建筑结构设计论文范文目前地下滴灌技术发展及运用初探

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2014-07-25 16:38 热度:

  从20世纪70年代开始,科学技术得到了迅猛的发展,地面滴灌设备的各个方面也得到了非常大的完善,但是,对于地下滴灌系统,除了毛管铺设形式及打孔途径上得到一定的改变之外,灌水方面仍然潜存很多的问题,地下滴灌技术与地面滴灌技术相比显得非常滞后。

  摘 要:地下滴灌属于微灌技术的一种运用方式,指的是水经过地下毛管上面的灌水器慢慢的流出,渗入到临近的土壤当中,凭借毛细管的作用把水分拓展至根层供作物吸收并加以利用。因在灌水过程当中对土壤形成的作用比较小,有助于确保作物根层的疏松,同时还能够有效地减少土面的蒸发,为此,地下滴灌技术有着非常显著的节水增产的经济效益。除此之外,田间输水系统地埋之后有利于农田的相关经管,并且地埋之后管材抗老化功能将得到很好的提升,不会出现损失的现象。文章针对目前地下滴灌技术的发展及运用进行相关介绍,望能够对同行业有一定的参考性价值。

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  一、地下滴灌技术发展史

  从20世纪80年代到目前为止,地下滴灌技术及运用方面的探究大体以改良灌水器质量、系统设计参数的优化、施肥装置等为主,同时与其有关的诸多探究成果不断出现,最为显著的尤属Mitcnell等人在1982年所提出的地下滴灌系统设计、安装。运行管理指南,它的出现预示着地下滴灌技术逐渐步入成熟化阶段。

  1974年,我国从墨西哥引入滴灌设备到现在,地面滴灌技术运用和研发现已获得很大程度的发展,但是地下滴灌技术最初的采用是从20世纪80 年初开始的,但是因选用的是人工扎孔的形式所制造的灌水器,就造成在系统供水的过程中出现供水均匀性差、水孔容易出现堵塞的问题,这在很大程度上严重影响着地下滴灌系统的正常运作。后地下滴灌技术的运用在农业的发展和创收上取得显著的成效。

  新疆兵团农二师三十团位于新疆库尔勒市西郊,天山支脉马扎山前洪积扇平原的中下部,属暖温带大陆性干旱区,降水稀少,蒸发强烈,呈现出典型的绿洲灌溉农业的特点。该地区土壤为冲积扇淤泥质土,结构复杂,透水性差,排水不畅,多年的农业地表灌溉,使得场区内地下水位居高不下,土壤次生盐碱化蔓延,农业生态环境处于压盐—种植—灌溉—地下水位升高—盐分积累—再压盐的不良循环之中,严重的制约了农业生产的发展。2000年开始引进棉花膜下地面滴灌技术,2002年引进棉花地下滴灌技术,均取得了较好的效果。

  二、 地下滴灌产业现状及建议

  国际化、工程化、精准化现已变成我国节水农业的未来发展走向,与此同时,将是我国节水农业逐渐向民族化、国际化发展中非常重要的一个环节,其有助于我国农业更好的步入世界市场,同时给节水灌溉业带来更大的挑战。

  1.国内滴灌产业与国际先进水平潜存非常大的差距

  (1)国产灌溉产品性能差距大,自动化程度较低。国内生产的滴灌产品推广运用当中,广泛存在自适应性能差、自动化程度低的问题,导致灌水器容易堵塞、滴水不均匀。配套过滤、施肥设备自动化掌控技术研发落后。最近几年,纵使在过滤器、方堵塞灌水器等方面获得了一定的成效,但是依然有很大一部分没有形成产品化和现实生产力的转化。针对这一方面的探究、开发与国外发达国家相比存在较大的差距。(2)国内滴灌设备制造业生产规模小,欠缺行业龙头企业。(3)国际巨头灌溉企业变成国内滴灌市场中最大的竞争威胁。

  2.地下滴灌技术发展建议

  加大扶持力度,提升节水灌溉机械化现代化技术。开展节水灌溉,不单单能够节约灌溉用水,同样重要的是能够在很大程度上缩减劳动强度,提升农业劳动生产率。建议把各个地区的机械化灌溉面积,同机耕、机播、机收和机保面积放在同样重要的地位,列入实现农业机械化水平的评价指标和支持鼓励政策当中,以促使喷灌、滴灌等先进节水灌溉技术的不断发展。

  三、目前地下滴灌技术

  (一)设备及灌水器

  目前,发达国家所选用的地下滴灌设备大都来源于地面滴灌系统,灌水器选用的是内镶式或者是具有补偿功能的滴头以便于保证滴灌系统供水的均匀。因滴灌系统暂停供水的时候特别容易在管当中形成一定的负压,导致管外部土壤颗粒内吸而导致滴头堵塞,为此,通常会在滴灌系统中安装上真空破坏装置,此种情况下对于系统运行管理有着很高的要求。

