第三章地面节水灌溉技术.pptVIP

第3章 地面节水灌溉技术 历程 概念 组成 特点 技术要素 灌水方式 历 程 1979年Stringham和Keller提出了波涌灌溉这一概念 80年代美国进行室内试验,1986年进入应用阶段 ,随后美日对波涌灌设备进行了研究,开发研制一系列波涌灌产品。 我国1981年引入这一技术,1987年以来，一些科研单位、高校先后开展了波涌灌试验研究，主要有西安理工大学和北京水科院水科所。 国内研发 国家节水灌溉北京工程技术研究中心（中国水利水电科学研究院水利研究所）开发生产的波涌灌溉设备（专利号：ZL4)， 概 念 surge （flow ）irrigation又可译为涌流灌或间歇灌，是利用间歇阀向沟（畦）间歇地供水，在沟（畦）中产生波涌，加快水流的推进速度，缩短沟（畦）首尾受水时间差，使土壤得到均匀湿润。 波涌灌具有灌水均匀，灌水质量高，田面水流推进速度快，省水、节能和保肥，可实现自动控制等优点。 波涌灌溉系统组成 1、水源 用于波涌灌溉的水源要求相对低 ： 在井灌区可用来自低压输水管道给水栓(出水口) 在渠灌区则取自农渠分水闸口。 2、波涌阀 按动力供给形式分为：水力驱动式和太阳能(蓄电池)驱动式两类 按结构形式则分为单向阀或双向阀两类。 波涌阀 整个阀体呈三通结构的T字型,采用铝合金材料铸造。水流从进水口引入后,由位于中间位置的阀门向左、右交替分水,阀门由控制器中的电动马达驱动。 3、控制器 由微处理器、电动机、可充电电池及太阳能板组成,采用铝合金外罩保护。控制器用来实现波涌阀开关的转向,定时控制双向供水. 控制器 控制器 自动完成切换,实现波涌灌水自动化控制器的参数输入形式以旋钮式和触键式为主,具有数字输入及显示功能,内置计算程序可自动设置阀门的关断时间间隔。 4、输配水管道 采用PE软管或PVC硬管将低压输水管道出水口或农渠分水口与波涌阀进水口相连,在波涌阀出水口处装有软管(硬管)伸向两侧,起到传统毛渠的配水作用。 在控制器作用下可实现阀门的自动转向和水流切换，完成交替供水过程。波涌灌溉系统可与田间闸管灌溉系统配套使用 波涌灌特点 1、优点 2、缺点 1、优点 波涌灌具有节水、节能、保肥、水流推进速度快和灌水质量高等优点,并能解决长畦(长沟)灌水难的问题。 试验及示范推广表明：一般情况下，波涌灌较同条件下的连续灌节水10～40%，水流推进速度为连续灌的1.2-1.6倍，灌水质量指标Ea(用水效率)；Es(储水效率)；Ed(灌水均匀度)分别提高15～35%，15～25%，10～20%。 2、缺点 缺点是比畦灌投资大。它适用于沟（畦）长度大、地面坡度平坦、透水性较好且含有一定粘粒的土质的灌溉。 五、技术要素 1、周期 波涌灌的一个供水和停水过程称一个灌水周期。 2、周期时间(T) 在一个周期内，放水时间与停水时间之和称周期放水时间。 五、技术要素 3、循环率(γ) 放水时间 与周期时间T之比称循环率。 4、周期数(n) 完成波涌灌全过程所需放水和停水过程的次数又称周期数。 5、灌水流量(Q) 常以单宽流量表示，q（L/s·m）。 波涌灌田间灌水方式 1、定时段——变流程法 2、定流程——变时段法 3、增量法 1、定时段—变流程法 波涌灌每个灌水周期的放水流量及放水时间一定，而每个周期水流的新增推进长度不相等。目前波涌灌多采用这种方法。 这种方式对灌水沟(畦)长度小于400m的情况很有效，需要的自动控制装置比较简单，操作也方便，而且在灌水过程中也很容易控制。 2、定流程—变时段法 即每个灌水周期的水流新增推进长度和放水流量相等，但每个周期的放水时间不等。 这种灌水方式适用于灌水沟(畦)长度大于400m的情况,但是不易控制，劳动强度大，灌水设备也相对复杂。 3、增量法 在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流快速推进到总畦的3/4处停水,然后在以后的几个放水周期中,按定时段——变流程法或定流程——变时段法以较小流量进行灌水，完成全畦灌水过程。 波涌灌的工作原理 传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾。 波涌灌则采用间断的方式，经过几个放水和停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾。 * * 波涌灌原理 传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾。 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。 * 致密层 波涌灌原理 由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田面，存在着湿润与停水落干的交替过程，从而改变了土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的入渗能力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这一段土壤的入渗减少，水流速度加快。 在用相同水量灌水时，间歇灌水流前进距离为连续灌的1～3倍，从而大大减少了