2019年5月7日

洒水灌溉

作者/编译
击败Stauffer(Seecon International GmbH)
Dorothee Spuhler(Seecon International GmbH)

执行概要

喷灌是一种提供降雨灌溉作物的方法。水通常是通过抽水的管道系统来分配的。排水口的喷头将水喷洒到整个土壤表面。洒水装置能有效地覆盖从小到大的区域,适用于所有类型的农作物。此外,由于有各种排放能力的洒水器,它们几乎可以适用于所有可灌溉土壤(粮农组织,1988年)。然而,洒水系统很容易因沉积物或碎片的存在而堵塞,而且大型系统会产生很高的资本成本。

好处
不需要梯田
几乎适用于所有类型的土壤
适应植物和土壤类型需求的剂量,应用率和时间
独立于该地区的地形(甚至位于升高高度高度高度的区域)可以灌溉)
在不需要通道的情况下利用整个区域(HOVE 2011)
添加肥料或杀虫剂的可能性
用于其他目的的灌溉的可能性:发芽,霜冻保护或在炎热的时期降温(HOVE 2011)
缺点
由于泵送,劳动力和相对较大的设备投资所需的能量,会引发高运营费用:洒水器和管道(霍夫2011)
对风的敏感性,引起蒸发损失(Hove 2011)
大田作物叶片不可避免的湿润导致对疾病的敏感性增加(HOVE 2011)
碎片和沉积物会导致堵塞
由于更高的能源要求(HOVE 2011),资本成本高,运营成本更高
出去

淡水,处理过的水

食品

基本设计原则

factsheet块体

喷水头

冲击式和齿轮驱动式洒水器是草坪、花园和牧场中常用的两种洒水器。它们产生流动的水流和喷射喷嘴,在整个湿润模式中无时无刻不释放水。冲击或齿轮驱动洒水器只能适应全圆形或部分圆形应用模式。由于每个洒水车覆盖的面积很大(典型的12米头头间距),他们被用于牧场和更大的草坪区域。

左:连接花园软管的便携式冲击洒水喷头。右图:由地下软管提供的弹出式半圆形喷头。来源:尼布林和罗宾斯(纽约)
左:连接花园软管的便携式冲击洒水喷头。右图:由地下软管提供的弹出式半圆形喷头。来源:尼布林和罗宾斯(纽约)

这些洒水器可用于安装有足够的喷嘴来覆盖所需区域的所有部分,从表面或埋设的干线和横向汲取水。或者,它们也可以用于设置-移动配置中,即操作横向管线,然后每隔12或24小时移动一次。固定系统的安装成本较高,但对劳动力的要求较低,而且可能是自动化的。设备和安装成本每英亩的set-move系统是比较便宜的,但他们的操作需要更多的劳动力,因为他们不能完全自动化。

几个喷头连接到一个侧管,侧管由一条主线提供。来源:ACCESS IRRIGATION(纽约州)
几个喷头连接到一个侧管,侧管由一条主线提供。来源:ACCESS IRRIGATION(纽约州)

中心枢轴

这种自推进喷水灭火系统围绕枢轴点旋转,在这里所考虑的系统中具有最低的劳动要求。它是用连接在可移动塔上的管道建造的。加水量是由旋转速度控制的。中心枢轴可以调整到任何作物的高度,特别适用于较轻的土壤。有了计算机控制系统,操作员可以为灌溉过程编写许多程序。此外,还可以安装一个角落连接系统(也称为“端枪”),可以对传统中心枢轴系统错过的角落区域进行灌溉。

左:中心枢轴系统灌溉高达132英亩(〜0.5 km2)。资料来源:Scherer(2010)。右:加拿大不列颠哥伦比亚省南部的中心枢轴灌溉。资料来源:B. Stauffer(2011)       
左:中心枢轴系统灌溉高达132英亩(〜0.5 km2)。右:加拿大不列颠哥伦比亚省南部的中心枢轴灌溉。SCHERER 2010和STAUFFER 2011

线性移动

线性移动(也称为横向移动)灌溉系统是建立在相同的方式作为中心枢轴;这是移动的塔和连接塔的管道。主要的区别是所有的塔都以相同的速度和方向移动。水被泵入其中一端或中心。由于高资本投资,线性移动被用于高价值的作物,如土豆,蔬菜和草坪。

