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滴灌技术知识问答

 梦泽赤子 2017-09-16

原文地址:滴灌技术知识问答作者:果树专家
1:什么叫滴灌技术?
将有压水通过滴头消能,以水滴状态灌溉作物的技术,称之为滴灌技术。



2:滴灌技术起源于那个国家?
起源于以色列。



3:与传统灌溉技术相比,滴灌技术有哪些优点?为什么?
(1)       节水:与传统灌溉技术相比,灌水效率可提高40-50%,即可节水40-50%。原因有:滴头出水流量小,一般在1-8/小时,不易产生深层渗漏及地面径流;滴灌为局部灌溉,只湿润作物根区,不易产生无效灌溉;采用滴灌技术很容易实施频繁灌溉,很容易控制过量灌溉;很容易实施灌溉自动化,实施智能灌溉、精准灌溉;与喷灌比,不受风的影响,无漂移损失;蒸发损失小。
(2)       节肥:通过滴灌系统施肥,称作灌溉施肥。滴灌施肥的肥料必须是全溶性肥。滴灌水的利用率高,则施肥的利用率也高。氮肥利用率可高达70%,比传统施肥方法高30-70%。
 
 
 
 
                             可溶肥料直接施到作物根部
(3)       节能:滴头工作压力在1公斤左右即可,而喷灌的 工作压力常常在2公斤以上。因此,同样灌溉面积下,滴灌系统的首部工作压力常常比喷灌系统低;滴灌用水量小,总用电量比喷灌小。
(4)       节工:同样灌溉面积下,滴灌系统需要的灌溉管理人员比传统灌溉系统需要的人少的多。
(5)       省力:手动阀门或自动阀门控制,操作省力,简单。
(6)       节地:通过管道输水,管道常常埋在地下,不占用耕地。
(7)       节约劳务成本:管理人员少,大大减少劳务成本。
(8)       容易控制杂草生长。局部面积湿润,干燥区域,杂草生长少。
(9)       环保:不易产生深层渗漏,化肥对地下水的污染少;采用滴灌后,土壤湿度小,保护地栽培时棚内湿度低,病虫害滋生少,农药用量少。



4:滴灌有哪些缺点?
(1):容易产生堵塞:由于滴头的流道断面小,出水孔小,很容易被水中的有机、无机杂质堵塞,这种堵塞叫物理堵塞;如果水中的阳离子,如钙、镁等含量,容易在流道中结晶,堵塞滴头,这种堵塞叫化学堵塞;此外,滴头流道中有时会滋生绿苔,堵塞滴头,这种堵塞叫生物堵塞。
 采用过滤器可防止物理堵塞;采用酸洗的办法可以预防化学堵塞;采用注氯气的办法可以预防生物堵塞。
(2)管理要求高:



5:滴头有那几类?通常怎样选用?
(1)管上滴头、内镶滴头
 
 
 
 
 
 

     管上滴头                                                                                                                         内镶滴头

所谓管上滴头,就是指可以现场安装在毛管上的滴头。而内镶滴头是指可在生产线上直接镶嵌进聚乙烯毛管内的滴头。
管上滴头使用灵活,可根据作物灌溉要求现场调节滴头安装间距,更好地满足作物需水要求。缺陷是安装费时强度大,效率低。
管上滴头通常用于灌溉果树,盆栽植物,乔木、灌木、花卉等。
内镶滴头在出厂时已经按一定间距在生产线上安装好。田间安装时只要用一个专用接头(旁通),将内镶滴灌管连接到输水支管就可以了。大量节省安装成本及劳动强度,提高安装效率。常用于灌溉果树、蔬菜、花卉、防风林带等。




