灌溉安全性评价（精选4篇）
灌溉安全性评价 篇1
0 引 言
污水灌溉不仅可以缓解农业用水的紧张局面, 也可充分利用污水中所含的作物营养元素, 降低农业生产成本, 此外还可以提高水资源的重复利用率, 并可作为污水处理回用的一种有效手段[1]。但是, 随着污水灌溉面积的不断扩大与污灌年限的延长及水质污染日趋严重, 污水灌溉对农田土壤环境和作物生长的不利影响越来越受到人们的普遍关注[2]。
污水灌溉安全性评价就是在水体功能和水质影响因素综合分析的基础上, 建立相应的污水灌溉安全评价指标体系及其等级标准, 将不同时段的水质指标监测值与相应的各级标准值进行比较, 通过建立适当的综合评价模型来判断和识别所研究时段水质安全的等级[3]。通过灌溉安全性评价, 了解不同水域水质差别以及不同水质变化的趋势, 了解水体的主要污染因子和主要污染源, 为水体的科学管理和污染防治提供决策依据, 在水资源可持续开发利用中具有重要意义[4,5,6,7]。本文选择开封市惠济河水作为污灌引水点的样本水体, 采用标准方法对灌溉水质进行监测分析, 再用均值化综合污染指数法对污水灌溉安全性进行科学评价。
1 采样方法与监测结果
1.1 采样区概况
开封市污灌面积31.94万hm2, 占全市灌溉面积的88%。开封市地处淮河流域涡河水系上游, 市区有惠济河、黄汴河、马家河等河流, 这些地表水体共同组成开封市排水水系。惠济河是开封市辖区内污染严重的河流, 年均接纳工业废水2 233万m3。惠济河两侧污水灌溉历史最长时间约有40年。开封市是典型的以种植旱作物为主的农业大市, 盛产的粮食作物以小麦、水稻、玉米大豆为主, 经济作物以花生、西瓜、棉花为主。
2003年9月-2004年7月对冬小麦进行了清水灌溉和污水灌溉对比实验, 清水灌溉实验在河南省开封市惠北水利科学实验站进行, 污水灌溉实验在河南省开封市兴隆乡太平岗大队污灌区进行。采样区地理位置处于北纬34.78°, 东经114.51°, 位于开封市东15 km的兴隆乡太平村二组, 海拔高程68.05 m, 多年平均地下水埋深3.40 m。污灌区冬春季多风少雨, 气候干燥;蒸发量1 225.4～1 316.0 mm, 全年中3～8月为相对集中蒸发期, 蒸发量占年蒸发量的69%, 年平均日照时数为2 267.6 h, 光温资源丰富, 无霜期210～240 d。该地区地势平坦, 地面比降约为1/2 500～1/3 000。土壤为黄河冲积平原土质, 质地为壤土或沙壤土, 有机质少, pH值为8.45～8.60, 孔隙度为43.40%～50.26%, 密度为1.32～1.50 g/cm3。自然条件在河南省平原地区具有一定的代表性。灌溉水质监测分析由河南省科学院化工实验室负责完成。
1.2 内容与方法
1.2.1 采样点设计与采样内容
(1) 采样点。
沿引水处的河流横断面取3个点, 即左岸、中、右岸。
(2) 采样时间。
播种、越冬、拔节、乳熟、收获5次, 灌溉前加测一次。
(3) 采样内容。
化学需氧量COD、总氮、总磷、钾、汞、砷、铅及pH值8项指标。
1.2.2 监测化验方法
(1) 化学需氧量 (COD) 。
重铬酸盐法 (GB11914-89) 。
(2) 总氮。
浓硫酸-硫酸钾-硫酸铜消解-蒸馏-纳氏比色法 (GB11894-89) 。
(3) 总磷。
钼蓝比色法 (GB/T11893-89) 。
(4) 钾。
GB13580-12-92。
(5) 汞、砷。
原子荧光光度法。
(6) 铅。
