2019年6月13日

控制排水

作者编制的/
Corinne Waelti (seecon international gmbh)
Dorothee Spuhler (seecon international gmbh)

执行概要

受控排水是一种沉淀收集方法,用于减少植物的短期水相关应力,例如在洪水或干旱期间。随着水控制系统的构造,排水口可以人工设置在土壤表面和排水底部之间的水平。因此,储存水可以在水稀缺时期释放,以平衡水可用性。然而,这种方法不能为较长的水稀缺发作供电,因此不适合干燥区域。

优势
能使排水中的硝酸盐减少25-40%
可以减少短期的与水有关的压力(例如缺乏降雨),从而增加作物产量吗
缺点
施工需要专家技能,操作需要良好的知识
随后的降雨可能导致过度的土壤水分
不能用于施肥,因为地下水会被污染
需要均匀的土壤剖面
不满足长期饮水相关的压力吗

沉淀淡水

淡水、食品

介绍

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受控排水是一种用于作物生产的水收获方法,操纵地下水位。只有它只能应用于级别字段(具有最大1%的斜率),其适用性受到强烈限制(Busman&Sands 2002)。

通过控制排水,可以减少15%到35%的失水。随着水的渗透减少,更少的营养物质被冲走。因此,这个系统的一个主要优点是与其他措施相比(例如传统的排水表面地下水补给地下地下水补给和别的降水收获措施)是减少硝酸盐的损失(另见养分循环) (BUSMAN & SANDS, 2002)。另一方面,地表径流更高,因为土壤中容纳水分的空间更小。

基本设计原则

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控制排水系统不同于传统的排水通过在系统的不同位置放置简单的水控制结构。因此,可以控制储存水的高度,以优化地下水位,并将渗入的雨水储存在地下,用于作物生产。

不同的排水系统。资料来源:BUSMAN & SANDS (2002)
控制排水与其他排水系统的区别。资料来源:BUSMAN & SANDS (2002)

控制排水系统有许多不同的设计,可以区分为手动或自动操作的结构。

控制排水系统对地形和降雨的敏感,使它必须考虑以下因素:限制一部分,地面甚至需要以一个恒定的斜率小于1%(为了让精确的控制水位根据作物根深度)。对于更陡峭的地面,这种降水收集方法不能经济地实施。相反,其他措施,如现场战壕国债微盆地种植坑会更合适。此外,控制排水系统对非常干旱的地区没有用处,因为它们只能帮助减少短期的有关的水压力。较长的无雨期需要其他雨水收集措施,如现场战壕国债连接使用微盆地

控制排水系统的设计。Lalonde和Hughes-Games 1997
控制排水系统的设计。来源:LALONDE and HUGHES-GAMES (1997)

成本的考虑

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改编自库克等人(2006)

在美国伊利诺斯州,安装控制排水系统的平均成本为每公顷120美元。然而,这些成本可能会根据地形的复杂性而有所不同。

如果改造现有的排水系统,使其能够控制排水,费用可能会更低。由于现有的结构可用,需要更低的投资,从50美元到100美元每公顷。

安装用于排水和水管理的水控制结构。UIEXTENSION纽约。
控制排水系统。来源:UIEXTENSION(纽约)。

卫生方面

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改编自库克等人(2006)

水质 - 因此人体健康状况 - 可以通过受控排水系统改进:由于污染的水在延长的时间内储存在土壤曲线上,其化学浓度(例如硝酸盐和其他肥料或农药)降低,引领将洗净水中减少到地下水中,因此对人类健康的水质提高,更好的房屋。

操作和维护

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操作受控排水系统与其他相比复杂雨水收集措施。主要原因是为了有效地运行排水系统,需要广泛的知识来提高或降低水的最佳时间。

乍一看

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工作原理

控制排水系统有助于监测地下水位并影响存储或释放的水量。

能力/充足

仅适用于坡度小于1%的水平田。

性能

与常规引流系统相比,减少了化学品(例如硝酸盐)的损失,因为水被储存在土壤中延长一段时间。因此,地下水和其他接受水体更好地受到化学品污染的保护。

成本

投资成本取决于该系统是必须重新构建还是仅仅进行调整。

自助的兼容性

设计和施工需要专业技能;具备一定的操作和维护技能。

运营管理

这样一个系统的运行是困难的,因为需要掌握放水或蓄水的最佳时机。

可靠性

为了调节水位,必须进行持续的观测。

主要优势

可以减少短期的水分胁迫,从而提高作物产量。

主要弱点

很难最有效地处理这样的系统。

适用性

控制排水系统的适用性受到两个因素的限制:地形和降雨量。地面需要保持匀速,坡度不超过1%。如果油田坡度较大,就不能经济地实施可控排水系统。其他的集水措施将更加合适。尽管有控制的排水系统可以减少短期缺水,但它们无法克服长时间没有降水的情况,因此不适用于极端干旱的地区。

库引用
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ABBOT, c.l., LAWRENCE, P., PEARCE, G.R.和ABDEL-GAWAD, S.(2002):世界范围内控制排水的潜力的回顾。(凹地项目R7133)。Oxon:人力资源和国际发展部(DFID)URL[访问:09.07.2019]

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FRANKENBERGER, J. KLADIVKO, E. SANDS, G. JAYNES, D. FAUSEY, N. HELMERS, M. COOKE, R. strok, J. NELSON, K. BROWN, L.(2006):中西部的排水管理。关于中西部地区排水管理的问答。西拉斐特,出处:普渡农业URL[访问:09.07.2019]

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萨夫瓦特,A.D. HOEVENAARS, J. MOLLINGA, P.P. SCHEUMANN, W. slootwg, R. STEENBERGEN, F. van(2004):回收排水系统。朝向综合的方法。华盛顿:国际复兴开发银行URL[访问:09.07.2019]
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棕褐色,C.S.;特鲁里街,多严峻;NG, H.Y.F.;盖诺,J.D.(1999):控制排水和地下灌溉对农田规模下排水硝酸盐损失和作物产量的影响。见:加拿大水资源学报:第24卷,177页。URL[访问:09.07.2019]
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