论文部分内容阅读
[摘 要]发展节水型农业行之有效的节水技术有渠道防渗、低压管道输水、微灌技术等。这些节水技术无疑均是重要的和必需的,这对缓解我国水资源供需矛盾将起到很大作用。因此,我国必须须加大田间工程的建设力度,大力研究和推广节水灌水技术。本文介绍了农田水利建设中的渠道防渗、低压管道输水、微灌技术3种节水灌溉技术。
[关键词]农田水利 节水灌溉 灌溉技术
中图分类号:F239.63 文献标识码:F 文章编号:1009―914X(2013)34―0449―01
前言
农业灌溉用水是用水大户。节水灌溉是在充分利用天然降水满足作物对水的需求,尽量少用或不用人工灌溉补水的前提下,优化调配开发利用各种可利用于灌溉的水资源,减少田间输水过程中损失和田间灌水过程中的损失,提高灌溉水效率。节水灌溉不仅是农业现代化必不可少的组成部分,而且对缓解日益紧张的用水矛盾有着极其重要的战略意义。节水灌溉技术措施包括以下几种:(1)输水系统节水。主要是采取渠道防渗、低压管道输水等减少水的无效损耗;(2)田间节水技术。主要是雨水集流、地面灌溉技术改进和提高(如沟灌、畦灌、波涌灌、膜上灌等)、喷灌、微灌、滴灌以及化学、农学、生物学等保水技术;(3)水源优化调配。其中包括灌溉预报、灌区水量调配、节水灌溉制度(灌水定额、灌水次数、灌水时间、灌关键水等)、劣质水和污水的利用。下面就为大家介绍几种重要的节水灌溉技术。
一、渠道防渗技术
渠道防渗工程措施具有减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源的作用,主要包括以下方面:
1、土料防渗
土料防渗是指以粘土粘砂混合土灰土三合土和四合土等为材料的防渗工程措施,土料防渗具有就地取材料源丰富技术简单施工方便造价低投资少等优点。我国很早就有采用土料防渗的记载,土料防渗的缺点是冲淤流速难于控制抗冻性较差维修养护工程量大,随着渠道防渗工程技术的发展,各种防渗新材料和新技术的应用,传统的土料防渗措施正在逐年减少。
2、砌石防渗
砌石防渗具有就地取材、施工简单、抗冲、抗磨、耐久等优点。石料有卵石、块石、条石、石板等,砌筑方法有千砌和浆砌两种。水泥土为土料水泥和水拌合而成的材料其主要靠水泥与土料的胶结与硬化达到防渗作用,水泥土中的土料占89%——90%,因此材料来源丰富造价较低施工较容易。缺点是早期强度低抗冻性较差,仅适用于南方温和气候的无冻害地区,水泥土防渗因施工方法的不同分为干硬性和塑性两种。
3、混凝土衬砌防渗
混凝土衬砌广泛采用板形结构,其截面形式有矩形、楔形、肋形、槽形等。矩形板适用于无冻胀地区的渠道;楔形板和肋形板适用于有冻胀地区的渠道;槽形板用于小型渠道的预制安装。大型渠道多采用现场浇筑。现场整体浇筑的u形槽具有水力性能好、断面小、占地少、整体稳定性好等优点,适用于无冻胀或弱冻胀地区的中小型渠道。在强冻胀地区,u形槽在不均匀冻胀力作用下易整体上移和产生裂缝,不宜采用。混凝土衬砌层在施工时要预留伸缩缝,以适应温度变化、冻胀、基础不均匀沉陷等原因所引起的变形。纵向缝一般设在边坡与渠底连接处,当当渠底宽度超过6~8m时,可在渠底中部另加纵缝。渠道边坡上一般不设纵向伸缩缝。伸缩缝宽度一般为1~4cm,缝中填料可采用沥青混合物、聚氯乙烯胶泥和沥青油毡板等。
4、塑料薄膜防渗
在渠床上铺设塑料薄膜可以有效地防止渠道渗漏,这种防渗措施具有重量轻、运输方便、施工简单、造价低、耐腐蚀、防渗效果好等优点。一般都采用埋藏式,保护层可用素土夯实或加铺防冲材料,总厚度应不小于30mm。在寒冷地区,冻土深度较大,保护层厚度常取冻土深度的1/3—1/2。
5、新型保温复合材料技术
在渠道保温材料方面我国以往采用珍珠岩膨胀石至石岩棉等加入水泥石膏等胶结材料制成各种形式的保温制品 近年来国内外应用高分子聚合物来制造保温材料如聚苯乙烯泡沫塑料板今后应通过改善聚苯板成分结构和工艺研制渠道防冻胀专用的新型复合聚苯板。
除以上防渗措施外,还有在砂土或砂壤土中掺入水泥,铺筑成水泥土衬砌层的;也有在渠水中拌人细粒粘土,淤填砂质土渠床的土壤孔隙,减少渠床渗漏的人工挂淤防渗;还有在渠床土壤中掺人食盐、水玻璃以及含大量有机质的胶体溶液,减小土壤渗透能力的化学防渗方法等。
