地下滴灌灌水器堵塞特性田间评估 Field evaluation of emitter clogging in subsurface drip irrigation system.pdfVIP

水 利 学 报 2008年10月 SHUILIXUEBAO 第39卷第10期 文章编号：0559-9350(2008)10．1272—07 地下滴灌灌水器堵塞特性田间评估 李久生1，陈 磊2，栗岩峰1 (1．中国水利水电科学研究院水利研究所．北京100044；2．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083) 摘要：以运行2年的日光温室番茄地下滴灌系统为对象，通过对灌水器流量进行测试，分析了滴灌带埋深、施肥次 数、施肥量和土壤层状结构等对灌水器堵塞程度及灌水均匀性的影响。滴灌系统包括滴灌带埋深为0、15和30era 的33个小区，2年累计施肥次数的变化范围为0—19，累计施尿素量变化范围为0。1 023kg／hm2。结果表明，运行2 年后地表和地下滴灌灌水器发生了轻微堵塞，其中流量降低超过25％的灌水器占2．7％，完全堵塞的灌水器占 2．1％；施肥次数、施肥量和土壤层状结构对堵塞的发生没有明显影响，地表滴灌比地下滴灌堵塞略为严重；未发现 根系入侵造成的灌水器堵塞。对发生堵塞灌水器在系统中的位置进行调查后发现，大部分堵塞灌水器位于毛管的 最末端。为了定量评价灌水器堵塞程度对灌水均匀性的影响，建立了灌水器流量变差系数与流量降低百分数之间 的回归关系，结果表明灌水器流量均匀系数随堵塞引起的流量降低百分数的增大而线性增大。 关键词：地下滴灌；灌水器；流量；堵塞；均匀性；田间评估 中图分类号：s275．6 文献标识码：A I研究背景 与地表滴灌相比，地下滴灌可以减少土壤蒸发，从而使水的利用率得到进一步提高¨’21。然而由于 地下滴灌的毛管和灌水器均埋于地下一定深度，灌水器堵塞的监测和修复都存在较大困难，这对地下滴 灌系统的安全运行构成了潜在威胁，使得堵塞成为制约地下滴灌推广应用的一个关键问题。引起地下 滴灌灌水器堵塞的原因很复杂，除了地表滴灌常见的物理、化学和生物堵塞外b-，负压吸泥H-和根系入 侵b1也可能引发灌水器堵塞。科研人员一直在针对不同的堵塞原因研究堵塞的防止措施。王荣莲等H1 通过比较灌水器类型对抗负压堵塞的影响得出小流量灌水器在防止负压堵塞方面具有较强优势。 Suarez．Rey等哺1及于颖多1的研究指出，使用材料中含有氟乐灵的灌水器或向系统注入小剂量氟乐灵可 使根系入侵的比例降低为零。除了向系统注入除草剂外，定期注入氯化物或酸也可以有效地降低根系 入侵造成的堵塞M1。仵峰等【8。对未注入任何化学制剂(化肥和农药)运行8年的地下滴灌试验小区(小 麦一番茄轮作2年，棉花1年，小麦一玉米连作5年，水源为生活饮用水)的灌水器堵塞情况进行了评 价，指出细小颗粒在灌水器进口的累积是造成堵塞的主要原因，但未发现根系入侵和负压吸泥造成的堵 塞。从上面的分析可以看出，由于不同研究者所处的条件和侧重点不同，所得结论也不尽相同；同时，缺 乏堵塞程度对灌水均匀性影响的定量评估，有必要对地下滴灌灌水器堵塞状况进行进一步研究。 本文的目的是：通过对运行2年的温室地下滴灌系统的灌水器水力特性进行测试，定量评价毛管埋 深及灌溉与施肥制度对灌水器堵塞的影响，并分析产生堵塞的原因；建立灌水均匀性与堵塞程度的定量 关系，为地下滴灌系统的运行管理提供科学依据。 收稿日期：2007—09—11 基金项目：国家自然科学基金项目50779078) -——1272——— 万方数据 2材料与方法 2．1地下滴灌系统布置为了进行地下滴灌管理措施对番茄生长和土壤水氮动态影响的研究，2006年 了滴灌系统。温室南北长50m，东西宽8m，土壤为砂质壤土，其颗粒组成、干容重和田间持水量见表1。 成。为了防止物理堵塞的发生，采用2级过滤，即在水泵出口安装120目的叠片式过滤器(以色列耐特 菲姆)，在支管进口安装200目的筛网式过滤器(以色列耐特菲姆)。试验开始前，对整个系统进行了彻 底冲洗。番茄生育期内肥料全部利用滴灌系统施入，肥料选用尿素，施肥时将预订数量的尿素溶解于储 水箱内，然后通过水泵加压注入系统。施肥系统运行采用水肥利用率高的1／4．112．1／4的模式，即前114 时间灌清水，中间1／2时间施肥，最后I／4时间灌清水冲洗管网旧o。