1. .现阶段主要节水灌溉技术包括哪些各有何特点
一、低压管道输水灌溉:又称管道输水灌溉,是通过机泵(或利用天然水头)和管道系统直接将低压水引入田间进行灌溉的方法。这种利用管道代替渠道进行输水灌溉的技术,避免了输水过程中水的蒸发和渗漏损失,节省了渠道占地,能克服地形变化的不利影响,省工省力,一般可节水30%,增产20%,省地5%,且投资不大,普遍适用于我国北方井灌区。
二、喷灌:俗称人工降雨,是利用专门设备将水喷射到空中分散成细小的水滴,形成类似下雨效果的一种灌溉方法。喷灌受地形条件的限制小,在砂土或地形坡度达到5%等地面灌溉有困难的地方都可以采用,一般能增产15%,节水40%,提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7%。但喷灌受风力影响大,且容易产生蒸发损失,不适宜空气特别干旱、风力较大的地区。由于喷灌设备投资较高,目前多用在水资源缺乏的经济较发达地区。
三、微灌:是利用专用设备将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌溉技术。微灌是目前节水、增产、优质效果最好的一种节水灌溉技术,但由于其投资较高,目前仅限于经济作物中使用。微灌通常分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌四种形式。
1.滴灌:是利用滴头(滴灌带)将压力水以水滴状或连续细流状湿润土壤进行灌溉的方法。常见滴头有孔口滴头、发丝管滴头、内镶式滴灌管、双上孔滴灌带、迷宫式滴灌带等。滴灌主要用在果园、花卉、保护地栽培中。
2.微喷灌:是利用微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤进行灌溉的方法。常见微喷头有固定式微喷头、旋转式微喷头、多孔式微喷带、脉冲式微喷头等。微喷灌主要用在果树、花卉、园林、草地、保护地栽培中。
3.小管出流灌溉:是利用直径ф4毫米的塑料管作为灌水器,以细流状湿润土壤进行灌溉的方法。这种方式投资较低,主要用于果树的节水灌溉。
4.渗灌:是利用一种特制的渗灌毛管埋入地表以下30-40厘米,压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流形式湿润周围土壤的灌溉方法。
四、改进沟畦灌溉:对传统的沟灌和畦面灌溉适当改进,能节水10%-20%,增产10%-15%。基本原则是平整土地,加大灌水流量,将长沟、大畦改为较短沟、小畦,并采用合适的流量和引水时间进行灌溉。适宜沟灌的地面坡度为0.003-0.008,灌水沟长度不大于100米,宽度0.3米-0.8米,入沟流量控制在0.5升-3升/秒。畦灌要求地面平整,适宜的地面坡度为0.001-0.003,自流灌区取畦长50米-75米、井灌区25米-40米,畦的宽度不大于3米,并与农机具作业要求相适宜,入畦单宽流量(每米畦宽的流量)3升-6升/秒·米。
五、膜上灌:又称膜孔灌,是在地膜栽培的基础上,利用膜上行水,通过放苗孔和专用灌水孔向作物供水的灌溉方法,可节水25%-35%,增产15%-20%。采用该技术需要平整土地,田块长度不超过75米,宽度不大于3米,覆膜后在膜两侧筑起畦梗,并把地膜两边翘起埋入畦便中,将水完全约束在膜上流动,完全通过膜孔灌水。单定流量控制在0.3升-0.6升/秒·米,每次亩灌水量10方-40方。
六、坐水种:又称注水灌,是将一定量的水注入局部土壤中,以满足种子发芽和保苗需水最低限度的一种局部灌溉方法,它简便易行,适宜于北方旱区播种时土壤含水率低、不能确保全苗时应用。采用坐水种播种前应先进行浸种或用保水剂、抗旱剂处理种子,使种子吸足水,亩灌水量控制在3方-5方(每坑中灌水2公斤-2.5公斤;或沟灌水深度控制在3厘米左右)。有条件的地方可使用抗旱保苗灌水机实施坐水种,能一次完成开沟、注水、播种、施肥、覆土、覆膜等工作。
七、窑窖节水灌溉:利用窑窖、水池等蓄水设施,将天空降雨集蓄起来作为灌溉水源时,由于蓄水量有限,应该采用覆膜保墒并配合坐水种、地膜穴灌、膜上灌、地面移动管道灌溉、微灌等节水灌溉措施。窑窖节水灌溉一般适宜于宽行距的作物,一个盛水60吨的水窖可保证2亩地的灌溉要求。
2. 对于灌溉水质要求的指标主要有哪几项内容
农田灌溉水质标准GB5084-2005
检测指标
农田灌溉用水水质基本控制项目
五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、悬浮物、阴离子表面活性剂、水温、pH、全盐量、氯化物、硫化物、总汞、镉、总砷、铬(六价)、铅、粪大肠菌群等。
农田灌溉用水水质选择性控制项目
铜、锌、硒、氟化物、氰化物、石油类、挥发酚、苯等。
3. 说一说水的种类和用途有哪些
1、软水
指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。一般而言,软水多用于清洁清洗方面,例如经常使用软水洗头可使发丝轻柔、去屑止痒。
2、盐水
盐水就是在一杯水中,加入了食盐,就称作盐水。早在古代前,古人们就已经发现了这种水的存在。冬天能在融化的冰雪上撒上盐,使其变为盐水反而不会再上冻了。因为盐水的凝固点比水的凝固点低,例如:海水的凝固点约为-2.3℃,这样盐水就不容易凝固,而让冰雪熔化了。
3、地下水
地下水,是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。
4、雪水
