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有關(guān)滴灌灌水器堵塞問題及預(yù)防措施

畜牧家禽網(wǎng)  來(lái)源:中國(guó)灌溉網(wǎng) 閱讀數(shù):

  滴灌是各種灌溉技術(shù)中科技含量最高的一種,也是最行之有效的一種,它對(duì)于解決我國(guó)水資源短缺問題具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。滴灌是根據(jù)作物對(duì)于水分的需要,通過低壓管道系統(tǒng)、機(jī)泵或高差對(duì)水加壓,經(jīng)過壓力輸水管道,輸送到安裝在田間的末級(jí)管道上的特制灌水器(滴頭),由滴頭將作物生長(zhǎng)所需要的水分和養(yǎng)料以較小的流量均勻、緩慢而又準(zhǔn)確地直接輸送到作物根部附近的土壤中,使作物根系活動(dòng)區(qū)的土壤經(jīng)常保持在*的水、肥、氣含量狀態(tài),是一種局部灌水方式。 

  滴灌系統(tǒng)是由首部(加壓、過濾、施肥、控制及量測(cè))設(shè)施、干管網(wǎng)(干管和管件)、支管管網(wǎng)(支管和管件)、毛管和灌水器等部分組成,而灌水器又是整個(gè)滴灌系統(tǒng)的核心部件,它質(zhì)量的好壞直接影響到滴灌系統(tǒng)工作是否可靠及灌水質(zhì)量的高低,因此其工作性能是滴灌技術(shù)研究的重點(diǎn)。進(jìn)行滴灌灌水器的自主開發(fā),我們首先要解決灌水器的堵塞問題,因?yàn)槎氯麊栴}一直是阻礙滴灌發(fā)展的重要因素。例如:云南某溫室大棚花卉(玫瑰)的滴灌系統(tǒng)全部采用以色列的滴灌產(chǎn)品,但是僅使用了三個(gè)月灌水器就堵塞了,只好更換整條滴灌管。因此我們有必要分析其堵塞機(jī)理,找出適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施,以提高灌水器的工作性能。 

1.堵塞根源 

  1.1從灌水器結(jié)構(gòu)分析 

  滴灌的特點(diǎn)是以細(xì)小的出水孔口、以較小的滴頭流量給作物均勻供水,其流量一般在2~5L/h 之間。為得到這樣小的流量,灌水器流道和出水口一般在1mm 左右,所以如此精細(xì)的灌水器結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致堵塞的根源。將其歸納有二,一是灌水器流道狹窄,大粒徑懸浮顆粒無(wú)法順暢通過;二是灌水器及聯(lián)結(jié)灌水器的管道內(nèi)流速緩慢,水中的一些懸浮物質(zhì)產(chǎn)生沉積或沉淀,從而縮小過水?dāng)嗝娉叽绠a(chǎn)生堵塞。 

  1.2從水質(zhì)的角度分析 

  水中雜質(zhì)是造成滴頭堵塞的直接原因。一是由于水中含有大量的有機(jī)或無(wú)機(jī)懸浮物(如生物殘?bào)w、砂、淤泥和粘粒)等不能順利通過灌水器流道造成堵塞;二是水中的生物(包括藻類、浮游動(dòng)物、細(xì)菌粘質(zhì)等)活動(dòng)引起灌水器堵塞;三是水中的化學(xué)物質(zhì),在一定條件會(huì)變成不溶性物質(zhì),沉淀在灌水器內(nèi)部造成堵塞。 

2.堵塞形式 

  根據(jù)水質(zhì)原因,可將滴頭堵塞分為物理堵塞、化學(xué)堵塞和生物堵塞3 種類型。 

  2.1物理堵塞 

  由固體顆粒(如生物殘?bào)w、砂、淤泥和粘粒等)引起的堵塞。由于未使用過濾器或過濾器未及時(shí)沖洗,或者使用高含沙水進(jìn)行滴灌等都會(huì)造成這種堵塞。 

  2.2化學(xué)堵塞 

  化學(xué)堵塞主要指溶解在水中的化學(xué)物質(zhì),在一定條件會(huì)變成不溶性物質(zhì),沉淀在灌水器內(nèi)部造成堵塞。如采用了不適宜滴灌系統(tǒng)使用的化肥或不適應(yīng)滴灌的水質(zhì)。 