6:什么是滴灌带?什么是滴灌管?怎么选用?
通常把管壁小于0.6mm的滴灌软管称之为滴灌带。不充水时其形状为软带。滴灌带造价低,但寿命短。使用年限从一季到5-8年不等。越薄物理寿命越短。目前最薄的滴灌带壁厚为0.1毫米。只能使用一季。
滴灌带常常用于灌溉密植作物,如蔬菜,棉花,土豆,玉米,花卉等。
滴灌带的形式很多。有的滴灌带内镶独立滴头,有的内镶进水口、出水流道连续塑料片,有的为双壁塑料薄膜,在上层压制进水、出水流道而成。使用效果有一定差异。多进水口的滴灌带通常抗堵塞效果好。缝隙式出水口滴灌带通常有一定的抗负压吸土能力。
                 
 
 
 
 
 
 
 
        边缝式滴灌带                                     典型连续贴片式滴灌带
内镶滴灌管滴头有片式滴头及柱状滴头两种,如下图所示。
 


                       
片状内镶滴灌管                                                柱状滴灌管
片状内镶滴灌管制造成本较低,壁较薄时运输成本低。多节水口连续贴片式滴灌带抗堵塞性能好,价格与滴头间距无关,非常适合密植垄种蔬菜。柱状滴灌管强度较高,但造价较高,运输成本较高。宽行距作物,高价值作物可选用滴灌管。果园,高价值蔬菜田,防风林带可选用滴灌管。




7:滴灌带、滴灌管的寿命取决于哪些因素?
壁厚、材质、抗堵塞能力、水质、过滤系统、虫害、鼠害、土壤中石头含量及尖锐程度,铺设、回收方式及日常管理维护水平等。
   壁越厚抗物理损伤能力越强,寿命越长,但初始造价也高。如要多季使用,滴灌带壁厚必须超过0.2毫米以上。每季使用完后,总有部分滴灌带损伤,必须剪掉损毁部分,用胶水或接头,或热熔连接后再用。
   使用新料制造的滴灌管、带的抗拉能力、抗磨损、抗老化能力高,寿命长。目前市场上有的滴灌产品添加多次回收料,抗拉强度及抗老化能力极差,用户应有识别能力。
   采用多进口进水,流道紊流性能好的滴头抗堵塞性能高。如果这方面性能差,可通过精心选配过滤系统防止堵塞发生。
水质差时(泥沙含量多或有机杂质含量高),应当精心设计、选用过滤器系统,延长滴灌系统使用寿命。过滤是滴灌技术的生命
如用薄壁滴灌带(壁厚至少小于0.3毫米),土壤中的虫子如蝼蛄会咬伤滴灌带,铺设之前要做好调查。如发现,应当采用措施杀虫。




8:影响系统滴水均匀度的因素有哪些?
要想使作物高产优质,灌水均匀度非常重要。灌水均匀,才有可能在滴灌施肥时施肥均匀。影响系统滴水均匀度的因素有:
(1)       滴头制造因素:要使滴灌系统灌水均匀,首先单滴头出水要均匀。反映单滴头是否出水均匀的参数为制造偏差,用Cv 表示。制造偏差的大小反映厂家的制造精度。制造偏差越小,单滴头均匀度越好。
 
质量分类          滴头或微喷头              滴灌带
   好              Cv<0.05                  Cv<0.1 
   一般                 0.05

 

   较差            0.07
   差              0.11
不能接受          0.15
(2)       滴头流量对压力变化的敏感度:流态指数
通常在平地上,毛管首部的压力高,越往后越低。如果敏感
度高,则越往后,出水量越低,影响产量、品质。滴头流量与工作压力之间的关系由下式表示:
                    q=k×hx
式中:
q—滴头流量(升/小时);
h—工作压力(米);
k—流量参数;
x—流态指数。
 流态指数x反映滴头的流量对压力变化的敏感程度:
     当滴头内水流为全层流时,流态指数x等于1,即流量与工作水头成正比;
     当滴头内水流为全紊流时,流态指数x等于0.5;
     当流态指数x等于0,即出水流量不受压力变化的影响,这种状态叫做全压力补偿状态。其它各种形式的灌水器的流态指数在0~1.0之间变化。
(3)       压力补偿与非补偿性能
   滴头可分为压力补偿滴头和非压力补偿滴头。压力补偿滴头内装流道调节膜片。当压力高时减小过流断面以减小出水量。当压力高时扩大过流断面以增加出水量。压力补偿滴头出水均匀。可延长滴灌管铺设长度,可提高滴灌均匀度,可更好地满足植物需水、需肥要求。
             
