温室灌水方式与设备讲解课件.ppt

第五章 温室灌水方式与设备,第一节 设施湿度特点及调控,二 设施湿度环境特点,三 设施湿度环境的调节控制,一 园艺作物对湿度环境的要求,一 园艺作物对湿度环境的要求,水分的生理作用,植物对水分需求,一 园艺作物对湿度环境的要求,水分的生理作用,1、水是矿物质、肥料的溶剂，这些物质只有溶于水中才能被植物吸收利用。水也是植物体内发生各种生化反应的介质，参与各种生化反应，如光合反应、呼吸作用等重要途径需要水作介质。2、大多数园艺植物柔嫩多汁、含水量高。蔬菜的90%含有大量水分。水分的多少直接影响产品的品质和价值，水是园艺产品的质量的基本保证。3、水分直接影响土壤的物理特性，从而影响根系的吸收，进一步影响植物地上部的生长发育。,一 园艺作物对湿度环境的要求,植物对水分需求,一 园艺作物对湿度环境的要求,植物对水分需求,园艺设施内空气湿度的特点 空气的绝对湿度和相对湿度一般都大于露地。空气相对湿度的日变化大。空气湿度依园艺设施的大小而变化。大型设施空气湿度及其日变化小，但局部湿差大。,二 设施湿度环境特点,二 设施湿度环境特点,水分,蒸腾,蒸发,1.空气相对湿度较高，且随着温度的升高而降低。,2.土壤湿度较高且存在着局部湿差。,3.灌水时水分蒸发。,三 设施湿度环境的调节控制,除湿,加湿,通 风,加温,地膜或盖秸秆等,滴灌等科学灌溉,三 设施湿度环境的调节控制,减少通风、扣小拱棚,除湿,加湿,自然通风,除湿,除湿,除湿,顶部通风,除湿,除湿,二、园艺设施内的土壤湿度,（一）园艺设施内土壤湿度的特点 1.土壤湿度比露地稳定。2.水分蒸发和蒸腾量很少，土壤湿度较大。3.土壤水分是向上运动的。4.土壤湿度存在着一定的湿差。通常设施的四周或加温设备附近的土壤湿度小，中间部分土壤湿度大。,设施内水分收支,Ir+G+C=ETET 蒸散量（土壤蒸发与作物蒸腾）Ir 灌水量G 地下水补给量C 凝结水量,（二）园艺设施内土壤湿度的调节措施,灌水期与灌水量 主要依靠经验，综合考虑土壤墒情和植株生长发育状况来确定。,微灌系统示意图1水泵;2供水管；3蓄水池；4逆止阀；5压力表；6施肥罐；7过滤器 8排污管；9阀门；10水表；11干管；12支管；13毛管；14灌水器；15冲洗阀门,空气湿度调节,通风排气降湿,除湿用全热交换型通风装置,空气换气调湿,安装湿帘加湿,空气加湿,喷雾加湿,土壤湿度调节,淹灌或沟灌,喷壶洒水,喷灌,滴灌,第二节 灌溉水源及其取水、供水和灌水方式,（一）灌溉水源 常用的灌溉水源为地面水源和地下水源两大类。1.地面水源 可以作为农业设施和保护地灌溉工程的地面水源主要有江河水、湖泊水、塘堰水、水库水、甚至海水等。地面水源来源于大气降水。地面水源水一般浑浊度都较高，泥沙含量多，水质、水温变化大，且易受周围环境的污染。但地面水源也具有水量充沛，取用较方便，矿化度及硬度较低等优点。,江河水源汇水面积大，流程长，并有一定流速，故具有一定的自净能力。与其它地面水源比较，江河水量在洪水期与枯水期相差可达几十倍，从而有些河流全年高、低水位差竟达三四十米，使取水工程趋于复杂。塘堰、水库和湖泊水源，一般含泥沙量低，水质较洁净，但常会含有悬浮杂质，夏季还会滋生一些藻类，影响水质。有的塘、库、湖泊水矿化度也较高。内陆湖和海水也是一种重要的天然水源，但必须进行淡化处理后，方能作为农田灌溉用的水源。,2.地下水源 埋藏于地面以下地层中的重力水，统称为地下水。依地下水埋藏条件的不同，可将地下水源分为上层滞水、潜水、承压水、裂隙水、岩洞水和泉水等6大类。地下水源主要来源于大气降水和地面水源的入渗。由于地下水埋藏在地表以下，在地下流动，受地层吸附、过滤和微生物的作用，故一般具有水质洁净，无色无味，悬浮杂质少，水温变化小，分布面广，且不受环境污染等优点。