免地造成溝尾泄水,如將泄水排掉就會浪費灌溉用水.如果此時在溝尾安裝集水系統把泄水收集起來用于更低地塊的灌溉,或用水泵抽到高處重新灌溉。這也是一種節水的措施。但我縣目前還很少采用。
4膜上灌(叉稱膜孔灌)在地膜上做成溝狀,水就在膜上流動,到作物長出孔處才滲入土地,這樣灌水效率高,一般可節水25%~35%。增產15%~20%,又不要專門的設施。
(二)噴灌式灌溉噴灌技術是利用專門德設備將水加壓或是利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間,再經噴頭噴射道空中散成細小德水珠均勻的灑在農田上。適合灌溉所有的旱作物,糧食、蔬菜等。適用于氣候溫暖的平原和山丘。也適用噴灑農藥,但在北方很少使用。一是北方土地少,而是造價高。現在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統的形式很多,其優缺點也就有很大差別。
(三)滴灌這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近,水由滴頭慢慢滴出,是一種精密的灌溉方法,只有需要水的地方才灌水,可真正做到只灌作物而不是灌土地。這種方法也多在南方和大面積土地上使用。此法可長時間使作物根區的水分處于最優狀態,因此既省水又增產,我國現有面積34萬公頃,但其最大缺點就是滴頭出流孔口小,流速低,因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理。
1固定式地面滴灌一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(千、支管一般埋在地下),整個灌水季節都不移動,毛管用量大,造價與固定式噴灌相近,其優點是節省勞力,由于布置在地面,施工簡單而且便于發現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等),但是毛管直接受太陽曝曬.老化快,而且對其他農業操作有影響,還容易受到人為的破壞。
2半固定式地面滴灌為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間,而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50%~70%。這樣就增加了移動毛管的勞力,而且易于損壞。
3膜下灌在地膜裁培作物的田塊,將滴灌毛管布置在地膜下面,這樣可充分發揮滴灌的優點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難,而且還大大減少地面無效蒸發。
二、節水灌溉工程技術模式
為大規模發展節水灌溉技術,各地結合自身的特點均采用了不同的節水灌溉工程技術模式。為了使這些模式更加完善,下面介紹幾種有代表性的節水灌溉工程技術模式。
(一)、城郊設施農業節水高效工程技術模式
設施農業栽培也稱保護地栽培,是利用日光溫室、塑料棚等保護設施,人為地創造適于作物生長發育的環境條件。從而達到優質、高產、高效。其生產對象是高附加值的供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。
郊區是發展設施農業節水高效工程技術最理想的地區,在這些地區滴灌技術為最常用的節水灌溉技術。這種工程技術模式一般包括:水源工程、日光溫室(或塑膜大棚)、灌溉首部樞紐(水泵、控制設備、施肥設備).輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管(帶)、涌水器,還可結合覆膜進行膜下灌溉。
