古代中国的灌溉工具的动力变化
1958年,考古工作者在陕西宝鸡一处新石器时代遗址中发现了一只小口尖底陶瓶。这是用于盛水的陶瓶,令人惊奇的是,似乎当初设计这个陶瓶时,古人已考虑到了力学上的重心问题,从而使提水操作更加便捷。大约西周时期,桔槔(jiégāo)、辘轳等具有简单机械结构的提水工具开始出现。桔槔使用杠杆原理,用于提取地表水。辘轳则利用轮轴原理,实际上是一种起重机械,用于提取井水,在现今的一些地方仍有使用。
汉时,出现了提水效率更高的翻车。又称龙骨水车,由木板制成长槽,槽中放置数十块与木槽等宽的刮水板。刮水板之间由铰关依次连接,首尾衔接成环状。木槽上下两端各有一带齿木轴。转动上轴,带动刮水板循环运转。翻车一开始多用人力驱动,后来出现了以风能或水能驱动的翻车。
唐代,出现了轮式的筒车。筒车多以水力驱动,在水流湍急处建一水轮,水轮底部没入水中,顶部超出河岸,轮上倾斜绑置若干竹筒。水流冲动水轮,竹筒临流取水并随水轮转至轮顶时,将水自动倾入木槽,然后再流入田间。元代《王祯农书》中还提到一种高转筒车,可将水提至更高的地方。由于高度增加,在水槽倾斜角度不变的情况下,水就能被输送到更远的田间。 多种灌溉方式可供选择。宁波耐腐蚀洒水器厂家直销
管道系统一般包括干管、支管两级,竖管三级,其作用是将压力水输送并分配到田间喷头中去。干管和支管起输、配水作用,竖管安装在支管上,末端接喷头。管道系统中装有各种连接和控制的附属配件,包括闸阀、三通、弯头和其他接头等,有时在干管或支管的上端还装有施肥装置。
喷灌需要使用有压力的水才能进行喷洒。通常是用水泵将水提吸、增压、输送到各级管道及各个喷头中,并通过喷头喷洒出来。喷灌可使用各种农用泵,如离心泵、潜水泵、深井泵等。在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机。在用电困难的地方可用柴油机、拖拉机或手扶拖拉机等作为水泵的动力机,动力机功率大小根据水泵的配套要求而定,实验中,可采用电动机作为水泵的动力机。 宁波耐腐蚀洒水器厂家直销可配备小型智能灌溉系统。
喷灌系统中喷头的布置包括喷头的组合形式、喷头沿支管上的间距及支管间距等。喷头布置的合理与否,直接关系到整个系统的灌水质量。
喷头的组合形式主要取决于地块形状以及风的影响,一般为矩形和三角形,或为其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置,适用于地块规则,边缘成直角的条件。这种形式设计简便,容易做到使各条支管的流量比较均衡;三角形或正三角形布置,适用于不规则地块,或地块边界为开放式,即使喷洒范围超出部分边界也影响不大的情况。这种布置抗风能力较强,喷洒均匀度要高于矩形或正方形,同时所用喷头的数量相对较少,但不易作到使各条支管的流量均衡。有时地块形状十分复杂,或地块当中有障碍物,使喷头的组合形式为不规则形。但在多数草坪喷灌系统中,可尽量采用正方形或正三角形布置。
灌水延续时间灌水延续时间的长短,主要取决于系统的组合喷灌强度和土壤的持水能力,即田间持水量。当喷灌强度大于土壤的渗透强度时,将产生积水或径流,水不能充分渗入土壤;灌水时间过长,灌水量将超过土壤的田间持水量,造成水分及养分的深层渗漏和流失。因此,一般的规律是,砂性较大的土壤,土壤的渗透强度大,而田间持水量小,故一次灌水的延续时间短,但灌水次数多,间隔短,即需少灌勤灌;反之,对粘性较大的土壤则一次灌水的延续时间长,但灌水次数少。采用测定土壤水分的仪器,可以更加科学地确定灌水延续时间。目前在工程上常用的仪器有电子土壤水分测试仪和张力计。
灌水周期灌水周期,即灌水间隔或灌水频率,除与上述提到的土壤性质有关外,主要取决于本身。灌水过于频繁,会使发病率高,根系层浅,抗践踏性差,生长不健壮;而灌水间隔时间太长,草坪会因缺水使正常生产受到抑制,影响草坪质量。灌水计划不是一成不变的,应根据不同季节按旬或月为单位制定,但在实际执行时需参照实际灌水效果和天然降雨情况随时加以调整。 通过水压控制流量及半径。
省水:喷灌可以控制喷水量和均匀性,避免产生地面径流和深层渗漏损失,水的利用率提高,比地面灌溉节省水量30一50%,节省动力,降低灌水成本.
省工:便于实现机械化、自动化,节省劳动力.取消了田间的输水沟渠,有利于机械作业,而且减少了由间劳动量.结合施入化肥和农药,省去劳动量,据统计,喷灌所需的劳动量为地面灌溉的l/5.
提高土地利用率:采用喷灌时,无需田间的灌水沟渠和畦埂,能充分利用耕地,提高土地利用率,一般可增加耕种面积7一10%.
增产:便于控制土壤水分,使土壤湿度维持在适宜的范围.能冲掉植物茎叶上尘土,有利于植物呼吸和光合作用.对土壤不产生冲刷等破坏作用,保持土壤的团粒结构,使土壤疏松多孔,通气性好,有利于增产.
适应性强:对地形适应性强,不需要整平土地,在坡地和起伏不平的地面均可进行喷灌.在土层薄、透水性强的沙质土,非常适合采用喷灌.适应所有大田作物,而且对于各种经济作物、蔬菜、草场都可以获得很好的经济效果.
缺点.是投资费用大,就目前条件移动式喷灌系统低价,亩投资也需要20 -50元/亩.受风速和气候的影响大,当风速大于5.5米/秒时 (相当于4级风),就能吹散雨滴,降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌.其次,在气候十分干燥时,蒸发损失增大,也会降低效果. 要适时、适量,合理灌溉。宁波耐腐蚀洒水器厂家直销
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滴灌的一些优点
1、合理应用水资源,节水50%~80%。滴灌可以有效的避免输水损失和深层渗漏损失,地表部分湿润,减少空中蒸发。滴头的灌水率小于土壤入渗速度,避免了径流损失。温室大棚中运用滴灌能明显降低湿度和提高冬季地面温度。
2、有效提高作物产量20%~100%。滴灌能依照作物耗水规律,适时适量地、均匀而又缓慢地供水、供肥,使作物根层土壤经常坚持佳的水分、通气和营养状态,为作物生长发育创造了良好环境。还能减少病虫危害和产量损失。
3、提高肥效。滴灌分别施肥非常便当,容易做到少施、勤施,有利于进步作物产量和减少化肥用量。肥料可以根据作物消耗直接施到作物根系左近,使土壤营养坚持在佳平衡状态。这种准确、及时的施肥只需滴灌才干做到。
4、减小盐碱对作物的损伤。灌水频率高,稀释了土壤盐分浓度,避免了喷灌使作物叶面盐分积聚的损伤。
5、有利于完成自动化控制。经过滴灌系统施用水、肥料、除草剂、杀虫剂等还可以降低操作管理费用。
6、对地形适应能力强。在坡度为50%~60%的陡坡地上,也可以采用滴灌系统中止灌溉。管道可以直接布置在坡地和地势不平的地段中止灌溉,不需求平整土地、筑埂打畦,节省劳动力。 宁波耐腐蚀洒水器厂家直销
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