但它的流速和径流量小，矿化度和硬度较高。地下水可以就地开采利用，投资少，见效快，在地下水位较高的地区，利用地下水还可以降低地下水位，防止土壤沼泽化和盐碱化。,3.对灌溉水源的基本要求（1）灌溉水源所提供的水量应能充分满足灌溉系统用水量的要求。（2）灌溉水源的水位应为灌溉系统提供足够的水位高程，并应尽可能采用自压式或直接式供水方式；否则，就需要设置泵站机组加压，以满足灌溉用水压力的要求。（3）灌溉水源的位置应尽可能靠近农业设施和保护地区域。（4）灌溉水源的水质应符合农田灌溉水质标准。,在微灌系统中表明堵塞程度的水质指标表,引起过滤器堵塞的藻类,（二）取水设施常用的灌溉水源取水设施主要有以下几种：,1.管井 管井为垂直安装在地下的地下水取水建筑物，其井口直径比较小，一般为150600mm，又以200400 mm 最为常用。管井深度比较大，一般为20200m，主要取用深层地下水。管井的主体主要由井口、井壁管、滤水管和沉砂管4部分组成。,井管由井壁管和滤水管两部分组成，垂直安装于已凿成的井孔中。井壁管安装在隔水层和不宜开采取用的含水层部位，以加固井壁并连接滤水管。滤水管则安装在开采的含水层中，以便从含水层中取水。井管管材，常用铸铁管、混凝土管、砾石水泥管和硬质塑料管等，也有采用钢管、钢筋混凝土管及玻璃钢管的，一般情况下钢管适用的井深范围不受限制，但管壁厚度需随井深而加厚。铸铁管一般适用于井深小于250m，采用套箍或法兰连接；钢筋凝土管一般适用于井深小于150m，井管常采用管端预埋钢板圈焊接连接。,滤水管是管井的进水部分。它的结构形式及材料应取决于井深、含水层颗粒组成、水质对滤水管的腐蚀性及施工方法等因素。滤水管的形式主要有：圆孔式、条孔式、包网式、缠丝式、填砾式、砾石水泥管式（即无砂混凝土管）等多种。以缠丝式和砾石水泥管式最常用。缠丝式滤水管适用于中砂、粗砂、砾石等含水层。填砾式滤水管是将滤料均匀围填于各种滤水管与含水层之间，构成一定厚度的砂砾石外罩的结构形式，适用于细砂、中砂、粗砂和砂石含水层，是目前使用较广泛的一种滤水管。砾石水泥滤水管是目前农村普遍使用的一种滤水管结构，主要用于井深50m以内的管井中。,完整井 非完整井,2.大口井 大口井，与管井比较，其口径较大，一般为1.22.0m，有的大口径，口径可达5m以上，但一般不应超过10m。深度比较浅，一般为620m，个别缺水地区也可达40m，大口井主要取用浅层地下水。大口井如井底达到不透水层，完全靠井壁进水，叫做完整井。如井筒沉到含水层中间，主要靠井底进水，或井底、井壁同时进水，则叫做非完整井。,当含水层厚度为48米，埋藏深度较浅时，宜建完整井；含水层厚度大于8米或含水层厚度虽小于8米，但埋藏较深时，宜建非完整井。,钢筋混凝土大口井示意图,块石砌筑大口井示意图,大口井的构造，主要由井筒和井底反滤层组成。井筒依材料分为钢筋混凝土井筒、混凝土井筒、砖砌井筒、块石砌井筒等。钢筋混凝土大口井，侧壁开有进水孔，沉井施工的大口井，井筒下部为了下沉设有刃脚。砖砌与块石砌大口井，井筒下部多为干砌不抹灰，其缝隙可起到井壁进水的作用。,3.渗渠 渗渠主要截取河床渗透水和潜流水，是一种水平式取水建筑物。渗渠通常由收集、截取地下水的地下渠道和汇集地下渠道水流的集水井或清水池两部分组成。在一些弱透水层地区，山区河流的中下游，河床砂卵石透水性较强，地下水位较浅，且有一定流量时，可修建渗渠（或称截潜流建筑物）。,渗渠集水管一般常用钢筋混凝土管，每节长约12m，也可用浆砌块石或装配式混凝土廊道，水量较小时，可用石棉水泥管或铸铁管。埋深一般为24m，总长约1050m。集水管或集水廊道上开进水孔或留出进水缝隙，呈梅花状排列。