雪水为冬天自然雪融化后的水。雪水中的重水含量比普通水少25%,雪水中所含酶化合物比普通水要多。一般用于水烫、火烫致伤者,将伤处浸泡雪水中数分钟,重者连浸数次,能很快消炎止痛,不起水疱,不感染,皮肤平复如故。
5、蒸馏水
蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝操作的水,蒸二次的叫重蒸水,三次的叫三蒸水。在生活中,一般和机器、电器相关的时候,蒸馏水的作用主要是它不导电,保证机器运行稳定,延长电器使用寿命。
4. 灌溉的方式有很多种,哪种灌溉方式最节水呢
灌溉的方式有很多种,地表灌溉方式最节水。地表灌溉仍然是我国农业中普遍采用的灌溉方法,占全国国土面积95%以上(11亿亩)。农田灌溉投资成本低,农业设施简单易用,因此,长期以来,土地灌溉技术仍将在我国农业中得到应用。但由于缺乏科学设计的垄道灌溉规范和技术参数,导致灌溉水质较低,导致水流失率较高传统农业。长期以来,有一种错误的看法,认为“表面灌溉无异于大水浸”。事实上,表面灌溉包括水平灌溉、灌溉和控制性交而不是灌溉等。
管道灌溉:使用低压管道(浸入地下或铺设泥土)直接灌溉田间的水,常用作硬塑料管或软塑料管的管道。该方法具有投资少、节约用水、节约工人、节约土地、节约能源等优点.与土渠灌溉相比,管涌灌溉可节省30%-50%。用水量系数可提高至0.95;节能20%-30%;节省2%至3%;产量增长了10%。
目前以低压塑料管道输水为例,不算水源建设投资,一亩投资100-150元。但是,管道输水只会减少输水过程中的水分流失,而为了使水真正有效,除此之外,还应采取诸如喷洒、滴灌等节水措施。如现时没有喷洒及滴灌的配套设施,应考虑进一步发展管道喷淋和滴灌的需要及其承受管道压力的能力,以避免损失。
5. 简介几种常用节水灌溉技术
中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等,均为人为控制灌溉时机和灌水量,属于“被动式”灌溉模式。
渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。
传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5,差的仅0.3左右,也就是说,大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后,一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85,比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点,是当前我国节水灌溉的主要措施之一。
根据所使用的材料,渠道防渗可分为:①三合土护面防渗;②砌石(卵石、块石、片石)防渗;③混凝土防渗;④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。
管道输水
管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉,以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比,具有输水迅速、节水、省地、增产等优点,其效益为:水的利用系数可提高到0.95;节电20%—30%;省地2%—3%;增产幅度10%。目前,如采用低压塑料管道输水,不计水源工程建设投资(以下同),亩投资为100元—150元。
在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是,管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失,而要真正做到高效用水,还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方,对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求,以避免造成浪费。
喷灌
喷灌是利用管道将有压 喷头分散成细小水滴,均匀地喷洒到田间,对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式,在很多发达国家已广泛采用。喷灌的主要优点如下:(1)节水效果显著,水的利用率可达80%。一般情况下,喷灌与地面灌溉相比,1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大,一般可达20%—40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂,增加了15%—20%的播种面积;灌水均匀,土壤不板结,有利于抢季节、保全苗;改善了田间小气候和农业生态环境。(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳,增加了农民收入。(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。
