大学课程《节水灌溉实用技术》教学PPT课件汇编.pptx
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节水灌溉实用技术节水灌溉实用技术节水灌溉实用技术节水灌溉实用技术1.1.灌溉的基本知识灌溉的基本知识2.2.常用灌水技术常用灌水技术3.3.轮灌编组与实施轮灌编组与实施4.4.灌溉设施的维护与管理灌溉设施的维护与管理5.5.农艺节水与改进地面灌溉技术农艺节水与改进地面灌溉技术1.1.灌溉的基本知识灌溉的基本知识一、一、作物需水量及需水规律作物需水量及需水规律二、土壤含水量二、土壤含水量三、节水灌溉制度三、节水灌溉制度四、农田节水技术四、农田节水技术五、农田灌溉用水定额五、农田灌溉用水定额1.1.作物需水量作物需水量植株蒸腾Traspiration株间蒸发Evaporation作物需水量=植株蒸腾+株间蒸发=腾发量一、作物需水量及需水规律作物需水量及需水规律作物根系从土壤中吸入体内的水分,通过叶片的气孔扩散到大气中去的现象。
蒸蒸腾腾(TranspirationTranspiration)植株间土壤或田面蒸发的水分蒸蒸发发(EvaporationEvaporation)2.2.作物需水量的规律作物需水量的规律作物因素对作物需水规律的影响3.3.作物需水量的影响因素作物需水量的影响因素因因素素对作物需水量的影响对作物需水量的影响高高低低气象气象条件条件热冷干湿风无风无云有云土壤土壤干稀播作物作物中期初期或黄熟期密播湿1.1.体积含水率体积含水率=土壤中水分体积/土壤总体积2.2.重量含水率重量含水率=土壤中水分的重量(g)/干土重量(g)使用体积含水率更便于直接进行水量平衡计算。
因此除特别说明外,所述含水率均指体积含水率。
二、土壤含水量3.3.田田间间持持水水量量:
是指在田间土层内所能保持的最大含水量,也就是土壤毛毛管管悬悬着着水水的最大含量,以占干土重的百分数表示。
4.饱和与凋萎饱和含水量:
指土壤颗粒间所有孔隙都充满水时含水量。
表明该土壤最多能含多少水。
凋萎系数:
是指作物达到永久凋萎时的土壤含水量,可作为掌握土壤墒情时的参考。
5.土壤水分张力计土壤水分张力计埋设在各灌区的典型位置,检测土壤墒情,依据表盘红、黄、绿、红、黄、绿、蓝蓝四个区域不同颜色表示土壤墒情。
1.灌溉制度含义:
农作物的灌溉制度是指播前及全生育期内的灌水次数、灌水日期和施灌水量(灌水定额、灌溉定额)。
灌水定额:
一次灌水单位灌溉面积上的灌水量。
(m3/亩或mm)灌溉定额:
各次灌水定额之和(m3/亩或mm)三、节水灌溉制度节水灌溉制度2.灌水时间含含义:
作物何时灌水因作物品种不同而异,控制适宜含水量下限适宜含水量下限值。
3.灌水定额根据得各种作物各发育阶段湿润层的深度确定灌溉水量。
土土壤壤计划划湿湿润层:
指对作物进行灌溉时,计划调节控制土壤水分状况的土层深度。
它随作物根系发育而增大,但一般蔬菜不超过0.4m,大田作物不超过0.6m,果树不超过1.0m。
作物不同生育阶段,其根系发育和扎入土层的深浅各异,需要灌溉湿润的深度也有差别。
1.1.基本概念基本概念旱作旱作农业:
在传统农业中,我们把只利用自然降雨抢播抢种“靠天等雨”称之为旱地农业。
灌灌溉农业:
在充分利用降水并结合灌水来补充土壤水分使作物不受旱,称为灌溉农业。
四、农田节水技术四、农田节水技术2.2.节水灌溉涵义节水灌溉涵义抗旱灌抗旱灌溉:
为提供维持作物成活所必须进行的人工灌水称为抗旱灌溉,如,保苗水。
节水灌水灌溉:
对一般灌溉农业而言,指真正实现了按作物需水而灌,是高水效的农业灌溉。
3.3.节水灌溉技术体系节水灌溉技术体系1)灌溉水资源优化调配技术2)节水灌溉工程技术3)农艺及生物节水技术4)节水灌溉管理技术地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。
1)灌溉水资源优化调配技术(11)渠道防渗技术渠道防渗技术:
砼护面、浆砌块石衬砌、塑料膜、水泥土、三合土2)节水灌溉工程技术(22)低压管道输水技术低压管道输水技术(33)喷灌技术喷灌技术(44)微灌技术微灌技术3)3)农艺节水措施农艺节水措施常用的农艺节水技术措施主要有:
土地平整、常用的农艺节水技术措施主要有:
土地平整、地膜覆盖、秸秆还田、平衡施肥、果树扩坑、增施地膜覆盖、秸秆还田、平衡施肥、果树扩坑、增施节水增效剂(旱地龙、保水剂等)。
节水增效剂(旱地龙、保水剂等)。
包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
4)节水灌溉管理技术五、农田灌溉用水定额五、农田灌溉用水定额2.灌溉的基本知识灌溉的基本知识2.1微灌技术2.2低压管道灌溉技术2.3喷灌技术2.11微灌技术微灌技术果树滴灌蔬菜滴灌一、微灌的概念一、微灌的概念微灌是利用微灌设备组装成微灌系统,将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术微灌是以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤,比地面灌溉节水5070%,比喷灌省水15%20%,灌水均匀,均匀度达0.80.9,适用于所有的地形和土壤,特别适用于干旱缺水地区。
二、微灌的分类二、微灌的分类微灌按所用的设备(主要是灌水器)及出流形式不同,分为:
三、滴三、滴灌灌滴灌是通过安装在毛管上的灌水器将水、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式1.定义滴灌适合于蔬菜、果树、花卉以及垄向种植的作物,各种土壤条件都适用。
2.适用条件大棚蔬菜滴灌日光温室滴灌系统3.3.滴灌的组成滴灌的组成水源工程,首部枢纽,输配水管网和灌水器组成。
首部枢纽水源工程四、微喷灌四、微喷灌微微喷灌是利用直接安装在毛管灌是利用直接安装在毛管上,或与毛管上,或与毛管连接的微接的微喷头将将压力力水以水以喷洒状湿洒状湿润土壤。
土壤。
微微喷头包括固定或和旋包括固定或和旋转式。
式。
微微喷头的流量通常的流量通常为2020250L/h250L/h。
旋转式微喷头折射式微喷头1.1.微喷灌的定义微喷灌的定义2.2.微喷灌的特点微喷灌的特点微喷头孔径较滴灌灌水器大,比滴灌抗堵塞,供水快;微喷适合于果树、花卉、部分露地蔬菜,各种土壤条件下都适用。
果树微喷灌温室雾喷系统五、涌泉灌(小管出流灌)五、涌泉灌(小管出流灌)小管出流灌溉是利用4的小塑料管与毛管连接作为灌水器,以细流(射流)状局部湿润作物附近土壤,小管灌水器的流量为80150L/h。
六、重力滴灌六、重力滴灌重力滴灌系统以它极低的工作压力、均匀的供水、高效的水分利用,已为越来越多的用户所接受。
七、微灌系统简介七、微灌系统简介微灌工程,从灌微灌工程,从灌溉受水点到水源,一般由灌水器、各受水点到水源,一般由灌水器、各级输水管道和管件,各种水管道和管件,各种控制和量控制和量测设备,过滤器、器、施肥(施施肥(施药)装置和水)装置和水泵电机安装机安装组成。
成。
八、灌八、灌水水器器按结构和出流形式可将灌水器分为:
滴头、滴灌带、微喷头、涌水器迷迷宫宫稳稳流流滴滴头头射流旋转式微喷头九、微灌系统主要过滤设备九、微灌系统主要过滤设备1.1.过滤器过滤器:
1)水砂分离器2)砂石介质过滤器3)筛网式过滤器4)叠片式过滤器水水砂砂分分离离器器砂石介质过滤器砂石介质过滤器筛网式过滤器筛网式过滤器叠片式过滤器叠片式过滤器十、施肥(施药)装置十、施肥(施药)装置向微灌灌系统注入可溶性肥料溶液的装置称为施肥装置。
自压(压差)式施肥罐文丘里注入器注射泵活塞式施肥器自动灌溉施肥器压差式施肥罐压差式施肥罐器器肥肥注注里里丘丘文文注注射射泵泵一、低压管道输水灌溉技术一、低压管道输水灌溉技术低压管道输水灌溉简称管道输水灌溉,在田间灌水技术上,仍属于地面灌溉类,它是以以管管道道代代替替明明渠渠输水水灌灌溉系系统的的一一种种工工程程形形式式。
