2019年5月7日

表面灌溉

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

执行概要

表面灌溉主要分为盆地,边框和沟槽系统。它被广泛利用,因此是一种众所周知的系统,可以在没有任何高科技应用的情况下操作。通常,它比其他灌溉方法更加劳动。表面灌溉系统的适当设计考虑了土壤类型(质地和进气率),坡度,水平度,流尺寸和运行长度。在粗糙织地状土壤(砾石和砂岩)上的长场中,在粗糙的织地状土壤(粘土壤土)(山丘)(丘陵2008)中,通常更难以获得高均匀的水分布均匀性。平整领域和建造水沟和水库可能是昂贵的,但一旦完成,成本低,自助容量非常高。

好处
因为它被广泛利用,所以当地灌溉者通常至少有最小的了解如何操作和维护系统(Walker 1989)
表面灌溉系统可以在农场层面开发,资本投资最少(步行者1989)
基本的结构元素位于油田的边缘,方便操作和维护活动(WALKER 1989)
如果地形不是过波动,这些成本并不伟大(步行者1989)
表面灌溉系统的能源要求来自重力(步行者1989)
地表灌溉系统受气候和水质特征的影响较小(WALKER 1989)
重力流动系统是一种高度灵活的,相对容易受到灌溉的方法(步行者1989)
缺点
必须用来将水传送到该领域的土壤,具有在空间和时间上高度变化的性质(步行者1989)
表面灌溉系统通常在施加水中的效率低于喷洒或涓流系统(步行者1989)
需要使用现场表面作为传送和配送设施,要求田地可以很好地评分(步行者1989)
表面系统往往是劳动密集型(步行者1989)
出去

沉淀淡水灌溉施肥水处理过的水

食品

介绍

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地表灌溉指的是大量的灌溉方法,其中的水是通过农田表面的重力来分配的(注:地表灌溉不包括接二连三的灌溉)。最常见的三种方法是盆灌、畦灌和沟灌。水通常在最高点或沿着田地的边缘引入,这样就可以通过地面流覆盖田地。历史上,地面灌溉一直是最常见的灌溉农业土地的方法。地表灌溉方法的定义特征是将土壤作为输送介质(与管道相反)地下灌溉滴灌或通过空气,如洒水装置)。

表面灌溉方法含有两个基本类别:Ponding(池中汇集在水坑中)和移动水。移动的水方法需要一些径流或探斗,以保证在场的下端的充分渗透。土壤类型控制运行的长度和随时间渗透的深度。土壤的质量越好,不必要的径流越少,越好地渗透到土壤中,因此将用于作物(Burt 2000)的用途。然而,由于追加,重要的是在白天灌溉作物,而是在清晨或晚上灌溉作物以避免由于蒸发而避免水损失。

每个表面系统具有自身独特的优点和缺点,具体取决于作为初始开发成本,各个领域的尺寸和形状,土壤特性,水供应,气候,种植模式,社会偏好和结构以及历史经验的因素(步行者2003)。

表面灌溉系统的典型元素。资料来源:Walker(2003)
表面灌溉系统的典型元素。资料来源:Walker(2003)

基本设计原则

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盆地灌溉

盆地灌溉是最常见的表面灌溉形式,特别是在具有小田地布局的地区。如果一个字段在所有方向上都是水平的,则被堤被堤开以防止径流,并在现场提供一个无向水流,在此称为盆地。

如果流域很小,或者有效的流量比较大,就很少有土壤不适合流域灌溉。一般来说,盆地灌溉的优点是吸收土壤适中或缓慢,作物根深、间隔紧密。不能忍受洪水和结壳的土壤的作物可以用沟渠灌溉或用凸起的床种植。盆地灌溉是将土壤剖面中的盐分淋溶到深层地下水中的有效方法。

两个典型的表面盆地灌溉场。资料来源:Walker(2003)
两个典型的表面盆地灌溉场。资料来源:Walker(2003)

盆地灌溉系统可以在盆入口处使用相对简单且廉价的流量控制自动化。然而,盆地灌溉在欠发达国家中与农业相关的局限性有很多限制:准确的土地平整是高均匀性和效率的先决条件,但这很难在小区内完成;必须保持危险的周边堤防才能消除违规和浪费;并融合在小盆地中使用MODEM农场机械难以致讨,从而限制了手和动物动力培养的小规模盆地灌溉(Walker 2003)。

边境灌溉系统

在许多情况下,边界灌溉可以被看作是盆地灌溉的扩展,包括长矩形或等高线农田形状,纵向但没有横向坡,在底部自由排水或阻塞条件。

边界灌溉系统的例子。(a)典型的边界分级灌溉系统。(b)典型水平边界灌溉系统。(c)典型的等高线堤坝或边界灌溉系统。资料来源:Walker(2003)
边界灌溉系统的例子。(a)典型的边界分级灌溉系统。(b)典型水平边界灌溉系统。(c)典型的等高线堤坝或边界灌溉系统。资料来源:Walker(2003)

畦灌时,田地被沿坡而下的畦埂分隔成条状。条纹的宽度通常为20至100英尺(6至30米)。灌溉水淹没了山脊之间的地区。边界灌溉用于树木作物和作物如苜蓿(紫花苜蓿)和小谷物(UCCE 2003)。

