文档介绍：利用农家水井进行作物水力驱动带状喷灌设计
1. 前言
随着全世界畜牧业的大发展,饲料工业得以迅速发展,全世界饲料用玉米需求呈现增长趋势。在发展中国家表现为工业饲料消耗玉米增加,同时采用传统方式喂饲畜禽的饲料玉米消耗亦在增加。在发达国家和地区表现为大量的玉米原粮被加工为工业饲料。
水是植物生存及生长的必须物质,是生命的源泉,在生态系统中影响最广泛,农谚有:“收与无收在于水。”这可以看出,水决定农业生产地根本,在农业系统中,作用很大,水对作物生长发育,土地肥力等作用很大,水是作物有机体的重要组成部分。
但我国水资源并不丰富,缺水是世界性难题,时空分布极不平衡,人均,亩均年占有水资源量的差别很大,随着社会的发展,用水量增长很快,人同水资源的关系愈来愈密切,水资源的开发和利用程度已经成为制约国民经济发展的因素。
多年来各地非常重视节水技术的研究和应用并取得了长足的几步,传统的灌溉方法将被喷灌和不同方式的灌溉,渗灌所代替,农田系统将逐渐向节水型现代化快速发展。
与地面灌水方法相比,喷灌有许多突出的优点,大致可以归纳为以下几个方面[4]:
(1)提高产量。喷灌可以采用较小的灌水定额进行浅浇勤灌,便于严格控制土地水分,操持肥力,不破坏土地表层的结构,又可促进作物根系在浅层发育,有利于充分利用土地表层肥分。而且喷灌可以调节田间小气候,增加近地表层空气湿度,在炎热季节起到凉爽作用,并能冲掉茎叶上的尘沙,有利用植物的呼吸和光合作用,因此能达到增产的效果。对于各种不同作物和不同地区,不同的耕作方法,增产的幅度变化很大,玉米、小麦、棉花、大都等采用喷灌比一般的浇灌增产10~30%,蔬菜喷灌可增产1~2倍。
(2)节约用水。由于喷灌基本上可以不产生深层渗漏和地面径流,灌水比较均匀,均匀度可以达到80~90%,加之多数用管道输水,输水损失少,所以灌溉水有效利用系数高,一般为60~85%,比明渠输水的地面喷灌省水30~50%,在透水性强,保水能力差的砂质土地上还可以省水70%以上。在干旱缺水地区和高扬程灌区,这一点显
的特别重要。
(3)节约劳力。由于喷灌的机械化程度高,可以大大减轻灌水的劳动强度,节约大量劳动力。仅小型移动式喷灌机组就可以提高工效20~30倍。此外,喷灌不需要在田间修临时渠道和沟、畦、埂等,还可以省去修筑这些田间工程的劳力。如果利用喷灌设备施肥和喷洒农药还可以节省更多劳力。
(4)少占耕地。采用喷灌可以大大减少沟渠占地,不仅节省土、石方工程,而且还能省出占地总面积7~13%的沟渠占地种植作物。
(5)适应性强。喷灌是将水直接喷洒到田间每个点上,它的灌水均匀度与其他点的地形和土地透水性无关,因此,在地形坡度很陡和土地透水性很大难以采用地面灌水方法的地方可以喷灌,在大平小不平的田地也不必进行土地平整就可以喷灌。
(6)保持水土。喷灌可以根据土地质地的轻重和适水性大小调整水滴直径和喷灌强度的大小,可以做到不破坏土地结构,不产生土地冲刷,使水分都渗入土层内,避免水土流失,在有可能产生盐碱化地区,采用喷灌严格控制湿润深度,消除深层渗透,可以防止地下水位上升和次生盐碱化。
和任何事物一样,喷灌也有一定的局限性,其缺点只要可以归纳为以下几个方面:
(1)受风的影响大。喷灌水滴一般需要喷射到十几米,他的运动轨迹受到空气气流的较大影响,稍微有些微风就会改变喷头喷水量在平面上的分布,从而影响喷灌的均匀度。
(2)设备投资高。喷灌都需要有一定的机械设备,对于不同形式的喷灌系统其所需的设备数量不同,单位面积的投资也就不同。这比其他灌溉方法所需要的投资高一些,这是喷灌的发展受到限制的主要原因。
(3)表面湿润较多,而深层湿润不足。
(4)有空中损失。在空气相对湿度过低和风速较大时,有一部分水滴还未落到地面上就被风吹出灌溉地段或在空中蒸发,而造成空中的蒸发与漂移损失,这是其他灌水方法所没有的。
喷灌是一种先进的灌水方法,几乎适用于灌溉所有的旱作物,例如:谷物、蔬菜、果树、香蕉、木耳、药材等,还特别适用于灌溉旱种的水稻。从地形来看,既适用于平原也适用于山丘区;从土质来看,既适用于透水性大的土地,也适用于入渗率较低的土地;不仅可以用于灌溉农作物,也可以用于灌溉园林、草地、花卉,还可以用来喷洒肥料、喷洒农药、防霜冻、防暑降温和防尘等。然而,如前所述,它具有许多优点,也有一些缺点。因此在任何地方并不是都适于适用喷灌,为了充分地发挥喷灌优点,减少它的缺点,所以决定采用喷灌时,应优先考虑在以下所述条件适用,以取得更好的效果。
(1)当地有充分的资金来源,而且种植经济效益较高的作物,如果树,香菇,木耳,蔬菜等。
(2)地形起伏大或坡度较陡,用地面灌溉有困难的地方。
(3)该地透水性较大或入渗率较高。
(4)水源不足(如我国北方或高扬