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文檔簡介

膜下滴灌系統(tǒng)及配套技術培訓資料一、膜下滴灌簡介:

滴灌從誕生至今以發(fā)展了近一個世紀,作為一種新型灌溉技術,尤其在缺水比較嚴重的國家和地區(qū),顯示出前所未有的節(jié)水能力。膜下滴灌是將覆膜種植技術與滴灌技術相結合的一種高效節(jié)水灌溉技術,滴灌利用管道系統(tǒng)供水,使灌溉水成滴狀、緩慢、均勻、定時、定量地浸潤作物根系發(fā)育區(qū)域,使作物主要根系區(qū)的土壤始終保持在最優(yōu)含水狀態(tài),地膜覆蓋則進一步減少了作物棵間水分的蒸發(fā)。

二、膜下滴灌系統(tǒng)組成

膜下滴灌系統(tǒng)一般由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭及控制、量測和保護裝置等組成。

1、水源工程

滴灌系統(tǒng)的水源可以是機井、泉水、水庫、渠道、江河、湖泊、池塘等,但水質必須符合灌溉水質的要求。滴灌系統(tǒng)的水源工程一般是指:為從水源取水進行滴灌而修建的攔水、引水、蓄水、提水和沉淀工程,以及相應的輸配電工程。

2、首部樞紐

滴灌系統(tǒng)的首部樞紐包括動力機、水泵、施肥(藥)裝置、過濾設施和安全保護及量測控制設備。其作用是從水源取水加壓并注入肥料(農(nóng)藥)經(jīng)過濾后按時按量輸送進管網(wǎng),擔負著整個系統(tǒng)的驅動、量測和調控任務,是全系統(tǒng)的控制調配中心。

滴灌常用的水泵有潛水泵、離心泵、深井泵、管道泵等,水泵的作用是將水流加壓至系統(tǒng)所需壓力并將其輸送到輸水管網(wǎng)。動力機可以是電動機、柴油機等。如果水源的自然水頭(水塔、高位水池、壓力給水管)滿足滴灌系統(tǒng)壓力要求,則可省去水泵和動力。

過濾設備是將水流過濾,防止各種污物進入滴灌系統(tǒng)堵塞滴頭或在系統(tǒng)中形成沉淀。過濾設備有攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。當水源為河流和水庫等水質較差的水源時,需建沉淀池。

施肥裝置的作用是使易溶于水并適于根施的肥料、農(nóng)藥、除草劑、化控藥品等在施肥罐內(nèi)充分溶解,然后再通過滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部。

流量、壓力測量儀表用于管道中的流量及壓力測量,一般有壓力表、水表等。安全保護裝置用來保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)工作,消除管路中的氣阻和真空等,一般有控制器、傳感器、電磁閥、水動閥、空氣閥等。調節(jié)控制裝置一般包括各種閥門,如閘閥、球閥、蝶閥等,其作用是控制和調節(jié)滴灌系統(tǒng)的流量和壓力。

3、輸配水管網(wǎng)

輸配水管網(wǎng)的作用是將首部樞紐處理過的水流按照要求輸送分配到每個灌水單元和滴頭,包括干管、支管、毛管及所需的連接管件和控制、調節(jié)設備。由于滴灌系統(tǒng)的大小及管網(wǎng)布置不同,管網(wǎng)的等級劃分也有所不同。

4、滴頭

滴頭是滴灌系統(tǒng)中最關鍵的部件,是直接向作物施水肥的設備。其作用是利用滴頭的微小流道或孔眼消能減壓,使水流變?yōu)樗尉鶆虻厥┤胱魑锔鶇^(qū)土壤中。

三、膜下滴灌系統(tǒng)主要配套設備

膜下滴灌系統(tǒng)配套設備主要有施肥(藥)裝置、過濾設施、水泵和安全保護及量測控制設備

1、過濾設施

微灌系統(tǒng)中灌水器的水流孔徑一般都很小,要求灌溉水中不含有造成灌水器堵塞的污物和雜質,而實際上任何水源如湖泊、庫塘、河溪及井水中,都不同程度地含有各種污物和雜質。因此對灌溉水源進行嚴格的凈化處理是必不可少的,是保證系統(tǒng)正常運行、延長灌水器使用壽命和保證灌水質量的關鍵措施。

過濾設備主要有沉淀池、攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。各種過濾設備可以在首部樞紐單獨使用,也可根據(jù)水源水質情況組合使用。

(1)離心過濾器(旋流水砂分離器):

常見的結構形式有圓柱形和圓錐形兩種。它由進口、出口、旋渦室、分離室、儲污室和排污口等部分組成。將壓力水流沿切線方向流入圓形或圓錐形過濾罐,作旋轉運動,水流產(chǎn)生離心力(力學原理),在離心力作用下,比水重的雜質移向四周,逐漸下沉,清水上升,水砂分離??梢赃B續(xù)過濾高含沙量的滴灌水,處理比重較大的砂大顆(0.075mm以上),但是與水比重相近或較輕的雜質及有機物,過濾作用不明顯.

離心式過濾器能連續(xù)過濾高含沙量的灌溉水,缺點是不能除去與水比重相近和比水輕的有機質等雜物,特別是水泵起動和停機時過濾效果下降,會有較多的砂粒進入系統(tǒng),另外,水頭損失較大。因此只能作為初級過濾器,還需要其它類型的過濾器對水質進行再處理。

由進口、出口、旋渦室、分離室、儲污室和排污口等部分組成。

篩網(wǎng)過濾器由篩網(wǎng)、殼體、頂蓋等主要部分組成。過濾器各部分要用耐壓耐腐蝕的金屬或塑料制造。系統(tǒng)主過濾器的篩網(wǎng)一般用不銹鋼絲制成,用于支管和毛管上的過濾器,所受壓力較小,其篩網(wǎng)也可用尼龍或銅絲成。

(2)疊片過濾器

疊片式過濾器用大量薄塑料圓盤作為過濾介質,圓盤的兩面均有溝槽,將帶槽的許多層圓片疊加壓緊而成,兩疊片間的槽形成縫隙,灌溉水流過疊片,泥沙和有機物等留在疊片溝槽中,清水通過疊片的溝槽流出過濾器??伤砷_疊片除去清洗雜質。該過濾器適用于有機質和混合雜質過濾。其它結構和形式與篩網(wǎng)過濾器基本相同。

(3)砂石過濾器:

它是利用砂石作為過濾介質的,在過濾罐中放1.5~44毫米厚的砂礫石,污水通過進水口進入濾罐經(jīng)過砂石之間的孔隙截流和浮獲而達到過濾的目的,表面積大、附著力強、對細小顆粒及有機質等比重較小顆粒效果好(0.05mm以上),比重較大顆粒不易反沖洗。該過濾器主要適用于有機物雜質的過濾。砂石過濾器過濾可靠、清潔度高;缺點是價格高、體積大、重量重。

(4)沉淀池:

降低流速、減少擾動、增加停留時間、沉淀、絮凝,處理絕大多數(shù)粗砂顆粒(0.25-1.0mm)、大部分細紗顆粒(0.05-0.25)及一部分泥土(粘性)顆粒(0.005-0.05)。(注:砂石和網(wǎng)式(疊片)過濾器只能作為保險裝置,不能處理大量泥砂)