設施農業節水灌溉工程技術裝備應立足于國內。尤其在現階段,應在吸收國內外先進技術的基礎上,大力發展適合當地的設施農業裝備。在設施農業用的節水灌溉設備方面,應重點解決適合普通溫室應用的成套微灌設備的材料配方、生產工藝問題,降低銷售價格、提高可靠性和耐久性。為最大限度發揮微灌設備在設施農業應用中的優勢,應花大力氣解決利用微灌設備施肥的技術落后和裝備不過關的問題,研究生產適合設施農業各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料,使灌溉時能做到水肥同步,發揮最大的水肥綜合效益。
(二)、純井灌區生態農業節水灌溉工程技術模式
目前,純井灌區大多存在地下水位逐年下降,生態環境惡化的問題。在這類灌區,減少灌溉用水量的主要目的應是改善水環境,恢復生態平衡,維護農業生產的可持續發展。因此.在灌區內的作物灌溉用水量,應按生態要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下,當前這類灌區大多數已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法,一是減少灌溉面積,在余下的灌溉面積上,仍采用追求最高單產的傳統充分灌溉方法,其他面積則發展“雨養農業”,二是仍維持原來的灌溉面積,對作物灌溉則采取非充分灌溉方法,即在水分對作物產量形成的最敏感時期實行充分供水,而在其他時期實行少供水甚至不供水,不追求作物單產最高,而追求總產最高。在高效節水灌溉技術方面,一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉,對經濟作物可采用微灌。
(三)、水庫灌區自壓管道輸水灌溉工程技術模式
在各水庫周邊灌溉水源緊缺,農業生產水平高的灌區,采用自壓管道輸水灌溉工程技術是一種較理想的模式。其重點是解決規劃設計和田間用水管理的技術問題。另外,還有諸如管材選用、施工技術、渠管聯接、防淤積等一些技術問題需要解決。
節水灌溉論文范文5
一、低壓管道輸水灌溉:又稱管道輸水灌溉,是通過機泵(或利用天然水頭)和管道系統直接將低壓水引入田間進行灌溉的方法。這種利用管道代替渠道進行輸水灌溉的技術,避免了輸水過程中水的蒸發和滲漏損失,節省了渠道占地,能克服地形變化的不利影響,省工省力,一般可節水30%,增產20%,省地5%,且投資不大,普遍適用于我國北方井灌區。
二、噴灌:俗稱人工降雨,是利用專門設備將水噴射到空中分散成細小的水滴,形成類似下雨效果的一種灌溉方法。噴灌受地形條件的限制小,在砂土或地形坡度達到5%等地面灌溉有困難的地方都可以采用,一般能增產15%,節水40%,提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7%。但噴灌受風力影響大,且容易產生蒸發損失,不適宜空氣特別干旱、風力較大的地區。由于噴灌設備投資較高,目前多用在水資源缺乏的經濟較發達地區。
三、微灌:是利用專用設備將有壓水輸送分配到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌溉技術。微灌是目前節水、增產、優質效果最好的一種節水灌溉技術,但由于其投資較高,目前僅限于經濟作物中使用。微灌通常分為滴灌、微噴灌、小管出流灌和滲灌四種形式。
1.滴灌:是利用滴頭(滴灌帶)將壓力水以水滴狀或連續細流狀濕潤土壤進行灌溉的方法。常見滴頭有孔口滴頭、發絲管滴頭、內鑲式滴灌管、雙上孔滴灌帶、迷宮式滴灌帶等。滴灌主要用在果園、花卉、保護地栽培中。
2.微噴灌:是利用微噴頭將壓力水以噴灑狀濕潤土壤進行灌溉的方法。常見微噴頭有固定式微噴頭、旋轉式微噴頭、多孔式微噴帶、脈沖式微噴頭等。微噴灌主要用在果樹、花卉、園林、草地、保護地栽培中。
