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微灌蓄水设施的功能和作用

 

作者:吕露(南平吉祥发灌溉设备有限公司副总经理)

 

  蓄水设施是灌溉水源工程的类型之一,尤其在微灌项目中,蓄水设施有其更加特殊的功能和作用。微灌蓄水设施从结构上分类,有蓄水池、储水罐两大类。蓄水池一般在现场就地建造完成;储水罐则是工厂化生产,再到现场组装完成。随着农产品“供给侧改革”,大规模高品质的农产品生产已成为趋势,对微灌系统配置的规模化、专业化、精细化要求越来越高,而合格的微灌水源是高品质农业生产的基础,若无合格水源,微灌系统配置的多高级,也无法产出高品质的农产品。就此认识,粗略谈谈微灌蓄水设施的特殊功能和作用。

 

  1. 提高微灌保证率的功能

 

  灌溉设计保证率见下表。从表中可以看出,微灌设计保证率要达到95%,其意义是:除了设备故障维护的时间外,水源的保证率应该是100%。但是,无论是井水还是地表水的水源,都难以达到100%的保证率。

 

灌水方法

地区

作物种类

灌溉设计保证率(%

地面灌

干旱地区

或缺水地区

以旱作为主

以水稻为主

50~75

70~80

半干旱、半湿润地区

或水资源不稳定地区

以旱作为主

以水稻为主

70~80

75~85

湿润地区

或丰水地区

以旱作为主

以水稻为主

75~85

80~95

喷灌、微灌

各类地区

各类作物

85~95

 

 

  现在通常的做法,例如把大规模的微灌系统分成多个“一眼井对一片田”的小系统的做法,就是把井水错误的当作“取之不竭”的稳定水源。在大规模的种植面积内,是可以打多眼井作为水源,但忽略了水文地质条件,忽略了井之间取水的相互影响因素,过一段时间,有些井必将抽不出水。有些井灌区已有了惨痛的教训,逼迫大规模发展的种植产业停滞或消亡。

  再看地表水源,如水库取水、河道取水、雨水收集等,都存在调度是否及时、枯丰季节影响等问题,不是你想用水就有水,这是种植业主无法掌控的因素。

  因此,必须在种植园区建立蓄水设施,尤其是温室无土栽培、高附加值瓜果、蔬菜等种植区,要把井水、地表水调至本园区存储,才能提高微灌保证率。

 

  2.提高水温的功能

 

  灌溉水温在相关文献和规范标准中有明确要求。旱作时灌溉水温应在15~20度,最低允许温度为2度;水稻灌溉水温不小于20度;所有作物灌溉水温均不能大于35度。

  灌溉水的温度,对农作物的生长影响也是很大的。水温过低会抑制作物的生长,水温过高,会降低水中溶解氧的含量,并提高水中有毒物质的毒性。

  就目前的数据和实际测量过井水温度的经验,井水的温度很稳定,不随自然气温的变化而大幅变化,一般在10度左右,显然低于灌溉水温的要求。地表水温随气温的变化而变化,尤其在冬季,水温很低,温室种植的灌溉就受到限制。

  因而,应该在种植园区建造蓄水设施,以提高水温,再用于灌溉。

 

  3.除去水中杂质的功能

 

  微灌蓄水设施可以除去水中悬浮固体颗粒的功能,如沉沙作用,在此不再赘述。除此之外,它还有除去水中化学杂质的功能。

  微灌中最难以解决的是堵塞问题,水中所含的铁离子、硫离子是引起堵塞的主要原因。通常看到滴头处的“锈迹”,就是铁离子的表征;过滤网上的“粘腻”物质,就是硫离子的表征。尤其在地下水中,普遍存在亚铁离子和硫离子,因高压、密闭、稳定pH值的水环境,这些离子溶解在水中。地下水一旦被抽到地面,水环境发生了改变,这些离子将和自然环境的离子发生化学反应,也可能自身发生化学反应,从而形成不溶于水的杂质。比如,亚铁离子将氧化成不溶于水的氧化铁,硫离子和铁离子反应生成不溶于水的硫化铁……

  如果微灌系统不建蓄水设施,直接把井水送入系统中,这些离子就会在微灌系统里进行化学反映,形成不溶于水的杂质,引起系统的堵塞。

  因此,微灌系统有必要建造蓄水设施,用“曝气技术”进行灌溉水的预处理,使灌溉水中的离子在自然环境中充分进行化学反应,絮凝后从水中分离出来,然后沉积到池(罐)底,从而减小恶劣水质对过滤设备的压力,防止微灌系统的堵塞问题。

 

  4.一些建议

 

  综上所述,微灌系统的蓄水设施不是可有可无的工程措施,而是必需配置的设施之一。而现实的政策原因,农用地中配套生产的永久建筑物的面积比例受到限制,所以,混凝土、砖石等硬化的蓄水设施,被视为永久性建筑物,也就受到限制,有些微灌项目干脆取消了蓄水设施,结果造成微灌项目先天配置有问题,使用一段时间后堵塞严重,甚至报废。

  1)必须深刻认识蓄水设施在微灌系统中的重要作用。在行业里形成统一的行动,向微灌的服务对象——农业种植业主,宣贯投资蓄水设施的重要性。

  2)建设非硬化的蓄水设施。为了不违反农用地的政策规定,又必须解决实际问题,就必须建设非硬化的蓄水设施。

 

  可喜的是,行业里已出现“土工膜防渗水池”技术,既不硬化农用地,又解决了微灌系统必需的蓄水设施,实现了微灌系统的合格水源、高保证率、长期稳定运行。下面是一些工程实例:

 

 

 

 

 

 

 

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