砂石過濾器

離心網(wǎng)式過濾器組合

2、施肥施藥裝置

向系統(tǒng)的壓力管道內(nèi)注入可溶性肥料或農(nóng)藥溶液的設備稱為施肥、施藥裝置。為了確保灌溉系統(tǒng)在施肥施藥時運行正常并防止水源污染,必須注意以下幾點:第一,化肥或農(nóng)藥的注入一定要放在水源與過濾器之間,肥(藥)液先經(jīng)過過濾器之后再進入灌溉管道,使未溶解的化肥和其它雜質被清除掉,以免堵塞管道及灌水器。第二,施肥和施藥后必須利用清水把殘留在系統(tǒng)內(nèi)肥(藥)液全部沖洗干凈,防止設備被腐蝕。第三,在化肥或農(nóng)藥輸液管出口處與水源之間一定要安裝逆止閥,防止肥(藥)液流進水源,更嚴禁直接把化肥和農(nóng)藥加進水源而造成環(huán)境污染。常用的肥罐有自壓式、文丘里注入式、壓差式、開敞式和注射泵等4種形式。肥料罐一般安裝在過濾器之前,以防造成堵塞。

(1)自壓式施肥裝置:

在自壓灌溉系統(tǒng)中,使用儲液箱(池)可以很方便地對作物進行施肥施藥。把儲液箱(池)置于自壓水源的正常水位下部適當?shù)奈恢蒙?,將儲液箱供水管(及閥門)與水源相連接,將輸液管及閥門與主管道連接,打開儲液箱供水閥,水進入儲液箱將藥劑溶解。關閉供水管閥門,打開儲液罐輸液閥,儲液箱中的藥劑溶液就自動地隨水流輸送到灌溉管道和灌水器中,對作物施肥施藥。

(2)文丘里注入器主要適用于小型微灌系統(tǒng)(如溫室微灌)向管道注入肥料或農(nóng)藥。

優(yōu)點:構造簡單、造價低廉、使用方便

缺點:直接裝在骨干管道上注入肥料,則水頭損失較大;可將文丘里注入器于管道并聯(lián)安裝來克服。

(3)壓差式施肥罐

優(yōu)點:加工制造簡單、造價低、不需外加動力設備

缺點:溶液濃度變化大、無法控制、罐體容積有限,添加化肥次數(shù)頻繁且較麻煩,輸水管道設有調壓閥造成一定水頭損失。

一般由儲液罐、進水管、供肥液管、調壓閥等組成。其工作原理是在輸水管上的兩點形成壓力差,并利用這個壓力差將化學藥劑注入系統(tǒng)管道。儲液罐為承壓容器,承受與管道相同的壓力。儲液罐采用耐腐蝕、抗壓能力強的塑料或金屬材料制造,罐內(nèi)容積應根據(jù)系統(tǒng)控制面積(或輪灌區(qū)面積大?。┘皢挝幻娣e施肥量和化肥溶液濃度等因素確定。

四、膜下滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要產(chǎn)品

滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)主要由灌水器(滴頭)、干、支、毛管及管道附件組成。

1、滴頭

(1)滴頭的分類、基本要求和使用特點

滴管系統(tǒng)的水流經(jīng)各級管道進入毛管,經(jīng)過滴頭流道的消能減壓及其調節(jié)作用,均勻、穩(wěn)定地分配到田間,滿足作物生長對水份的需要。滴頭是滴灌系統(tǒng)中最重要的設備,其性能、質量的好壞將直接影響到滴灌系統(tǒng)工作的可靠性及灌水質量的優(yōu)劣。滴灌系統(tǒng)常用的滴頭有三種,單翼迷宮式、內(nèi)鑲式和壓力補償式滴頭。其中單翼迷宮式為一次性薄壁塑料滴灌帶,內(nèi)鑲式可為滴灌帶或滴灌管,壓力補償式滴頭一般安裝在滴灌管上,可根據(jù)需要在流水線上安裝,也可在施工現(xiàn)場安裝。下面簡要介紹滴頭的基本要求和使用特點。

①出流量小、均勻、穩(wěn)定,對壓力變化的敏感性小。滴灌是一種局部灌溉,要求地表不產(chǎn)生徑流,因此滴頭流量要小。一般情況下滴頭流量隨系統(tǒng)壓力變化而改變,為保證滴頭流量均勻穩(wěn)定,要求滴頭具有一定的調節(jié)能力,在滴頭壓力變化時引起的流量變化較小。

②抗堵塞性能好。抗堵塞性能好的滴頭,不但能夠保證系統(tǒng)運行的可靠性,而且可以簡化過濾裝置結構,降低水質處理所需的高昂費用。

③結構簡單,便于制造、鋪設和安裝。

④價格低廉。滴灌帶占滴灌系統(tǒng)總投資的30-40%左右。滴灌產(chǎn)品的用戶是農(nóng)民,中國農(nóng)村經(jīng)濟相對落后,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值較低,農(nóng)民的經(jīng)濟承受能力較弱,因此只有開發(fā)價格低廉,農(nóng)民用的起的產(chǎn)品才有推廣前景。

⑤制造精度高。滴頭灌水均勻度除受系統(tǒng)壓力影響外,還受制造精度的影響。如果制造偏差大,無論采用那種措施,都很難保證滴頭出水的均勻性。

(2)常用滴頭簡介:

①內(nèi)鑲式滴頭(滴頭一次注塑成型,流量偏差??;滴頭自帶過濾窗特殊的流量設計,水流呈全紊流;扁平滴頭與管在線一體化擠壓成型,使用方便,價格低,屬經(jīng)濟型滴灌管;在田間易于布置和收??;滴頭間距可根據(jù)用戶要求調整。適用于大田作物,溫室蔬菜及花卉林木等的種植。

②單翼迷宮式滴灌帶:適用于大田作物,溫室蔬菜及花卉果木等的種植。

③大流量壓力補償式滴頭:適用于果園、葡萄園、樹木綠化及高差顯著的山地或需要長距離鋪設滴灌管的工程。

2、輸配水管道

滴灌系統(tǒng)的輸配水管道一般有干管、支管、毛管組成,其作用是為各級管道輸送所需流量。目前滴灌所用管道大都為塑料管,基本要求如下。

(1)能承受一定的水壓力。滴管各級管網(wǎng)均為壓力管網(wǎng),必須能承受一定的壓力才能保證安全輸水與配水。

(2)抗老化性能強。滴灌管網(wǎng)中,干管、支管使用年限一般都很長,因此要求具有較強的抗老化性能,以保證管道長期安全、可靠地運行。

(3)規(guī)格型號多樣化、系列化。為滿足各種滴灌系統(tǒng)的不同供水要求,滴灌工程中往往需要各種規(guī)格型號的滴灌管材。必須有多種規(guī)格、多種型號、系列化的產(chǎn)品供用戶選用。

