黃河水滴灌技術(shù)試驗(yàn)簡述

衛(wèi)志剛，張 勇，菅志亮，周 俊，張曉蒙，邊學(xué)忠

（內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 臨河 015000）

當(dāng)前，河套灌區(qū)目前主要采用的灌溉方式是黃河水漫灌，有效解決了河套地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的水資源供給。但是大水漫灌對水資源造成了嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，為了進(jìn)一步提升河套灌區(qū)水資源利用效率，探索性的將滴灌技術(shù)引入到黃河水澆灌之中，以便為河套地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)提供參考。

滴灌技術(shù)是將通過加壓的水流經(jīng)過過濾裝置濾清后，單獨(dú)或同水溶性肥料充分融合，形成水或水肥溶液，進(jìn)入輸水干管、支管，最后由毛管上的滴水器形成均勻又定時(shí)、定量的水滴，以一滴一滴的形態(tài)澆到作物根系，給根系提供水分或養(yǎng)分。

滴灌作為當(dāng)今世界上最節(jié)水的澆灌技術(shù)，水資源利用率達(dá)到了95%，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。將滴灌技術(shù)應(yīng)用到黃河水澆灌之中，可顯著提高田間水資源利用率，并通過滴灌施肥，可減少過量施肥造成的土壤以及地下水源污染，在節(jié)約用水的同時(shí)可增加作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

采用滴灌技術(shù)通過干管、支管、滴灌帶給作物提供水源，但是滴灌帶上的滴頭流量較小，滴頭直徑約為1 mm，因此，對水質(zhì)要求較高，滴頭很容易被雜質(zhì)堵塞。而黃河水泥沙含量高，將滴灌技術(shù)應(yīng)用于黃河水灌溉需要采用多級過濾方式，進(jìn)行實(shí)時(shí)過濾，存在投資高、效率低的問題[1]。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

水泵2臺，連接水管若干，300目的泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)1臺，沉淀池1個(gè)，移動(dòng)式凈化池1個(gè)，多布水無壓網(wǎng)式過濾器1個(gè)，無機(jī)吸附劑若干，智能水肥一體化施肥機(jī)2臺，滴灌系統(tǒng)2套。

1.2 試驗(yàn)方案

1.2.1 方案一。在地塊附近修建沉淀池，將300目的泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)放置到沉淀池內(nèi)，集成配套安裝水泵、管路、滴灌系統(tǒng)。水泵從渠道獲取黃河水作為水源供給，黃河水經(jīng)300目的泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)后進(jìn)行過濾，在浮動(dòng)式微濾機(jī)的離心作用下，泥沙等雜質(zhì)被排到泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)外，同時(shí)浮動(dòng)式微濾機(jī)內(nèi)的水流進(jìn)入滴灌系統(tǒng)進(jìn)行滴灌灌溉。當(dāng)需要施肥時(shí)將智能水肥一體化施肥機(jī)接入滴灌系統(tǒng)中進(jìn)行施肥。

1.2.2 方案二。將移動(dòng)式凈化池運(yùn)輸?shù)降貕K附近，凈化池內(nèi)設(shè)置多布水無壓網(wǎng)式過濾器，集成配套安裝水泵、管路、滴灌系統(tǒng)。水泵從渠道獲取黃河水作為水源供給，水流經(jīng)過多布水無壓網(wǎng)式過濾器對黃河水進(jìn)行初濾，在初濾后的水中按比例添加無機(jī)吸附劑后靜置，凈化后的水流進(jìn)入滴灌系統(tǒng)進(jìn)行滴灌灌溉。當(dāng)需要施肥時(shí)將智能水肥一體化施肥機(jī)接入滴灌系統(tǒng)中進(jìn)行施肥[2]。

1.3 試驗(yàn)方法

兩套試驗(yàn)方案中，分別在滴灌系統(tǒng)支管和輔管之間裝設(shè)開關(guān)、流量調(diào)節(jié)閥、流量表、水壓表，在輔管后連接滴灌帶，滴灌帶長度值為50 m。每種方案設(shè)定8個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)重復(fù)為1根滴灌帶，每個(gè)處理共計(jì)3條滴灌帶。

1.4 試驗(yàn)過程

1.4.1 對照組。用符合滴灌系統(tǒng)水質(zhì)要求的清水，在預(yù)定的壓力水頭處進(jìn)行灌水試驗(yàn)，灌水30-40 min，對每個(gè)處理的滴灌帶首段、1/4處、1/2處、3/4處、末端采集流量表數(shù)值，得出在清水水源條件下滴灌系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)流量值。

1.4.2 試驗(yàn)數(shù)值采集。用泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)過濾后的水流對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌水，在與清水流量采集位置相同處采集流量表流量值和壓力值。使用凈化池凈化后的水流對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌水，在清水流量采集位置相同處采集流量表流量值和壓力值。

1.4.3 數(shù)據(jù)分析。對比分析所采集的流量值、壓力值，計(jì)算每個(gè)處理滴灌帶滴頭平均流量、壓力值，并對滴頭均勻度進(jìn)行檢測，壓力變化值小于5%則符合要求。

對每個(gè)試驗(yàn)處理隨機(jī)選取1條滴灌帶，統(tǒng)計(jì)滴頭堵塞數(shù)量和位置，得出滴灌帶堵塞規(guī)律。

2 試驗(yàn)結(jié)果

方案一、方案二中采用的兩種黃河水處理方式，采用泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)過濾后雜質(zhì)除雜率達(dá)95%以上，經(jīng)“多布水無壓網(wǎng)式過濾器初濾+無機(jī)吸附劑”凈化后的水質(zhì)除雜率可達(dá)98%以上。兩套方案中的滴灌帶滴頭正常運(yùn)行率在90%以上，有效解決了滴管系統(tǒng)滴頭堵塞問題，試驗(yàn)結(jié)論表明黃河水滴灌技術(shù)切實(shí)可行。

3 討論

方案一、方案二采用的兩種黃河水處理方式，處理后的水質(zhì)均可滿足滴灌系統(tǒng)水質(zhì)要求條件，但是試驗(yàn)一需要修建沉淀池和購買泵前浮動(dòng)式微濾機(jī)，運(yùn)行投入成本較高；方案二采用移動(dòng)式凈化池可重復(fù)利用，同時(shí)試驗(yàn)材料多布水無壓網(wǎng)式過濾器和無機(jī)凈化機(jī)成本也相對較低。因此，方案二在移動(dòng)式凈化池中采用“無壓網(wǎng)式過濾器+無機(jī)凈化劑”凈化黃河水更具有推廣應(yīng)用價(jià)值[2]。