由表面边界系统灌溉的树木作物。资料来源:UCCE(2005)
由表面边界系统灌溉的树木作物。资料来源:UCCE(2005)

沟灌

另一种替代方法是沿着水的主要运动方向建造小的河道。引入这些犁沟的水通过潮湿的周长渗透,然后垂直和横向移动,以补充土壤。犁沟可以与盆地和边界一起使用,以克服地形变化和结壳(WALKER 2003)。犁沟很好地适应于行式作物和果园或葡萄园(伯特2000年)。

左:测量单个沟槽形状。右:沟渠灌溉的田间。资料来源:Walker(2003)和Hill等人。(2008)
左:测量单个沟槽形状。右:沟渠灌溉的田间。资料来源:Walker(2003)和Hill等人。(2008)

沟渠系统比边界或盆地系统需要更多的劳动力。一些缺点是沟槽之间有盐度危害,限制了横向场方向的机械流动性,增加了侵蚀潜力。另一方面,地形条件可能更加严酷和多变,较小的湿润面积可以减少蒸发损失(WALKER 2003)。

高效沟灌的三个最重要的硬件物品是(Burt 2000):

  • 尾水回流系统,包含水库
  • 短沟以获得可接受的高级比率
  • 一个大的可变供水流

土壤类型的重要性

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表面灌溉有一个缺点,面对每个设计师和灌溉手。土壤必须用来在土地上输送水分,在空间和时间上具有高度变化的特性。除了在浇水或在它之前立即变得几乎是无可止动的。这产生了一种工程问题,其中至少有两个主要设计变量,施用排放和时间,不仅必须在现场布局阶段估计,而且还必须在引发每个表面灌溉事件之前由灌溉器判断。因此,虽然新一代表面灌溉方法可以是洒水和涓流系统的吸引力的替代方案,但它们的相关设计和管理实践更难以定义和实施(步行者1989)。

成本的考虑

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平整领域和建造水沟和水库可能是昂贵的,但一旦完成,成本低,自助容量非常高。因此,在选择灌溉系统时应在分析中纳入该系统的预期寿命,固定成本和年度运营成本(能源,水折旧,土地准备,维护,劳动力,税收等)。通过重力进行水分配,因此不需要能量。另一方面,表面灌溉系统是劳动密集型,应该考虑。

操作和维护

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任何灌溉系统的良好运作都包括将灌溉时间与施水量和土壤吸水率相匹配,以最大限度地提高根部储存的水分比例。地面灌溉的操作需要在那里“照料”水,即当水到达运行的终点时,将水移动到连续的应用点。(HILL et al. 2008)。

沟渠应至少每年清理一次,必要时应更经常清理。铲子可以用来清理较小的沟渠。机械挖沟机和拖拉机在较大的沟渠上很有帮助。通常,清理水沟是一个早春的“仪式”,要在第一次送水之前完成。许多灌溉和运河公司要求股东维护自己的闸门,并保持良好的运营状态。在有老鼠出没的地方,“踩地鼠洞”或者修补沟渠的漏洞可能是一件日常琐事。可能需要定期重新平整地表灌溉田,以补偿土壤沉降或固结(希尔等,2008年)。

乍看上去

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工作准则

主要有三种地面灌溉系统:盆(水田)、畦灌(田被分成条状)和沟灌(沿水流主要方向的小沟渠)。水通过重力分布在磁场表面

能力/充足

只要该字段可以升级,可以实现它。

表现

这是一个被认可的旧系统,因此它有很高的性能

成本

如果地形不均匀,资本成本高。此外,它是一种劳动密集型系统,可以提高成本。

自助兼容性

高的

O&M.

沟渠应该定期清理;泄漏必须尽可能快地固定。

可靠性

如果它维护得很好,沟渠也很干净,它就非常可靠。

主要优势

它被广泛使用,用户至少对如何操作和维护有最低限度的了解。此外,水是由重力分布的。

主要弱点

土壤必须用来在土地上输送水分,在空间和时间上具有高度变化的特性。它们变得几乎无法定义,除非在浇水之前或浇水期间,这使得设计变得困难

适用性

该系统取决于三种因素:土壤,水质和气候,植物和劳动力。如果土壤是非常渗透的,则难以将水运送在表面上,并且可能不会灌溉整个场。但表面灌溉没有受风或沉积物和碎片的负面影响洒水系统

此外,在地表灌溉下,由于堵塞管道的风险较小,盐度问题较小,盐可以从土壤剖面中浸出。地面灌溉不是一个高度自动化的系统,这使得它更简单,但也因此需要更多的劳动力。

媒体PPT.
图书馆参考文献

灌溉用水

Infonet-biovision.org是一个基于网络的信息平台,提供培训师,东非的延长工人和农民快速访问最新和本地相关信息,以便在安全,有效,可持续和生态上优化其生计声音方式。

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Sirmod III - 表面灌溉仿真评估和设计

这是关于表面灌溉仿真,评估和设计的非常详细的文献。稿件的目的是改善水灌溉管理,这是保证食品供应安全性和稳定性的重要一步。您将能够找到下载zip存档并打开表面灌溉设计文件的PDF演示文稿。

Walker,W.R.(2003):Sirmod III - 表面灌溉仿真评估和设计。指导和技术文件。“PDF演示文稿”。洛根,犹他州(美国):犹他州州立大学(USU)。URL.[访问:07.05.2019]
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