(4)規(guī)格尺寸與公差必須符合技術標準。各種管道必須按照有關部門的技術標準要求進行生產(chǎn)。

(5)價格低廉。滴灌管道在滴灌工程中所占比重較大,應力求選擇滿足滴灌工程要求且價格便宜的管道。

(6)便于運輸和施工安裝。各種管道均應按規(guī)定制成一定長度,以便于運輸及安裝和減少連接管件用量,節(jié)省投資。

干管為滴灌系統(tǒng)輸送全部灌溉水量。根據(jù)滴灌系統(tǒng)灌溉面積可采用一級或兩級干管系統(tǒng),一級干管系統(tǒng)只有一條主干管。兩級干管系統(tǒng)由一條主干管和若干條分干管組成。干管一般采用農(nóng)用UPVC管,管長一般為10米,一端擴口,兩管采用承插方式連接,膠圈止水。

支管和輔管在滴灌系統(tǒng)中起控制滴灌帶適宜長度、劃分輪灌區(qū)的作用。滴灌系統(tǒng)中的支管和輔管一般采用PE黑管。

3、管道附件

滴灌系統(tǒng)管道附件分為管材連接件和控制件兩種。管材連接件簡稱管件,管件的作用是按照滴灌設計和地形地貌的要求將管道連成一定的網(wǎng)絡形狀。有直通、彎頭、三通、法蘭、異徑接頭等。

控制件的作用是控制和量測管道系統(tǒng)水流的流量和壓力大小,如閥門、壓力表、流量表、空氣閥、逆止閥、減壓閥、安全閥、流量和壓力調節(jié)器等等。

五、膜下滴灌系統(tǒng)規(guī)劃

1、規(guī)劃的基本原則

(1)滴灌工程的規(guī)劃應與農(nóng)田基本建設規(guī)劃相結合。

必須與當?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展計劃、水利規(guī)劃及農(nóng)田基本建設規(guī)劃相適應,特別是應與低壓管道輸水灌溉等灌水技術相結合統(tǒng)籌安排。綜合考慮與規(guī)劃區(qū)域內(nèi)溝、渠、林、路、輸電線路、水源等布置的關系,考慮多目標綜合利用,充分發(fā)揮已有水利工程的作用。

(2)近期需要與遠景發(fā)展規(guī)劃相結合。

根據(jù)當前經(jīng)濟狀況和今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,把近期安排與長遠發(fā)展規(guī)劃結合起來,講求實效,量力而行。根據(jù)人力、物力和財力,做出分期開發(fā)計劃。

(3)規(guī)劃應綜合考慮工程的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益

滴灌工程的最終用戶是農(nóng)民,目前我國農(nóng)村經(jīng)濟相對落后,能否為農(nóng)民帶來實效應是滴灌工程建設的基本出發(fā)點。同時,為了水資源的可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,滴灌工程的社會和生態(tài)效益也是至關重要的。因此,充分發(fā)揮滴灌技術節(jié)水、節(jié)支、增效、節(jié)約勞力,提高勞動生產(chǎn)率,減輕農(nóng)民的勞動強度,增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量,改善產(chǎn)品品質等優(yōu)勢,把滴灌的經(jīng)濟效益、社會效益、和生態(tài)效益很好地結合起來,使滴灌工程的綜合效益最大,是滴灌工程規(guī)劃的目標。

2、規(guī)劃的內(nèi)容

(1)勘測收集基本資料。

(2)論證工程的必要性和可行性。

(3)確定工程的控制范圍和規(guī)模。

(4)選擇適當?shù)娜∷绞?。根?jù)水源條件,選擇引水到高位水池、提水到高位水池、機井直接加壓、地面蓄水池配機泵加壓等滴灌取水方式。

(5)滴灌系統(tǒng)選型。要根據(jù)當?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟條件,因地制宜地從技術可行性和經(jīng)濟合理性方面選擇系統(tǒng)形式、灌水器類型。

(6)工程布置。在綜合分析水源加壓形式、地塊形狀、土壤質地、作物種植密度、種植方向、地面坡度等因素的基礎上,確定滴灌系統(tǒng)的總體布置方案。

(7)作出工程概算。

3、資料的收集

(1)自然條件

①地理位置及地形:項目區(qū)經(jīng)緯度、海拔高程及有關自然地理特征;地形圖,比例尺一般為1/1000~1/5000,圖上要標清項目區(qū)范圍,水源位置,交通道路,輸電線路,地面附著物等。

②土壤:項目區(qū)土壤特性,包括土壤質地、土層厚度、滲透系數(shù)、容重、土壤水分常數(shù)、土壤溫度及鹽堿情況等。

③水文地質、工程地質資料:淺層地下水位及其隨季節(jié)的變化,滴灌工程中各項建筑設施位置的地質條件等。

④作物:作物種類、品種、種植結構及分布,生育期,各生育階段及天數(shù),日需水量,當?shù)毓喔仍囼炠Y料、灌溉制度、灌水經(jīng)驗、主要根系活動層深度等。

⑤水源:水源水位(機井的靜水位、動水位或地表水源在灌溉期低水位、高水位),供水流量、水質分析報告,水中泥沙含量、泥沙粒徑級配等

⑥氣象:氣溫、濕度、蒸發(fā)量、多年平均降水量、灌溉季節(jié)有效降水量,無霜期及最大凍土深度等。

(2)生產(chǎn)條件

①水利工程現(xiàn)狀:引水、蓄水、提水、輸水和機井等工程的類別、規(guī)模、位置、容量、配套完好程度和效益情況

②生產(chǎn)現(xiàn)狀:作物歷年平均畝產(chǎn),受旱、鹽堿、蟲災、干熱風、低溫霜凍災害及減產(chǎn)情況。

③動力和機械設備:電力或燃料供應,動力消耗情況,已有動力機械、農(nóng)用耕種、收割機械情況。

④當?shù)夭牧虾驮O備生產(chǎn)供應情況:如滴灌工程建筑材料和各種管材、設備來源、單價、運距及當?shù)厣a(chǎn)的產(chǎn)品、設備質量、性能、市場供銷情況等。

⑤農(nóng)田規(guī)劃及現(xiàn)狀:項目區(qū)農(nóng)田規(guī)劃,路、渠、林、電力線路等布置狀況。

(3)社會經(jīng)濟狀況

①項目區(qū)的行政區(qū)劃和管理:包括所在縣、市、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村、組名稱,人口、勞力、民族及文化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承包方式,管理體制,技術管理水平等。

②經(jīng)濟條件:工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平、經(jīng)營管理水平、勞動力管理方式及農(nóng)業(yè)人口的經(jīng)濟狀。

4、滴灌系統(tǒng)的布置:控制面積的確定和總體布置

(1)總體布置規(guī)劃階段工程布置主要是確定灌區(qū)具體位置、面積、范圍及分區(qū)界限;確定水源位置,對沉淀池、泵站、首部等工程進行總體布局;合理布設主干管線。地形狀況和水源在灌區(qū)中的位置對管道系統(tǒng)布置影響很大,一般將首部樞紐與水源工程布置在一起.

(2)滴灌系統(tǒng)根據(jù)水源位置及系統(tǒng)規(guī)模大小,其管道一般分為四級或五級,即干管、支管、(輔管)、毛管或主干管、分干管、支管、(輔管)、毛管。

(3)干管埋入地下≥80cm,在管道起伏的高處、順坡管道上端閥門下游、逆止閥的上游均應設置進排氣閥,管道末端設排水閘閥,可將余水排入滲井或排水渠.