3.小管出流灌溉:是利用直徑ф4毫米的塑料管作為灌水器,以細流狀濕潤土壤進行灌溉的方法。這種方式投資較低,主要用于果樹的節水灌溉。
4.滲灌:是利用一種特制的滲灌毛管埋入地表以下30-40厘米,壓力水通過滲水毛管管壁的毛細孔以滲流形式濕潤周圍土壤的灌溉方法。
四、改進溝畦灌溉:對傳統的溝灌和畦面灌溉適當改進,能節水10%-20%,增產10%-15%。基本原則是平整土地,加大灌水流量,將長溝、大畦改為較短溝、小畦,并采用合適的流量和引水時間進行灌溉。適宜溝灌的地面坡度為0.003-0.008,灌水溝長度不大于100米,寬度0.3米-0.8米,入溝流量控制在0.5升-3升/秒。畦灌要求地面平整,適宜的地面坡度為0.001-0.003,自流灌區取畦長50米-75米、井灌區25米-40米,畦的寬度不大于3米,并與農機具作業要求相適宜,入畦單寬流量(每米畦寬的流量)3升-6升/秒·米。
五、膜上灌:又稱膜孔灌,是在地膜栽培的基礎上,利用膜上行水,通過放苗孔和專用灌水孔向作物供水的灌溉方法,可節水25%-35%,增產15%-20%。采用該技術需要平整土地,田塊長度不超過75米,寬度不大于3米,覆膜后在膜兩側筑起畦梗,并把地膜兩邊翹起埋入畦便中,將水完全約束在膜上流動,完全通過膜孔灌水。單定流量控制在0.3升-0.6升/秒·米,每次畝灌水量10方-40方。
節水灌溉論文范文6
【關鍵詞】農業;節水灌溉;問題與對策
引文
在新疆吐魯番地區,農業項目發展的速度相對比較緩慢,特別期待能夠擁有高效的節水灌溉技術來促進當地的經濟水平發展,使當地人民的生活能夠得到一定的改善。
1.地區農業用水現狀
針對新疆吐魯番地區的農業用水灌溉的現狀問題,可以從兩個方面來分析,其中比較有利的一方面是當地的水資源可以循環利用,這對進一步開展灌溉技術提供便利的因素,而且對于灌溉技術的控制能力較好,適合節水灌溉工程的進一步開發,相對來說不利的農業用水情況還是因為水資源的不足,蒸發水平較高所造成的,而且相應的灌溉技術比較老舊,不能夠很好地體現對水資源的合理利用,這也都是當前地區政府所面臨的重要研究課題,假如不能夠改善當地的用水情況,那么將會使本來就非常短缺的水資源變得更加珍貴,可利用的水資源將會變得更少,很多的農業灌溉項目將無法進行并實施下去,從當地的灌溉設備的破舊程度來看,必須要加大政府投資力度,對設備進行翻新維修,才能夠使當地的用水灌溉項目從本質上得到改善。
2.地區灌溉技術發展中存在的問題
2.1缺乏政府扶持
有關農業節水灌溉項目的開展,國家方面相關的政策一直都有的,新疆維吾爾自治區也推出了農業節水灌溉工程項目開展的優惠政策,但是整個吐魯番地區的節水灌溉工程都缺少整體科學規劃性,缺少相應的制度保障體系,尤其是從國家法律層面上來看,是沒有關于節水灌溉工程的相關的具體法律條文的,當地人民并不知道到底應該怎樣去發展節水灌溉項目,對于工程的用水量,用水效率以及水資源功能限制方面都沒有相應地進行規定,政策法律的缺失,是節水灌溉工程缺少保障的關鍵問題。
2.2缺乏資金投入
吐魯番地區在節水灌溉工程項目實施中是缺乏一定的資金投入的,究其原因是因為當地的信貸業務水平不高,安全性較低,從而導致了當地農業節水灌溉工程項目難以持續地開展下去,由于地區的經濟發展水平不高,對于該項目的開發可以說是有心無力的,政府本身是想發展好節水灌溉項目的,但是政府沒有辦法拿出更多的資金來投入到節水灌溉項目的開發中,雖然當地人民都在積極地籌備資金,但是面對龐大的資金需求量來說還是杯水車薪的,由于缺少資金的進一步投入,使得地區的節水灌溉項目的發展舉步維艱。
2.3沒有相應的管理措施
