早地集水及節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)

2014/2/11 10:20:33

1．技術(shù)簡(jiǎn)介
在我國農(nóng)業(yè)耕地面積中干旱、半干旱面積比例很大，干旱面積約占7000萬公頃，占總耕地面積的51．9%，其中北方旱地面積5300萬公頃，南方1700萬公頃，分布于20余省、自治區(qū)和直轄市。作為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一的水資源，由于在地理和時(shí)空分布不均，已經(jīng)嚴(yán)重制約著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。我國大部分的中低產(chǎn)田主要集中在干旱地區(qū)，特別是西北地區(qū)，旱地作物種植與有灌溉條件耕地相比，兩者產(chǎn)量每公頃相差1200～3000千克，旱地作物產(chǎn)量明顯低于水澆地。所以，加速推廣旱地集水及節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。
旱地集水及節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)主要包括旱地集水保水工程技術(shù)和節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)兩部分內(nèi)容。旱地集水保水工程技術(shù)主要指通過工程措施，將降水蓄集起來，并采取有效手段防止集蓄起來的降水被蒸發(fā)蒸騰或滲漏散失，供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)的方法主要包括集水窖、蓄水池、土壩與小堰、塘壩塘庫的建設(shè)等，現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)集水工程技術(shù)主要包括采用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)蓄水結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造、采用新型蓄水設(shè)施以及人工增雨、積雪和截霧集水技術(shù)等，在這里主要指集水區(qū)集水結(jié)構(gòu)、蓄水結(jié)構(gòu)、種植區(qū)的建設(shè)。
節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)主要通過合理配套灌溉機(jī)械設(shè)備，根據(jù)作物合理水量要求和土壤滲析速度，維持最佳水分輸送速度，減少各種水分損失的機(jī)械化灌溉技術(shù)，主要有節(jié)水型地面灌溉、噴灌、滴灌和行走式節(jié)水灌溉技術(shù)等。
節(jié)水型地面灌溉包括節(jié)水畦灌、節(jié)水溝灌、膜上灌。節(jié)水型畦灌技術(shù)指通過防滲溝渠將灌溉水引入畦田，在田面形成薄水層，水層在沿畦田縱坡方向流動(dòng)過程中逐漸入滲，以水分濕潤作物主要根層，達(dá)到高效用水的目的。該技術(shù)主要適用于小麥、谷子等窄行距密播作物；節(jié)水溝灌是在作物行間開挖灌水溝，灌溉水在溝中流動(dòng)過程中，靠重力和毛細(xì)管作用濕潤土壤的灌溉技術(shù)，主要適于玉米、棉花寬行中耕作物；膜上灌技術(shù)是在地膜覆蓋的基礎(chǔ)上，利用地膜輸水，將膜側(cè)流改為膜上流，通過放苗孔和膜側(cè)旁滲給作物供水的灌溉技術(shù)。
噴灌技術(shù)是將水經(jīng)過加壓，噴射到空中，形成細(xì)水滴灑落到地面的一種灌水技術(shù)。滴灌是通過安裝在管上的滴頭將水均勻、緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌水形式。行走式節(jié)水灌溉技術(shù)主要以播種灌水機(jī)和懸掛式卷管灌溉機(jī)為代表的節(jié)水灌溉技術(shù)。
2．操作規(guī)程
（l）現(xiàn)代旱地集水技術(shù)在集水區(qū)種植區(qū)建設(shè)時(shí)，應(yīng)按照以下原則：
一是選擇集水區(qū)地點(diǎn)時(shí)，要根據(jù)地形、坡度及天然徑流的流向和地質(zhì)土壤等狀況。一般要有一定的坡度，但不宜太長(zhǎng)、太陡，以1.5％～12％為宜，坡度為1.5％的小集水區(qū)的降雨集存效果最好；在坡度2％～5％的緩坡農(nóng)田上，實(shí)行等高帶狀種植；坡度為5％～12％的地帶，可筑等高壟溝或攔水埂，在坡度12％～15％的坡溝地帶，要打梗修壩。
二是集水區(qū)的形狀一般有V字形、梯形和環(huán)狀凹形等，如在集水區(qū)下面修建農(nóng)用蓄水地則以V字形為佳。
三是對(duì)集水區(qū)表層進(jìn)行處理的方法主要有：對(duì)巖石等天然不透水的地表層處理時(shí)，只需清除雜物即可，在某些情況下，可在裂縫上填徐水泥，防止水分流失；對(duì)壤士和黏壤上進(jìn)行處理時(shí)，先將表層土壤上的石塊和雜草清除，平整夯實(shí)土壤，或在夯實(shí)地表上鋪棚膜防滲。
四是在集水區(qū)下邊修建水平階地梯田作為種植區(qū)時(shí)，應(yīng)選擇0．5％～1．5％的緩坡地，具有厚層土壤，各梯田應(yīng)互相平行、寬度相等、保持水平，利于機(jī)械化作業(yè)。在修筑水平溝或等高溝時(shí)，水平溝寬0．8米，深0．3米，隔坡寬1．6～2．0米。