(4)支管、輔管和毛管鋪設于地面,支管通過出地管與干管相連,毛管鋪在地膜下與播種同步進行。

六、膜下滴灌工程設計概述

1、系統(tǒng)設計參數(shù)的確定

(1)基本參數(shù)

設計保證率:應根據(jù)自然條件和經(jīng)濟條件確定,滴灌不應低于85%。(氣象水文典型年)

灌溉水的利用率應不低于0.90。

設計系統(tǒng)的日工作小時應根據(jù)不同水源和農(nóng)業(yè)技術條件確定,一般不宜大于20小時。

設計耗水強度(Ea):應采用作物耗水強度峰值,并應由當?shù)卦囼炠Y料確定,無實測資料時,對糧、棉、油等大田作物采用膜下滴灌時,根據(jù)本地情況Ea可在3~6毫米/天之間選取。

滴頭設計工作水頭

規(guī)范規(guī)定滴頭設計工作水頭應取所選滴頭的額定工作水頭,或由滴頭壓力與流量關系曲線確定,但不宜低于2米。

灌水器的工作水頭越高,灌水均勻度易保證,但系統(tǒng)的運行費用高。灌水器的設計工作水頭應根據(jù)地形和所選用的灌水器的水力性能決定。單翼迷宮式滴灌帶的工作壓力最好在0.05-0.1MPa之間,注意應根據(jù)所選滴灌帶滴頭的流態(tài)指數(shù)及其實際工作水頭確定滴頭實際出流量以及相應的允許水頭差。

以Φ16x300-1.8滴灌帶為例說明(qd=0.411H0.615)

Hd=10m時,qd=1.8l/h

qv=0.2,則[hv]=0.33,[h]=[hv]Hd="0".33x10=3.3

Hd=5m時,qd=1.1l/h

qv=0.2,則[hv]=0.33,[h]=[hv]Hd="0".33x5=1.65

(2)灌溉制度

設計灌水定額:

應根據(jù)當?shù)卦囼炠Y料按下面公式之一計算

m=0.1γZP(θmax-θmin)/η

適宜土壤含水率上、下限(占干土重的百分比),θmax可取田間持水率的90%,θmin可取田間持水率的60%。

設計灌水周期:

T=(m/Ea)η

按上式求得的值為作物需水高峰期的灌水周期。

一次灌水延續(xù)時間:t="m"?Se?Sr/(ηqd)

灌水次數(shù)與灌水總量

灌水總量應由當?shù)毓喔仍囼炠Y料確定,無試驗資料時,可根據(jù)當?shù)氐臍庀筚Y料按彭曼法計算,計算出總需水量后,應根據(jù)作物各生育期的需水量確定不同時期的灌水定額及灌水周期,確定總的灌水次數(shù),合理分配灌溉水量。

上面求得的灌水定額是在作物的適宜土壤含水率范圍條件下,在計劃濕潤層內(nèi)的土壤最大儲水量,當灌水量大于計算值時,土壤含水量將超過作物所要求的適宜值,影響作物生長,還會造成灌溉水的深層滲漏,造成灌溉水的浪費

上面求得的灌水周期和一次灌水延續(xù)時間,為作物需水高峰期的值,作物不同的生長時期,需水量也不相同,應根據(jù)作物的生長過程作相應的調整。

前面計算的灌水周期和灌水量也可以說是最大值,但不一定是最合理的值,可以根據(jù)作物日耗水量確定作物的灌水量和灌水周期,如作物日平均毛耗水量(凈耗水量除以田間灌溉水利用系數(shù))為5毫米/天,則一次灌水30毫米(20立方米/畝),那么6天就為一個灌水周期,也就是說30毫米水夠作物消耗6天。如果一次灌水15毫米(15立方米/畝),則3天就為一個灌水周期。

(3)灌水均勻度

影響灌水均勻度的因素主要有:水力影響(水頭損失引起的壓力變化)、制造偏差、堵塞、地面坡度、滴頭流量及滴頭間距等,其中制造偏差、地面坡度、滴頭流量及滴頭間距可視為已知量,堵塞引起的均勻度變化帶有一定偶然性,可通過增加灌水器泥沙通過能力和過濾裝置進行水質處理解決,在微灌水力設計時,應經(jīng)可能減少水力摩阻損失所造成的不均勻性。設計時可將灌水小區(qū)內(nèi)的流量偏差率控制在20%內(nèi),以保證灌水小區(qū)內(nèi)的均勻性,各小區(qū)間的均勻性可以通過調壓措施保證。各輪灌組之間的均勻性則可通過調整運行時間、系統(tǒng)流量、壓力等措施來實現(xiàn)。

2、滴灌系統(tǒng)設計:內(nèi)容包括系統(tǒng)的布置,灌水器的選擇,系統(tǒng)及各級管道設計流量的確定,管網(wǎng)的水力計算及管徑的確定,以及泵站、沉淀池、首部的設計等,寫出設計說明書,提出工程材料、設備及預算清單、施工和運行管理要求。

(1)滴頭的選擇

滴頭選擇是否恰當,直接影響工程的投資和灌水質量。設計人員應熟悉各種灌水器的性能和適用條件,考慮以下因素選擇適宜的灌水器。

①作物種類和種植模式。

②土壤性質。

③工作壓力及范圍。

④流量壓力關系。

⑤灌水器的制造精度。

⑥對溫度變化的敏感性。

⑦對堵賽、淤積、沉淀的敏感性。

主要影響因素:流道尺寸<0.7mm非常敏感,0.7~1.5mm敏感,>1.5mm不敏感。流速4~6m/s滿足抗堵性能。

⑧滴頭與毛管連接處的水頭損失

⑨成本與價格。

(2)滴頭選擇中的幾個誤區(qū)

①滴頭流量越大越好

②滴頭流量大輪灌周期短,輪灌速度快

③滴頭額定流量就是滴頭的實際工作流量

(3)干管、支管、毛管應綜合考慮。

①毛管鋪設方向必須順延作物種植方向。

②毛管的間距(SL)是由作物的種植結構——株距和行距及其需水要求,結合土壤性質及毛管自身的水力特性決定的。

③毛管的鋪設間距SL一旦被確定,則毛管畝用量和本滴灌系統(tǒng)毛管的總用量是一個定值。即:

毛管畝用量或每公頃用量:(m/畝)或(m/hm2)

L畝=666.7/SL(m/畝)

系統(tǒng)毛管總用量:

L系=L畝*A

式中:L畝——毛管畝用量(m/畝);

L系——系統(tǒng)毛管總用量(m);

A為滴灌系統(tǒng)總面積。

④毛管的計算極限長度Lm,是毛管的最大鋪設長度的限值;毛管的實際鋪設長度視本地塊尺寸及由其制約的支管間距來確定。但無論毛管的實際鋪設長度最后確定是多長,其畝用量、系統(tǒng)毛管總用量不變。

⑤毛管上出水孔間距和孔的出水量由作物需水要求、土壤性質、氣候條件等綜合確定。

⑥在平坡地形條件下,毛管與支(輔)管相互垂直,并在支(輔)管兩側對稱布設。在均勻坡地形條件下,毛管在支(輔)管兩側布設,并依據(jù)毛管水力特性計算,逆坡向短,順坡向長;當逆坡向水力特性不佳時,則僅采用順坡向鋪設。