  (二)毛管埋深间距

  毛管埋深通常需兼顾以下几方面的问题:一是田间耕作深度,预防由于耕翻导致的系统管网遭受严重破坏的情况发生。针对不需要耕作的作物,可以依据土壤情况和作物根系发育深度状况来适当的缩减毛管埋设的深度;二是土壤条件,针对导水性能较好的轻质土,可以适当的增加埋深来缩减由于湿润的地表造成的无效土面蒸发损失的情况出现。当基耕层当中有透水性不好的黏土夹层的情况下,毛管埋深一定要兼顾各个方面对其造成的影响,假设毛管埋于夹层下面,那么就会对土壤水分造成一定的影响,同时也将影响着作物的未来发育情况。

  (三)灌溉制度

  地下滴灌制度通常是根据实测或计算的腾发量、土壤和作物特性来进行制定的,假设遵循作物的耗水速度来确定灌水时间的化,就需要按照小定额进行多次灌溉的形式;在土壤水分降低到一个特定限值的情况下要兼顾到灌水的具体情况,就需要几天后进行一次供水。针对蔬菜等含水量多的作物一般在运用前一种灌水频率,像果树、大田作物比较适合采用后一种灌水制度。

  (四)设计与管理

  地面滴灌系统设计形式在地下滴灌系统中是适合运用的,尤其是在管道水利学功能和灌溉均匀性上,地下滴灌系统设计和经管具备其显著的优势,在对滴灌技术进行设计的时候一定要兼顾到滴灌系统中安装排气阀门,避免断水后的过滤处理问题,同时针对滴灌系统开展定时间的冲洗。地下滴灌技术与地面滴灌对比来看,地下滴灌系统的检修是存在一定难度的,在设计和施工过程中要加以特别的注意。

  1.地下滴灌设计中应注意的问题

  (1)当下工程设计中所濒临的问题是系统掌控的,灌溉面积在逐渐增加,使用小系统设计理论和设计方法来做大型的灌溉系统设计问题是最为显著的。

  (2)当下未有成熟的专业设计软件安来开展相关工程设计。特别是新疆节水灌溉工程设计软件非常少,比如在管网分布和管道水利计算方法中,输水管道分布成环状管网,有助于系统灌水均匀度,与此同时,提升了系统供水保证率,其水利计算可选用市政工程当中经常使用的给水管网水力计算软件。

  (3)针对灌溉制度设计理念:一是不充分灌溉理念:灌溉的目的并不是要达到最高的单位面积产量,而是要促使单位用水量的作物产量提升;二是水稻薄浅湿晒灌。这种基本做法是薄水插秧、污水返青。

  (4)毛管设计参数的挑选。毛管埋深通常是20-70cm之间是最为合适的。针对果树,埋深在40cm左右;棉花最好掌握在10-20cm。毛管间距一般在0.25-5.00m之间。

  2.地下滴灌灌溉管理

  (1)灌水频率

  在试验探究过程当中,人们对于灌水频率的范围选取从1d多次到1周1次。Caldwell等人在1994年的探究表明,灌水频率从1d到7d。对于玉米的产量没有显著的影响,固然土壤应使玉米的水分应力在可接受的范围当中。Bucks等在1981年的探究查出,对于洋葱开展日灌水要比周灌水好的多;而对于甜瓜,则是周灌水要比日灌水好的多。而埃及的El-Gindy等在1996年的探究结构是日灌水的西红柿和黄瓜产量比每3d灌水要高。

  (2)灌水量

  灌水量与通常的灌溉方式大致相同,与计算或实测的参考物ET、实际作物Erc、土壤水分散失量或土壤基质势等参数成比例。而全部的这些参数是依据作物产量和用水效率等来加以确定的。1994年Caldwell等在美国堪萨克斯州的探究查出,在土壤水分亏缺量低于20%的情况时,灌溉频率或者灌水量的改变对于玉米产量是没有任何影响的。

  当灌水量缩减至0.6-0.7时,只要灌溉可以维持土壤在一定水分亏缺水平上,棉花和玉米的产量或者其作物水分应力改变很小。

  四、结语

  针对地下滴灌系统进行设计、安装及运作管理过程中,需要对地下滴灌技术的独特性能加以特别的重视。其中,毛管埋深和间距需要依据当地的土壤状况、作物类别、耕作措施等重要因素加以确定,为能够有效的提升我国地下滴灌技术的运用水准,目前最为急迫的问题是研发能够预防负压堵塞、具备高压力补偿功能的地下滴灌灌水器,同时需要针对地下滴灌技术在田间的运用情况进行深入探究,以便于今后能够更好地运用地下滴灌技术为作物生产所服务。

  参考文献:

  [1]狄美良.地下滴灌技术[J].节水灌溉,2002,(5).

  [2]李道西,罗金耀.地下滴灌技术的研究及发展[J].中国农村水利水电,2003,(7).

  [3]周卫平,宋广程,邵思.微灌工程技术[M].北京:水利水电出版社,1999,(4). (责任编辑:孙伟明)

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