⑴ 以色列最著名的節水灌溉技術是不是已經開發的第六代了
以色列長期致力於開發節水新技術,以解決其水資源短缺問題。其北部年降水量為700-800mm;中部地區在400-660mm之間;南部地區的年均降水量僅為25mm。水資源的自然枯竭迫使以色列最大限度地採用節水灌溉方法。世界上微灌技術的發展最有代表性的國家應首推以色列,其溫室種植全部採用微灌,以滴灌為主。以色列溫室滴灌的最高水利用率為 95%,用這種方法灌溉的獨特之處在於水分可以在土壤中均勻擴散,減少了水分的蒸發和滲漏。80年代之後,滴灌技術的發展速度明顯加快,使滴灌帶(頭)在水力性能。抗堵塞性能、調節性能方面越來越強。滴灌產品分為兩類:一是滴管類,二是滴頭類。目前普遍流行的是一體化滴灌管(帶),即滴頭和滴灌管結合為一體,安裝使用非常方便。滴頭間距一般為30、5O、75、100cm,管壁厚從0.15mm到2mm,有的一次性使用,有的壽命可長達2O年。最新的產品主要是壓力補償型的內鑲式滴管,有效提高了灌水均勻性,便於機械化長距離鋪設。其新近研製的壓力補償式滴頭獨到之處靠改變水流通道的長度來調節流量,且進入壓力補償的狀態較快,均勻度較高,在水流進口還安有過濾裝置。在運行開始和結束時有自沖洗功能,以減少堵塞。滴頭類產品型式也很多,有管上式滴頭、可拆卸滴頭、壓力補償滴頭。擁有像耐特費姆(Netallm)。普拉斯托(Pfastro)、美滋一雷鷗( Metzerplas-Lego)等多家世界著名灌溉公司。以色列開發了一系列用於溫室灌溉的微噴頭產品。每個微噴頭的耗水量大約在30-300l/h之間,噴灑半徑1-6m。這種灌溉方式可以使水的有效利用率達 85%。開發出的系列化縫隙式、折射式、旋轉式微噴頭及連接件產品,材質好、耐磨損、噴灑效果好、外觀精美。近幾年來推出的脈沖式微灌技術代表著一種新的灌水方式的應用,節水效果更好,但成本也相對較高。微灌方法的採用,給施肥技術帶來了極大的變化,它導致了一個全新的概念——水肥灌溉的興起。滴灌系統進行施肥,直接接觸植物的根部,可以避免浪費,這是一般施肥方法所不具備的。自動施肥系統應用已非常廣泛,施肥器受計算機或小型控制器控制,以實現精確施肥。主要有泵注方式、文丘里式、壓差式、水驅動混合注入式等,其中水驅動混合注入式應用越來越廣泛。以色列AMIAD公司水力驅動施肥系統自動作業,無需電力,肥料濃度控制精確。 以色列有許多專業生產過濾器的廠家,根據用戶需要可提供幾個到幾十個過濾器組成的過濾站,專門用於處理微灌水源,且自動化程度高,電磁閥控制開關和反沖洗。主要產品有網式、疊片式、離心式、砂石式過濾器,從3/4「到6」多規格單個或組合布置方式可滿足多種需要。新型疊片過濾器的特點一是疊片流道設計採用曲面形式提高了過濾面積,擴大了水流量,減少了水頭損失;二是設計了反沖洗流道,在正常工作狀態下無需打開僅旋轉外殼一定角度就可方便地實現反沖洗污物,十分方便。微灌方式都普遍採用計算機控制。埋在地下的濕度感測器,可以傳回有關土壤濕度的信息。還有的感測系統能通過檢測植物的莖和果實的直徑變化,來決定對植物的灌溉間隔。在溫室等設施內較多使用小型灌溉控制器,這種設備通常能控制幾路或十幾路電磁閥,內有若干種灌溉管理程序,澆水時間可按日期設定每次每路灌水起始時間,操作便於小規模經營,計算機化操作運行精密、可靠、節省人力,對灌溉過程的控制可達到相當的精度。在以色列,已經出現了在家裡利用電腦對灌溉過程進行全部控制(無線、有線)的農場主。以色列開發出多個系列的農業自動灌溉的配套閥門,如電動和水動遙控電磁閥。減壓閥、調壓閥、安全或止回閥、逆止閥和流量控制閥等。
⑵ 需量灌溉和痕量灌溉的區別
需量灌溉——是通過負壓方式,無需任何動力的自需給水灌溉系統。植物在生長過程按所需水量,通過特製的萬向給水陶瓷管按需汲取水分,讓植物保持統一生長速度,又達到節水的目的。
需量灌溉特殊應用:
屋頂綠化----屋頂綠化,圖案綠化及造型綠化的給水問題,重力問題都能提供良好的解決方案。
沙漠種植-----沙漠綠化,克服了許多難點,也是未來灌溉技術的一個發展方向