原子吸收分光光度法 (GB7475-87) 。
(7) pH值。
玻璃电极法 (GB6920-86) 。
1.3 灌溉水质监测结果
采用标准方法对灌溉水质 (8项指标) 进行监测分析, 采样区引水点惠济河水体水质监测结果见表1。
mg/L
2 污水灌溉安全性评价
2.1 理论方法
污水灌溉安全性评价是现代灌溉安全性评价的一种新的发展趋势, 用它可客观及时地对污水灌溉安全状态进行总体评价, 为监控和协调水体功能持续开发利用与经济社会持续发展之间的关系提供科学依据[8]。现行的污水灌溉安全评价方法很多[9], 有布朗水质评价指数法、普拉特水质评价指数法、尼梅罗水质评价指数法、罗斯水质评价指数法、水质质量系数法、综合污染指数法和均值污染指数法等。
目前我国常用的污水灌溉安全评价主要是综合污染指数法、水质质量系数法和均值污染指数法等[10]。这些评价方法, 就是利用检测灌溉水质各项指标的含量, 计算水质污染的指数大小, 以确定水质污染的程度, 得出污水灌溉安全的等级。
综合污染指数法是用来表示各种污染物对地表水水质总体污染程度的一种数量指标。均值化污染综合指数法是用传统方法所得的综合污染指数, 经过均值化 (即除以相应方法所求得的综合污染指数之平均值) 后而得到的新的综合污染指数[11], 其计算式如下。
对于综合污染指数法而言, 通常先确定单项污染指数P (i, j) , 即:
或 P (i, j) = (7.0-Ci, j) / (7.0-6.5) (pH<7.0) (3)
式中:P (i, j) 为第i组水样j项指标的单项污染指数, i=1, 2, …, n, j=1, 2, …, m;n为水样数目, m为水样指标数目;C (i, j) 为第i组水样j项指标的实测浓度;Sj为第j项指标的标准浓度。
然后, 按照下述不同方法计算综合污染指数 (PI) 。
(1) 简单求和法。计算公式如下:
(2) 算数均值法。计算公式如下:
(3) 内梅罗公式法。计算公式如下:
式中: (Pij) max为第i组水样各Pij的最大值 (j=1, 2, …, m) ;
(4) 何均值法。计算公式如下:
(5) 平方和之平方根法。计算公式如下:
(6) 平方和均值之平方根法。计算公式如下:
再将以上所得值均值化, 得出新的综合污染指数PI′k (i) , 其计算公式如下:
式中:PIk (i) 为第i种方法所确定的综合污染指数 (k=1, 2, …, 6) ;PI′k (i) 为相应的均值化综合污染指数。
2.2 灌溉水质安全分级标准
按灌溉水质均值化综合污染超标指数划分为5级, 确定水质的安全等级, 见表2。
2.3 灌溉水质安全评价标准
采用国家农田灌溉水质标准 (GB5084-2005) [12]作为评价标准, 该标准适用于水作、旱作和蔬菜等灌溉用水。根据本采样区的资料, 开封市主要以种植旱作物为主, 旱作农田灌溉水质标准见表3。
mg/L
3 污水灌溉安全性评价结果
为了保证计算结果的准确性, 本文采用了前面介绍的均值化综合污染指数法进行计算。灌溉水体单项污染指数P (i, j) 计算结果见表4, 污水灌溉安全性评价结果见表5。
从以上计算结果可以得出, 开封市惠济河污水灌溉安全性评价结论如下:
(1) 从表4和表5可以看出, 化学需氧量和总氮的综合污染指数PI′k (i) 均在1.0以上, 处于不安全状态。但作物生长需要氮肥, 而过多的氮素又会严重污染水体, 这就要求对富氮污水农业回用时单独进行处理。化学需氧量和总氮超标的污水, 通常是生活污水。生活污水经过处理后用于农田灌溉是可行的, 生活污水处理宜采用强化一级处理, 达到灌溉水质要求后才能灌溉农田。