孔眼直径或缝隙大小与含水层颗组成、集水管或集水廊道所用材料有关，一般孔径为2030mm，孔距为100150mm；条孔宽度为20mm，长为宽的35倍，条孔间距纵向为50100mm，环向为2050mm。井水孔一般沿上部1/22/3圆周布置。管（廊道）底应有一定的坡度（1%），以使收集的水流自流入集水井或清水池。管（廊道）外应设置滤层，粒径由内向外从大到小，一般分34层，最外层滤料粒径应根据含水层颗粒组成而定。,管式渗渠断面（单位：cm）,廊道式渗渠断面（单位：cm）,地下水取水建筑物的种类及适用范围,4.引泉 在山区有条件的地方，可利用山间泉水，选择水量充足、稳定的泉水出口处修建引泉池，通过管道将水引到用水点。由于泉水经常出现在山区，因此修建引泉池要利用地下含水层出露地面（泉水口）的山前山脚等地形。通常在泉水出口处用石砌筑与大口进相似的集水井，并应加盖，以防风砂、虫蚁进入井内。泉水引至井内后，再通过连通管流入引泉池。,5.岸边取水建筑物 直接从岸边进水口取水的建筑物，称为岸边取水建筑物，采用于河岸边较陡、主流近岸、岸边水深足够，水质及地质条件较好，水位变幅不大的地方。目前采用较广泛。,岸边式取水建筑物（合建式）,岸边式取水建筑物主要由集水井和泵站两部分组成。按集水井与泵站的相对位置和结构划分，岸边取水建筑物可分为合建式、分建式和直接吸水式。合建式，其集水井和泵站合建在一起，设在岸边。优点是布置紧凑，建筑面积较小，吸水管短，运行安全，维护方便，适宜在岸边地质条件较好时采用；缺点是土建结构较复杂，施工较困难。分建式泵站应建在岸内地质条件较好处，不宜距集水井过远，以免吸水管太长，水头损失过大。在小型灌溉工程中常用直接吸水式，即在岸边建造泵站，水泵吸水管则直接从水源取水，仅适用于水质较好，悬浮物很少的水源条件，其造价较低，管理检修方便，结构也更为简单。岸边式取水建筑物一般均为钢筋混凝土结构。其平面形状有圆形、矩形和椭圆形。在农村小型灌溉工程中，可采用较为简单的岸边取水建筑物。将泵房建在岸边，直接从河中取水，仅在吸水管底阀处平整河床，用浆砌块石护底，四周设竹编格栅，防止水草与水生物堵塞底阀。,岸边砂滤井示意,（三）提水设施 农业设施和保护地灌溉工程系统若无自流（自压）条件供水时，则必须利用提水装置加压。通常提水装置主要包括水泵和动力机两大组成部分。水泵是现代灌溉技术的重要设备。它既可以单独作为提水机械，又是各种现代灌溉系统的重要组成部分，为灌溉系统从水源取水加压。与水泵配套的动力机，通常是电动机。在缺少电力供应的地方可以用柴油机或拖拉机作为水泵的动力机。灌溉系统常用的水泵类型包括离心泵、井泵（长轴井泵、深井潜水电泵）、微型泵、真空泵等。喷灌、微灌常用的电动机、柴油机和拖拉机的技术数据可参考有关技术手册，与水泵配套选用。,各种泵型代表符号的意义,离 心 泵,（四）供水方式 由灌溉水源向设施保护地管网供水，一般可用自流式；直接式；水塔；高位水池；压力罐等5种供水方式。对无论哪一种供水方式，都应满足以下三个基本要求；保证满足设施保护地对灌溉水量的要求；应保证提供足够的灌溉水压。如设施保护地采用微灌技术，供水方式一般应能提供至少20m的水压；应供给符合农田灌溉水质要求和不易淤堵输配水管网与灌水器的良好灌溉水质。,1.直接式供水方式 直接供水方式，通常都是利用水泵提升井泉或蓄水池中的水，以及其所提供的压力将灌溉水直接输入管网和设施保护地。特点是：没有调节系统，也没有自动控制装置，工程设施简单，造价低，修建快，但用水不方便，需有专人管理。,2.自流式供水方式 自流式也称自压式，是利用水源地与设施保护地用水点的地形高差所提供的水压，通过管网直接输入设施保护地的供水方式。这种供水方式需要一定的地形条件，故多在山区、丘陵地区的井泉、水库、高位水池等水源设施中采用。其特点是，工程设施简单，不需要用油、用电和水泵等提升设备，不受供电影响，供水安全可靠，造价低，修建工期短。