      柱状压力补偿滴头                                  片状压力补偿滴头
非压力补偿滴头流道内无膜片。出水量随滴头处压力变化而变化。灌水均匀度低。
如果毛管铺设短,滴头压力变化不大,可以考虑采用非压力补偿滴头,以便节约投资。山区压力变化大,最好采用压力补偿滴灌管。



9:典型的滴灌系统首部配置哪些设备?
如下图所示:
 
 图中逆止阀的作用是防止灌溉水倒流;施肥装置上下游连接管中间的阀门的作用是创造压差,便于肥料注入系统。
过滤器上下游两块压力表用来监视过滤器堵塞程度。压力差越大,堵塞越厉害。管理人员根据压差控制过滤器冲洗。
 
从上而下的第三块压力表用来监视灌溉系统允许压力;流量表用来监视系统中每个轮灌区灌水流量。如不在正常范围内,说明系统运行有问题。过大说明漏水,过小说明滴头堵塞或阀门打不开。管理人员必须学会通过流量、压力表来观测灌溉系统是否正常运行。
   首部的进排气阀是用来破除管道中的真空,保护首部设备安全的。
   支管首端的压力调节器、电磁阀不是必备部件。如采用自动控制,必须安装电磁阀。如支管中的压力可能会高过管道或滴灌管、带的承压级别,则应安装压力调节器,将压力降到设计水平。如果支管首端压力不高,则没必要装。一般在山区安装滴灌系统时,要充分考虑系统安全性,安装足够多的压力调节器,进排气阀,泄压阀等。


10:滴灌防堵塞用过滤器分那几类,如何选配?
通常分:
(1)       砂石过滤器:又叫砂介质过滤器。由钢罐中装填石英砂组成。通过砂介质过滤杂质。砂石过滤器必须轮流冲洗。最好为自动反冲洗。如图所示
 
砂石过滤器过滤河水、湖水中的有机杂质效果最好。常作为一级过滤器安装在滴灌系统首部。
 
(2)            离心过滤器:灌溉水通过此种过滤器时水流呈离心状,将颗粒较大的沙粒分
离出来,进入集砂罐中。积累一定时间后,将泥沙人工或自动排掉。如图所示:
 
   离心过滤器最适应于过滤井水。常作井水滴灌过滤站一级过滤器。
(3)网式过滤器:通过筛网过滤杂质的过滤器。如图所示:
 
水质较好时,网式过滤器可单独使用。一般作二级过滤器,与砂石过滤器及离心过滤器联合使用。
(4)叠片过滤器:叠片过滤器是将刻有沟槽的塑料叠片重叠装置在一起,通过沟槽形成的通道过水,并拦截杂质,达到过滤目的。见下图示:
  
如同网式过滤器,水质较好时,可单独使用。一般作二级过滤器,与砂石过滤器及离心过滤器联合使用。
常见的过滤器组合方案有:
富含有机杂质的河水、湖水:
砂石过滤器+网式过滤器或叠片过滤器
富含沙粒的井水:
离心过滤器+网式过滤器或叠片过滤器
水质较好时:
单独采用网式过滤器或叠片过滤器


11过滤器冲洗有哪几种形式?怎样选择?
过滤器一般有:水力直冲、水力反冲及吸力反冲几种。水力反冲为传统冲洗方式。一般认为反冲洗效果好于直冲。吸力反冲洗为近年才兴起的一种冲洗方式,效果非常好,但目前只在网式过滤器上实施。
                     