⑦布設毛管時,不能穿越田間機耕作業(yè)道路。

⑧平坡及一定的均勻坡地形范圍大多采用非補償式灌水器,地形坡度大或起伏大時,壓力變化大則采用壓力補償式灌水器。必要時,需在毛管進口設置壓力流量調節(jié)器。

(4)支管的布置形式

①支管往往是構成灌水小區(qū)的關鍵因素,支管的長短要滿足小區(qū)內(nèi)灌水均勻度的要求。

②當有輔管,并構成輔管的灌水范圍內(nèi)的灌水小區(qū)時,則支管的長度不受灌水小區(qū)水力特性的牽制。

③當有輔管,并由毛管、輔管、支管共同形成灌水小區(qū)時,支(輔)管的長度要根據(jù)小區(qū)內(nèi)允許水頭差、允許流量偏差來確定,其實際鋪設長度還要根據(jù)其鋪設方向線上地塊的長度,進行合理調整。

④支管的實際鋪設長度決定著分干管的列數(shù),鋪設長度長,分干管列數(shù)減少,對降低管網(wǎng)系統(tǒng)投資起明顯作用。

⑤支管的間距是由毛管的實際鋪設長度制約,并依據(jù)毛管鋪設方向線上地塊的尺寸合理調整決定。毛管長度長,支管間距大,支管的列數(shù)就減少,對降低管網(wǎng)系統(tǒng)投資起著一定的作用。

⑥按系統(tǒng)壓力均衡需要,必要時要在支管進口設置壓力—流量調節(jié)器。

⑦就大田作物膜下滴灌而言,支管的實際鋪設長度100—150m較適宜,常用PE管材鋪設于地表,灌溉期結束后回收保管,多年使用,管徑一般為Φ63、Φ75、Φ90。輔管基本上采用Φ32,較少采用Φ40。

⑧雙向布設毛管的支管,不要使毛管穿越田間機耕道路。當毛管在支管一側布置時,支管可以平行田間道路布設。

⑨輔管的布置及其與其它管道的相互關系與支管類同,文中多處用“支(輔)管”表達,即是這個含意。詳見第七章設計實例中介紹。

⑩沿毛管鋪設方向地形為均勻坡時,如毛管在支管兩側雙向布置,上、下坡毛管進口壓力相等、鋪設長度不同,支管位置應能使上、下坡毛管上的最小壓力水頭相等。

(5)分干管布置

①分干管的作用是按輪灌方案向支管配水。它的布置受支管的實際鋪設長度制約。支管長度長,分干管的列數(shù)少,分干管的總數(shù)量就小。

②分干管與干管垂直并在干管的兩側布置,力求對稱。若因干管布置的要求,有時只能在干管一側布設。

③每條分干管的實際鋪設長度根據(jù)支管布置確定。

④管網(wǎng)系統(tǒng)中分干管采用PVC-U管,埋設在凍土深度以下。常用Φ110、Φ160、Φ200等管徑作分干管。

⑤分干管布設盡量與道路、溝渠同向,以便運輸、安裝、維護,但需考慮由其供水的支管鋪設和運行需求。

⑥減少分干管數(shù)量對降低系統(tǒng)投資有顯著作用。

(6)干管布置

①干管是管網(wǎng)系統(tǒng)中的綱,它的起點由所灌溉地塊的地形條件和形狀及首部樞紐的位置來確定。其鋪設位置方向決定著整個管網(wǎng)系統(tǒng)的布置和運行方式,從而決定著管網(wǎng)系統(tǒng)的總投資。

②一般將干管進口及其走向布置在整個滴灌區(qū)的高處,如有地形落差條件,盡可能形成自壓滴灌條件。

③干管布設要盡量順直,其總長度最短,在其平面與立面上盡量減少轉折。

④干管應與道路、林帶、電力線路平行布置,盡量少穿越障礙物,不要干擾油、氣、光纜等線路。

⑤在可能與需要情況下,進入田間前的輸水總干管兼顧綜合利用的要求。

⑥干管應盡量布設在地基較好處,若只能布置在較差的地基上,要妥善處理。

3、系統(tǒng)工作制度及設計流量的確定

滴灌系統(tǒng)的工作制度通常分為續(xù)灌、輪灌和隨機供水三種情況。不同的工作制度要求系統(tǒng)的流量不同,因而工程費用也不同,在確定工作制度時,應根據(jù)作物種類,水源條件和經(jīng)濟狀況等因素作出合理選擇。

輪灌組的數(shù)目根據(jù)水源流量和各級管道的經(jīng)濟管徑、輸水能力和作物的需水要求確定,同時使水源的水量與計劃灌溉的面積相協(xié)調,一般可由下式計算:

N≤CT/t

實踐表明,輪灌組過多,會造成運行管理不便和各農(nóng)戶的用水矛盾,按上式計算的N值為允許的最多輪灌組數(shù),設計時應根據(jù)具體情況確定合理的輪灌組數(shù)目.

4、首部樞紐設計

水源過濾設備選型:井水、泉水、湖水、池塘水

井(泉)水:粘粒及有機質含量一般較少,多為粗砂和粉砂顆粒,若涌砂量少可直接用網(wǎng)式過濾器,涌砂量多可采用離心+網(wǎng)式過濾器。

湖水、池塘水:一般滋生有機質多,視水質情況,采用砂石+網(wǎng)式過濾器處理或直接采用網(wǎng)式過濾器。

河水:應根據(jù)水源水質情況(粒徑、濃度、有機物等)選配

規(guī)范規(guī)定:過濾系統(tǒng)須濾除大于灌水器最小直徑1/7-1/10的顆粒,且濃度不大于100毫克/升。迷宮式滴灌帶流道直徑為0.8-1.0毫米,若按規(guī)范規(guī)定,過濾器要處理掉0.08-0.1毫米以上顆粒粒徑。但通過室外試驗,迷宮式滴灌帶通過的最大粒徑為0.15毫米,濃度為2137毫克/升,需要100目過濾器。室內(nèi)實驗結果,通過最大粒徑0.2毫米,濃度1000毫克/升,但粘粒含量多時,停滴后顆粒沉積結塊,再滴時易堵塞。

5、過濾器優(yōu)化選型

目前過濾器的選擇都是根據(jù)系統(tǒng)流量在廠家過濾器目錄中選擇,沒有考慮水頭損失及運行費的問題。

過濾器的選擇應使過濾器造價及使用過濾器所消耗的電費之和最低(年費用最低)

6、施肥設備選型

根據(jù)設計流量和灌溉面積的大小,灌溉作物所需肥料和化學藥物的性質,選擇合適的施肥罐。

7、沉淀池設計

隨著微灌技術在新疆的推廣,渠水滴灌利用越來越引起人們的重視。渠水中含有兩類容易堵塞灌水器的雜質:一類是藻類、水生物和漂浮物;另一類是懸浮泥沙。當水中泥沙含量大于過濾器的處理能力時,使用篩網(wǎng)過濾器和介質過濾器將因頻繁的沖洗而不能正常工作,此時需借助沉淀池對灌溉水進行初級沉淀處理。沉淀池的主要目的是去除水中大量的泥沙,用于滴灌的關鍵是恰當?shù)倪x用水質指標,使沉淀池處理后的水質達到滴灌對懸浮泥砂含量的要求。

應盡可能利用現(xiàn)有的一些工程(輸水渠道、排堿渠、洼地、池塘等),在有條件的情況下(經(jīng)濟、場地等),盡可能將沉淀池修建的大一些,可以將砂石過濾器省略,節(jié)約工程造價.