(2) 污水水体砷和铅重金属污染严重, 均处于较不安全状态, 特别是砷的PI′k (i) 值达到了0.947 2, 接近了不安全状态, 应引起高度重视。汞处于轻度污染, 也均处于亚安全状态。对此, 建议污灌区开展农业结构调整, 建立以生物措施为主体的生态修复体系, 采用木本植物来处理污染水体。以木本植物为主体的重金属废水处理技术, 能切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链, 避免了污染物的二次污染。
(3) 一旦水体被污染, 将会对整个生态系统产生巨大的影响, 污染水体的净化工程将耗费大量的人力、物力。长期使用水质不安全的污水灌溉, 特别是使用未经处理的污水灌溉将对灌区土壤产生严重污染。对此, 要查明污染源, 采取源头控制的对策, 对排污总量加以限制, 遏制水污染不断恶化的趋势, 预防水体的污染。
(4) 应加强对污灌区中未污染农田的重金属污染预防工作。严禁用工业废水等污水灌溉农田, 防止污水中的重金属元素进入土壤。重金属污染具有隐蔽性、长期性、不能被降解、易积累、毒性大等特点, 是影响生态系统安全的一类重要污染物质, 一旦进入农田, 对其进行治理十分困难。因此, 应当实施科学污灌, 降低土壤中重金属的含量。
灌溉渠道衬砌工程状态评价 篇2
1.1 堤顶及外坡
渠顶路面顺直、平坦, 无坑, 无明显凹陷和起伏, 泥结石路面级配良好, 碾压密实, 碎石无外溢;外坡平整, 植被良好, 无塌陷、滑坡、裂缝、雨淋沟、洞穴等;渠堤树木顺直成林, 修剪整齐、美观, 浇水坑规则, 成活率达到95%以上;标志牌埋设坚固、布局合理、尺度规范、表示清晰, 无涂层脱落和损坏丢失。
1.2 衬砌内坡
砌石坡面平整, 无松动、塌陷、隆起冻胀等变形, 浆砌石结构无裂缝、倾斜、滑动、错位、悬空, 坡面勾缝保持完好、无脱落, 无杂草生长;坡面平整, 混凝土板无松动、滑塌、鼓胀、隆起, 板无裂缝、断裂, 表面无剥落、暴皮起砂、石子外露。混凝土板填缝保持完好, 无裂缝、脱落、冻胀松散等;伸缩缝保持完整, 无脱落、断裂、老化等现象。
1.3 渠底
渠底保持平整, 无冲刷、淤积、杂物堆积, 塑膜无外露;渠底衬砌混凝土无塌陷、鼓胀等变形, 混凝土板无裂缝、断裂, 表面无剥落、暴皮起砂、石子外露。填缝完整, 无裂缝、断裂、冻胀松散现象。
2 工程状态基本良好
2.1 堤顶及外坡
渠顶路面顺直、平坦, 无坑, 无明显凹陷和起伏, 泥结石路面级配良好, 碾压密实, 碎石外溢较少, 单位体积不超过10%;外坡平整, 无塌陷、滑坡、裂缝、雨淋沟、洞穴等;渠堤树木顺直成林, 修剪整齐、美观, 浇水坑规则, 成活率达到90%以上;标志牌埋设坚固、布局合理、尺度规范、表示清晰, 无涂层脱落和损坏丢失。
2.2 衬砌内坡
砌石坡面平整, 无松动、塌陷、隆起冻胀等变形, 浆砌石结构无裂缝、倾斜、滑动、错位、悬空, 坡面勾缝保持基本完好, 有轻度裂缝、脱落, 损坏面积不超过10%, 无杂草生长;坡面平整, 混凝土板无松动、滑塌、鼓胀、隆起, 混凝土板无断裂, 个别有细微裂缝, 面积不超过10%, 表面无剥落、暴皮起砂、石子外露。混凝土板填缝基本保持完好, 无脱落、冻胀松散等, 局部板缝有轻微裂缝, 面积不超过10%;伸缩缝基本保持完整、规则, 无脱落、断裂、老化等现象, 局部有裂缝。
