膜下滴灌節(jié)水灌溉論文

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編者按：本文主要從膜下滴灌簡介；滴灌工程的組成；滴灌工程的運行與管理；結(jié)束語進行論述。其中，主要包括：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、在水資源十分緊缺的情況下，發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要措施、壓力水流經(jīng)滴灌首部樞紐凈化處理后，進入輸配水管網(wǎng)、首部工程、滴灌首部系統(tǒng)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(shè)施、在首部系統(tǒng)中，過濾設(shè)施的作用極其重要、輸配水管網(wǎng)、在干管、分干管上設(shè)出地管，地面的支管就與出地管連接、灌水器是直接向作物供水的設(shè)備、膜下滴灌是新疆節(jié)水灌溉比較成功的技術(shù)之一等，具體請詳見。

【摘要】新疆干旱少雨，水資源十分緊缺，并且水資源在地區(qū)分布上極不平衡。膜下滴灌是新疆節(jié)水灌溉比較成功的技術(shù)之一，它節(jié)水效果好，增產(chǎn)效果明顯，這項技術(shù)在新疆得到了廣泛應用和發(fā)展。本文主要介紹了滴灌的原理、滴灌系統(tǒng)的組成，并對組成滴灌系統(tǒng)設(shè)備的各個組件的性能和設(shè)備選型做了簡單介紹。

【關(guān)鍵詞】膜下滴灌；首部；管網(wǎng)；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(qū)，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(qū)，山區(qū)降水量占全疆降水量的84.3%，。相對濕度低，蒸發(fā)量大，氣候非常干旱，水資源在地區(qū)分布上極不平衡，而且在季節(jié)分配上與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水不相適應。在水資源十分緊缺的情況下，發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要措施。尤其是膜下滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。

1.膜下滴灌簡介

壓力水流經(jīng)滴灌首部樞紐凈化處理后，進入輸配水管網(wǎng)，管網(wǎng)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(shè)于地面。壓力水流經(jīng)過管網(wǎng)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(jù)作物及灌水需求等實際情況選擇。毛管鋪設(shè)在地膜下方，在聯(lián)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(tǒng)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(shè)施。其作用是從水源取水加壓并注入肥料及農(nóng)藥，經(jīng)凈化處理后按時按量輸送進管網(wǎng)至灌水器。首部擔負著整個滴灌系統(tǒng)的加壓、供水、過濾、量測和調(diào)控任務(wù)，是全系統(tǒng)的控制調(diào)配中心。

在首部系統(tǒng)中，過濾設(shè)施的作用極其重要，它承擔著濾除水中砂石、雜質(zhì)及有機物的重任，如果過濾設(shè)施缺少或過濾后水質(zhì)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(huán)節(jié)，如果毛管堵塞，將對作物的生長產(chǎn)生嚴重的危害。目前，在井灌區(qū)中常用的首部過濾設(shè)施有旋流水砂分離器＋篩網(wǎng)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(jīng)過篩網(wǎng)過濾器時，大于濾網(wǎng)孔徑的雜質(zhì)將被攔截下來，以保證整個系統(tǒng)的安全性。過濾設(shè)施的選擇應滿足系統(tǒng)過流能力以及滴灌水質(zhì)指標的要求。

施肥設(shè)施也是首部設(shè)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(shè)施注入滴灌管網(wǎng)后，隨灌溉水一起到達作物的根系供作物吸收。施肥設(shè)施通常使用壓差式施肥罐，可根據(jù)系統(tǒng)的面積選擇不同容積的施肥罐，選擇施肥罐時可根據(jù)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；C0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(tǒng)系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)工作，一般有進（排）氣閥、安全閥、逆止閥、泄水閥等。量測設(shè)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(wǎng)。

壓力水流經(jīng)過首部系統(tǒng)凈化處理后，進入輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)，輸配水管道包括干管、支管、輔管、毛管，根據(jù)情況干管有時分為主干管和分干管，主干管承擔整個系統(tǒng)的總流量，分干管承擔其控制范圍內(nèi)的輸配水任務(wù)，干管一般為地埋管。在干管、分干管上設(shè)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(wǎng)的合理布局需根據(jù)規(guī)劃經(jīng)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(zhì)，一般埋設(shè)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(shè)備，其作用是把由毛管輸送來的壓力水流均勻、穩(wěn)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(zhì)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(zhì)、工作壓力范圍、流量壓力關(guān)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(tǒng)運行時，正在運行管路處于壓力流的狀態(tài)下，一處水力狀態(tài)發(fā)生變化，將使全系統(tǒng)的水力狀態(tài)發(fā)生變化，在進行灌溉時，應按照設(shè)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(tǒng)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(nèi)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(tǒng)的各操作組件，應按照設(shè)計和產(chǎn)品的使用說明規(guī)范操作，只有正確的操作才能保證設(shè)備的安全并延長設(shè)備的使用壽命。

4.結(jié)束語

膜下滴灌是新疆節(jié)水灌溉比較成功的技術(shù)之一，可起到節(jié)水增產(chǎn)的效果，根據(jù)實驗研究和生產(chǎn)調(diào)查，與地面灌溉相比，膜下滴灌棉花可增產(chǎn)20%~50%，節(jié)約灌溉水20%~50%，并能減輕病害發(fā)生，防止次生鹽漬化，節(jié)省了大量人力。

滴灌是一種高效節(jié)能省水增產(chǎn)的微灌灌溉技術(shù)，適合我國的國情，具有很強的推廣優(yōu)勢，而且很方便實現(xiàn)灌溉的全自動控制，滴灌將成為二十一世紀發(fā)展我國節(jié)水灌溉的重點，是加速我國農(nóng)業(yè)實現(xiàn)節(jié)水灌溉、精準農(nóng)業(yè)和設(shè)施農(nóng)業(yè)的有效途徑，將更好的促進我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化！

參考文獻

〔1〕姜獻德，李錫齡.新疆灌溉.新疆人民出版社

〔2〕顧烈烽.滴灌工程設(shè)計圖集.中國水利水電出版社

〔3〕馬富裕，李俊華，李明思，等.棉花膜下滴灌增產(chǎn)機理及主要技術(shù)配套研究〔J〕.新疆農(nóng)業(yè)大學學報1999,22(1):63~68