(1)移动管道式喷灌通常将输水主干管固定埋设在地下,田间支管和喷头可拆装搬移、周转使用,因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用这种灌溉形式。10多年来的实践证明:移动式管道喷灌除了具有一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民负担和有利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外,还具有设备简单、操作简便、投资低、对田块大小和形状适应性强、一户或联户均可使用等优点,是目前较适合我国国情、可以大力推广的一种微型喷灌形式,可适用于大田作物、蔬菜等,亩投资为200元一250元。
(2)固定管道式喷灌固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动, 其灌溉效率高,管理简便,适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右),不利于机械化耕作。
(3)中心支轴式与平移式大型喷灌机只能在预定范围内行走,行走区域内不能有高大障碍物,土地要求较平整。其机械化和自动化程度高,适用于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用国产设备,每亩投资为300元-400元。
(4)卷盘式喷灌机 靠管内动水压力驱动行走作业, 与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比,具有机动灵活、适应大小田块、亩设备投资低等优点。 目前进口设备每亩投资为;50元左右, 设备国产化后可进一步降低投资, 这是一种适合我国国情、有发展前景的喷灌形式, 可适用于大田作物、蔬菜等。卷盘式喷灌机有喷枪式和析架式两种, 后者具有雾化好、耗能低的优点。轻小型机组式喷灌,可以手抬或装在手推车或拖拉机上,具有机动灵活、适应性强、价格较低等优点,通常用于较小地块的抗旱喷灌。每亩投资为100元-200元。
微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水,通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水,可增产30%以上, 能改善田间小气候,可结合施用化肥,提高肥效。国产设备亩投资一般在500元-800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。
滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞,因此应对水源进行严格的过滤处理。目前,国产设备已基本过关,有条件的地区应积极发展滴灌。
接管道的固定程度, 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌,其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时, 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移动。亩投资为500元-700元。移动式滴灌,其干、支、毛管均由人工移动,设备简单,较半固定式滴灌节省投资,但用工较多。亩投资为2m元一500元。
覆膜灌
用地膜覆盖田间的垄沟底部,引入的灌溉水从地膜上面流过,并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉,这种方法称作膜上灌,在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌,深层渗漏和蒸发损失少,节水显著,在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用,并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下,或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉,这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点,又具有地膜覆盖的优点,节水增产效果更好。
痕灌
2013年2月26日,华中科技大学对外发布消息,学校痕量灌溉研究中心历时10多年研发出“痕量灌溉”技术,一举打破农作物“被动式补水”传统灌溉模式,改由农作物自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化学上微量元素与痕量元素概念启发而取名,主要指能在超微流量向作物长久供水,痕灌单位时间的出水量可达到滴灌的百分之一到千分之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头,由具有良好导水性能的毛细管束和具有过滤功能的痕灌膜组成,控水头埋在作物根系附近,毛细管束一端与充满水的管道相连,另一端与土壤的毛细管相连,感知土壤水势的变化。作物吸水导致根系周围的水势降低,即发出需水信号,控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围,直至作物停止吸水;控水头内的痕灌膜可防止毛细管束因杂质而堵塞,保证系统长期稳定工作。[2] 多年田间试验表明,痕灌比滴灌节水50%左右,即使在滴灌无法使用的地区也可推广应用。
痕量灌溉应用前景广阔。痕灌节水技术能耗更少,节水更多。尤其是能够突破在常规节水灌溉很少涉及的荒漠化治理、矿山修复、城市绿化等领域的发展,能为解决粮食安全、生态保护和水资源危机作出贡献。水利部等有关部委已表示将进一步深入研究此项高效节水灌溉新技术,积极创造条件进行大田试验,不断积累经验,逐步完善技术,使之在更大范围推广应用。