8、水泵工況點及水泵選型

許多人認為滴灌系統(tǒng)配備流量為100立方米/小時,揚程為50米的水泵時,其在滴灌系統(tǒng)工作時的流量一定是100立方米/小時,揚程一定是50米。事實上,這個概念是錯誤的,該流量與揚程是水泵的額定流量與揚程,一般為水泵最高效率點所對應的流量與揚程。但是水泵在不同的管路條件下工作時,其流量及揚程也都會不同,是一個動態(tài)變化值。

滴灌系統(tǒng)中各輪灌組出流點高程和距水源的管線長度管徑及流量都有可能不同,因此各輪灌組具有不同的管路特性曲線。水泵在不同輪灌組工作時,工況點可能會有很大的差別,有的可能偏離高效區(qū)。因此選水泵時應考慮每個輪灌組的情況,但這樣會使設計非常復雜,所以設計時可按滴灌所需流量作為設計流量,考慮經(jīng)濟管徑因素確定各級管道管徑,計算出各級管道水損,確定水泵揚程,然后校核水泵在各個輪灌組工作時的工況點。

9、選擇水泵的方法

由于滴灌各輪灌組運行時揚程變化較大,所選水泵及要滿足滿足揚程低的輪灌組又要滿足揚程高的輪灌組,因此選擇水泵時應現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)設計流量和最大、最小揚程的平均值選取水泵,即按照Q設、H=(Hmax+Hmin)/2選擇水泵,再按照最高揚程輪灌組及最低揚程輪灌組校核水泵的工作點。

注:計算揚程時,應考慮地面坡度。

10、水泵安裝高度

離心泵能將進水池內(nèi)的水吸入泵內(nèi),這是由于葉輪旋轉后在葉輪進口處會形成低壓區(qū)(即真空),而進水池水面承受的是大氣壓力,因此水就能不斷得到補充而進入泵內(nèi)。

真空度與允許吸上真空度:

稱低壓區(qū)壓力低于大氣壓的數(shù)值為真空度,每臺離心泵可以形成的真空度值為其允許吸上真空度或允許真空度。葉輪進口處的真空度越大,水泵能吸水的高度就越大;反之,真空度越小,則水泵的吸水高度就越小。

一般情況下,允許吸上真空度的值多介于4~6米之間,與標準大氣壓力(≈10.3米水柱高度)尚有一定的距離,即水泵進口還要保持一定的壓力。

當壓力減小到一定程度時,水即會產(chǎn)生汽化,若氣泡被水流帶到葉輪流道的高壓處,就會迅速破裂或再次急劇凝結于水中,這個過程使水流質點產(chǎn)生很大的沖擊力量,如果反復不斷地作用在葉輪流道的壁上,就會破壞葉輪金屬表面,甚至破壞水泵部件,這被稱為汽蝕現(xiàn)象。為了避免水泵的汽蝕,需要對水泵進口的真空度加以限制,這便是允許吸上真空高度HS多規(guī)定為4~6米,而在水泵進口還要保持一定壓力的原因。

地面式泵房的優(yōu)點是施工方便,造價較低和運行條件較好,但同時存在水泵啟動前需要進行引水等缺點。

而地下式泵房水泵啟動比較方便,缺點是用材多、施工復雜、造價高,工作環(huán)境不如地面式,易被水淹,日常運行管理不方便,水泵效率降低。

11、滴灌系統(tǒng)水泵變頻調速

水泵變速調節(jié)是通過改變水泵轉速來調節(jié)水泵工作狀況,在滿足用戶需水要求的同時,達到經(jīng)濟運行的目的。滴灌系統(tǒng)水泵大都采用鼠籠型異步電動機,其調速方式主要是調壓調速、變極調速、和變頻調速。而變頻調速以其調速范圍大、機械特性硬、調速精度高、平滑無機調速等優(yōu)點,被一些滴灌系統(tǒng)所采用。然而目前變頻調速產(chǎn)品較為昂貴,在滴灌系統(tǒng)設計時,應對其經(jīng)濟適用性進行合理的分析。

滴灌水泵調速節(jié)能原理:大田滴灌系統(tǒng)水泵變頻調速應考慮如下兩個特點,一是保證調速后的流量與設計流量相同,二是調速后的效率要高于調速之前。

12、系統(tǒng)優(yōu)化

(1)管網(wǎng)優(yōu)化:

①管網(wǎng)優(yōu)化的基本概念

滴灌管網(wǎng)一般由主干管、分干管、支管和毛管組成,其中支管與毛管組成田間管網(wǎng),滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)中,田間管網(wǎng)的優(yōu)化問題只與田間管網(wǎng)允許水頭差有關,允許水頭差一般是一個固定值,與干管尺寸無關,在選擇水泵揚程可作為一個常數(shù)考慮。也就是說干管管網(wǎng)與田間管網(wǎng)的優(yōu)化問題是彼此獨立的,可分別進行設計,然后結合起來,便是整個滴灌管網(wǎng)的優(yōu)化設計。

②田間管網(wǎng)的優(yōu)化設計

滴灌田間管網(wǎng)由支管和其控制的毛管組成,其優(yōu)化設計的目的就是在保證滿足灌水均勻度要求的情況下,如何分配田間管網(wǎng)允許水頭差,選擇支管與毛管管徑或確定支管與毛管長度,使田間管網(wǎng)投資最小。

膜下滴灌現(xiàn)主要用于大田作物,為適應大田機械化作業(yè)及運行管理的要求,毛管均選用相同的管徑,目前滴灌系統(tǒng)產(chǎn)品,毛管使用的是滴灌帶,設計滴灌系統(tǒng)時,根據(jù)作物、土壤性質及農(nóng)業(yè)技術等因素,可選擇滴頭流量及間距等技術參數(shù),這些參數(shù)一經(jīng)確定,滴灌帶的規(guī)格型號也就確定了,那么毛管的管徑也就確定了。支管一般對稱于干管成魚骨式布置,干管間距決定了支管的長度,在干管管網(wǎng)布置已確定的情況下,干管兩側支管的總長度也就確定了。所以田間管網(wǎng)的優(yōu)化設計,可歸結為在毛管管徑及干管兩側支管總長度一定情況下,確定使田間管網(wǎng)造價最低的毛管長度和支管管徑。