二、低压管道灌溉技术
管道输水灌溉是以管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式,水由分水设施输送到田间。直接由管道分水口分水进人田问沟输水进入田间沟、畦。管道输水有多种使用范围,大中型灌区可以采用明渠水与管道有压输水相结合,有专门为喷灌供水的压力输水管道,还有为田间沟畦灌的低压管道输水。它具有省水、节能、节地、宜管理、省工省时等优点,它与渠道想比,可使渠系水利用系数提高92%-95%,可使单位面积毛灌水定额减少30%左右,节约能耗25%以上,节地2%左右,同时可缩短轮灌周期,扩大灌溉面积,具有显著的社会效益和经济效益。
1、水源与取水
管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等。水质应符合《农田灌溉用水标准》,且不含有大量杂草、泥沙等杂物。井灌区的取水工程应根据用水量和扬程大小,选择适宜的水泵和配套动力机、压力表及水表,并建有管理房。自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应改进水闸、分水闸、拦污栅及泵房等配套建筑物。
2、輸水配水管网系统
输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。在面积较大灌区,管网可由干管、分干管、支管和分支管等多级管道组成。
3、田间灌水系统
田间灌水系统指出水口以下的田间部分,它仍属地面灌水,因而应采取地面节水灌溉技术,达到灌水均匀并减小灌水定额的目的。 三、微灌技术
微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将水均匀地喷洒到作物枝叶等区域的灌水形式,隶属于微灌范畴。微喷灌的工作压力低,流量小,既可以定时定量的增加土壤水分,又能提高空气湿度,调节局部小气候,微喷灌广泛应用于蔬菜、花卉、果园、药材种植场所,以及扦插育苗、饲养场所等区域的加湿降温。
1、滴灌
滴灌是利用安装在末级管道(称为毛管)上的滴头,或与毛管制作成一体的滴灌带(或滴灌管)将压力水以水滴状湿润土壤,在灌水器流量较大时,形成连续细小水流湿润土壤。通常将毛管和灌水器放在地面,也可以把毛管和灌水器埋入地面以下30cm左右。前者称为地表滴灌,后者称为地下滴灌。滴灌灌水器的流量通常为1.14~10L/h。
2、微喷灌
微喷灌是利用直接安装在毛管上或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤。微喷头有固定式和旋转式两种。前者喷射范围小,水滴小;后者喷射范围较大,水滴也大些,故安装的间距也比较大。微喷头的流量通常为20~250L/h。另外还有微喷带也属于微喷灌系列,微喷带又称多孔管、喷水带,是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔,进行微喷灌的设备。
3、小管出流
小管出流是利用Φ4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,以细流(射流)状局部湿润作物附近的土壤,小管出流的流量常为40~250L/h。对于高大果树通常围绕树干修一渗水小沟,以分散水流,均匀湿润果树周围土壤。在国内,为增加毛管的铺设长度,减少毛管首末端流量的不均匀,通常在小塑料管上安装稳流器,以保证每个灌水器流量的均匀性。
4、渗灌
渗灌是利用一种特别的渗水毛管埋入地表以下30cm左右,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流的形式湿润其周围土壤。由于渗灌能减少土壤表面蒸发,从技术上来讲,是用水量很省的一种微灌技术,但目前使用起来,渗灌管常埋于地下,由于作物根系有向水性,渗灌管经常遭受堵塞问题困扰。渗灌管的流量常为2~3L/(h·m)。
参考文献
[1] 张铁成.浅析我国农业节水灌溉技术应用及发展趋势[J].经济与社会,2012(12).
[2] 肖阿东.现代农业节水灌溉技术探析[J].农林畜产,2008(09).
