滲灌 技術(shù)與設(shè)施 1.1滲灌技術(shù)的概念 滲灌是指灌最水以滴滲方式濕潤作物根系層,實(shí)現(xiàn)對作物灌溉。目前工程上的作法是將灌溉水通過低壓滲灌管管壁上的微孔(裂紋、發(fā)泡孔)由內(nèi)向外呈發(fā)汗?fàn)顫B出,隨即通過管壁周圍土壤顆粒,顆粒間孔隙的吸水作用向土體擴(kuò)散,給作物根系供水,一次連續(xù)性實(shí)現(xiàn)對作物灌溉的全過程。滲灌水進(jìn)人土壤后,僅濕潤作物根系層,地面沒有水分,故蒸發(fā)量更少,比其他灌水方式更為節(jié)水。 4.1.2國內(nèi)外滲灌技術(shù)研究概況 自19世紀(jì)60年代,德國就開始利用排水瓦管進(jìn)行地下灌溉試驗(yàn),管材是明接的短瓦昔,瓦管的間距5m,埋深0,8m,管上覆蓋0.3~0.5m厚的過濾層。試驗(yàn)證明,作物產(chǎn)量成倍增加。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行了20多年。1920年,德國在水流出流方面實(shí)現(xiàn)了突破,首次采用管道穿引技術(shù)把水流輸送到土壤中去。1923年,前蘇聯(lián)和法國也進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn),研究穿孔管系統(tǒng)的灌溉方法。1934年美國研究用帆布管滲水灌溉。1935年以后著重實(shí)驗(yàn)各種不同材料制成的孔管系統(tǒng),研究根據(jù)土壤水分的張力確定管道中流到土壤里的水量。此后,日本、英國、荷蘭等國也先后進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn),研究不同材料制成的孔管系統(tǒng),不同土壤水分滲流機(jī)理及作物的需水量。 20世紀(jì)中葉,塑料工業(yè)得到了長足的發(fā)展,一大批塑料管材蜂擁而出。由于各種塑料管易穿孔,易連接,價格低廉,以至今天,塑料管仍在滲灌管中占有相當(dāng)重要的地位,直到本世紀(jì)80年代的初期,美國才成功研制了專用的滲灌管,滲灌灌溉技術(shù)才真正實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。到目前為止,國外已研制成功以聚烯烴、廢橡膠輪胎等為原料的滲灌管。滲灌技術(shù)在美國、法國、澳大利亞、以色列等國家被廣泛應(yīng)用于溫室大棚、菜田、果園等。 我國早在晉朝,山西臨汾就出現(xiàn)了以家庭飲用水為水源的地下滲灌工程,隨后,河南濟(jì)源又出現(xiàn)了在土壤內(nèi)埋設(shè)由透水瓦片擬合而成的透水管道進(jìn)行滲灌。本世紀(jì)70年代以來,我國的河南、陜西、山西、江蘇等省和中國水利科學(xué)院、清華大學(xué)、山西省水利科學(xué)研究所等單位均開展了地下灌溉研究,地下灌 1/3頁 溉方法更加豐富,所用管材也愈來愈多,但遺憾的是,這些科研成果都沒有進(jìn)一步推廣使用。1991年山西省萬榮縣一位農(nóng)民,用塑料管打孔作為滲灌管埋人地下為0.667hm2果園灌溉,使用后,節(jié)水效果明顯,省工省時,蘋果單位個大, 6年5月,全地區(qū)建成經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。運(yùn)城行署地委積極扶持推廣,至199 滲灌控制面積7.06萬hm2,其中配套面積4萬hm2,使用面積1.67萬hm2。在干旱年份發(fā)揮了重要的作用: 雖然近幾年,我國好多科研單位、科技工作者作了大量的實(shí)驗(yàn)和研究,但進(jìn)展不大,主要表現(xiàn)在我國滲灌研究整體水平比較低,沒有自己獨(dú)立開發(fā)的滲灌管及配套設(shè)施;滲灌機(jī)理的研究及滲灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒有一套完善的辦法,更沒有一套綜合的評價體系;滲灌技術(shù)牽涉到工程給水、管網(wǎng)布設(shè)、滲灌管選型、非飽和土壤水二維流動機(jī)理等方面問題。