2.3 渠底
渠底保持平整, 无冲刷、淤积、杂物堆积, 塑膜无外露;渠底衬砌混凝土无塌陷、鼓胀等变形, 混凝土板无断裂, 局部有轻微裂缝, 面积不超过10%, 表面无剥落、暴皮起砂、石子外露。填缝完整, 无冻胀松散、断裂, 局部有轻微裂缝现象。
3 工程状态有较小损坏
3.1 堤顶及外坡
渠顶路面顺直、平坦, 局部有较小的坑凹和起伏;泥结石路面级配良好, 碾压密实, 碎石有一定外溢, 单位体积不超过20%;外坡基本平整, 无滑坡、裂缝、洞穴, 局部有塌陷、凸起, 个别处雨淋沟宽、深不超过5 cm等;渠堤树木顺直成林、修剪整齐, 浇水坑规则, 成活率达到90%以上;标志牌埋设坚固、布局合理、尺度规范, 涂层局部脱落, 较小损坏丢失。
3.2 衬砌内坡
砌石坡面平整, 无松动、塌陷、隆起冻胀等变形, 浆砌石结构无倾斜、滑动、错位、悬空, 坡面勾缝有裂缝、脱落现象, 勾缝损坏面积不超过20%, 无杂草生长;坡面平整, 混凝土板无松动、滑塌、鼓胀、隆起, 混凝土板个别有断裂、裂缝, 面积不超过20%, 表面无剥落、暴皮起砂、石子外露。混凝土板填缝大部分保持完好, 无脱落、冻胀松散等, 局部板填缝有裂缝、脱落或冻胀松散现象, 面积不超过20%;伸缩缝基本保持完整、规则, 大部分无脱落、断裂、老化等现象, 局部有裂缝、断裂或脱落现象, 延长米不超过20%。
3.3 渠底
渠底基本保持平整, 无杂物堆积, 有轻度冲刷、冲坑或淤积, 局部塑膜有外露现象;渠底衬砌混凝土无明显塌陷、鼓胀等变形, 混凝土板个别有断裂和裂缝, 面积不超过20%, 表面有轻度剥落、暴皮起砂、石子外露, 面积不超过20%。填缝大部分完整, 局部有冻胀松散、断裂, 裂缝现象面积不超过20%。
4 工程状态有较大损坏
4.1 堤顶及外坡
渠顶路面顺直, 局部有坑凹和起伏;泥结石级配较好, 碎石外溢, 单位体积不超过30%;外坡基本平整, 无滑坡、裂缝、洞穴, 局部有塌陷、塌坑和凸起, 个别处雨淋沟宽、深不超过5 cm等;渠堤树木顺直成林, 修剪整齐、美观, 浇水坑规则, 成活率达到85%以上;标志牌松动、涂层脱落、部分损坏丢失。
4.2 衬砌内坡
砌石坡面大部分平整, 无松动、塌陷、隆起冻胀等变形, 浆砌石结构有松动、滑坡、错位现象, 坡面勾缝有裂缝、脱落现象, 勾缝损坏面积不超过30%, 有杂草生长;坡面大部分平整, 混凝土板松动、滑塌、鼓胀, 隆起面积不超过30%, 混凝土板有断裂、裂缝, 表面剥落、暴皮起砂、石子外露面积不超过30%。
混凝土板填缝大部分保持完好, 板填缝有裂缝、脱落或冻胀松散现象, 面积不超过30%;伸缩缝基本保持完整、规则, 部分有裂缝、断裂或脱落现象, 延长米不超过30%。
4.3 渠底
渠底基本保持平整, 部分有冲刷、冲坑或淤积、杂物堆积现象, 渠底冲刷深度小于30 cm;部分塑膜有外露、鼓起和破裂现象;渠底衬砌混凝土有塌陷、鼓起、冻胀等变形, 板有断裂和裂缝, 总体损坏面积不超过30%;板表面有剥落、暴皮起砂、石子外露, 面积不超过30%。填缝大部分完整, 局部有冻胀松散、断裂, 裂缝现象面积不超过30%。
5 工程状态有严重损坏
5.1 堤顶及外坡
渠顶路面损坏, 有较多坑凹和起伏, 碎石外溢, 单位体积超过30%;外坡局部有滑坡、裂缝、塌陷、塌坑和凸起, 雨淋沟宽、深超过5 cm等;渠堤树木有羊群啃噬、人为损坏现象, 无修剪, 影响交通, 成活率低于85%;标志牌松动、丢失, 涂层脱落较严重, 标志作用明显丧失。