[3] 文玉霞 灌溉渠道防渗透衬砌措施[J].甘肅农业,2006(5).
[4] 吴玉柏.黄俊友等.几种新型防渗渠道防渗效果的测试[J].灌溉排水,2012,21(4).
[关键词]农田水利 节水灌溉 灌溉技术
中图分类号:F239.63 文献标识码:F 文章编号:1009―914X(2013)34―0449―01
前言
农业灌溉用水是用水大户。节水灌溉是在充分利用天然降水满足作物对水的需求,尽量少用或不用人工灌溉补水的前提下,优化调配开发利用各种可利用于灌溉的水资源,减少田间输水过程中损失和田间灌水过程中的损失,提高灌溉水效率。节水灌溉不仅是农业现代化必不可少的组成部分,而且对缓解日益紧张的用水矛盾有着极其重要的战略意义。节水灌溉技术措施包括以下几种:(1)输水系统节水。主要是采取渠道防渗、低压管道输水等减少水的无效损耗;(2)田间节水技术。主要是雨水集流、地面灌溉技术改进和提高(如沟灌、畦灌、波涌灌、膜上灌等)、喷灌、微灌、滴灌以及化学、农学、生物学等保水技术;(3)水源优化调配。其中包括灌溉预报、灌区水量调配、节水灌溉制度(灌水定额、灌水次数、灌水时间、灌关键水等)、劣质水和污水的利用。下面就为大家介绍几种重要的节水灌溉技术。
一、渠道防渗技术
渠道防渗工程措施具有减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源的作用,主要包括以下方面:
1、土料防渗
土料防渗是指以粘土粘砂混合土灰土三合土和四合土等为材料的防渗工程措施,土料防渗具有就地取材料源丰富技术简单施工方便造价低投资少等优点。我国很早就有采用土料防渗的记载,土料防渗的缺点是冲淤流速难于控制抗冻性较差维修养护工程量大,随着渠道防渗工程技术的发展,各种防渗新材料和新技术的应用,传统的土料防渗措施正在逐年减少。
2、砌石防渗
砌石防渗具有就地取材、施工简单、抗冲、抗磨、耐久等优点。石料有卵石、块石、条石、石板等,砌筑方法有千砌和浆砌两种。水泥土为土料水泥和水拌合而成的材料其主要靠水泥与土料的胶结与硬化达到防渗作用,水泥土中的土料占89%——90%,因此材料来源丰富造价较低施工较容易。缺点是早期强度低抗冻性较差,仅适用于南方温和气候的无冻害地区,水泥土防渗因施工方法的不同分为干硬性和塑性两种。
3、混凝土衬砌防渗
混凝土衬砌广泛采用板形结构,其截面形式有矩形、楔形、肋形、槽形等。矩形板适用于无冻胀地区的渠道;楔形板和肋形板适用于有冻胀地区的渠道;槽形板用于小型渠道的预制安装。大型渠道多采用现场浇筑。现场整体浇筑的u形槽具有水力性能好、断面小、占地少、整体稳定性好等优点,适用于无冻胀或弱冻胀地区的中小型渠道。在强冻胀地区,u形槽在不均匀冻胀力作用下易整体上移和产生裂缝,不宜采用。混凝土衬砌层在施工时要预留伸缩缝,以适应温度变化、冻胀、基础不均匀沉陷等原因所引起的变形。纵向缝一般设在边坡与渠底连接处,当当渠底宽度超过6~8m时,可在渠底中部另加纵缝。渠道边坡上一般不设纵向伸缩缝。伸缩缝宽度一般为1~4cm,缝中填料可采用沥青混合物、聚氯乙烯胶泥和沥青油毡板等。
4、塑料薄膜防渗
在渠床上铺设塑料薄膜可以有效地防止渠道渗漏,这种防渗措施具有重量轻、运输方便、施工简单、造价低、耐腐蚀、防渗效果好等优点。一般都采用埋藏式,保护层可用素土夯实或加铺防冲材料,总厚度应不小于30mm。在寒冷地区,冻土深度较大,保护层厚度常取冻土深度的1/3—1/2。
5、新型保温复合材料技术
在渠道保温材料方面我国以往采用珍珠岩膨胀石至石岩棉等加入水泥石膏等胶结材料制成各种形式的保温制品 近年来国内外应用高分子聚合物来制造保温材料如聚苯乙烯泡沫塑料板今后应通过改善聚苯板成分结构和工艺研制渠道防冻胀专用的新型复合聚苯板。
除以上防渗措施外,还有在砂土或砂壤土中掺入水泥,铺筑成水泥土衬砌层的;也有在渠水中拌人细粒粘土,淤填砂质土渠床的土壤孔隙,减少渠床渗漏的人工挂淤防渗;还有在渠床土壤中掺人食盐、水玻璃以及含大量有机质的胶体溶液,减小土壤渗透能力的化学防渗方法等。
二、低压管道灌溉技术