另外,滲灌管埋設(shè)在作物根系層,天長日久,易產(chǎn)生堵塞,毛管在埋設(shè)時由于人為原因易形成打折、折斷等現(xiàn)象。漏水、跑水嚴(yán)重滲灌技術(shù)的特點(diǎn) 滲灌是低壓條件下,通過埋設(shè)在作物根系范圍內(nèi)的滲灌管,向作物根系層適時、適量灌水的灌溉方法,因?yàn)檫@種灌溉方法中灌溉水在作物根系層進(jìn)行,有效地降低了地表蒸發(fā)量,具有省工、省時、省水、增產(chǎn)、增收、便于管理及耕作等優(yōu)點(diǎn),特別適合于寬行距的行播作物灌溉。 (1)節(jié)水、節(jié)能、便于中耕滲灌時灌溉水僅濕潤作物根系層,地表土壤含水量很小,故地面蒸發(fā)量小,非常節(jié)水,同時滲灌管都在低壓條件下滲水(工作壓力在0,6~3MPa),灌溉水所需動力小,節(jié)省能源。實(shí)驗(yàn)證明,滲灌節(jié)水50%~80%,每公頃節(jié)水5700m3。以草莓為例,用明水灌溉每公頃年需水1600m3,用滲灌僅需水650m3,省水達(dá)59%。種植其他作物都有不同程度的節(jié)水,其中以甜瓜和蘋果節(jié)水效果最為明顯;且毛管或出水管道埋設(shè)于地表下,不會妨礙地面上的中耕、噴藥等。 (2)節(jié)省工時用明水澆地須大量人力,若采用滲灌,因管道全部埋人地下,另外,采用滲漏,地表土壤含水量少,沒有適宜雜草生長的環(huán)境,省去了除草用藥及人工除草工時,二者相比,省工率達(dá)95%。 2/3頁 (3)不破壞土壤結(jié)構(gòu)滲水管出滲水流非常緩慢,多為層流,管內(nèi)水流壓力低,灌溉水通過管壁周圍土壤顆粒的吸水作用向土壤擴(kuò)散,不會破壞田間土壤結(jié)構(gòu),防止土壤板結(jié)、干裂。同時能夠保證田間土壤具有良好的通透性。 (4)按需供水,給作物創(chuàng)造良好的環(huán)境滲灌非常適應(yīng)蔬菜和果樹生長,并能有效地抑制病蟲害發(fā)生。萊苗生長一般都是從育苗床上移栽過去的,秧苗在苗床中,土壤具有一定含水量,移栽后的干土與原秧苗床含水量不一致,不能有機(jī)地結(jié)合成一個整體。一般秧苗定植后3天開始變黃,再經(jīng)過7天的緩苗期,共需10天時間秧苗才能恢復(fù)原狀,開始生長。如果管理不善,死苗現(xiàn)象是非常嚴(yán)重的。采用滲灌后,能夠按時、按量供水,不用封埯,整個苗區(qū)沒有干土,秧苗在苗床所帶土壤與苗田里土壤很容易結(jié)合為一體,適合秧苗生長,秧苗沒有緩苗期、死苗率很低,每百株秧苗僅補(bǔ)苗4--5株。 滲灌解決了一些特殊品種需水問題,如草莓、草莓秧適宜生長在長期濕潤的土壤中,而草莓果又不能接觸明水,沾上水的草莓果很容易霉?fàn)€。過去采用的大畦漫灌、膜-亡灌、噴灌都無法解決這一問題,采用滲灌后,不但很好地解決了這一問題,而且生產(chǎn)的果實(shí)個大,質(zhì)量好。 (5)一物多用灌水時可同時施用化肥、根系滅菌劑。滲灌在保護(hù)地中應(yīng)用效益更加明顯。同時能較好地調(diào)節(jié)土壤中的水、肥、氣、熱狀況。 滲灌灌溉技術(shù)雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn),但由于滲水管埋設(shè)于作物根系層,出水口小且不均勻,作物根系具有趨水性,很容易產(chǎn)生堵塞,清理也很困難,埋設(shè)地面以下的管道屬于隱蔽工程,不同位置的出水量、堵塞情況、深層滲漏等問題不易被發(fā)現(xiàn)。每季作物收獲后,檢查清理滲灌管難度較大。施加有機(jī)肥的過濾器(網(wǎng))容易銹蝕,減少了有效過水?dāng)嗝婷娣e。 滲漏灌溉技術(shù),雖經(jīng)過了多年的研究,但由于土質(zhì)差異、作物差異,合理確定不同土質(zhì)、不同作物灌水技術(shù)要素指標(biāo)還存在一定問題。同時,不合理的滲管出流量也會引發(fā)灌溉水出現(xiàn)深層滲漏現(xiàn)象。土壤滲透性很大或地面坡度較陡的地方采用滲灌技術(shù)都存在問題 3/3頁 |
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