對于一塊確定的條田,在毛管管徑及灌水小區(qū)允許壓力差一定的情況下,毛管長度越大則毛管壓力差越大,為保證灌水小區(qū)實際壓力差不大于允許壓力差,支管允許水頭差就必須減小,所需支管管徑就越大,而毛管長度越大就意味著支管間距越大,那么灌區(qū)內(nèi)的支管數(shù)目就越少,則灌區(qū)內(nèi)的支管總長度就越短。反之,若毛管長度越小,所需支管管徑越小,灌區(qū)內(nèi)的支管數(shù)目就越多,那么灌區(qū)內(nèi)的支管總長度就越長。也就是說,要減小支管管徑,則灌區(qū)的支管總長度增加。而要使灌區(qū)的支管總長減小,則支管所需管徑就大。因此,選取適當?shù)拿荛L度、支管數(shù)目及支管管徑使田間管網(wǎng)的造價最低,就形成了一個優(yōu)化問題。

毛管一般對稱于支管布置,在均勻坡度情況下,支管兩側的毛管一邊為上坡一邊就為下坡,為使兩側毛管壓力差相同,下坡毛管的長度就應大于上坡毛管的長度。同樣,在均勻坡度情況下,干管兩側的支管也是一邊為上坡一邊為下坡,有兩個辦法可保證兩側支管壓力差相同,一個辦法是兩側支管采用相同的管徑而長度不一樣,另一個辦法是兩側支管均采用變徑管而長度相同。

水泵未選干管管網(wǎng)優(yōu)化:當沒有選定水泵時,干管管網(wǎng)首端壓力未定,此時管網(wǎng)優(yōu)化設計一方面要考慮降低管網(wǎng)投資,另一方面又要降低運行費用,而兩者大小是相互影響的。在其他因素都相同的情況下,要降低管網(wǎng)投資,則干管的管徑小,水頭損失大,所需水泵的揚程就大,系統(tǒng)的運行費用就將增加。反之若要降低運行費用,就要增大管徑,則管網(wǎng)的一次性投入將增加,那么如何選擇管道的直徑和水泵的型號使系統(tǒng)的年費用最低,就是優(yōu)化設計所要解決的問題。

(2)設備優(yōu)化

主要是首部設備優(yōu)化(沉淀池、沙石、網(wǎng)式過濾器、水泵等)。

(3)結構優(yōu)化

主要是系統(tǒng)結構的優(yōu)化:首部位置,盡可能多系統(tǒng)共用一個首部;管網(wǎng)結構的優(yōu)化,干管的級數(shù),無輔管系統(tǒng)等。

(4)材料優(yōu)化

降低材料壓力等級,減小壁厚,降低造價。

(5)布置優(yōu)化

管網(wǎng)的優(yōu)化布置:主干管、分干管的方向及位置。

七、膜下滴灌運行管理

1、運行方式與系統(tǒng)造價及水力特性的關系

滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)中,正在運行的管路處在壓力流狀態(tài)下,一處水力狀態(tài)發(fā)生變化,將使全系統(tǒng)運行管路中的水力狀態(tài)發(fā)生相應的變化。

目前,大田滴灌系統(tǒng)普遍采用輪灌運行工作制度,不同的輪灌運行組,水流途徑不同,產(chǎn)生管網(wǎng)系統(tǒng)水力狀態(tài)的不同,系統(tǒng)投資、年運行費和管理工作也不同。

設計上要求對不同水力狀態(tài)的管路進行節(jié)點壓力均衡驗算,進行比較和分析,尋求出有利的運行方式,避開不利的運行方式,以采取相應措施,滿足灌水均勻度的要求。

2、滴灌系統(tǒng)的運行

一個滴灌系統(tǒng)的運行與種植的作物、作物的各生長階段、灌區(qū)來水情況、電力供應條件、農(nóng)業(yè)承包制度和勞動力安排都有關系。在滴灌系統(tǒng)設計時就要充分考慮上述各因素及他們間相互的制約關系,一個滴灌系統(tǒng)在其每年的灌溉期內(nèi),上述所涉及的各種因素或多或少都會發(fā)生這樣或那樣的變化,這就要求在運行時合理地、科學地進行安排處置,使滴灌系統(tǒng)正常運行,充分發(fā)揮其作用。

(1)種植作物的結構變化對運行之要求

同一個滴灌系統(tǒng)中,種植的作物種類及其比例,對輪灌運行是有直接影響的。若一個滴灌系統(tǒng)內(nèi)種植的均為同一種作物,則就可以按照前面介紹的有利的運行方式進行運行。若種植的作物不同,則要盡量做到在設計運行工況的輪灌組內(nèi)盡量安排種植同一種作物,以利輪灌組按設計工況運行。若不能做這一點,則要求同一輪灌組內(nèi)的面積不能超過設計運行工況時的面積,不能為了照顧同一種作物在一個輪灌組內(nèi)灌水而任意擴大該輪灌組的面積。

(2)作物需水高峰期的運行

滴灌系統(tǒng)設計時,首部樞紐和管網(wǎng)系統(tǒng)及其與之配套的各種附屬設施的容量、能力等均是按照作物需水量峰值的要求進行的,因而,作物需水高峰期,系統(tǒng)運行必須嚴格按設計工況下輪灌運行的分組及所確定的各種運行參數(shù)運行,不能隨意改變輪灌分組及改變運行參數(shù)。否則,系統(tǒng)就不能正常運行,達不到設計要求,嚴重時將導致系統(tǒng)損壞或其它嚴重后果。

(3)作物生長期各階段的運行

作物生長期各階段,其日耗水強度是不一樣的,比設計時采取的日耗水強度峰值要小,還由于生長期各階段降雨、地下水補給條件的變化,作物需要的灌溉補充強度也是不同的。因而,首先要合理地確定作物整個生長期的設計灌溉制度,求出各階段的灌水定額,以對作物的各生長階段實施適時適量的灌溉。

(4)雖說各階段的灌水量不同,但還是要按設計工況下輪灌分組進行運行,按本階段作物的日耗水強度及灌溉補充強度求出灌水器一次灌水延續(xù)時間運行,以適應作物日耗水強度減小的情況。

3、管網(wǎng)的運行管理

在每個灌溉季節(jié)開始前,將管網(wǎng)中的每個設備與部件重新安裝連接,檢查所有的地埋管、出地豎管、地面管、各級閥門、連接管件是否有缺損,及時更換或修理。

每個灌溉季節(jié)工作前應對管網(wǎng)進行徹底沖洗,在運行過程中,要檢查系統(tǒng)水質情況,視水質情況對系統(tǒng)進行沖洗。沖洗時,首先打開一定數(shù)量的輪灌組閥門(一般少于灌溉時正常輪灌組的閥門),開啟水泵,依次打開干管、支管和毛管的末端,采用高壓輪流沖洗每個輪灌組,將管道內(nèi)的污物沖洗出去。

定期對管網(wǎng)進行巡視,檢查管網(wǎng)運行情況,如有漏水要立即處理。

灌水時每次開啟一個輪灌組,當一個輪灌組結束后,先開啟下一個輪灌組,再關閉上一個輪灌組,嚴禁先關后開。

系統(tǒng)運行時,必須嚴格控制壓力表讀數(shù),應將系統(tǒng)控制在設計壓力下運行,以保證系統(tǒng)能安全有效的運行。

每年灌溉季節(jié)結束后,應對地埋管進行全面檢查,對損壞處進行維修,沖凈泥沙,打開各級管道的末端及水泵取水口處的底閥,排凈積水,以免冬季管道凍裂損壞。

將地面管材管件及易損、易盜設施回收清洗,晾干后存入庫房妥善保管,以備下一個灌溉季節(jié)正常使用。球閥保存時,應使其處于開啟狀態(tài),以便排除球體內(nèi)的存水,以免冬季被凍裂。