灌水时使用较低的压力,通过压力管道系统,把水输送到田间沟、畦,灌溉农田。
2.22低压管道灌溉技术低压管道灌溉技术低压管道输水低压管道输水二、压力范围二、压力范围根据低压管道输水灌溉的运用条件、通过研究和实践,其管道系管道系统的的压力一放不超力一放不超过0.2MPa0.2MPa,在克服管道的输水压力损失之后。
管道最远处出口压力应控制在0.0020.003MPa。
有时受管材承压能力的限制,管道的输水压力还得相应地降低。
三、管道系统组成三、管道系统组成低压管道输水灌溉系统,根据承担的功能由以下部分组成:
1.水源(机井)2.输水管道3.给配水装置(出水口、给水栓)4.安全保护设施(安全阀、排气阀)5.田间灌水设施五、低压管道输水灌溉的优点五、低压管道输水灌溉的优点1.1.节水水2.2.输水快和省水快和省时、省力、省力3.3.减少土渠占地减少土渠占地4.4.节能能5.5.灌水及灌水及时促促进增增产增收增收六、常用管材与管件六、常用管材与管件PVC(聚聚氯乙乙烯)混凝土管混凝土管PE管管双壁波双壁波纹管管维塑塑软管管维塑软管维塑软管PEPE管管PVCPVC塑料管材、管件七、给水栓七、给水栓由地下输水管道向田间沟、畦配水的给水装置,一般称出水口,如能连接下一级田间移动管道的,则称给水栓。
八、管道安全装置八、管道安全装置1.进排气阀2.止回阀3.泄水阀4.安全阀1.逆止阀安装:
离心泵安装在水泵的出水口,潜水泵安装在管路出口水平段的首部。
2.进排气阀安装:
管道系统的最高处。
进水排气:
避免对管道造成扰动、振动泄水进气:
避免形成负压,造成管道破坏4.安全阀安全阀设在管道首部的水平管段上,用压力表检测调试,使安全阀的工作压力略高于正常工作压力,此时安全阀处于待命状态。
九、管道工程的施工九、管道工程的施工1.施工前的准备2.管道沟槽开挖3.管道的连接4.管道安装完成后的试水验收工作2.3喷灌技术一、喷灌的定义一、喷灌的定义利用专门设备将有压水送到灌溉地段,用喷头把水喷射到空中,水在空中变成水滴后降落到田面,象天然降雨一样进行灌溉,是一种被灌溉土地全部湿润的灌水方式。
二、喷灌的优缺点:
二、喷灌的优缺点:
1.1.优点优点1)1)节水、增产2)2)保土、省地3)3)省工、适应性强4)4)机械化程度高2.2.缺点缺点11)投资高22)受风的影响大33)能耗大水泵及动力水源管道系统喷头三、喷灌系统的组成三、喷灌系统的组成四、喷灌系统的分类喷灌系统的分类管道式喷灌系统固定式半固定式人工移动支管机械移动支管机组式喷灌系统小机组定喷式时针式喷灌机系统平移式喷灌系统五、五、喷头的种类及其基本参数喷头的种类及其基本参数1.1.喷头的种类喷头的种类孔管式旋转式(射流式)摇臂式叶轮式反作用式固定式(散水式、漫射式)折射式缝隙式离心式按喷头结构形式分:
旋转式、固定式和孔管式三种摇臂式喷头旋转式喷头叶轮式喷头(目前很少使用)缝隙式喷头离心式喷头固定式喷头折射式喷头按工作按工作压力大小,可分力大小,可分为高高压、中、中压、低、低压三三类:
类别工作压力(kPa)射程(m)流量(m3/h)特点及使用范围微压喷头50100120.0080.3耗能量省,雾化好,适用于微型灌溉系统,可用于花卉、园林、温室作物的灌溉。
低压喷头(近射程喷头)100200215.50.32.5耗能少,水滴打击强度小,主要用于菜地、果园、苗园、温室、公园、耗能、连续自动行走喷式喷灌机等中压喷头(中射程喷头)20050015.5422.532均匀度好,喷灌强度适中,水滴合适,使用范围广,如公园、草地、果园、菜地、大田作物、经济作物及各种土壤等高压喷头(远射程喷头)5004232喷灌范围大,生产率高,耗能高,水滴大,适用于对喷洒质量要求不太高的大田、牧草等的灌溉3.3.轮灌编组与实施轮灌编组与实施轮灌:
上级管道向下级管道轮流供水的工作方式。
集中轮灌:
上级管道向下级管道逐条轮流供水的方式。
分组轮灌:
上级管道向分成若干组的下级管道按组轮流供水的方式。
