节水灌溉技术在安哥拉农业中的应用
2011-04-25姜卫超邓莹莹
姜卫超,邓莹莹
(中国水电十三局有限公司,山东 德州 253009)
Gandjelas灌区位于安哥拉共和国威拉省希比亚市,属亚热带气候。全年分为旱季和雨季两个季节,昼夜温差较大,光照辐射很强,风力较小,蒸发量很大。灌区为波浪状丘陵平原,传统的灌溉方式不但浪费水,而且无法满足作物生长需要。针对该灌区的实际情况,重新规划田块,引进了喷灌和微喷灌两种节水灌溉技术。
1 喷灌和微喷灌的特点
1.1 喷灌
喷灌是利用专门设备将有压水输送、分配到灌溉农田,再由喷头喷射到空中形成细小的水滴均匀地洒落在灌溉农田上以满足作物生长对水分的需求的一种节水灌溉方式,喷灌作为先进的节水灌溉技术,有许多突出优点:1)提高农作物的产量和质量,调节田间小气候,增加空气湿度;2)输水损失少,基本上不产生深层渗漏和地面径流,灌水均匀,比普通灌溉方式可节约用水30%~50%;3)机械化程度高,节约劳动力;4)大大减少了田间内部沟渠、田埂的占地,提高了土地利用率;5)地形适应性强;6)不破坏土壤团粒结构,不产生土壤冲刷,保持水土。
1.2 微喷灌
微喷灌是一种新型的节水灌溉技术,适应于所有的地形和土壤,特别适应于干旱缺水的经济作物、果树集中区。微喷灌有其自身的优点:1)不易堵塞,一旦微喷嘴堵塞,也容易发现和处理;2)微喷头的工作压力较低,耗能少;3)由于微喷灌在近地面灌溉,减少了水的飘移和蒸发损失,且在每株果树下布设一个微喷头,果树棵间不需灌水,所以比普通喷灌节省水量;4)可以给果树定量供水,使土壤通气性好,不板结,给果树生长创造良好的条件,具有增产的效果;5)地形适应性强。
2 喷灌和微喷灌在Gandjelas灌区的应用
为更好地发挥节水灌溉技术的优越性,将灌区田块整理后划分为 2.6hm2、5.2hm2、25.2hm2三种形式,2.6hm2标准田块采用半固定式喷灌的灌水方式,5.2hm2和25.2hm2标准田块采用半固定式喷灌加固定式微喷灌的灌水方式,其中半固定式喷灌占2/3的面积,微喷灌约占1/3的面积。喷灌部分主要种植大田作物,微喷灌部分主要种植果树。
整个系统是由渠首、明渠、水泵和动力机、输配水管道系统、喷头以及附属设备组成。明渠的一定位置设置迷宫堰和部分分水口,渠首水资源经渠道的分水口分配到各田间地块,再经UBL井内的水泵和动力机加压后送至田间进行灌溉。以5.2hm2的标准田块为例介绍喷灌和微喷灌,田块土壤干容重1.38g/cm3,田间持水率为23.1%(占干土重),土壤平均入渗强度为20mm/h,大田作物类需水关键期日耗水量取6.5mm/d,果树需水关键期日耗水量取6mm/d。
2.1 喷灌系统的设计
2.1.1 管材选择与管网布设
采用半固定式喷灌方式,干管、分干管埋于地下,选用UPVC管材;支管和喷头为移动部分,喷头为ZY-2型锌铝合金喷头,喷嘴直径7.0/3.1mm,工作压力25~30m水头,流量 3.5~3.83m3/h,射程18.1~19.1m。根据具体情况,5.2hm2田块设计同时工作支管数为3个,每个支管安装3个喷头。按照喷灌工程技术规范、当地的地形、种植习惯及现行铝管的规格,喷灌支管的间距取18m,铝管上喷头的间距也取18m,该布置方式的喷头喷灌强度P=11.8mm/h。5.2hm2标准田块喷灌微喷安装示意见图1,灌溉制度见表1。
2.1.2 喷灌灌溉制度的确定
蒸汽低温烹饪对烤鸡翅水分的影响如图1所示。结果显示,真空低温组(SV 70+Roast、SV 70+Roast和SV 70+Roast)烹饪的鸡翅水分含量较高,但差异性不显著(p>0.05)。蒸汽低温烹饪可以减少蒸煮损失,保留食物的原味和色泽,食物口感嫩滑[5,6]。与水分分析结果一致,经过真空低温烹饪的鸡翅的总体得分显著高于直接烧烤组。
1)灌水定额m
式中:γ为土壤干容重,取1.38g/cm3;
H为计划湿润层深度,取50cm;
β1、β2为适宜含水量上、下限,取田间持水量的95%、70%。
2)灌水周期T
式中:Ea为作物日需水量,取6.5mm/d。
3)一次灌水延续时间t
式中:P为喷灌强度,P=11.8mm/h。
2.2 微喷灌系统的设计
微喷灌系统喷头工作压力为20m水头,喷头流量70L/h,喷洒半径2~2.5m,地上管道选用PE管,地下管道选用UPVC管。微喷头的组合间距选用4m×4m,即每行树下一条毛管,每株树下一个喷头(果树的株行距为4m×4m)。
2.2.2 微喷灌灌溉制度的确定
1)灌水定额m
式中:H为计划湿润层深度,取100cm;
β1、β2为适宜含水量上、下限,取田间持水量的95%、70%;
P为实际土壤湿润比,取40%。
2)设计灌水周期T
式中:Ea为作物日需水量,取6mm/d。
3)一次灌水延续时间t
根据微灌方式及灌水器布置方式计算:
式中:St为毛管行距,m;
Sr为微喷头间距,m;
m为设计灌水定额,mm;
Q为单个灌水器供给的流量,L/h。
表1 5.2hm2标准田块灌溉制度表
图1 5.2hm2标准田块喷灌和微喷安装示意图
3 结语
项目实施以后,由于采用较先进的节水灌溉技术,节约了大量的灌溉用水,缓解了旱季水资源紧张状况,提高了土地利用率,降低了劳动强度,节约和保护了地下水资源,促进了农业的可持续发展,从而促进了当地经济的发展,提高了当地居民的生活水平。
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