一个直线移动系统可以灌溉半英里见方的矩形田地。这是一种非常大的油田的通用系统,例如在加拿大阿尔伯塔的草原上。来源:谢勒(2010)和STAUFFER (2011 )           
一个直线移动系统可以灌溉半英里见方的矩形田地。这是一种非常大的油田的通用系统,例如在加拿大阿尔伯塔的草原上。来源:SCHERER(2010)和STAUFFER (2011)

旅行重要人物

旅行的大枪系统使用大容量的喷嘴和高压,将水扔到作物上,因为它被剥落在场上的巷子里。旅行大枪有两种主要配置:硬软管或灵活的软管饲料。利用硬软管系统,硬质聚乙烯软管包裹在安装在拖车上的卷轴上。拖车在场的末端或中心锚定。枪连接到软管的末端,并朝向拖车。枪在卷轴上缠绕在球场上。通过柔性软管系统,枪安装在四轮推车上。通过来自主线的柔性软管供应到枪中的水。电缆绞盘将推车通过现场向购物车拉。

大多数大枪系统最多使用80到100英亩(〜0.3至0.4 km2)。来源:SCHERER(2010)和STAUFFER (2011)
大多数大枪系统最多使用80到100英亩(〜0.3至0.4 km2)。来源:SCHERER(2010)和STAUFFER (2011)

一边滚

侧滚(也称为车轮滚)系统包括一个横向,通常四分之一英里长,安装在4到10英尺(1到3米)直径的车轮和管道作为一个轴。当需要的水量被应用到一个区域,一个汽油发动机在中心被用来移动侧滚到下一个。洒水喷头通常安装在加重的旋转接头上,这样无论侧辊在哪里停止,洒水喷头总是在顶部。这种类型的系统不建议在坡度大于5%的情况下使用,应该主要用于平坦的地面上。侧辊系统只适用于低产量的作物,对劳动力的要求中等,初始投资适中。

加拿大不列颠哥伦比亚省南部的轮式灌溉系统。资料来源:SCHERER(2010)和STAUFFER (2011)
加拿大不列颠哥伦比亚省南部的轮式灌溉系统。资料来源:SCHERER(2010)和STAUFFER (2011)

成本考虑因素

factsheet块体

不同系统的成本各不相同。除了用于园艺的小型洒水设备,大型系统如线性移动或中心枢轴灌溉会产生很高的资本成本。考虑这些技术系统(有时是计算机控制系统)的运行和维护成本也很重要。

操作和维护

factsheet块体

依靠系统,专家知识是进行灌溉所必需的。维护整个设备很重要。电机、供水管道/软管和所有机械部件必须保持完好,以避免损坏和高昂的维修费用。花园灌溉设备的操作和维护,如喷壶或喷头,并不棘手,因此很容易为每个人处理。

健康方面

factsheet块体

当水质很低(如废水)和/或添加了可溶性肥料时,工人不应站在靠近灌溉地的地方,以避免与水接触(另见水传播疾病、病原体和污染物)。

适用性

洒水器最适合于高入渗率的沙质土壤,尽管它们适用于大多数土壤类型。喷头的平均施用量(单位:mm/h)低于土壤的基本入渗率,以避免地表积水和径流。洒水装置不适用于容易形成结壳或有盐碱化风险的土壤。此外,它们很容易被沉积物或碎片堵塞。如果喷灌是唯一可用的方法,那么应该使用轻细喷灌。应避免使用产生较大水滴的洒水装置(FAO 1988年)。

媒体PPT.
图书馆参考文献

灌溉用水管理:灌溉方法

这份报告的完整版本只能在网上获得,它简要地解释了各种灌溉技术,并包含了所有不同方法的图片。

粮农组织(1988):灌溉用水管理:灌溉方法。(=培训手册- 5)。罗马:联合国粮食及农业组织URL.[访问:12.07.2010]

选择喷灌系统

这款非常简短的论文准确地描述了不同的洒水喷头,并识别选择正确系统的重要方面。

Scherer,T.(2010):选择喷水灭火系统。法戈:北达科他州立大学(NDSU)URL.[访问:21.06.2011]
进一步的阅读

小面积灌溉系统选择

你如何决定你需要什么样的灌溉系统?本文回答了一些最重要的“系统选择问题”。

Barnhill,J.V. Hill,R.W. Patterson,R。(2009):小面积灌溉系统选择。洛根:犹他州州立大学URL.[访问:20.06.2011]

选择喷灌系统

这款非常简短的论文准确地描述了不同的洒水喷头,并识别选择正确系统的重要方面。

Scherer,T.(2010):选择喷水灭火系统。法戈:北达科他州立大学(NDSU)URL.[访问:21.06.2011]