采用自压式供水方式应特别注意水源地与设施保护地间的高程差，一般地形落差25m左右，即可满足供水对水压的要求。若水源地过低，会出现供水压力过小而不能提供微灌所需要的水压；若水源地过高或水位过高，水压力过大时会造成管道崩裂或漏水，则需要采取减压消能等措施。,3.水塔 水塔是一种可调节水量和水压的建筑物，通常在没有天然高地修建高位水池或修建高位水池不经济，而使用压力罐等供水方式不适宜时采用。水塔的种类很多，在农业设施和保护地中，一般多采用钢筋凝土水塔、钢架水塔、砖石水塔等。主要由围箱、水箱、进水管、出水管和溢流管等几部分组成。水塔容积是指水箱的设计容积，农业设施和保护地中一般水箱设计容积都不超过50m3。,4.高位水池 高位水池即蓄水池，是在高地修建的蓄水设施。高位水池可以调节水量，并保证一定的供水压力，其容积一般比水塔大，造价比水塔低，运行费用比压力罐少，有条件的地方应优先考虑使用。高位水池可以修建为全地上式，也可是半地下式或全地下式。农业设施和保护地中常用半地下式高位水池。,小型高位水池，一般容积为1030m3，常以砖砌、石砌、混凝土砌筑居多，形状多为矩形。中大型高位水池，容积为50100 m3，甚至更大，多为圆形钢筋混凝土砌筑。高位水池的设计高程是指水池的池底高程。高位水池如位置较高，具有足够的高程差，可以采用自流式或直接式供水方式输入管网，为设施和保护地灌水器提供所要求的灌水压力。若高位水池不具有地形落差，则需安装水泵加压。,5.压力罐 压力罐俗称无塔供水器，主要由电机、水泵、密封压力钢罐、电接点压力表、继电器、磁力起动器或交流接触器等部件组成。保护地蔬菜种植品种繁多，需水规律和施肥的规律各异，因而供水的时间和流量是随时变化的。为了便于管理，很多集中供水的农业设施和保护地都采用压力罐。使用压力罐时，大棚温室可以24h随机用水，这样就避免了用水量很小时，管网内的压力上升过高，造成管道和设备破坏，但由于压力罐供水是在上下限范围内工作，故管网内的压力也会随之变化，不象固定用水那样压力恒定。因而需在压力罐后安装一只调压阀，以稳定下游压力。,常见的压力罐有两种类型，即补气式和隔膜式。补气式又分为自动补气和泄空补气两种。,压力罐的选用与压力的上、下限，所采用水泵和罐的类型等因素有关，计算较为复杂。压力罐的最大工作压力，即上限压力与水泵性能和压力罐及管道的允许压力有关，在农业设施和保护地上一般要求在400kPa以下，目前常采用200350kPa。压力罐的最小工作压力，即下限压力一般为50100kPa。压力罐的容积与设计灌水量有关。,设计灌水量与压力罐容积的关系表,（五）灌水方式 灌水方式就是灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法与方式。先进而合理的灌水方法应满足：1）灌水均匀。2）灌溉水的利用率高。3）少破坏或不破坏土壤团粒结构，灌水后能使土壤保持疏松状态，表土不形成板结，以减少地表蒸发。4）便于和其它农业措施相结合。5）应有较高的劳动生产率。6）对地形的适应性强，不对土地平整提出过高的要求。7）基本建设投资与管理费用低，便于大面积推广。8）田间占地少，有利于提高土地利用率使得有更多的土地用于植物的栽培。灌水方式一般分为全面灌溉与局部灌溉两大类。,1.全面灌溉 灌溉时湿润整个农田根系活动层的土壤，传统的常规灌水方法都属于这一类。比较适合于密植作物。主要有地面灌溉和喷灌两类。（1）地面灌溉 灌溉水从地表面进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤，所以也称重力灌水法，是最古老的也是目前应用最广泛、最主要的一种灌水方法。按其湿润土壤的方式不同，又可分为畦灌、沟灌和淹灌。,1）畦灌 畦灌是用田埂将灌溉土地分隔成一系列小畦。