痕量灌溉,是以土壤的毛細管為基礎力,依照植物的需求,緩慢、適量地為植物根系進行供水的一項技術,它是世界上最省水的灌溉技術,該技術與植物需水特點完全匹配,即植物需要多少水就供給多少水。
⑶ 精準灌溉技術如何進行的有哪些特點
我國在863國家高技術研究發展計劃中也專門立題開展精細地面灌溉技術研究,對國際上先進的地面灌溉技術進行跟蹤研究。4.1現代地面灌溉技術特徵與噴灌、微灌等壓力灌溉系統相比,傳統地面灌存在的最大不足在於缺乏對灌溉過程的控制。對噴灌、微灌而言,可以根據作物的需求精確控制灌溉水的總量及其在田塊內的分布。傳統地面灌溉雖然可對灌溉水總量進行控制,卻難以控制灌溉水在田塊內的分布,由此造成傳統地面灌溉的灌溉效果較差。因此,現代地面灌溉具有如下技術特徵:1.應用激光控制平地技術構築精細地面灌溉技術的基礎。高精度的土地平整是現代精準農業的基礎平台,只有具備了高精度的土地平整,才能真正實現精量播種、精量施肥、精確收割(機械采棉)等。國外在農田水利工程建設中,都把平地作為一項重要的基礎工作。激光控制平地技術可實現高精度的土地平整,因此得到了廣泛的應用。2.應用地面灌溉實時反饋控制技術提高對灌溉過程的控制。與其他壓力灌溉方法相比,地面灌溉條件下水流在田間運動擴散的過程較為復雜。世界各國一直都把改進地面灌溉技術的重點放在加強對灌溉全過程的控制和管理上,以便提高地面灌溉的灌水質量。隨著計算技術的發展,利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為改進地面灌溉技術的重要手段。地面灌溉實時反饋控制技術通過對田間水流運動過程的監控,利用田間觀測數據反求地面灌溉的控制參數,制定高效節水的地面灌溉方案,並對地面灌溉過程實施反饋控制,實現對地面灌溉全過程的精細控制。3.應用高效節水地面灌溉技術和設備,提高地面灌溉的自動化。通過積極採用水平畦田灌溉技術、波涌灌溉技術、繩索灌溉技術等先進的地面灌溉技術,不僅使地面灌溉具有一定的自動化能力,而且也保證了高效節水效果的實現。4.制定合理的灌溉制度,加強地面灌溉的田間管理。由於地面灌溉方法的局限,採用地面灌溉技術很難實現小定額灌溉。因此,在制定地面灌溉的灌溉制度時,要充分考慮到灌溉技術的制約。4.2我國現代地面灌溉技術模式及其應用前景我國現有灌溉面積8.0億畝,其中地面灌溉佔95%以上。由於農田土地平整程度差,田間灌溉工程規格不合理、地面灌溉技術落後、灌溉管理粗放等問題,致使我國地面灌溉的田間水利用率不高。通過應用現代地面灌溉技術,可以大幅度減少地面灌溉過程中的水量損失浪費。這對改變我國地面灌溉的落後狀況、從整體上緩解農業水資源短缺的矛盾、促進灌溉農業的可持續發展具有重要的現實意義,也將為我國農業現代化奠定基礎,促進我國傳統農業向現代農業的轉變。根據上述現代地面灌溉技術特徵,提出如下適合我國國情的現代地面灌溉技術模式:1.以冬小麥等大田作物為代表的現代畦灌模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用精量播種技術,降低播種量;採用水平畦田灌溉、波涌灌溉及噴、微灌等高效節水灌溉技術,提高田間水的利用率;採用精量施肥技術,提高化肥利用率;採用聯合收割機技術,實現收割機械化。通過上述技術組合配套,集成小麥等大田作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+精量播種+高效節水灌溉技術+精量施肥技術+機械化收割。2.以棉花為代表的現代溝灌模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用精量播種技術,降低播種量;採用閘管灌溉、波涌灌溉、膜下滴灌等高效節水灌溉技術,提高田間水的利用率;採用機采棉技術,實現棉花採摘機械化。通過上述技術組合配套,集成棉花作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+精量播種+高效節水灌溉技術+機械化采棉。3.