续灌:
上级管道向下级管道连续供水的工作方式一、一、轮灌编组轮灌编组二、“管灌”工程轮灌灌水周期:
轮灌条件下,全灌区一次灌水所持续的时间。
三、三、“喷灌喷灌”工程轮灌工程轮灌灌水定额60mm,喷头在一个位置工作时间5.5h,日工作11h,同时工作支管数2条,同时工作喷头数16个。
四、四、“微灌微灌”工程轮灌工程轮灌灌水定额21mm,灌水周期6.3d,大棚一次灌水延续时间1.58h,共计180栋大棚,同时进行滴灌的大棚数量为16个。
4灌溉设施的维护与管理灌溉设施的维护与管理一、低压管灌工程安装及运行管理一、低压管灌工程安装及运行管理1.管道工程的安装顺序:
(1)施工前的准备
(2)管道沟槽开挖(3)管道的连接(4)管道安装完成后的试水验收工作2.“管灌”操作提示
(1)先开出水口后开泵抽水;
(2)出水口(给水栓)应避免急开急关;(3)换用出水口(给水栓)必须是先开后关;(4)灌水结束后,必须先停泵,后关闭出水口。
1.滴灌系统的使用第一步,开启水泵,当水泵启动10s后,压力表指示应达到0.5MPa;二、微灌工程安装与运行管理二、微灌工程安装与运行管理系统第一次运行时,需要进行调压,可调节阀门的开启度,来调节压力的大小,使系统各支管的进口压力大致相同。
滴灌带的压力维持在1kg左右,如果压力过高会使滴灌带爆裂,所以一定要控制好滴灌带的压力。
第二步,灌水量的调控原则:
1.少量多次2.苗期少灌,生长盛期多灌3.高温干旱时要多灌第三步,施肥技术当滴灌系统正常运行半个小时以后,首先把可溶性肥料或液体肥料装入储液罐内,搅拌均匀后,把罐口封好,关紧灌盖。
注意:
施肥在灌水结束前半个小时内完成。
三、喷灌工程安装与运行管理三、喷灌工程安装与运行管理1.地面移动管道设备的安装2.喷灌系统运行3.喷灌系统常见问题及处理喷洒不均匀出现地面径流或积水爆管问题漏水问题喷头损坏或堵塞6.56.5农艺节水与改进地面灌水技术农艺节水与改进地面灌水技术一、农艺节水抗旱技术措施二、雨养农业三、简易的节水灌溉四、改进的地面灌溉节水技术一、一、农艺节水抗旱技术措施农艺节水抗旱技术措施1.地表覆盖保墒技术地表覆盖保墒技术在耕作地表面覆盖塑料薄膜,秸秆或其他材料,抑制土壤水分蒸发,减少径流,提高地温,改善土壤物理性状,起到蓄水保墒,提高水的利用率,促进作物增产的良好效果。
秸秆覆盖保墒技术地膜覆盖保墒技术2.耕作保墒技术耕作保墒技术我国北方干旱、半干旱地我国北方干旱、半干旱地区的区的传统农艺保保墒技技术,主要有,主要有耙耕保耙耕保墒技技术,中耕保,中耕保墒技技术、深耕蓄水保深耕蓄水保墒技技术,深种接,深种接墒抗抗旱保苗技旱保苗技术。
3.化学化学节水技水技术1)使用保水剂处理种子2)喷施作物表面保水剂二、二、雨养农业雨养农业雨养农业是指单纯依靠天然降水为水云的农业生产。
现代“雨养农业”的内涵有所发展,也包括人工汇集雨水,实行补偿灌溉的农业生产类型。
三、简易的节水灌溉1.坐水种2.注射灌溉3.瓦罐渗灌1.1.畦畦灌灌2.2.沟沟灌灌3.3.波波涌涌灌灌四、改进的地面灌溉节水技术毛渠输水垄沟畦田畦埂用田埂将农田分成一系列小畦。
灌水时,将水引入畦田后,在畦田上形成薄水层,沿畦长方向流动,主要借重力作用湿润土壤。
1.1.畦灌畦灌2.2.沟灌沟灌在作物行间开挖灌水沟,灌水时水沿灌水沟流动,借重力和毛管力作用湿润土壤。
11)沟灌的原理)沟灌的原理沟灌与畦灌所不同的是除了在重力作用下沿沟长方向移动外,沿沟宽方向由于毛管作用还存在横向移动。
因此,在两个方向上都要注意灌水均匀,不要发生深层渗漏。
22)沟灌的特点)沟灌的特点3.3.波涌灌波涌灌波涌灌则是采取间断的方式,经过几个放水和停水的周期,逐步由沟首推进到沟尾传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾
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