滴灌工程设计在新疆农田水利灌溉系统中的应用研究

2022-12-31

1. 滴灌工程设计技术

1.1 灌工程设计技术原理。

所谓的滴灌技术, 是区别与传统农田的喷灌、漫灌等水资源消耗较多的技术, 通过一种新型的低压节水灌溉设施, 将具有一定适当压力的水, 通过滤网过滤之后, 经过铺设好的管网和出水滴口, 以水滴的形式均匀的、有规划的灌溉形式。通常, 滴灌技术需要较为成熟的机械化设施配套使用, 需要具有一套完整的滴灌控制系统, 并根据不同的地区配合不同口径的管道和滴头, 将水和化肥等精确的输送到植物的根部, 进行简而有效的局部灌溉。

同时, 滴灌技术是一项可以大量节水的可持续化发展工程, 在运行过程中, 通过实际的需要, 进行滴灌模式的调节, 可以因地制宜的保证农田的灌溉需求。由于管道控制灌溉, 因此对于水质要求较高, 需要进行一定的过滤处理, 另外, 为了减少水分的蒸发损失, 也需要相应的自动化控制系统。

1.2 灌工程设计技术优点

1.2.1 有效减少水资源消耗。

滴灌技术架设完成之后, 可以将水资源的利用率大大提高, 原因是采用滴灌技术过程中, 灌溉用水仅仅用于农作物根部附近的土壤, 使得水资源可以对农作物产生更大的生长效益, 而其他区域土壤的含水量和营养成分较低, 也间接的抑制了杂草等的生长。区别与漫灌和喷灌, 滴灌技术不会形成地面的径流, 因此可以较容易的控制施水深度, 达到大量节水的效果。

1.2.2 降低农药、农肥的施用量。

滴灌技术一般配备相应的施肥系统, 在灌溉过程中对于农作物的施肥进行管控, 因此, 在灌溉的同时可以保证农作物具备足够的养分, 并且保证了养分不会流失和浪费, 也保证了农作物一直处于较适合生长的稳定状态。由于施肥灌溉面积较小, 保证了滴灌区域内的地表蒸发量小且可控, 有效的控制了作物区的湿度, 这对于减少农作物中的病虫害发生也是非常有帮助的, 有效的减少了农药的使用量。

1.2.3 提高作物质量和常量。

滴灌技术对于农作物的精确控制, 可以保证农作物在较为稳定的生长环境中成熟, 在水量和养分充足的环境中, 可以大大的提高农作物的产量, 并且由于病虫害较少, 也可以提高农产品的质量和经济效益。

1.2.4 适应能力强。

对于新疆地区的复杂地理环境, 滴灌设施的建立过后, 具有较强的环境适应性, 能够在复杂的环境中保证正常的灌溉, 无论地形的起伏或者天气的变化, 都能够较为稳定的保证农作物的生长环境。

1.3 滴灌工程设计原则。

滴灌工程的设计需要考虑诸多方面, 特别是在新疆地区进行农田水利灌溉应用过程中, 应当遵循以下的设计原则:

1.3.1结合现状, 兼顾长远。根据新疆地区的水源、地形、电力供应、配套设施、农作物种植情况等, 充分考虑滴灌工程的实施细节以及当地的接受能力, 进行有长远规划的工程设计。

1.3.2因地制宜的建设滴灌工程, 根据滴灌工程的需求, 合理的选择灌区以及适用的滴灌系统, 结合当地已有的水利工程设施, 最大化滴灌设施收益, 最小化建设成本, 是滴灌工程设计的关键。

1.3.3注重经济效益, 保证灌溉的同时, 需要结合安全、科学的管理体系, 降低运行维护的成本, 并结合工程特点建设合适的自动化管理方式, 充分发挥滴灌系统的节水效益。

2 滴灌工程设计具体应用

2.1 滴灌工程的具体设计。

滴灌工程的具体设计, 主要考虑到农田的具体环境, 分为首部设计、管网系统设计、关联设施设计。根据新疆地区的普遍情况, 一般的将滴灌系统考虑架设为低水压、小流量的高效节水模式。

2.1.1 首部设计。

首部设计包括过滤系统以及控制保护设备, 根据新疆地区的具体条件, 选择合适的过滤系统对相关水源进行过滤, 去除砂质等杂质, 同时对于进入施肥罐的液体肥料进行过滤。在首部的周围设置控制和保护设备如:防止滴灌过程中的回流污染, 设置过滤器前的逆向阀门等。

2.1.2 管网设计。

管网架设是滴灌工程的重点部分, 管道布置应以经济合理和运行可靠为原则, 首先要在保证农田灌溉需求的基础上, 力求管道布置设计线路最短, 节约成本, 并保证滴灌区域与作物种植方向一致, 方便管理。同时考虑布置方案, 结合新疆地区当地的环境决定主干管道和毛管的分布方式。通过科学的方法对农田的水量需求进行计算, 为灌水作业提供数据支持。灌水器根据灌溉需求设定不同的灌溉定额设置, 毛管支管等根据不同的需求进行内径选择。

2.2 滴灌工程设计应用时应该注意的问题。

滴灌工程应考虑到滴头结构的设计, 选择合理的毛管外径, 保证滴头的抗堵塞性能。在新疆部分地区风尘较大的状况下, 重点考虑不影响滴灌工程总体的前提下, 保证滴头可以持续供水和供肥, 不会因堵塞而影响系统的运行。经济效益也是重点应当注意的问题, 在滴灌工程设计的过程中, 应尽可能的考虑滴灌系统的经济性, 保证滴灌系统带来的经济效益最大化。