以水稻為代表的現代地面灌溉模式該模式採用的主要技術為:採用激光控制平地技術實現高精度的土地平整,擴大田塊規格,提高農機作業效率;採用機插秧技術實現精量插秧,降低播種量;採用塑料隔板技術,減少原來土埂佔地,提高土地利用率;採用水稻淺、薄、濕、曬控制節水灌溉技術,提高田間水的利用率;採用聯合收割機技術,實現水稻收割機械化。通過上述技術組合配套,集成水稻作物的農業節水技術體系:高精度土地平整+機械化插秧+塑料隔板+控制節水灌溉技術+機械化收割。現代地面灌溉技術不僅具有較好的節水增產效益,其具有的其他綜合效益還可為農民帶來實實在在的好處,例如提高土地利用率、提高農機作業效率、便於田間管理等。隨著我國現代化進程的加快,現代地面灌溉技術模式也將得到廣泛應用。參考文獻1.段愛旺、白曉君,
美國灌溉現狀分析[J],灌溉排水,1999,(1)。2.Walker,W.R.,G.V.Skogerboe,SurfaceIrrigation:TheoryandPractice,Prentice-HallInc.,NewJersey,1987。3.Dedrick,A.R.,L.J.Erieetal,Lever-basinirrigation,InAdvancesinIrrigation,Volume1.edD.I.Hillel,AcademicPress,NewYork,1982。4.許迪、李益農等,《田間節水灌溉新技術研究與應用》,
北京:中國農業出版社,2002。5.李益農,改進地面灌溉方法,《農業持續發展的農田水土管理研究》,北京:中國水利水電出版社,2000。6.楊繼富、李益農等,新疆規模化農業類型區改進地面灌溉技術的初步成果[J],節水灌溉,2001,(4)。7.FAO,《地面灌溉系統的設計和評價指南》,北京:中國農業科技出版社,1992。
⑷ 灌區主要作物灌溉需水量
作物灌溉需水量指通過灌溉補充的士壤原有儲水量和有效降水量不能滿足作物蒸發蒸騰、沖洗鹽鹼以及其他方面要求的水量(陝西省水利水士保持廳,1992)。對於旱地作物,灌溉需水量等於作物蒸發蒸騰量加上創造良好農田生態環境所必需的沖洗壓鹽水量,減去有效降水量、地下水補給量和生長期內的士壤水分利用量(段家旺等,2004)。如果不要求鹽鹼化沖洗和地下水補給量忽略時,作物全生育期的灌溉需水量近似等於作物蒸發蒸騰量減去有效降水量。因此,作物需水量是灌溉需水量研究的重要組成部分。
一、作物系數Kc的確定
作物系數指作物不同生育期中需水量與可能蒸散量之比值。作物系數Kc是農作物本身生物學特性的反映,它與作物的種類、品種、生育期、群體葉面積指數等因素密切相關(陳玉民等,1995)。根據各月田間實測需水量和利用同一時段的氣象因素計算的參考作物需水量來計算,即
灌區農業節水對地下水空間分布影響及模擬
式中:Kc為作物系數;ET0為參考作物騰發量;ETc為作物需水量。作物系數的准確性很大程度上取決於實測作物需水量的精度,根據灌區灌溉試驗站歷年的實測需水量資料分析,經篩選之後得出灌區冬小麥、夏玉米等4種主要作物歷年各月Kci和全生育期總Kc,然後進行算術平均,得出歷年平均各月的作物系數和歷年平均全生育期總作物系數,其結果見表4-1。
表4-1 涇惠渠灌區歷年平均作物系數Kc值 Table4-1 past years average crop coefficient Kcvalues in Jinghui Canal Irrigation District
(據陳玉民等,1995)
二、參考作物需水量ET0計算公式
參考作物蒸發蒸騰量(ET0)採用彭曼-蒙蒂斯(penman-Monteith)方法計算,彭曼-蒙蒂斯公式是聯合國糧農組織(FAO,1998)提出的最新修正彭曼公式,並已被廣泛應用且已證實具有較高精度及可使用性(阮本清等,2007)。該公式以及計算中需要的參數如表4-2所示。
表4-2 彭曼公式各參數項的確定 Table4-2 Each parameter definition of penman
三、參考作物需水量ET0影響因字分析
