西部城區施工滴灌設計管理論文
時間:2022-06-29 09:50:00
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一、膜下滴灌的主要特性
新疆膜下滴灌設計的主要思路為簡化控制、降低工程建設投資,以最少的投入獲得大田種植的最大產出。膜下滴灌經過多年的推廣與實踐,現己逐步發展成為最為經濟實用的節水灌溉技術之一。其主要特性如下:
1、灌溉面積均在500畝以上,最大面積可達4000畝左右。主要適合于地勢平坦的大面積規則條田。
2、控制方式簡單,除大系統首部多臺水泵聯動采用電器自動控制外,小系統單臺水泵一般只設自動降壓啟動控制,田間閥門均采用手動閥。
3、過濾方式采用二級過濾器,極少采用一級或三級過濾。渠道供水通常為砂石+網式,而井灌區則采用離心+網式。為縮小過濾器體積,降低制作成本,一般砂石過濾器采用2~4mm石英砂作為過濾介質。砂石過濾器濾前需先經過沉砂池沉淀后再進入首部過濾系統,而網式過濾目數通常采用不低于120目的不銹鋼濾網。
4、滴灌帶主要以一次性滴灌帶為主,較少采用多年生(內鑲式紊流)滴帶。由于多年生滴帶受投資成本因素的影響以及每年回收問題的限制,若施工方在售后服務方面不能解決回收問題,則要在團場大面積推廣困難較大。
5、多年生滴帶比一次性滴帶有更高灌溉均勻度,雖然初投資大,但若多年生滴帶每年在回收后新增滴帶數量上能有效控制在20%以下,在年平均投資上就可能取代一次性滴帶。控制新增數量主要取決于業主的灌溉管理水平和施工方的售后服務技術。
6、滴帶壁厚一般以薄壁0.2mm為主,大田極少采用壁厚大于0.25以上的滴帶。厚壁滴帶主要適用于防風固沙以及地埋式滴灌系統。
7、膜下滴灌比常規溝灌更具較大的投入和產出比,代替常規溝灌已是必然趨勢。但由于近年以色列在地埋滴灌方面的大力發展,從方便管理和增產增收上有望逐步取代膜下滴灌。
二、農七師131團膜下滴灌與農一師11團精密滴灌的對比
農七師131團地處北疆,設計思路以天業滴灌為主。而南疆農一師11團滴灌因受土地沙漠化的影響,設計思路主要以精密滴灌系統為主,以提高沙化土地的產量。南北兩團的滴灌系統設計及施工對比如下:
1、131團膜下滴灌條田分干管采用逐段變徑,降低了工程投資,但灌水小區的滴帶鋪設長度因受主管水力坡降的影響不允許有超常規鋪設(雖然實際鋪設仍比最大允許鋪設長度短)。而11團滴灌條田分干管采用首尾等徑管道,雖工程投入大,但灌水均勻度高,可解決一次性滴帶均勻度較低的難道。
2、131團支管采用PE軟管+輔管的方式,全部地面鋪設。開挖量少,規則條田平均每畝管溝僅在3.3米左右,而11團支管采用地埋PVC管+地面同徑PE支管方式,管溝開挖量大,實際平均每畝管溝達15米以上。
3、131團的滴帶入口采用按扣三通,無調壓穩流裝置,灌水均勻度低,工程總投資較少。11團滴帶入口處則采用調壓按扣三通,灌水均勻度高,但工程投資較大。
4、11團幾乎每塊條田進口處均設控制閥門,有利于作物低需水期進行非常規灌溉,即不按最大需水的灌溉制度灌水,但一次性工程投入較大。131團因系統較小,除只在主管三通處設有閥門外,分干管串接的條田之間均無控制閥門,不太方便條田間的灌溉控制。
5、11團單系統控制面積在3到4千畝左右,系統控制面積較大,使泵房能采用多臺水泵并聯方式供水,有利于非常規灌溉。131團由于控制面積在2千畝以下,每一系統只設計一臺水泵,灌溉水量不易作較大的調整,不利于非常規灌溉。
6、11團由于土地沙化嚴重,土壤保水性差,必須使用較大流量的滴帶(設計為2.5L/h)。因受系統總流量的限制,使滴帶鋪設間距較大(設計為0.8米和1.2米),造成實際土壤濕潤比較低。131團因地處北疆,沙漠影響較少,土壤含砂量低,土壤保水性好,設計則采用較低流量的滴帶(即1.7L/h),使鋪設間距相應減小(設計平均間距為0.75米),土壤的實際濕潤比較高,有利于作物生長。
7、11團地面管道由于采用厚壁PE管,施工鋪設中易造成PE管打折,且鋪設的勞動強度較大。由于新疆白天與夜晚的地溫變化較大,厚壁管在夜間低溫時的收縮量大,使白天施工的接頭容易脫落。而131團支管采用薄壁納米PE管,收縮量小,接頭不會脫落,且勞動強度低。
8、北疆由于凍土層深(約1.5米),實際埋地PVC管底標高受投資限制均在凍土層內,管道防凍完全靠入冬前排盡管內余水。因施工周期短,實際溝底平整度低,局部較低標高的管道可能因無法完全排盡余水而造成管道凍裂。11團最大凍土深度小于0.8米,因管道全部埋入凍土層以下,冬季后管道即使有余水也不會凍裂。
9、由于南疆秋收后采用來年春灌(即常規灌),灌后約十五天內即開始打桿翻地,使春季進行管道施工周期較短。加上開挖時土壤未完全干透,管溝易出現大面積塌方,施工難度較大。而北疆131團秋收后當年即行冬灌,雖來年春季施工不受灌水影響,但因土壤墑情較低,要求來年第一次滴灌水較早,施工周期較短。
三、新疆滴灌技術的發展方向
新疆膜下滴灌技術的發展已有多年的歷史,雖然推廣面積較大,但隨著以色列地埋式滴灌近年在新疆各地的試驗,地埋式滴灌的優勢日漸明朗,大有取代膜下滴灌的趨勢,其主要特點為:
1、管理方便:來年灌溉除只作田間出地樁的連接外,不需要重鋪滴帶。加上滴帶的使用壽命為5年,使年平均畝投資較膜下滴灌少。
2、節水增收:地埋灌溉不存在蒸發,灌水及施肥量比膜下滴灌少,而產量卻可高出膜下灌溉約10%以上。
3、可實現綠色種植:因地表面常年干燥,不易生長雜草,減少了除草劑農藥的使用。
4、灌溉作業勞動強度較膜下滴灌低,能實現自動化灌溉。
盡管地埋式滴灌具有諸多優點,但由于南疆土地沙漠化嚴重,沙化較嚴重的條田若采用地埋式滴灌則作物主要根區不能完全受水,至使地埋滴灌在南疆推廣應用仍有一定的局限性,故膜下滴灌技術在沙化土壤灌溉仍有一定的生命力。
膜下滴灌大多采用手動閥門調壓,調試精度不高,易造成滴帶壓力過大而破損。雖然近年來開始推廣使用水阻管降壓技術,但對常年多數使用非常規灌溉制度時也會出現爆管現象。因此,膜下滴灌降壓技術未來只能選擇采用自動調壓閥門,以延長(特別是多年生)滴帶的使用壽命。
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