在集水蓄水結(jié)構(gòu)建設(shè)時(shí)，修建塑料薄膜防滲水池主要用塑料薄膜、塊石、、細(xì)土、碎石等材料修建。挖油時(shí)，要使池壁與地底角度在75～85度，池底、池壁與地回外2米處必須平整光滑，鋪設(shè)第一個(gè)對(duì)稱面要有整段薄膜，通過池底并長(zhǎng)出池口2米。薄膜鋪兩層，膜與膜接口處重疊30厘米以上，與池壁、池底相賭緊密。兩層薄膜鋪好后，將細(xì)土鋪在池底和長(zhǎng)出池口的薄膜上，厚20厘米左右。
（2）節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)第～，在進(jìn)行畦灌時(shí)，畦田規(guī)格應(yīng)根據(jù)耕作方向、土壤質(zhì)地。地面坡度而定。畦田適宜地面坡度為0．1％～0．3％。地面坡度較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短畦長(zhǎng)。人畦單寬流量應(yīng)以保證灌水均勻不沖刷土壤為原則，一般控制在3～6升咪·秒。土壤透水性差、地面坡度大畦長(zhǎng)短的田塊，單寬流量應(yīng)減少。
第二，在進(jìn)行溝灌時(shí)，灌水溝應(yīng)沿地面坡度方向布置，適宜坡度為0．3％～0．8％。細(xì)流溝灌時(shí)，每條溝人溝流量控制在0．l～0．5升o鈔。溝中水深為溝深的1／5～2／5，溝深一般為15～20厘米，溝寬為30～40厘米。
第三，在進(jìn)行膜上灌時(shí)，膜畦長(zhǎng)度以70～100米較好，入畦流量以0．6～l升/秒為宜。
第四，在進(jìn)行噴灌時(shí)，噴灌強(qiáng)度不應(yīng)超過土壤的人滲強(qiáng)度，保證水分及時(shí)入滲，避免地表徑流的產(chǎn)生。噴灌時(shí)水滴平均直徑不應(yīng)超過l～3毫米，常用霧化指標(biāo)來衡量，一般對(duì)于糧食作物其指標(biāo)在3000一4000千帕／毫米之間。
第五，滴灌時(shí)，滿頭布置間距取決于土壤質(zhì)地、滴頭流量和灌水定額。一般情況下，滴頭流量為2～5升/小時(shí)，滴頭間距為0．5～1．0米。
第六，在進(jìn)行行走式灌溉時(shí)，以目前常用的卷管式是掛灌溉機(jī)為例來說明其操作要點(diǎn)：①調(diào)整拖拉機(jī)的油門位置，一般放置在中間位置時(shí)，使水泵轉(zhuǎn)速能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。②調(diào)整調(diào)速皮帶，即在確定噴灌或淋灌方式后，將液壓馬達(dá)和減速箱上的兩對(duì)皮帶輪上的皮帶撥正到所需要的位置。在淋灌時(shí)需要速度較快，因此，三角帶配在液壓馬達(dá)的大輪和減速箱的小輪上；在噴灌時(shí)則相反。③灌水車輪距和車架高度的調(diào)整。根據(jù)作物的行距和莖稈高度，松開車架上的兩對(duì)蝶形螺母，將伸縮角桿調(diào)到需要的位置，鎖緊蝶形螺母即可。④調(diào)整噴頭的扇形噴灑角。將噴頭座上的限位環(huán)撥到適當(dāng)位置，使噴頭在灌水車架前方能旋轉(zhuǎn)240度左右的扇形噴灑角。調(diào)整噴頭搖臂彈簧的松緊度，使搖臂能自然擺動(dòng)約60～120度，以使噴頭在水平方向的回轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
3．注意事項(xiàng)
（1）現(xiàn)代旱地集水技術(shù)集水區(qū)集水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在環(huán)境方面應(yīng)注意：①平均雨季雨量必須超過80毫米；②集水結(jié)構(gòu)內(nèi)的種植地段土壤要有高度貯水能力，土層厚度有1．5～2米；種植地段要?jiǎng)蛘�，保證水均勻地分配在整個(gè)種植面積；③集水結(jié)構(gòu)內(nèi)的集水地段土壤必須不透水。
（2）水灌溉機(jī)械化技術(shù)第一，在進(jìn)行畦灌時(shí)，應(yīng)在田面上水層前鋒距畦尾一段距離時(shí)，封閉灌水口，使剩余水流繼續(xù)流至畦尾。停灌后，田面積水繼續(xù)入滲，使田間土壤濕潤均勻。通常在坡度較大、土壤透水性差、灌水定額不大時(shí)，可采用七成土封口。在地面坡度大、土壤透水性好。灌水定額較大時(shí)，采用八成或九成封口，個(gè)別情況下采用滿流封口。
第二，溝灌時(shí)，開始放水時(shí)流量應(yīng)大，然后逐漸減少人溝流量。一般在水流達(dá)到溝長(zhǎng)80％時(shí)，停水封口，保證水流到達(dá)溝尾時(shí)被土壤全部吸收。
第三，膜上灌應(yīng)保證膜畦首尾灌水均勻，可通過調(diào)整膜畦首尾的滲水孔數(shù)及孔的大小控制流量，保證較高的灌水均勻度。
第四，在采用懸掛式卷管灌溉機(jī)作業(yè)時(shí)，使用前準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)包括：①對(duì)整機(jī)進(jìn)行全面檢查，包括緊固螺絲、加注潤滑油、油路連接、燃油加注、彈簧松緊、安全裝置等。檢查增速箱中有無潤滑油或油位是否合適。②將灌水車從卷盤上卸下，變成工作位置，即和PE管出口用快速接頭連接，使灌水車架垂直PE管軸線。③規(guī)劃好田間運(yùn)行方案，將地塊劃分成灌溉條帶。噴灌時(shí)寬度應(yīng)考慮重疊后的噴頭射程距離。④用人工或其他小動(dòng)力牽引灌水車鋪放PE輸水軟管，直至在卷盤上剩余1～2圈PE管為止。⑤將水泵入口與水源接通，即可啟動(dòng)拖拉機(jī)開始作業(yè)。

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