灌水时，将水引入畦田后，在畦田上形成很薄的水层，沿畦长方向流动，在流动过程中主要借重力作用逐渐湿润土壤。主要适用于密植窄行距植物。2）沟灌 沟灌是在植物行间开挖灌水沟，水从输水沟进入灌水沟后，在流动的过程中主要借毛细管作用湿润土壤。和畦灌比较，其明显的优点是不会破坏植物根部附近的土壤结构，不导致田面板结，能减少土壤蒸发损失，适用于宽行距的中耕植物。3）淹灌（又称格田灌溉）淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时，使格田保持一定深度的水层，借重力作用湿润土壤，主要适用于水稻、水生蔬菜、无土栽培植物。,（2）喷灌 是利用专门设备将有压力的水输送到灌溉地段，并喷射到空中分散成细小的水滴，象天然降雨一样进行灌溉。其突出优点是对地形的适应性强，机械化程度高，灌水均匀，灌溉水利用系数高，尤其适合于透水性强的土壤，并可调节空气湿度和温度。但基建投资较高，而且受风的影响大。,2.局部灌溉 这类灌溉方法的特点是灌溉时只湿润植物周围的土壤，远离植物根部的行间或棵间的土壤仍保持干燥。一般灌溉流量都比全面灌溉小得多，因此又称微量灌溉，简称微灌。其主要优点是：灌水均匀，节约能量，灌水流量小；对土壤和地形的适应性强；能提高作物产量，增强耐盐能力；便于自动控制，明显节省劳力。比较适合于灌溉宽行距作物、果树、葡萄、瓜类等。局部灌溉或微灌主要有以下五类。（1）渗灌 渗灌是利用修筑在地下的专门设施（地下管道系统）将灌溉水引入田间耕作层借毛细管作用自上而下湿润土壤，所以又称地下灌溉。近年来也有在地表下埋设塑料管，由专门的渗头向植物根区渗水。其优点是灌水质量好，蒸发损失少，少占耕地便于机耕，但地表湿润差，地下管道造价高，容易淤塞，检修困难。,（2）滴灌 滴灌由地下灌溉发展而来，是利用一套塑料管道系统将水直接输送到每棵植物的根部，水由每个滴头直接滴在根部上的地表，然后渗入土壤并浸润作物根系最发达的区域。其突出优点是非常省水，自动化程度高，可以使土壤湿度始终保持在最优状态。但需要大量塑料管，投资较高，滴头极易堵塞。把滴灌毛管布置在地膜的下面，可基本上避免地面无效蒸发，称之为膜下滴灌。（3）微喷灌 微喷灌又称微型喷灌。微喷灌是用很小的喷头(微喷头)将水喷洒在土壤表面。微喷头的工作压力与滴头大致相同，但喷洒孔口稍大，出流流速比滴头大，所以堵塞的可能性大大减小。,（4）涌泉灌 是通过置于植物根部附近开口的小管向上涌出的小水流或小涌泉将水灌到土壤表面。灌水流量较大(但一般也不大于220Lh)，远远超过土壤的渗吸速度，因此通常需要在地表形成小水洼以控制水量的分布。适用于地形平坦的地区，其特点是工作压力很低，与低压管道输水的地面灌溉相近，出流孔口较大，不易堵塞。（5）膜上灌 膜上灌是近几年我国新疆试验研究的灌水方法，它是将灌溉水在地膜表面的凹形沟内借助重力流动，并从膜上的出苗孔渗入土壤进行灌溉。膜上灌地膜减少了渗漏损失，又可减少地面无效蒸发。,各种灌水方法适用条件简表,滴灌与采用传统地面灌溉(畦灌)相比，具有以下优点：(1)降低室内室气湿度。一般情况下室内空气相对湿度可下降20左右。(2)地温降幅很小。(3)适时适量补充营养成分。滴灌则可以结合施肥。(4)减少病虫害的发生。(5)减少肥料用量。比常规灌溉施肥，可以节省肥料用量30%以上。(6)便于农作管理。(7)提高农作物产量 一般增产幅度达30%80。(8)提早供应市场。使用滴灌系统，一般可提早应市1530天。(9)延长市场供应期。(10)增加收入。一般可提高30100。(11)降低了消耗。滴灌比地面畦灌可减少灌水量5070，一般能耗可下降30%左右。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,