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    技术帖:水土保持农业技术(集雨灌溉)

    信息发布者:平寨村电商
    2018-01-11 15:31:41   转载

    集雨滴灌技术是将雨水集蓄和滴灌结合起来的一种灌溉技术,即利用雨水集蓄工程收集雨水,采用滴灌这种节水灌溉方法对农田进行补充灌溉。其特点是既开源又节流,是干旱、半干旱地区及其他缺水山丘区解决农田灌溉的一种有效方法。集雨滴灌系统由收集雨水的集流面、汇集雨水的输水渠(管、沟)、沉砂池和拦污栅、贮存雨水的窑窖或水池,以及灌水部分的首部枢纽、输配水管和滴头等组成。滴灌管集雨节灌技术使干旱、半干旱缺水地区发展庭院经济、日光温室等高效经济作物成为可能,同时对减少水土流失,改善生态环境也有促进作用。

     


    雨水利用是一项古老的实用技术。据墨西哥一份报告显示,雨水利用可以追溯公元6000多年的阿滋泰克和玛雅文化时期,那里,人们在墨西哥秘鲁和美的斯山脉上修建大梯田和上百公里渠道,供当地数十万居民生活使用。我的雨水集蓄工程也有悠久的历史远在公元前2000多年的新疆一带就开始建造坎儿井,用于农田灌溉;秦汉时期一些地方开始修建涝池塘坝,用以拦蓄雨水;明清时期开始出现水窖,甘肃省会宁县至今仍保留有晚清年间建造的集雨水窖。新中国成立后我国的雨水集蓄技术得到了进一步的弘扬和发展,特别是进入20世纪以后80年代以后,随着人口的不断增长和工农业生产的快速发展,水资源供需矛盾日益突出并越来越引起全社会的广泛关注。为克服水资源短缺带来的负面影响,国家每年都重点在水资源比较丰富的地区安排大批的水利骨干项目,但与此同时,各级、各界也在不断地为解决大型工程所不能控制的地区、尤其是干旱半干旱地区的生活生产用水问题寻找出路。

    滴灌是按照作物需水要求,通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器,将水和作物需要的养分一滴一滴,均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构,土壤内部、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况,蒸发损失小,不产生地面径流,几乎没有深层渗漏,是一种省水的灌水方式。滴灌的主要特点是灌水量小,灌水器每小时流量为2-12升,因此,一次灌水延续时间较长,灌水的周期短,可以做到小水勤灌;需要的工作压力低,能够较准确地控制灌水量,可减少无效的棵间蒸发,不会造成水的浪费;滴灌还能自动化管理。

    雨滴灌一种补灌农业技术,它能有地利用水资源,同时还能节约灌溉需要的电力、人力等资源。集雨滴灌系统有主要三个部分组成,包括集雨、蓄水、灌溉

     

     

    一、 集雨

    1、 基本原则

    首先考虑利用现有的集流面,尤其是透水性较弱的表面如天然坡面、场院、道路路面等。若现有的集流面面积小,不能满足集水量要求时,再考虑修建人工防渗集流面作补充。生活用水的集流面应尽量先利用屋面,集雨量不够时再考虑使用庭院地面作补充,并最好能够对其进行硬化处理。庭院外的土类集流面和沥青公路路面上收集的雨水,不宜用作生活用水。修建人工防渗集流面时应优先考虑就地取材,并尽可能地不破坏原有植被,如人均耕地较多的地方可采用土地轮休的办法,用塑膜覆盖部分休闲地作为集流面,第二年该集流面再轮为耕地。选择集流场时应尽可能和水土保持小流域治理相结合,利用荒山坡地作为集流面,并按设计要求修建沟道截流坝,把水引入蓄水设施。利用山坡地作为集流场时,要考虑依地势每隔20—30m沿等高线布置截流沟。截流沟可采用土渠,坡度宜为1/30-1/50,且与输水连通。输水沟宜垂直于等高线布置,可采用矩形和U形素混凝土或砖石砌成。因地形条件限制,集流场远离蓄水设施时,应考虑修建固定的渠道输水,以确保工程能够长期使用。集流场与蓄水工程的结合部一般应规划沉沙池。微型集流场(如庭院屋顶接水),如经过硬化防渗处理,使雨水中已无泥沙杂质,也可不设沉淀池,而将雨水直接送人蓄水设施。

    2、 材料选择

    集流面的防渗材料有很多种,如混凝土、瓦(水泥瓦、机瓦、手工青瓦)、天然坡面夯实、塑料薄膜、片(块)石衬砌等,要本着因地制宜、就地取材、集流效率高和工程造价低的原则选用。