洒水灌溉

喷水灭火系统及其部件的简要说明。

TNAU(纽约州):喷灌。哥印拜陀:泰米尔纳德邦农业大学URL.[访问:21.06.2011]

非洲之角低地的灌溉实践与政策

2011年的干旱和在政治上稳定的索马里举行的饥荒突出了非洲角的低地脆弱性。它是一个重新审议的故事 - 2000年,2005年,2005年,2008年。气候变异性很容易被提及为主要归因因子。显然它是 - 但也有广泛的土地利用变化,因为侵入性物种的广泛侵犯(特别是Prosopis)和天然木材的抽取代表木炭生产(特别是在索马里)。2011年是危机年 - 但即使在正常的岁月中,粮食不安全是常见的。在埃塞俄比亚粮食援助的远处低地已成为生计的一部分,大多数人都依赖于它 - 包括据报道的中产阶级家庭。越来越实现了水资源开发 - 适合上下文 - 必须有一个地方,以解决非洲角的食物不安全。本文侧重于灌溉政策和在干旱地区的干旱低地中的灌溉政策和实践,这些剧中在干旱发作中受到最严重和最常见的

陈建平,陈建平(2011):非洲之角低地的灌溉实践与政策。罗马:联合国粮食及农业组织URL.[访问:26.03.2012]
案例研究

喷灌均匀性的经济学:以天鹅海岸平原的莴苣为例

本报告以莴苣为例,分析了采用更节水洒水系统的经济诱因。该经济模型借鉴了农业部对洒水系统性能和天鹅海岸平原生菜产水量关系的几项研究。

布伦南,D. CALDER, T.(2006):喷灌均匀性的经济学:以天鹅海岸平原的莴苣为例。克莱顿南:联邦科学与工业研究组织(CSIRO)URL.[访问:21.06.2011]

在印度管理能源灌溉关系

向农民提供没有计量的电力导致了过度使用,从而导致水位下降。本文探讨了州政府正在实施的解决方案,以解决能源和灌溉的低效利用。它的结论是,“教科书式的解决方案”在当前的社会环境中是不可行的,并提出了可协商和政治上可接受的解决方案。这篇数据丰富的论文还提供了目前地下水和能源使用的统计数据。

MUKHERJI, A. SHAH, T. GIORDANO, M.(2012):印度能源-灌溉关系管理。国家干预的类型。(=水政策研究重点,36)。印度古吉拉特邦:IWMI-Tata水政策项目URL.[访问:15.01.2013]

印度微灌规模化发展的潜力和挑战

本文旨在填补印度的研究空白,重点研究微灌的采用模式和对农户的经济影响。这项研究是基于从九个州收集的一手和二手数据。它寻求建立土地持有规模、微灌面积和净收益之间的关系。作者还提出了农民对微灌的建议。

陈建平,陈建平,陈建平(2012):微型灌溉技术在中国的应用前景。九个州的经验。(=水政策研究重点,20)。印度古吉拉特邦:IWMI-Tata水政策项目URL.[访问:15.01.2013]

太阳能泵灌溉和印度地下水经济

电力可靠性差和太阳能技术的下降成本正在使太阳能泵越来越有吸引力。本文探讨了这种现象,并表明这不仅仅是一种能源问题,也不是水问题。陡峭的固定率和低运营成本使其成为服务提供商的理想选择。这将导致对地下水的开发增加,这可能证明已经过分剥削的地区造成损害。本文还探讨了替代补贴设计。

SHAH, T. KISHORE, A.(2012):太阳能泵灌溉和印度地下水经济。机遇与威胁初探。(=水政策研究重点,26)。印度古吉拉特邦:IWMI-Tata水政策项目URL.[访问:15.01.2013]

太阳能灌溉泵:拉贾斯坦邦的体验

2012年,拉贾斯坦邦政府对安装太阳能灌溉泵提供86%的补贴。这是为有预定配额的选定地区设计的。本文研究了管理补贴的方法,泵的需求和行政问题,包括确定合格的农民和供应公司,物流交付这些泵。这些泵的性能,以及对农民的其他附带利益都被详细讨论。论文论述了使用这些泵来抽取地下水而不是从地表水池中抽取水。它建议将滴灌作为补贴的先决条件,以尽量减少其对拉贾斯坦邦已经紧张的地下水的影响。

TEWARI, N.P.(2012):太阳能灌溉泵:拉贾斯坦邦的经验。(=水政策研究重点,35)。印度古吉拉特邦:IWMI-Tata水政策项目URL.[访问:15.01.2013]

选择版本