供水水头 灌水器及水质对负压灌溉土壤水运移的影响-水文学及水资源专业论文.docxVIP

太原理工 太原理工大学硕士研究生学位论文 太原理工大学硕 太原理工大学硕士研究生学位论文 1.2国内外研究现状 1.2.1 节水灌溉技术研究现状 现阶段各种节水灌溉工梧技术己经相对成熟并因其各白的特点得到了相应的发展。 国内外灌溉农业高效用水主要采用啧 灌、微灌(微喷、滴灌和波涌灌等)、 渠道防渗技术、 低压管道输水技术、行走式节水灌慨技术等 节7l灌溉工程技术，加上修建水源 工程(如 集雨储蓄)、优化灌溉制 度(如调控亏 水灌溉)、 充分灌溉制度、非充分灌溉制度及田间 辅助措施(秸轩覆盖蓄水保楠 、塑料薄膜覆盖保埔〉等措施 [2‘，已形成了功能日益完 善的节水农业技术体系。 其中各种节水灌溉 ，丁程技术就是该技 术体系的核心。然而，由于向身的局限性，这 些节水灌溉技术在许多地方(如我国北 方干旱半干旱地区)应用及推广等方面仍然存在 _ 些问题 。例如做?是(微喷、摘?在汗 n波涌撵等)是目前节水效果最好的 _ .种节水灌溉技术， 但由于其投资较 高，目前仅限于在经济作物中使用，而凡灌溉 后湿润地表的蒸发还会产 生一大部分水分损失 (2) ，并且存在灌水器堵塞问题。而喷灌受风力影响大 ，容易产生蒸 发损失，不适直空气特别千早、风力较大的地区 。随着滴灌技术的 日益完善，一种高效、 节水的灌水技术一地下滴灌技术就应运 而生了。由于这种灌溉技术是将毛管埋 于地下， 通过出水 口将水或7](肥的混合液直接送到作物根区土壤中 ，供作物吸收。所以它可有效 减少地表的无效蒸发 ，在节7](方面具旬-明显优势 19lo 地下滴?在的示范应用表明，利用地 下滴灌技术进行灌溉 ，不仅可获得最佳的节水节能效果，而?_n.田间管理方便毛管使用寿 命较长，经济效益显 著(10 . 1 1. 12 肌叫。然而，这种高效节水的灌溉技术并未得到大范圆 的 推.。这主要是由于灌水时灌水均匀度 不易控制、山水孔易堵塞 [91，另外 ，现有的地下 滴灌系统虽然可能在很低的 比力下工作， {日仍然需要提水加压装备(2) 。 在这些节水灌溉技术基础上， 国内外也在不断的寻求和改进，先后创造了许多新的 节水灌溉技术 。日本的谷川寅彦和矢部腾彦[15J 于 1992年提出了一种新型灌概系统，他用 透水系数较低的 管材在低压范围(O 1m7l柱)内，通过调节水压力对作物进行供水试验。 试验结果表明该系统既可在供水水头极低的情况下，根据 土壤的干温情况进行自动灌溉 ， 也可人为控制水压力进行灌溉，*管理很 方便。 然而其灌水水头虽低，仍是有压灌溉。 Batche1町等[161于 1996年提出了一种利用粘土管作为灌水器的新型灌溉技术 ，并对作物的 PAGE PAGE 6 产量 、品质以及灌溉水利用效率进行试验研究，结 果表明这种新型的灌溉方法不仅戚本 低，简单实用而 且在许多方面都具有较好效 果。李晓宏l口l于2003年利用陶罐惨灌技术对 西瓜、番瓜、西红柿、辣椒、 茄子六种作物进行试验处理，试验结果表叨:该技术不会 在上壤中形成径流和深层渗漏， 同时与根部注灌相比，陶罐渗灌技术增产增效效果明显。 徐首先和梁 军( 18)于 1999年提出 了膜上灌(我国独创的节水灌溉技术) 。这种灌溉技术利 用是利用地膜输水， 在每幅地膜的两侧筑起 哇埂，把水流集中在膜糟内流动 ，从而消 除了膜侧旁楼，该方 法可有效提高灌 水均匀度。 同时水均匀灌到膜下，]j(体大部分分布 于作物根部和耕作层，从而避免或减少了阳间水的深层渗漏和棵间蒸发，可有效提高水分 利用率。张光辉和朱 立选119LY1999年在富平县 东新村建立试验区，用小麦覆膜穴播机捕 种，灌溉方式为膜上灌 。研究结果表明:膜上灌可有效提高小麦 7J.分利J+1率〈与一般大 田小麦相 比可提高43.7 %) c 膜上灌可以提 高小麦产量(与地膜覆盖小麦相 比可提高 31.7%) 。这些新型节7K灌溉技术 ，在特定的情形下均取得不错的节水、增产效果，但 大都由于自身的 一些局限性而米获得大面 积的推广运用[2J 。 1.2.2 负压灌溉研究现状 早在十九世纪初 ，丑外就有 人提出了一种控制土壤水分的自动灌水钵，随后国内外 许多专家和学者对此进行 了不懈的探索。 1996年日水三菱化工集团推出了一种负压灌 溉器皿。该揣皿由上下问层容端构成 ，上层装填土壤周于种植植物，下层容器装水。 多孔管一端埋入 上层容器内 的土壤中， 与土壤紧密接触，另一端与下层盛水容器连接 [20J 。 由于与多孔管相接触的土壤和多孔管内的7}(存在着7}(势差 ，从而使水份由盛水容器 白动 |句土 壤流动。该器皿主要用于作物的盆栽。 1998年 ，该公司将负压灌溉器皿中多孔管 改进成为了多孔板