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节水喷灌是如何实现节水

2015-09-21 11:40:49来源:论文网浏览:评论:0

  喷灌技术能够节水,这是大家都知道的,但是它是如何实现节水的呢?下面就来给大家介绍一下喷灌技术是如何实现节水的。

  喷灌是否节水的疑问早在80年代初即被提出,因为从水资源开发利用的角度看喷灌节水和从灌溉工程的角度看喷灌节水确实有不同的理解和依据。实际上喷灌是否节水的问题比其字面的意思要复杂得多,节水是指管道输水比渠道输水渗漏少,而喷灌的喷洒灌溉方式引起蒸发损失反而会废水。另外,喷灌还有耗能多、投入大、管理要求高的问题等等。

  1、从水资源的损耗看喷灌

  任何一种灌溉方式不但会产生灌溉水的损失,而且会造成水资源的损耗。认为喷灌节水往往是指它节约了灌溉水;认为喷灌不节水往往是说喷灌存在飘移蒸发损失,造成水资源新的损耗。传统的地面灌溉方法其损失主要是渠道渗漏损失和土壤深层渗漏损失。喷灌是将水直接喷洒到土壤。但地面灌溉条件下的土壤水分一般在沟、畦首部多,尾部少,差别较大,而且依靠水分在土壤中的扩散作用难以在这样大的范围内得到调节,因此在确定灌水定额时并不计入因喷灌喷洒不是绝对均匀而产生的损失。另一方面,喷灌一般采用单行多喷头同时喷洒的作业方式,这些喷头一般通过同一条支管同时供水,故支管首部的喷头因实际工作压力高,其流量比支管尾部喷头的流量要大。技术上为保证同一支管上任意两个喷头的流量差不大于设计流量的10%,要求其工作压力差应在设计喷头工作压力的20%范围以内。尽管如此,这部分灌溉水的损失是存在的,同样相当于地面灌溉的渗漏损失。但是喷灌采用管道输水,输水损失很小,目前的喷灌工程多用硬质PVC管材作为地埋管,用薄壁铝合金管材作为地面移动管,输水效率可达0.95-0.98。管理良好的土渠的渠系水利用率在井灌条件下可以达到0.6,显然仍远低于喷灌的水平。

  众所周知,喷灌存在飘移蒸发损失,在极端情况下这部分损失可占喷洒水量的7%-28%,大多数情况下在10%-20%之间。值得注意的是,喷灌作业并非总是在中午或有风的条件下作业,早、晚及夜间作业的蒸发损失就小得多,设计风速以下作业时飘移损失也会减少。喷灌工程设计上考虑的飘移蒸发损失是在一定条件下的高峰值,而喷灌作业中考虑的飘移蒸发损失则是长期作业的平均值,二者有很大的区别。另外,喷灌时一个作业点的喷洒时间长达4-5H,这期间蒸发的损失水量还抵消了作物的田间耗水量。所以实际的飘移蒸发损失仅为上述设计取值的1/2-1/3左右。有观点认为,喷灌灌水定额小,灌水次数多,表层土壤长期处于较高水分状态,株间蒸发量大,但是喷灌的灌水定额、喷灌强度和喷灌时间是可以人为调节的。对于任何一种科学的灌溉制度,地面灌可以采用,喷灌也可采用,反之则不一定能做到。

  从以上几个方面的分析可以得出:在比较典型的条件下,喷灌的水资源损耗率大约比传统地面灌小15%-20%。通常讲喷灌比传统地面灌省水30%-50%,是指灌溉水范畴内的节水,而15%-20%则是指在水资源范畴内的节水。 人工直接用塑料管向园林绿化区域浇水所造成的水量损耗远大于喷灌,这是不言自明的。但是仍有许多工人直接用塑料管为我们的城市绿化区域浇水。

  2、 从水资源占用量看喷灌

  水资源的开发利用具有排他性,即某一时间段内正在被利用的水资源其他灌溉工程便无法正常使用。传统地面灌溉的灌水定额较喷灌大得多,尽管有一部分灌溉回归水可补给地下水,但入渗需要一定的时间。这就是说,同样规模的灌溉工程,如采用喷灌时所占用的水资源量就少,而传统地面灌溉则需占用较多的水资源量。

  3、从用水定额要求上看喷灌

  在比较典型的平原井灌条件下,如果喷灌的实际灌水量较传统地面灌小50%,地面灌的实际扬程为30M,喷灌的实际扬程为70m,则I=1.16。即多消耗16%的能源。一般而言,在地下水动水位浅的地区,I值可能高达1.5以上;而在地下水动水位更深的地区,I值可能小于1,即喷灌并不比传统地面灌多消耗能源。

  基本上喷灌技术节水的实现过程就是通过这三种方法来实现的,希望广大种植户或农业专业合作社等单位能结合自身特点来选择合理的节水灌溉方式,实现农业的节水灌溉,以夺取农业的大丰收。

 

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