系統(tǒng)第一次運行時,需進行調壓。可通過調整球閥的開啟度來進行調壓,使系統(tǒng)各支管進口的壓力大致相等。薄壁毛管壓力可維持在1公斤左右,調試完后,在球閥相應位置作好標記,以保證在其以后的運行中,其開啟度能維持在該水平。

4、首部樞紐的運行管理

灌溉季節(jié)開始前,將首部設備重新安裝連接,并檢查水泵、動力設備、過濾裝置、施肥罐及其相應部件的連接是否正確,對首部各設備進行清洗。

每各輪灌組工作前要先對過濾器進行清洗。

在運行過程中若過濾器進出口壓力差超過3m,要對過濾器進行反沖洗或清洗。

首部設備應嚴格按設計流量與壓力進行操作,不得超壓、超流量運行。

施肥罐中注入的固體顆粒不得超過施肥罐容積的2/3。

每次施肥完畢后,應對過濾器進行沖洗。

系統(tǒng)運行過程中,應認真作好記錄。

灌溉季節(jié)結束時,對首部設備進行全面清洗、檢查和保養(yǎng),有問題的要進行維修,若金屬涂層有損壞或生銹的,應除銹后重新刷漆或噴漆。將壓力表、排氣閥等小件易拆卸丟失的部件,拆下后妥善保管,以備下一個灌溉季節(jié)使用。

5、滴灌系統(tǒng)的組織管理

根據(jù)滴灌系統(tǒng)所有權的性質,應建立相應的經(jīng)營管理機構,實行統(tǒng)一領導,分級管理或集中管理,具體實行工程、機泵、用水、用電等項目管理。為提高滴灌工程的管理水平,應加強技術培訓,明確工作職責和任務,建立健全各項規(guī)章制度,實行滴灌產(chǎn)業(yè)化管理。

建立滴灌崗位責任制,明確滴灌管理人員、承包戶、主管節(jié)水領導的職責和應盡的義務,使滴灌的管理工作做到管理有序、有章可循。

滴灌管理人員應做到熟悉滴灌系統(tǒng)操作規(guī)程,對滴灌系統(tǒng)操作運行程序做到應知應會,對所管理的滴灌系統(tǒng)的面積、系統(tǒng)特性要做到心中有數(shù)。

建立滴灌系統(tǒng)運行記錄制度,各滴灌系統(tǒng)從開始運行到結束都必須有完整的工作記錄,包括滴水時間、次數(shù)、水量、施肥量、施藥量及次數(shù)和用電量等有關事項,建立各個滴灌系統(tǒng)完整的檔案。

建立滴灌工作獎懲辦法,把滴灌管理人員的工資的核定納入到對滴灌工作的考核中。

注:運行管理中存在的問題:系統(tǒng)運行管理混亂(設計、布置、調試運行);

滴灌工程管理與栽培技術脫節(jié);生產(chǎn)與滴灌管理脫節(jié),沒有因地制宜的用好管好滴灌技術,灌水模式單一,一般采用刀切的辦法;組織管理不健全

6、滴灌系統(tǒng)的操作要點:

(1)沉淀池:

開啟水泵前認真檢查沉淀池中各級過濾篩網(wǎng)是否干凈,有無雜物或泥沙堵塞篩網(wǎng)眼的現(xiàn)象,以及篩網(wǎng)是否有破損現(xiàn)象,及時更換。

檢查過濾篩網(wǎng)邊框與沉淀池邊壁是否結合緊密,如有縫隙較大現(xiàn)象,應采取措施填堵。

水泵泵頭需用50—80目篩籠罩住,篩籠直徑不小于泵頭直徑2倍。

系統(tǒng)運行前先清除池中臟物,當水質較混濁時,應關閉進水口,待水清后再進入沉淀池,以免沉淀池過濾負擔過重。

系統(tǒng)運行時,對于積在過濾篩網(wǎng)前的漂浮物、雜物、應及時撈除,以免影響篩網(wǎng)過水能力,對于較密如30—80目篩網(wǎng)被泥顆粒糊住,導致篩網(wǎng)兩側水位差達到10-15厘米,應換洗篩網(wǎng)。

篩網(wǎng)換洗方法:將臟網(wǎng)提起,將干凈網(wǎng)沿槽放下,臟網(wǎng)需用刷子和清水刷冼干凈。停泵后應用清水沖冼各級篩網(wǎng)。

(2)水泵:

滴灌系統(tǒng)運行的特點是,要求系統(tǒng)按設計流量穩(wěn)定供水,保證每天的供水時間;由于輪灌組的不同,產(chǎn)生不同的管路水力狀態(tài),使水泵的出口壓力變化,要求水泵能適應這種變化,并要在高效區(qū)運行。實行滴灌系統(tǒng)的自動化控制是可以達到上述要求的,但限于當前農(nóng)村、農(nóng)場的經(jīng)濟條件,還難以一下子達到這個要求,只能逐步向這方面過渡。

一般手工操作水泵運行時,不易達到上述要求,而且因操作頻繁,對水泵工作不利,還會使其工作年限縮短。所以,設計中應考慮各輪灌組工作的狀態(tài),創(chuàng)造條件,盡量在系統(tǒng)設計時,使水泵達到一個較好的工作狀況。

因而,針對目前大田滴灌系統(tǒng)的條件,比較多的采用變頻調速,即通過變頻調速控制屏調節(jié)水泵的轉速,從而使水泵的出口壓力達到設定值。

水泵應嚴格按照廠家所提供的產(chǎn)品說明書及用戶指南的規(guī)定進行操作和維護。

(3)過濾器

①砂石過濾器操作要點

必須嚴格按過濾器的設計流量操作,不得超流量運行。應密切注意壓力表的指示情況,當過濾器進口與出口增加的水頭差大于3.0米時,沙石過濾器應進行反沖洗。

反沖洗方法:在系統(tǒng)工作時,調整首部總閥的開啟度,以獲得適當?shù)姆礇_洗壓力??申P閉一組過濾器進水中的一個蝶閥,同時打開相應排水蝶閥排污口,由另一只過濾器過濾后的水由過濾器下方向上流入介質層進行反沖洗,泥砂、污物可順排砂口排出,直到排出無混濁物的水為止。反沖洗的時間和次數(shù)依當?shù)厮辞闆r自定。反沖洗完畢后,應先關閉排污口,緩慢打開蝶閥使砂床穩(wěn)定壓實。稍后對另一個過濾器進行反沖洗。

當反沖洗達不到清洗效果時,應將介質取出,人工進行徹底清洗,過度污染的介質,應用干凈的介質代替。對于存在的有機物和藻類,可能會將砂粒堵塞,可按一定的比例加入氯或酸,把過濾器浸泡24小時,然后反沖洗直到放出清水。對于懸浮在介質表面的污染層,可待灌水完畢后人工清除。

過濾器使用到一定時間,砂粒損失過大,粒度減小或過碎,應更換或添加過濾介質。

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