在吐魯番地區節水灌溉工程的具體實施中,相應的管理制度也是缺失的,對于節水技術和灌溉技術的管理意識不強,這也許是和缺少政府資金投入和政策支持有關,對于工程項目的實施過程缺乏相應的管理人員,這個時候的節水灌溉工程是沒有專業人士進行看管的,這就造成了有些人會對節水灌溉設施進行破壞,盜竊機械設備賣錢,從而使得當地的節水灌溉工程難以開展并進行下去。
2.4水資源的有效利用率低
理論上來講,農業灌溉工程的需水量一直都是比較大的,然而由于受到地區的經濟發展水平所限制,當地的節水技術是比較差的,因此灌溉工程的開展會浪費大量的資金和水資源,而且從實際的農業發展狀況來看,這種低水平的灌溉技術灌溉效果也不是很好,很多的水份都會在灌溉中流失,所以真正能被農業吸收的水資源并不多,所以在傳統灌溉方式中水資源的利用率水平是比較低的。
3.地區實施高效節水灌溉的相關對策
3.1加強政府扶持力度
要想高效地開展并實施節水灌溉工程項目,首先政府部門必須要意識到這一地區開發節水灌溉工程的重要意義,這項利民工程項目的大力開展,始終都是離不開政府部門的扶持的,此時國家需要做的就是要盡快出臺一些有關節水灌溉工程的政策,進而從法律層面上健全節水灌溉工程的實施體系,從政策法律上來保障當地節水灌溉項目能夠順利地開展,可以健全相應的財政補貼體系,通過降低稅款等方式,盡可能地建立健全的一套工程體系,使之能夠在規范性的實施管理制度下正常運行。
3.2加大融資項目資金投入
除了信貸業務的開展可以獲得資金以外,為了獲得可以實施高效節水灌溉工程的項目資金還可以大力開展融資發展戰略,吸引社會各界企業和人才投入資金到這一地區的節水灌溉項目當中,相應地健全融資擔保機制,提高對項目資金的使用率水平,同時還要積極開展招商引資項目,也就是說要擴大融資范圍,為節水灌溉工程的開展獲得資金支持,加大對節水技術、灌溉技術開發的項目投入,提高銀行的貸款業務范圍,大力支持當地農牧民投入資金到工程項目的建設當中。
3.3加大節水灌溉管理力度
為了更好地實施節水灌溉工程,必須要加大對該項工程項目管理的力度,加強對整套系統的管理假設水平,比如說可以對工程項目的管理人員進行定期培訓,通過專家講座的方式來加強管理人員的專業知識水平以及技術操作能力。同時還要加大力度構建整個地區范圍內的節水灌溉管理體系,對每項工程實施時所需要的用水量等進行規定,改進傳統灌溉方式中不合理的管理體系,調整好灌溉系統的整體結構體系,從而不斷地改變節水灌溉技術當中的用水方式和利用率,加強對水資源的合理利用,需要注意的是,在管理節水灌溉系統的過程中,一定要注意好環境污染問題,必須要盡可能地去避免由于錯誤的灌溉方式對環境造成的影響,也不要影響到當地人民的正常生活用水水平。
3.4加強灌溉渠道的防滲節水技術
在加強對水資源的合理利用時,需要健全相應的渠道防滲透技術,盡量避免水資源在運輸灌溉過程中的水分流失,尤其是要減少渠道兩側的滲透性,在防滲渠道的建設中,可以使用混凝土襯砌的技術來進行,并且在渠道的外側面還可以增添一層塑料的保護膜,采用了防滲透的渠道灌溉模式以后,大大提高了節水效率水平,還能夠加快水資源的運輸速度,因此,通過混交混凝土防滲結婚隨技術項目實施以后,將整個地區的節水灌溉水平利用率提升了70%以上,并且得到了廣泛性的應用和實施。
4.結論
綜上所述,吐魯番地區的節水灌溉工程項目的開展離不開社會各界的支持與鼓勵,這項工程的實施與開發是當地農業發展的關鍵,同時也是吐魯番人民心之所向,針對當前灌溉技術中所存在的問題,相應地提出了一些解決對策,希望有關政府部門能夠認識到節水灌溉的重要性,并且加大政府投資力度,擴大招商引資范圍,同時還要加強對節水灌溉工程項目管理,開發并創新防滲節水的新技術,提高該工程項目的整體發展水平,使吐魯番地區的農業發展水平得到提升。
參考文獻:
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