6. 灌溉水源的主要类型及灌溉对水源有哪些要求
灌溉水源指可以用于灌溉的天然水体,一般分地面水和地下水两种形式。
如进一步细分的话,则可分为河川湖泊径流、当地地面径流、地下径流和城市污水等四种。
江苏平原地区主要以河川湖泊径流为灌溉水源,如长江、淮河、太湖、洪泽湖等。山丘区主要以当地径流为水源,通过修建水库、塘坝拦蓄当地径流。徐淮地区,特别是徐州地区,地下水也是一种重要的水源。地下水的特点是含盐量通常较高,但含沙量很小。随着工业的发展,污水问题日益突出,发展污水灌溉将逐步引起重视。发展污水灌溉,一方面可作为一种灌溉水源,另一方面可避免其它水体受到污染。因此发展污水灌溉具有很重要的现实意义。
7. 现阶段主要节水灌溉技术包括哪些各有何特点
1.地埋自动升降草坪灌溉技术
采用地埋自动升降草坪专用喷头灌溉。这种喷头安装时埋藏在地下。灌溉时靠水压将喷头芯体从埋于地下的喷头壳内顶出,实施灌溉。喷灌最适合于草坪灌溉。
2.微喷灌技术
采用射程、流量较小的微喷头灌溉植物。适合于园林花卉,乔、灌木,地被等。
微喷喷头出水量从数十升到数百升不等。喷洒射程通常小于10m。滴灌滴头出水量一般小于10L/h。湿润半径一般不超过两米。微喷灌属于局部灌溉技术。用水效率高。
3.滴灌技术
采用滴头,以滴水形式灌溉植物。滴头的出水量很小,一般在1~10L/h范围内。滴灌可通过管上滴头,内镶滴灌管,滴灌带实施。管上滴头常用于盆栽植物及乔、灌木灌溉。内嵌滴灌管常用于绿篱,花卉及乔、灌木灌溉。滴灌带灌溉花卉、绿篱较好。
滴灌的最大优点就是用水效率高,可通过系统施肥提高肥效,易于满足植物需水、需肥要求,易于自动化控制。
滴头又可分为压力补偿及非补偿两种。
4.涌泉喷灌技术
采用喷泉头,以泉水喷涌的形式出水的灌溉技术
8. 节水灌溉的种类有哪些
节水灌溉主要分为喷灌、微喷灌、滴灌、微喷带以及其他方式。
1.喷灌是利用喷头进行主要灌溉,一般按压力将喷头分为低压、中压、高压喷头。利用机械和动力设备,使水通过喷头(或喷嘴)射至空中,以雨滴状态降落田间的灌溉方法。喷灌设备由进水管、抽水机、输水管、配水管和喷头(或喷嘴)等部分组成,可以是固定式的,半固定式的或移动式的。具有节省水量、不破坏土壤结构、调节地面气候且不受地形限制等优点。
2.微喷灌将喷头改变成折射和旋转结合的方式,进而实现了点喷和各种样式的喷灌,对水资源的利用进一步的提高了,但其工作压力需要维持在一定的范围内。该技术主要运用在大棚、低矮作物种植区内。
3.滴灌(drip irrigation)是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞,因此应对水源进行严格的过滤处理。
利用滴头灌溉是滴灌的主要方式。滴头主要分为内镶式和压力补偿式两种。其主要运用在平地,丘陵地区。内镶式滴灌使用时所需要的工作压力比微喷灌所需的压力小,但由于其不能埋入土里,对作物的生长会产生一定的影响。
4.微喷带是运用特殊技术在薄管上进行打孔,形成小孔出流。微喷带结合了滴灌铺设简便、微喷灌出流量大的特点。适用于葡萄类的藤类作物。具有喷水均匀,耗时短、铺设简单、低水压、成本低等特点。
5.其他方式,除了以上叙述介绍的灌溉方式以外,还有渗灌及滴箭等灌溉方式、涌流管(小管出流)等,这些方式在日常的灌溉中并不经常使用。
9. 农田灌溉用水对水质的要求
灌溉用水水质的好坏,主要从水温、水的总矿化度及溶解盐类的成分对农作物和土壤的影响来考虑。有时,还要考虑水的pH值和水中有毒元素的含量对农作物和土壤的影响。
(1)灌溉水的温度应适宜。在我国北方,以10~15℃为宜;在南方的水稻生长区,以15~25℃为好。温度过低或过高,对作物生长都不利。我国北方地下水的温度,一般都偏低,可将水取出后引入地表水池晾晒或用加长渠道等措施来提高水温。这样做,还能使水中对作物生长不利的低氧化物(特别是氧化铁)发生氧化。利用温泉水灌溉时,也可用这种方法降温后再灌溉。
(2)灌溉水的矿化度不能太高,一般以不超过1.7 g/L为宜,若大于1.7 g/L,则应视作物种类和所含盐类成分而定,不同作物有不同的耐盐性。例如,在华北平原灌溉水的矿化度小于1 g/L,一般作物生长正常,灌溉水矿化度为1~2 g/L,作物不能生长,只能生长少量耐盐牧草,此外,用矿化度不同的水灌溉的效果,还与耕作层土壤性质有关,透水性弱,排水困难的土壤比透水性强的效果差。
(3)水中所含盐类成分不同,对作物有不同的影响。对作物生长最有害的是钠盐,尤以Na2CO3危害最大,它能腐蚀农作物根部,使作物死亡,还能破坏土壤的固粒结构。其次为NaCl,它能使土壤盐化,变成盐土,使作物不能正常生长,甚至枯萎死亡。对于易透水的土壤来说,钠盐的允许含量一般为:Na2CO3,1g/L;NaCl,2 g/L;Na2SO4,5 g/L。如果这些盐类在土壤中同时存在,其允许含量应更低。水中有些盐类对作物生长并无害处,例如CaCO3和MgCO3。还有一些盐类对农作物是有益的,例如硝酸盐和磷酸盐,具有肥效,有利于作物生长。
水中含盐分的多少和盐类成分对作物的影响受许多因素的控制,如气候条件、土壤性质,潜水水位埋深,作物种类和生育期,以及灌溉方法、制度等。因此,对水中有害盐分的允许含量规定出适于各种条件的统一标准是困难的。
农田灌溉用水的水质,不仅应考虑对作物生长有无影响,还应注意不要造成环境污染,特别是城市郊区,常用废水作为灌溉水源,对水质必须严格限制。