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  • 您的位置:经济学论文大全 > 经济学论文 > 新经济学论文 > 节水农业论文 节水灌溉研究... 正文 2019-12-08 07:25:06

    节水农业论文 节水灌溉研究分析论文

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    节水灌溉研究分析论文

    节水灌溉研究分析论文 我省茶叶生产主要集中在大别山、桐柏山及伏牛山地区,这里产茶历史悠 久,早在1200多年前就是老茶区之一。新中国成立后,在党和政府的高度重视下, 茶叶生产有了很大发展,至1999年,全省茶园面积达60万亩,开采45万亩,年产 茶叶850万公斤,产值2.3亿元。桐柏山地处南北方分界线,山区地形、地貌及气 候等自然条件极适合茶叶生长,茶产量及茶叶质量均较好,且群众已普遍掌握了 娴熟的茶叶种植、采集、加工技术。经过种植结构调整比较,种茶经济效益最好, 茶叶生产已成为当地群众脱贫致富奔小康的支柱产业。

    1桐柏茶区简介 桐柏县位于河南省南部,豫鄂交界处,总面积1941平方公里。县域地貌以 浅山、丘陵为主,斜贯县境的桐柏山构成地貌的骨架,境内河流密布,属淮河水 系。桐柏处于亚热带边缘,属于北亚热带季风型大陆型气候,四季分明,温暖湿 润,县域植被覆盖率高,大气质量好,适宜种植茶树。现茶园面积已达2500余亩, 名优产品荟萃,其中“太白银毫”、“淮源剑毫”、“水濂玉叶”、“桐柏毛尖”、“清淮 绿棱”分别获得部优、省优产品奖。

    2茶园节水灌溉必要性 桐柏县属于季风型大陆性气候,处于淮河流域及长江流域的分界线,多年 平均降雨量1168毫米,属于南阳市降雨量较大区域。但降雨年际变化大,最大降 雨量1931毫米,最小降雨量629毫米,最小降雨量不足最大雨量的三分之一。降 雨在年内分配也不均匀,降雨集中在6~9月份,且多以暴雨型式出现,约占全年 降雨量69%,干旱季节持续时间较长。造成的结果是旱涝不均,每年都有不同程 度的旱涝灾害,且灾害的发生特别频繁。

    茶树基地一般土地比较贫瘠,生产季节经常出现“伏旱”和“秋旱”,有时也 有“春旱”,对茶叶产量质量影响很大。茶园土壤相对含水量在50-75%时最适宜茶 树生长,若低于50%时茶芽生长缓慢,如果减少到30%,茶芽生长停止,持续时 间长时,茶树会出现萎蔫甚至死亡现象。若土壤相对含水量大于75%,茶树受渍, 生长受抑制,持续时间较长将会死亡。

    经灌溉与不灌溉对比试验,适量的灌溉,茶叶产量及质量大幅度提高,因 此,茶树基地需进行节水灌溉,经济效益非常可观。3.茶园节水灌溉 此次茶园节水灌溉规划面积1370亩,根据桐柏茶区茶园的地形地貌、气候 特点及茶树吸水特性,选用微喷灌型式进行茶树的节水灌溉。微喷灌是以低压小 流量喷洒出流方式将灌溉水供应到作物叶面,最终到达作物根区土壤的一种先进 灌溉方式。

    3.1设计参数 3.1.1设计灌水定额 m=0.1γzp(θmax-θmin)/η 式中:
    m―设计灌水定额,mm;

    γ―土壤容重,1.6g/cm3 Z―计划湿润层深度,1500mm;

    p―微灌设计土壤湿润比,70%;

    θmax、θmin―适宜土壤含水率上、下限;

    η―灌溉水利用系数,0.9。

    经计算,m=19mm 3.1.2灌水周期 T=(mn/Ea)η 式中:
    T――设计灌水周期,d;

    Ea――设计日耗水强度,5mm/d。

    经计算,T=4d。3.1.3一次灌水延续时间 式中:
    t――一次灌水延续时间,h;

    a、b――喷头纵横向间距,5.0m;

    η――田间水利用系数,0.95;

    q――喷头流量,70l/h 经计算,t=7h。

    3.1.4轮灌组数 式中:
    N――轮灌组数;