    3、 计算

    降水集水量与次降水强度关系密切,在设计计算时,应充分考虑它们的影响。因此若已知集水效率和次降水,进行集水的计算方法可采用:依据试验资料,在一般性流理论的指导下,得出次降水的集水效率Ehi;公式Poi=EhiPi计算出次降水的集水量(PiEhiPoi分别降水量、次降水集率、次降集水量);累加各次集水量得到时段内的总集水量;考虑到集水面积的影响,实际集水量为: 

                


    二、 蓄水

    1、 蓄水形式

    蓄水设施一般分为水窖、蓄水池、塘坝、大口井等几种形式。

    塑料大棚和曝光温室兼作型:利用塑料大棚日光温室的棚面作为集流面,可以一面两用。在面朝阳一侧修建汇流沟,引水入棚内的蓄水设施,然后通过安装水设备进行浇灌棚内的瓜果蔬菜等经济作物。对于这种形式,由于棚面面积有限,常常还需要在大附近另外再建其他类型的集流设施以满足大和温室作物的需水要求。

    三、 滴灌

    1、划定灌溉范围

    根据水利水文计算的水量平衡结果,在规划集雨场和蓄水工程的基础上,确定整个以及内部不同类型的各项单个灌区的范围,并在平面图上标示出界线,以便进行管网布置。

    2、滴头的布置

    滴头的布置要有利于作物吸收水分和养分,同时要避免产生深层渗漏。一般滴头都是沿毛管均匀布置,即等间距安装在毛管上。根据不同土质和作物株行距情况,滴头间距布置也不等,一般大田密植作物为0.3—0.5 m,瓜类视株行距而定,庭院种植的蔬菜为0.25—0.35 m,果树视树龄和树冠大小而定,一般布置在树冠半径的2/3处。

    2、 毛管布置

    一般毛管都是顺作物垄向布置,且与支管垂直,由于灌溉的作物不同,毛管的布置形式也不尽相同。

     粮棉作物。一般大田作物多采用毛管移动,对低秆的可做横向移动,对高秆的需借助专用移动机具移动或调整种植结构。如套种、宽窄行等,在宽行中进行移动。移动毛管首端要留一段不装滴头的辅助毛管。一条毛管可以移动数次,一组毛管可移动到另一处,单根毛管长度一般为30—50m。

    瓜菜类。可分为搭架和不搭架两类。搭架作物毛管移动较闲难,一般布置成固定式;不搭架作物,毛管移动方便,可布置成移动式。固定式布置:作物尽量采用宽窄行的种植方式,毛管一般布置在窄行内,滴头均匀安装,毛管间距视作物宽行距而定。移动式布置:对于宽窄行密株距作物,毛管一般铺在窄行中间灌溉;对于密植作物,可按一定的间距(即滴头间距)移动。毛管长度一般30m左右。

    果树类。果树的株行距较大,经济价值较高,毛管一般采用固定式布置。对于面积较小,如庭院种植或经济力量薄弱的地方,也可采用移动式。固定式布置:对于密株距矮化果树和幼树,每行沿树干附近布置l条毛管;对于株行距较大或成龄果树,可每行沿树干附近两侧布置2条毛管,这样灌水条件得到一定改善,但毛管用量比前者多1倍。若采用l根毛管,在树下伸出一段绕树毛管布置,绕树毛管布置在树冠半径的2/3地方,在绕树毛管上根据需水量布置数个滴头,这种布置灌水条件较好。移动式布置:采用I条毛管控制两行树,一行树灌完后,再把毛管移动到另一行树下进行灌溉。也可以采用绕树毛管的布置形式,一行绕树毛管控制两行树,一行树灌完后,再将绕树毛管移动到另一行树下进行灌溉。

    4、干、支管的布置

    干、支管布置原则上要求互相垂直,即干管垂直支管,支管垂直毛管。对小的集雨工程,一般只布置支、毛管二级就可。若地形平坦,为节省管材,降低投资,支、毛管尽量做到双向控制布置。若地形为坡地,毛管沿等高线双向控制布置,支行则垂直等高线布置。

    5、首部枢纽布置

    首部枢纽即整个集雨系统的蓄水工程(窖、池、坝)等,目前常见的布置形式主要有以下几种模式。

     水源+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——自压式。适宜水源位置较高、具有一定压力水头的地方。

    水源+手压泵+过滤,施肥设备+田间管网+滴头——人工加压式。适宜能源缺乏、灌溉面积较小的地方。

    水源+潜水泵(离心泵)+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——机压式。适宜有电源、灌溉面积较大的地方。

    水源+水塔(压力罐)+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——机压式。适宜具有一定压力的水塔或压力罐的地方。

    四、 结论

    集雨滴灌不仅拦截了地表径流,减少了水土流失,而且能解决水资源短缺问题和节约了引水灌溉的其它资源消耗。特别是水资源短缺的地区,结合当地的经济技术基础合理地利用雨水资源和农业措施能有效地提高土地的利用效应,解决土地资源矛盾。

    来源:百度文库



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