根據灌區1950~2005年氣象資料,採用通徑分析原理分析研究涇惠渠灌區ET0主要氣象影響因素,主要氣象因子包括:最高氣溫(X1)、最低氣溫(X2)、平均氣溫(X3)、相對濕度(X4)、風速(X5)和日照時數(X6)等(表4-3)。通徑分析理論於1921年由SewallWrixht提出,並經遺傳和統計工作者不斷發展完善,已證明在幾乎所有的相關變數系統中作因果分析都是有效的(蔡甲冰等,2008;趙偉霞等,2009)。這一理論廣泛應用於各個領域,為解決許多復雜的相關分析問題提供了一個簡捷而靈活的方法。通過通徑系數絕對值的大小,直接比較各自變數在回歸方程中的重要作用,對於一個多變數的系統中抓住關鍵因子,改變依變數的反應量具有很好的實用價值(鄭健等,2009;蔡甲冰等,2011)。在多變數的研究中,通徑分析比相關分析更加全面,更加細膩。
表4-3 涇惠渠灌區氣象因子與參考作物需水量的通徑分析 Table4-3 path Analysis between meteorological factors and ET0-pM in Jinghui Canal Irrigation District
註:Xi(i=1,2,3,4,5,6)分別為最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫、相對濕度、風速和日照時數。
從表4-3中可知,灌區各氣象因子對參考ET0都有不同程度的影響,根據各氣象因子對ET0的直接作用和間接作用分析,最高氣溫、最低氣溫及平均氣溫對ET0的影響明顯比其他氣象因子影響作用大。最高氣溫對ET0的直接作用系數、間接作用系數分別為2.1012和-1.4676;最低氣溫對ET0的直接作用系數、間接作用系數分別為7.7622和-7.1028;平均氣溫對ET0的直接作用系數、間接作用系數分別為-8.7018 和-8.054;相對濕度對ET0的直接作用系數、間接作用系數分別為-0.895和0.2344;其他氣象因子對ET0的直接作用系數、間接作用系數相對較小,說明在涇惠渠灌區影響ET0的主要氣象因子是大氣溫度和相對濕度。通過各氣象因子的間接作用分析,最高氣溫、最低氣溫及相對濕度通過平均氣溫對ET0具有較強的作用,間接作用系數分別為-8.6541,-8.6129,-8.1727。風速和日照時數通過氣溫對ET0具有一定的負面影響。
⑸ 灌溉技術的主要特點
現代地面灌溉技術特徵與噴灌、微灌等壓力灌溉系統相比,傳統地面灌存在的最大不足在於缺乏對灌溉過程的控制。對噴灌、微灌而言,可以根據作物的需求精確控制灌溉水的總量及其在田塊內的分布。傳統地面灌溉雖然可對灌溉水總量進行控制,卻難以控制灌溉水在田塊內的分布,由此造成傳統地面灌溉的灌溉效果較差。因此,現代地面灌溉具有如下技術特徵:1.應用激光控制平地技術構築精細地面灌溉技術的基礎。高精度的土地平整是現代精準農業的基礎平台,只有具備了高精度的土地平整,才能真正實現精量播種、精量施肥、精確收割(機械采棉)等。國外在農田水利工程建設中,都把平地作為一項重要的基礎工作。激光控制平地技術可實現高精度的土地平整,因此得到了廣泛的應用。2.應用地面灌溉實時反饋控制技術提高對灌溉過程的控制。與其他壓力灌溉方法相比,地面灌溉條件下水流在田間運動擴散的過程較為復雜。世界各國一直都把改進地面灌溉技術的重點放在加強對灌溉全過程的控制和管理上,以便提高地面灌溉的灌水質量。隨著計算技術的發展,利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為改進地面灌溉技術的重要手段。地面灌溉實時反饋控制技術通過對田間水流運動過程的監控。
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⑺ 灌溉自動控制
自動控制灌溉系統是將自動控制與灌溉系統有機的結合起來,使灌溉系統在無人干預的情況下通過控制器按規定的程序或指令自動進行灌溉.
實踐證明在不同的控制模式下系統均具有較高的水量控制精確度和較為完善的自動控制過程,自動控制灌溉系統具有更節水、節省時間、精確灌溉等特點。