    C――一天工作小时数,h。

    经计算,N≤10。

    3.1.5微喷头选型 根据茶树行距及土壤土质选择绿源旋转式微喷头S-0055型,喷嘴直径 1.1mm,流量70l/h,工作压力200KPa,湿润直径5.5m。

    3.2系统布置与管道设计 3.2.1系统工作原理 微喷灌系统由水源、泵站、首部枢纽、各级管网、灌水器及测滴设备组成。

    根据土壤土质及地形地貌,结合茶园分布情况,大致每200亩茶园设一测墒井, 在井内埋设测墒仪,用电缆和泵站相连,测墒仪感知茶树生长所需的最小含水量, 然后将感知信号通过电缆传至泵站,泵站运行后,水通过首部枢纽的过滤、施肥 和压力流量调节,进入配水管网,配水管网按照事先编好的轮灌组数将灌溉水送 至需要工作的微喷头,喷头将水以低压小流量的形式喷洒至茶树叶面,创造茶树生长所需要的湿润环境,当土壤中的水超过茶树所需适宜含水量的上限值时,测 墒仪将信号传至泵站,停止灌溉。

    3.2.2水源和泵站 一般茶园傍河、沟,具有引用地表径流的条件,但由于河、沟流量分配不 均,虽水量满足但供水保证率达不到要求,需拦河设堰,在堰前凿大口井,满足 水源要求。泵站包括水泵机组、建筑物、进出水管路系统、辅助动力线路及控制、 保护装置。

    3.2.3首部枢纽 首部枢纽由止回阀、空气阀、计量装置、施肥装置、过滤器、压力或流量 调节器等部分组成。其主要起到对灌溉水的过滤、施肥及对整个灌溉系统的量测、 保护作用。

    3.2.4管路系统布置 微灌系统一般设三级管道,即干管、支管、毛管。现阶段大量使用塑料管, 主要由聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)管。管路系统依地形 地势,茶树种植方向布置,一般毛管沿茶树种植方向隔行布置,支管垂直毛管布 置,间距为2倍毛管长;
    干管垂直支管布置,间距为2倍支管长,干管接首部枢纽。

    3.2.5管道水力计算 管道水力计算主要任务:根据单个喷头流量由轮灌组数推求泵站设计流量, 通过管路水头损失计算确定泵站设计扬程,按经济管径法及水头损失计算最终核 定各级管道直径。

    泵站设计流量推求:由各级管道的轮灌分组情况,计算出泵站同时供水的 喷头数,由单个喷头的设计流量乘以同时工作的喷头数,再考虑管路的水量损失, 即为泵站设计流量。

    泵站设计扬程计算:喷头工作压力加上各级管道的水头损失和地面与水面 落差即为泵站的设计扬程。管道按多口管进行水头损失计算。

    多口管沿程水头损失公式:式中:
    Ht――多口管沿程水头损失,m;

    fmb――管道系数,f=0.464,m=1.77,b=4.77;

    Q――管道中通过的流量,m3/s;

    d――管径,m;

    l――管道长度,m。

    局部水头损失公式:
    式中:
    Hw――局部水头损失,m;

    ξ――局部水头损失系数;

    v――管道流速,m/s;

    g――重力加速度,m/s2。

    3.2.6量水及墒情预报与控制系统 在每条支管入口处设水表作为量水设施。在不同地块设测墒井及自动测墒 设备,通过线路和编码器将墒情信号传送至泵站,由泵站解码器将信号转化为泵 站控制信号,同时按照事先编好的轮灌分组信号对茶园灌水,然后根据灌水情况, 由测墒系统来控制泵站的停机,从而实现灌水的自动化。

    4节水灌溉后评价 该项目正在实施中,根据规划目标,项目建成后,实行合理灌溉、及时排 水,改善了水土条件,使茶园光、热、土资源得到进一步完善,生态环境转向良 性循环。茶树得到适时适量的有效灌溉,茶叶产量质量将明显提高,经济效益极 为可观。特别是进行节水灌溉后,灌溉用水量及能源消耗大大减少,使传统水利 向资源水利、可持续发展水利方向转化的重要途径。茶园灌排系统的建设、开发, 节约了大量的水资源,改善了园区的人畜用水条件,管、沟、路、茶一体化,给园区人民生产、生活、交通带来方便,同时也创造了良好的人居环境,推动社会 全面进步。

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