5.2 衬砌内坡
砌石坡面松动、塌陷、隆起冻胀等变形, 浆砌石结构有松动、滑坡、错位现象, 坡面勾缝有裂缝、脱落现象, 勾缝损坏面积超过30%, 杂草丛生;坡面混凝土板松动、滑塌、鼓胀、隆起面积超过30%, 混凝土板有断裂、裂缝, 表面剥落、暴皮起砂、石子外露面积超过30%。混凝土板填缝有裂缝、脱落或冻胀松散现象, 面积超过30%;伸缩缝有裂缝、断裂或脱落现象, 延长米超过30%。
5.3 渠底
渠底有冲刷、冲坑或淤积、杂物堆积现象, 渠底冲刷深度大于30 cm;塑膜有外露、鼓起和破裂现象;渠底衬砌混凝土有塌陷、鼓起、冻胀等变形, 板有断裂和裂缝, 总体损坏面积超过30%;表面有剥落、暴皮起砂、石子外露, 面积超过30%。填缝有冻胀松散、断裂, 裂缝现象面积超过30%。
摘要：根据渠道破坏长度比例、破坏面积比例、剥蚀率、冻胀变形量等指标, 将渠道衬砌工程运行状态划分为5级, 即良好、基本良好、较小损坏、较大损坏和严重损坏。衬砌工程状态评价分为堤顶及外坡、衬砌内坡和渠底3部分。
灌溉安全性评价 篇3
建设高坝大库,将改变天然河流水温,坝前垂向水温将呈现出明显的分层现象,水温分层将使水库下层的水体水温常年维持在较稳定的低温状态。水库建设低温水的影响已成为目前水电工程环境影响评价的重要组成部分,2005年12月,国家环境保护总局在北京组织召开了水电水利建设项目水环境与水生态保护技术政策研讨会,会议着重讨论了低温水的影响与减缓措施。在水库低温水的众多影响之中,对灌溉作物的影响一直备受关注,低温水灌溉会对土壤温度带来影响,而植物的发育可能对土温十分敏感。Walker的研究表明,土温变化1℃就能引起植物生长的明显变化[1]。土温对植物的影响是多方面的,它影响植物的生长模式、地上地下干物质的积累和根冠比[2,3]。
从20世纪80年代起,我国学者开展了低温水灌溉对水稻影响的试验研究[4],如王树萱等人通过低温水灌溉水稻的试验研究,发现低温水灌溉可以使双早稻减产36%[5];而对于低温水灌溉对小麦的产量、生育期等种种影响,由于实际灌溉中并未出现如同对水稻的显著影响,迄今为止,并未见与此有关的文献发表。本文探讨的低温水灌溉春小麦试验研究亦开展在20世纪80年代末,当时也是基于低温水灌溉对小麦影响不明显,未对试验数据整理发表。本文作者在与试验研究人员交流过程中,认为对本次试验结果进行总结有一定意义,基于细致的观测数据,可以深入探讨低温水对地温的影响、小麦生长的温度敏感期等,在征得试验人员同意的情况下,整理成文。本文拟从地温控制的关键因素、小麦生长的温度关键期等方面,论述低温水对小麦影响微弱的真正原因,以期为黄河龙羊峡以上河段的水电建设的环境影响评价提供依据。
1试验简述[6]
试验地点位于龙羊峡水库下游的贵德县河西乡格加村,为黄河岸边0.2万hm2灌区的耕地之一。龙羊峡水电站位于青海省境内黄河干流上游,右岸属贵南县管辖,左岸属共和县管辖。水库正常蓄水位2 600 m,对应坝前水深158 m,电站进水口高程为2 511 m。试验时,水位为2 573.99 m,对应坝前水深为132 m,电站出水口的温度为5～12℃。
试验田面积共0.10 hm2,其中,用黄河水灌溉0.047 hm2,用西河水灌溉0.053 hm2。试验于1987年12月开始,至1988年8月结束,在相邻两块耕地上,分别用黄河水和西河水灌溉春小麦,在土壤、种子、肥料和栽植措施基本相似的条件下,以小区试验为主,结合大田产量调查进行对照研究。