管道输水灌溉是以管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式,水由分水设施输送到田间。直接由管道分水口分水进人田问沟输水进入田间沟、畦。管道输水有多种使用范围,大中型灌区可以采用明渠水与管道有压输水相结合,有专门为喷灌供水的压力输水管道,还有为田间沟畦灌的低压管道输水。它具有省水、节能、节地、宜管理、省工省时等优点,它与渠道想比,可使渠系水利用系数提高92%-95%,可使单位面积毛灌水定额减少30%左右,节约能耗25%以上,节地2%左右,同时可缩短轮灌周期,扩大灌溉面积,具有显著的社会效益和经济效益。
1、水源与取水
管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等。水质应符合《农田灌溉用水标准》,且不含有大量杂草、泥沙等杂物。井灌区的取水工程应根据用水量和扬程大小,选择适宜的水泵和配套动力机、压力表及水表,并建有管理房。自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应改进水闸、分水闸、拦污栅及泵房等配套建筑物。
2、輸水配水管网系统
输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。在面积较大灌区,管网可由干管、分干管、支管和分支管等多级管道组成。
3、田间灌水系统
田间灌水系统指出水口以下的田间部分,它仍属地面灌水,因而应采取地面节水灌溉技术,达到灌水均匀并减小灌水定额的目的。 三、微灌技术
微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将水均匀地喷洒到作物枝叶等区域的灌水形式,隶属于微灌范畴。微喷灌的工作压力低,流量小,既可以定时定量的增加土壤水分,又能提高空气湿度,调节局部小气候,微喷灌广泛应用于蔬菜、花卉、果园、药材种植场所,以及扦插育苗、饲养场所等区域的加湿降温。
1、滴灌
滴灌是利用安装在末级管道(称为毛管)上的滴头,或与毛管制作成一体的滴灌带(或滴灌管)将压力水以水滴状湿润土壤,在灌水器流量较大时,形成连续细小水流湿润土壤。通常将毛管和灌水器放在地面,也可以把毛管和灌水器埋入地面以下30cm左右。前者称为地表滴灌,后者称为地下滴灌。滴灌灌水器的流量通常为1.14~10L/h。
2、微喷灌
微喷灌是利用直接安装在毛管上或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤。微喷头有固定式和旋转式两种。前者喷射范围小,水滴小;后者喷射范围较大,水滴也大些,故安装的间距也比较大。微喷头的流量通常为20~250L/h。另外还有微喷带也属于微喷灌系列,微喷带又称多孔管、喷水带,是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔,进行微喷灌的设备。
3、小管出流
小管出流是利用Φ4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,以细流(射流)状局部湿润作物附近的土壤,小管出流的流量常为40~250L/h。对于高大果树通常围绕树干修一渗水小沟,以分散水流,均匀湿润果树周围土壤。在国内,为增加毛管的铺设长度,减少毛管首末端流量的不均匀,通常在小塑料管上安装稳流器,以保证每个灌水器流量的均匀性。
4、渗灌
渗灌是利用一种特别的渗水毛管埋入地表以下30cm左右,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流的形式湿润其周围土壤。由于渗灌能减少土壤表面蒸发,从技术上来讲,是用水量很省的一种微灌技术,但目前使用起来,渗灌管常埋于地下,由于作物根系有向水性,渗灌管经常遭受堵塞问题困扰。渗灌管的流量常为2~3L/(h·m)。
参考文献
[1] 张铁成.浅析我国农业节水灌溉技术应用及发展趋势[J].经济与社会,2012(12).
[2] 肖阿东.现代农业节水灌溉技术探析[J].农林畜产,2008(09).
[3] 文玉霞 灌溉渠道防渗透衬砌措施[J].甘肅农业,2006(5).
[4] 吴玉柏.黄俊友等.几种新型防渗渠道防渗效果的测试[J].灌溉排水,2012,21(4).