  2.3生物堵塞 

生物堵塞指水中的生物(包括藻類、浮游動(dòng)物、細(xì)菌粘質(zhì)等)進(jìn)入微灌系統(tǒng)后可能生長(zhǎng)和繁殖,并造成管道面積減小,引起灌水器堵塞。如滴灌管道中積水未及時(shí)排空,這樣就會(huì)造成微生物繁殖以引起堵塞。同時(shí),由于滴灌是一種局部濕潤(rùn)灌溉,滴頭附近的土壤濕度高于土壤的其他部分,同時(shí)根系生長(zhǎng)具有向水性,作物根系往往向滴頭附近集中,纏繞在滴頭表面甚至通過出水孔進(jìn)入滴頭內(nèi)部,從而造成堵塞。 

滴頭堵塞發(fā)生及處理措施

堵塞形式

堵塞發(fā)生率 %

處理措施

物理堵塞

30

過濾、沉淀、改變毛管與

灌水器接頭的形式

化學(xué)堵塞

22

加硫酸、鹽酸消除碳酸鈣

生物堵塞

37

加氯氣抑制微生物生長(zhǎng)

其 它

10

 

3.預(yù)防措施 

基于上述分析,我們解決堵塞問題的主要途徑就是:加強(qiáng)水質(zhì)凈化,改善灌水器結(jié)構(gòu)以及定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗、酸洗和加氯處理等。
 
  3.1加強(qiáng)水質(zhì)凈化
 
  對(duì)水質(zhì)凈化的處理包括研制應(yīng)用各種專用的過濾系統(tǒng)(設(shè)備),對(duì)灌溉水進(jìn)行精細(xì)的過濾。如果水中雜質(zhì)主要為泥沙,我們可選擇用離心式過濾器和網(wǎng)式過濾器組合過濾;如果雜質(zhì)主要為有機(jī)物淤泥藻類,則可選擇用砂石過濾器和網(wǎng)式過濾組合過濾;如果水中既有砂石又有淤泥藻類,則需要用離心砂石、砂石過濾器及網(wǎng)式過濾器組合過濾。另外,可以修建水源沉淀池,以凈化水質(zhì),或者加入化學(xué)藥物等以抑制水中微生物的生長(zhǎng),這也可以在一定的程度上緩解堵塞問題。
 
  3.2改善灌水器結(jié)構(gòu)
 
  改造現(xiàn)有灌水器流道的設(shè)計(jì),在采用分級(jí)消能的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大進(jìn)口斷面尺寸,采用變流道進(jìn)行消能;在灌水器出口處開一V型槽(或縫隙)或在流道口設(shè)一凸點(diǎn)使水在此形成紊流以抗堵;變換流道齒角,采用圓弧形或流線性流齒,防止滴頭流道內(nèi)局部出現(xiàn)流動(dòng)滯止區(qū);同時(shí)還可以增加滴頭流道的光潔度,減少微粒及毛狀物在滴頭內(nèi)附著的機(jī)率。
 
  3.3新材料的應(yīng)用
 
  新材料的出現(xiàn)將會(huì)為解決堵塞問題提供一種新途徑。隨著抗菌材料的發(fā)展,陸續(xù)研制出一些無(wú)毒、高效、持久、耐熱、抗菌廣譜性、價(jià)格低廉的有機(jī)類抗菌材料,既適合塑料生產(chǎn)工藝又不影響塑料制品性能。這些抗菌材料己在塑料進(jìn)水管應(yīng)用,經(jīng)測(cè)試抗菌效果明顯,而且制造成本不高,可望不久能在滴灌系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用以解決堵塞問題。
 
  也有人提出用一種新型材料一納米材料來(lái)解決滴灌系統(tǒng)中的堵塞問題。納米材料由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有著無(wú)與倫比的特性,被稱為“政府關(guān)鍵技術(shù)”、“戰(zhàn)略技術(shù)’。其制備也開始規(guī)模化,應(yīng)用的前景十分廣闊。若把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到滴灌系統(tǒng)中,其堵塞問題也可得以很大程度的改觀。

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