小区观测指标有春小麦各生育期、群体动态、室内考种。试验中还测定了土壤水分动态、地温变化、土壤营养元素、两种水源水质,以便找寻指标差异的原因。
根据春小麦的生长规律,分别在小麦分蘖、拔节、孕穗、灌浆期浇了6遍水。其中,引水流量采用流速仪(牌号:LS1085606)测定;每日在8时、14时、20时,采用插入式地温表分别进行地表、5 cm深、10 cm深、15 cm深以及20 cm深度的地温测量,同时利用干、湿球温度计记录3个时刻的气温。
1.1灌溉水量
全生育期灌溉水量黄河水为5 682 m3/hm2,西河水处理为5 886 m3/hm2,两种处理的水量基本相同。
1.2水温差异
水温变化如图1,从图1可见,从4月17日黄河水灌头遍水,到7月28日第6次水结束期间,水温总的变化趋势是:前期黄河水水温低于同期西河水,4、5月份两种水温相近,第6次黄河水水温高于西河水。
1.3水质差异
在春小麦生育期间,将黄河水和西河水水质取样化验,现将水质监测结果中与作物营养元素有关的项目列于表1。
结合同期水量折算,与西河水相比,从二水起六水间灌溉引入田间的钾钠离子,黄河水多489 g;氨氮、亚硝酸氮黄河也多于西河,分别为62 g和1.6 g;硝酸盐黄河水低14.96 g;有机物黄河水多103 g,从总量上看差别不大。灌溉对地温影响的结果见表2,图2、图3、图4。
注:①表中所有温度均为14时测量温度值;②表中由于第四、五水黄河水和西河水温度差别相对较小,故没有在表中给出,且第三水和第六水由于气候原因灌溉前一天的温度没有测量,此表中没能给出。
2结果与分析
2.1低温水对土壤温度的影响
从图2和图3可以看出,黄河水和西河水灌溉均会引起地温的变化。由于灌溉水源温度均低于气温,因而导致土壤温度的下降:表土(0～5 cm)温度下降最明显,随着深度增加温度下降幅度逐渐减小。
从图2还可以看出,黄河水灌溉使深土层(15～20 cm)温度不降反升高了1.6℃。分析认为:气象条件在控制地温方面是主导因素。在头次灌水中,黄河水在下午7时灌入,水下渗时带土壤深层热量相对较多,致使灌溉一天后,深层土(15～20 cm)温度上升;从图2亦可以明显看出,尽管头水中西河水温度高于黄河水,但由于西河水是在土壤热量大量散失后的深夜(零时)灌入,结果出现黄河水灌溉地块20 cm处的地温竟比西河水灌溉地块高出3.6℃。
从图4可以看出,黄河水和西河水两种水源灌溉对地温的影响。由于土壤热容量大,对不同温度的入田水,具有缓冲作用。同时田间积水经太阳辐射、大气辐射等升温因素作用后渗入深层,此外,土壤水分多时,土壤的导热性就提高很多[7]。致使灌溉水温入田前有7～8℃差异的二水与三水,24 h后两块地地温差异量级小于1℃。
图4中,头水灌溉对两种水源对地温影响的差异较大,主要是因为灌水时间的不同,上文中已做出解释;但对于第6次灌水,两种水源对地温影响差异大的原因还有待进一步研究。
2.2低温水对小麦产量和生育期的影响
据研究,土壤温度是决定能否出苗或出苗时间快慢的基本因素。在作物的营养阶段,土壤温度虽有一定的影响,但并不起主导作用,农业生产特别重视从播种到出苗期的土壤温度。如大豆出苗期的温度比幼苗生长期及开花结荚期的温度要高出5℃左右[8]。而本次试验灌水均在作物营养期,即水温差异最大发生在拔节期和孕穗期,所以灌溉水温可能产生的作物生长方面的差异,即使存在也可能轻微到难于看出的程度。这也是本试验在设计时的纰漏之处,而下面的试验结果恰恰证实了这一点。
