我國改進地面灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢及展望(編輯修改稿)
2024-08-23 13:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 減的趨勢當Sd值高于2cm后較為明顯，而低于2cm時彼此間的差異卻不顯著。受畦灌系統(tǒng)性能差異的影響，作物產(chǎn)量與田面平整精度間的關(guān)系也反映出與上述趨勢相似的變化規(guī)律，當Sd值高于2cm后，產(chǎn)量遞減受地面平整狀態(tài)的影響亦較為顯著。這表明要實現(xiàn)改善畦田灌水質(zhì)量、節(jié)水增產(chǎn)的目的，田面平整精度應(yīng)以不大于2cm為最佳，為達到這個地面平整標準，則需實施激光控制下的土地精細平整技術(shù)[13]。利用不同田面平整精度處理下獲得的田間畦灌試驗資料，針對不同的灌水時間條件設(shè)置，采用地面灌溉模型SRFR模擬了3種典型地面平整狀況下的水流推進與消退過程和畦田水分入滲分布狀況，分析討論田面平整精度對畦灌系統(tǒng)性能的影響。模擬結(jié)果表明，隨著田面平整精度的改善，畦灌系統(tǒng)性能評價指標顯著提高。與田面粗平狀況相比，激光控制精細平地條件下的灌溉效率可提高34%，灌水均勻度可提高28%[14]。3．2閘管灌溉田間閘管是可以移動的管道，沿管道一測帶有許多小型閘門，水通過這些閘門進入畦（溝）。閘門的間距可與畦（溝）間距一致，并且閘門開度可以調(diào)節(jié)，用以控制進入畦（溝）的流量。根據(jù)使用材料的不同，可將田間閘管分為柔性閘管系統(tǒng)和硬閘管系統(tǒng)。其中柔性閘管系統(tǒng)有時也稱作地面軟管，可采用塑料、橡膠或帆布等材料制成。具有造價低、易于應(yīng)用等優(yōu)點，但使用壽命相對較短；硬閘管系統(tǒng)采用抗老化PVC或鋁等材料，配有快速接頭，可根據(jù)畦（溝）條件在田間組裝使用。與柔性閘管系統(tǒng)相比，硬閘管使用壽命長，但造價相對較高。我國目前普遍應(yīng)用的田間閘管為柔性閘管。在實際應(yīng)用中，田間閘管既可以替代土毛渠畦到田間配水的作用，同時通過閘閥控制，還可以調(diào)整配到畦（溝）水量。圖1分別顯示閘管灌溉在畦灌和溝灌條件下的應(yīng)用情況。田間應(yīng)用考核表明，該項技術(shù)投資少、見效快、施工方便、使用簡單，適應(yīng)我國大田作物節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的需要,它的推廣應(yīng)用將會產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。閘管灌溉系統(tǒng)可以有效地實現(xiàn)田間控制灌溉，田間灌溉水利用率達到了80%，可比現(xiàn)狀節(jié)水30%~40%，而且具有減輕勞動強度、減少田間毛渠及田埂占地等優(yōu)點。此外，從灌水溝長50m、100m、150m的節(jié)水效果看，隨著溝長的增加，其節(jié)水效果不斷下降。綜合考慮節(jié)水及閘管設(shè)備投資等因素，在常規(guī)機械平地的條件下，閘管灌溉的灌水長度以100m為宜，最長150m[6]。閘管灌溉在畦灌中的應(yīng)用閘管灌溉在溝灌中的應(yīng)用圖1 閘管灌溉在畦灌和溝灌條件下的應(yīng)用情況3．3水平畦田灌溉水平畦田灌溉技術(shù)是建立在激光控制土地精細平整技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上的一種地面灌溉技術(shù)，自80年代起在許多國家已得到推廣應(yīng)用[15]。國外的水平畦田灌溉系統(tǒng)中的田面通常為水平狀態(tài)，灌水時的流量較大，水能在較短的時間內(nèi)充滿田塊，均勻地分布在整個土壤表面。畦田可以是任意形狀，周邊由田埂封閉。畦塊規(guī)格的設(shè)計取決于供水流量、土壤入滲特性等因素，一般在4hm2左右，較大的可達到16hm2。國外目前采用的水平畦田灌溉技術(shù)，就畦田的規(guī)格形式和灌水方式而言，均類似于我國的格田灌溉技術(shù)。但不同之處首先在于，國外采用激光控制平地技術(shù)完成二維畦面的無坡度平整，我國則一直采用常規(guī)機械平地設(shè)備進行土地粗平，田面平整精度上的差異顯然較大；其次水平畦田灌溉方式在國外的大田作物中得到推廣應(yīng)用，而格田灌溉方式主要應(yīng)用于我國南方的水稻作物，大田作物中幾乎沒有采用；最后水平畦田灌溉技術(shù)中對入地流量的要求較高，只有較大的供水流量才能滿足入滲水分在田塊內(nèi)均勻分布的要求，而我國農(nóng)田灌溉工程系統(tǒng)的末級進地流量受井灌區(qū)農(nóng)用機井出水量和渠灌區(qū)田間輸配水設(shè)施容量的制約普遍較小，難以圖2 水平畦田灌溉技術(shù)在我國的應(yīng)用達到實施這項技術(shù)所需達到的流量標準?？紤]到從國情條件出發(fā)的原則，對水平畦田灌溉技術(shù)在我國北方大田作物耕地上的應(yīng)用進行因地制宜地改造，即在對現(xiàn)有田間灌溉工程進行必要改進與配套的基礎(chǔ)上，采用激光控制平地技術(shù)完成對現(xiàn)有畦塊的田面平整工作。通過激光控制平地作業(yè)，在水流推進方向上減小田塊坡面上下起伏的不平整程度，消除局部倒坡或反坡，保持田塊具有適宜的畦面縱坡，提高水流在田間的平暢推進速度；在垂直水流運動方向的田面上，則通過改善地面平整精度，使之達到水平的無坡度狀態(tài)，導致水流橫向擴散的田面凸凹障礙點的消除有利于水流推進鋒面保持較高的均勻一致性，便于水流快速推進到畦尾（圖2）。應(yīng)用水平畦田灌溉技術(shù)，田間灌溉水利用率由平均50%提高到80%，灌溉均勻度由70%左右提高到85%左右；與其他農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)措施配合后，采用常規(guī)機械進行粗平后年使可增產(chǎn)20%，采用激光控制進行精平后年使可增產(chǎn)30%；。因此，水平畦田灌溉技術(shù)的節(jié)水增產(chǎn)效益顯著[4]。3．4波涌灌溉波涌灌溉是一種新型的地面灌水方法，它采用間歇供水、大流量的方式向溝（畦）放水，整個灌水過程依據(jù)田塊長度被劃分為幾個周期，入地水流不是一次性的連續(xù)推進到溝（畦）末端，而是分階段的由首端推進至末端。這種供水與停水交替發(fā)生的間歇灌水方式可以形成表土致密層，能夠降低土壤的入滲率，同時先期灌溉濕潤的溝（畦）段上田面糙率的減少有利于加快后期灌溉水流的推進速度，進而提高田間灌溉效率和灌水均勻度[2]。波涌灌溉技術(shù)在灌溉自動化程度較高的國家已得到較為
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