美国加州农业节水灌溉及其启示

时间:2020-10-08 09:28:48 理工毕业论文 我要投稿

美国加州农业节水灌溉及其启示

摘要: 加州农业发达而水资源相对贫乏,为解决这一矛盾,加州采取了各种节水工程技术措施,可以说世界先进节水灌溉技术在加州都得到了较好应用。以下就加州节水灌溉的一些主要措施作一介绍。

关键词: 美国加州 农业 节水灌溉

1 美国加州节水灌溉的主要技术措施

加州农业发达而水资源相对贫乏,为解决这一矛盾,加州采取了各种节水工程技术措施,可以说世界先进节水灌溉技术在加州都得到了较好应用。以下就加州节水灌溉的一些主要措施作一介绍。

1.1 地面灌水技术

地面灌水技术在美国农业灌溉中占主导地位,60%以上的农业灌溉采用这种灌水技术,其方法主要有沟灌、畦灌。美国的沟灌与畦灌是经过技术改良的,它融合着现代最新技术成果与科研成就,所以传统的灌溉方法在美国仍然具有较高的科技含量。

(1)沟灌。沟灌是美国地面灌溉的主体,约占地面灌溉的70%以上,主要应用于果树和棉花、花生、蔬菜等行棵型种植作物。对果树而言,根据行距的不同,一般两行果树之间开3~5个灌水沟,大田作物则根据其种植特点布置灌水沟。与沟灌相配套的灌水器材主要有:①多口门给水栓,这种给水栓露出地面30~40 cm,给水栓周围均匀设置若干个小闸门出水口,每个出水口出水量不大,分别对应一个灌水沟,这种给水栓最多设有8个口门,同时可给8条灌水沟灌水。②多出口输水管,这种管多是铝合金管,在铝合金管上与灌水沟的间距对等布设小闸门,每个小闸门对应一个灌水沟,灌溉时可根据供水量或需要,开启一个或多个口门进行灌溉,亦可进行轮灌。这种管属地面移动管,作物耕种时收起来,种植完后将管摆放在地头,直至收割期。③虹吸管,这种管就是普遍的橡胶管或软塑料管。水是通过防渗渠道送到田间,通过节制闸将水位提高,使水位高出田面,利用虹吸原理,一沟一管将水送到田间。④脉冲沟灌发生器。水流通过管道时,脉冲发生器根据指令,左右放水,水流流量一般较大,在灌水沟中快速向前推进,间隔一段时间后,再进行第二次、第三次冲灌,直至达到灌水要求,利用这一技术较常规沟灌可节水25%~30%,畦长也可增加。⑤尾水利用技术,由于流量较大时,沟灌水流向前推进的速度很快,短时间内就可灌到地头,而这时田间灌水量还没达到灌水要求,为此要持续一段时间,这样水就会源源不断从地头流出,为利用这些尾水,美国因此而采取尾水回收利用技术,就是在地头挖一集水沟,把尾水收集起来,利用低扬程泵重新将水送进管道,循环利用。

(2)畦灌。在美国畦灌主要应用于大田密植作物如小麦等,畦宽度10 m左右,畦长200 m左右,灌溉时采取大流量快速推进方式,每一畦配套一个给水栓,一次灌一畦,畦田规格根据农场、作物、水源情况确定,同时畦田都经过严格的激光平整。因此,美国的畦灌还是相当省水的。这种灌水方式,主要分布在水源相对丰富的河流两岸,或地下水丰富的地区。

美国的地面灌水技术无论是沟灌或畦灌,其田间大部分都是采用管道输水,水通过管道直送沟、畦,即使在自流灌区也是如此,因此,输水过程的水损失相当少。田间通过激光平整、脉冲灌水、尾水回收利用等技术,灌水均匀度很高,水流均匀入渗,从而提高灌水效率。输水防渗、田间改造加之相应的配套设备,构成美国地面灌溉节水的三个核心内容。

1.2 喷灌

美国的喷灌形式多种多样,时针式、滚移式、平移式、卷盘式、支架式都有。支架式从微喷、小喷灌到喷灌呈系列化。滚移式、时针式、平移式、卷盘式与世界各地的形式没有大的区别,使用范围上有所侧重,草皮养植场以平移式为主,大田作物则多用时针式、平移式或卷盘式。

支架式喷灌即固定式或半固定式喷灌,固定式喷灌与我们常说的概念一致,就是常年不动,从支架到喷头常年放置野外,这种固定式与相应的耕作机构相配套,不会对耕作造成影响。在畦灌支撑杆与输水管道的联接上,以及喷头管材、管件设计上,美国都有独到之处。半固定式与我们习惯概念不完全一样,准确的称谓应为“季节性固定喷灌”。就是耕种时收起来,耕种结束后再放置到田间,直到收割期。小喷灌在美国随处可见,主要用于低矮密植作物,如蔬菜、草莓等。小喷灌是介于微灌和喷灌之间的一种形式,投资省、适用性强。微灌在美国主要用于果树和环境绿化。