设施农业农田管道灌溉系统输水技术概要

设施农业农田管道灌溉系统输水技术

前言

目前,我国农业用水量仍占全国总用水量的70%,而在全国用水量中,农业蒸发消耗的水量约占90%[1]。所以,全国节水的重点在农业,农业节水的关键是减少农田的蒸发蒸腾耗水量。由于农业灌溉用水的利用率普遍低下,就全国范围而言,水的利用率仅为45 % ,而水资源利用率高的国家已达70% 一80% ,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。在灌溉系统合理地推广自动化控制,不仅可以提高资源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低农产品的成本。灌溉系统自动化的水平较低,这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行监测预报,实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长,实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效,仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按期、按需、按量自动供水。

如今,水资源紧缺已成为制约我国乃至全球经济发展的“瓶颈”,每年农业用水更是占据了我国总用水量中的70%,农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在,因此发展节水农业、提高农业用水利用效率是我国节水战略中的重要环节。

1概述

管道输水灌溉系统是以管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式,水由分水设施输送到田间。直接由管道分水口分水进入田间、沟畦。管道输水有多种使用范围,大中型灌区可以采用明渠水与管道有压输水相结合,有专门为喷灌供水的压力输水

管道,还有为田间沟畦灌溉的管道输水。管道灌溉的特点是出水口流量大,出口不会发生堵塞,仍属地面灌溉技术。

1.1管道输水特点 (一节水节能

管道输水可减少渗漏损失和蒸发损失,与土垄沟相比,管道输水损失可减少5%,水的利用率比土渠提高了30%~40%,比混凝土等衬砌方式节水5%~ 15%。对机井灌区,节水就意味着降低能耗。

(二省地、省工

用土渠输水,田间渠道用地一般占灌溉面积的1%~2%,有的多达3%~ 5%,而管道输水只占灌溉面积的0.5%,提高了土地利用率。同时管道输水速度快,避免了跑水漏水现象,缩短了灌水周期,节省了巡渠和清淤维修用工。

(三投资小、效益高

管灌投资较低,一般每亩在100~300元。同等水源条件下,由于能适时适量灌溉,满足作物生长期需水要求,因而起到增产增收作用。(四适应性强压力管道输水,可以越沟、爬坡和跨路,不受地形限制,施工安装方便,便于群众掌握,便于推广。配上田间地面移动软管,可解决零散地块浇水问题,适合当前农业生产责任制形式。

1.2管道输水系统的组成

管道输水灌溉系统由水源与取水工程部分、输水配水管网系统和田间灌水系统3部分组成,见图1-1。

(一水源与取水工程

管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等。水质应符合《农田灌溉用水标准》,且不含有大量杂草、泥沙等杂物。

井灌区的取水工程应根据用水量和扬程大小,选择适宜的水泵和配套动力机、压力表及水表,并建有管理房。自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应改进水闸、分水闸、拦污栅及泵房等配套建筑物。

(二输水配水管网系统

输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。在面积较大灌区,管网可由干管、分干管、支管和分支管等多级管道组成。

(三田间灌水系统

田间灌水系统指出水口以下的田间部分,它仍属地面灌水,因而应采取地面节水灌溉技术,达到灌水均匀并减小灌水定额的目的。

图1-1 灌溉管道系统组成图

1.3管道输水系统的分类

管道输水系统按其压力获取方式、管网形式、管网可移动程度的不同等可分为以下类型。

(一按压力获取方式分类按压力获取方式不同可分为机压输水系统和自压输水系统。

1.机压(水泵提水输水系统它又分为水泵直送式和蓄水池式。当水源水位不能满足自压输水要求时,要利用水泵加压将水输送到所需要的高度或蓄水池中,通过分水口或管道输水至田间。目前,井灌区大部分采用直送式。

2.自压输水系统当水源较高时,可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。在丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。

(二按管网形式分类按管网形式不同可分为树状网和环状网两种类型。 1.树状网管网呈树枝状,水流通过“树干”流向“树枝”,即从干管流向支管、分支管,只有分流而无汇流,见图4-2(a。