吸力冲洗网式过滤器
   过滤器自动冲洗效果最好。但自动冲洗的过滤器造价比手动冲洗的价格高许多。自动冲洗有压差控制及时间控制两种控制模式。压差控制比定式控制效果好。



12:滴灌系统控制有那几种方式?如何选择?
滴灌系统可采用手动控制,半自动控制及全自动控制三种控制方式。农业滴灌常常采用手动控制及半自动控制。
手动控制设备简单,可以用闸阀,球阀,蝶阀等阀门根据经验或编制好的灌溉制度实施控制。农业上手动控制十分普遍。
半自动控制设备包括:定时控制器(或定量),电磁阀,电线。灌溉管理人员根据经验或编制好的灌溉制度在控制器上编程灌溉。            
定时控制器
 
 
 
                     电磁阀                     
半自动控制系统连接图如下:
 
 
全自动灌溉系统由一台电脑控制全系统。智能化水平高,更容易做到精确灌溉,充分满足作物需水量。电脑下达命令给田间控制器。控制器启动水泵,控制阀门开启,控制过滤器冲洗,控制施肥系统施肥等。控制器上可接各种传感器,如:土壤水分传感器,土壤温度传感器,电导率传感器,PH值传感器,流量传感器,雨量传感器等,用于监测作物生长环境,自动调节。
全自动灌溉系统是未来发展趋势。但由于设计、安装、调试、管理复杂,要求有高水平的、培训到位的优秀设计、安装、管理人员。我国现阶段在农业上不宜大规模推广。

 
13:滴灌施肥系统有哪些?怎样选择?
常用的滴灌施肥系统有:
(1) 施肥罐:
 
 
 施肥罐造价低廉,安装简单,农业上广泛使用。材质有钢罐及塑料罐两种。缺点是:不能控制罐中肥料浓度,各区施肥量不等;必须要有一定压力降才能将肥料加入系统。
(2)文丘里施肥器:
 连接方法见下图:。
  文丘里施肥器的优点是容易控制肥料浓度。可使各区施肥量均等。缺点是必须要有压降才能将肥料注入系统。
 
 
 
(3)活塞泵
 
活塞泵的优缺点同文丘里吸肥器。但价格比文丘里贵。温室里常用这种系统。不适合大田大系统。
(4)电动注肥料泵:连接图如下。
 
 
电动注肥泵(可用打药剂代替)扬程高,直接注入灌溉系统。无需压降,肥料浓度均匀,易控制。缺点是需要额外耗电。大田大灌溉系统适合用电动注肥泵。
 
14:什么叫地下滴灌,有什么优点、缺点?
滴灌管可以铺设在地面,也可埋于地下。将滴灌管、带埋于地下称之为地下滴灌。  
 
              深埋地下滴灌                         浅埋滴灌
地下滴灌可以大量减少蒸发损失,水、肥的利用效率更高。而且可以有效控制杂草生长,减少农药用量。高温及干旱地区采用地下滴灌效果非常好。多风地区也应考虑采用地下滴灌。地下滴灌更容易做到精准灌溉,精准施肥,提高产量。提高品质。
    地面滴灌易于管理、维护。地下滴灌则要求较高的设计、安装、维护技术及较高的过滤配置。
    地下滴灌的弱点除了设计、安装、维护难度大外,还有可能会出现植物根系侵入滴头出水孔,堵死滴孔的情况。
地下滴灌系统必须在支管上安装自动泄水阀,以自动清洗管道
种可能的杂质。在适当位置安装进排气阀,以破除真空,避免吸土,从而避免堵塞滴头。。
地下滴灌带更易发生虫咬。应当采用壁厚带(0.3毫米以上)。
地下滴灌技术尚为新兴技术,在不断发展当中。深埋的风险更大,必须精心试验研究后再采用。

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