表3为试验田产量,从表3可以看出,两种不同水质灌溉的春小麦在相同的栽培条件下,黄河水处理比西河水处理每公顷产量高394.22 kg,增产率4.7%。经大田调查,河西乡下马家村的1.43 hm2,用黄河水灌溉,每公顷产量为7 534.5 kg,同乡的格尔加村用西河水灌溉每公顷产量为6 630 kg,用黄河水灌溉较西河水灌溉增产13.8%,与本试验结果基本吻合。两种处理的春小麦生育期表现一致,从出苗到成熟历时126 d。
2.3低温水对小麦群体动态[9]和基本性状的影响
小麦群体动态及考种情况见表4、表5。从表4和表5可以看出,在春小麦每公顷下种均为412.5 kg情况下,黄河水灌溉的小麦群体动态指标均高于西河水灌溉,其中,每公顷平均基本苗数多6.3%,最高总茎数多1.4%,每公顷穗数多8.8%;两种水源处理的考种基本性状,如株高、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重、经济系数等都比较接近。
此外,两种处理的小麦籽粒粗蛋白含量经测定:黄河水灌溉小麦含12.19%,西河水灌溉小麦含11.62%。
3结语
通过采用不同温度的水源对春小麦不同生育期灌溉的试验研究,得到以下几点认识,期望为高寒地区水电建设环境影响评价提供参考和借鉴。
第一,气象条件在控制地温方面是主导因素。
不同灌溉时间由于土壤携带热量不同,可能减弱水温对地温的影响。
第二,播种期、出苗期是作物生长温度关键期。
低温水对作小麦营养期生长不会产生不良影响,亦不会造成减产。
第三,小麦是喜凉的作物,低温水灌溉不会造成如同喜温作物——水稻一样的严重减产。
近几年来,国内有一大批在建和待建的巨型深水库,如三峡、溪洛渡、瀑布沟、锦屏一级等,如何利用这些水库由于温度分层产生的冷热能源必将成为人们关注的焦点。其中之一,应该积极探讨水温、地温及其作物生长三者的关系,如不同温度水在同时段灌溉对土壤温度影响、相同温度的水在不同时段灌溉与土壤温度的变化关系以及提高灌溉水温会不会提高作物产量等等均有待进一步深入研究。
在这里,必须强调的是,本次试验最低水温为7℃,相对较高,望读者在引用分析结论时加以注意。
致谢:本文在写作过程中,得到了中国水电顾问集团西北勘测设计研究院的大力支持,在此表示特别感谢。
参考文献
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灌溉安全性评价 篇4
1 黄土高原非耕地集雨利用技术的区域适应性评价
从雨水收集利用技术本身考虑, 只要有天然降水的地方, 这种技术都可以应用, 问题的焦点在于该项技术所带来的效益与其所投的资金是否合理, 如果投资过大, 单方面的造价很高, 显然不合理, 或者如果投资不大, 而汇集的雨水量很少, 所产生的效益很低, 这种技术也没有其存在的生命力。当然还有这种技术实施所带来的环境问题, 甚至还有一种情况, 既不需施加任何措施, 既可达到雨水资源化且可满足当地水资源需求的状况等。因此我们首先认为集雨利用是一个非常复杂的问题, 不能简单地说某一地区可以搞, 某一地区不能搞;而且从集雨利用技术体系本身来讲, 技术也不是单一的, 也不是一种简单的集流场+水窖+灌溉设施的利用方式, 而且要具体情况具体分析。
1.1 低雨量干旱区不宜发展补灌农业
对于多年平均降雨量小于300mm的地区, 不宜提倡发展集雨灌溉农业, 而且注重发展强化降水就地入渗技术与配套农艺高效用水措施;但可利用道路、庭院等雨水, 补灌经济作物, 但要因地制宜。因为这些地区多为干旱荒漠地区, 植被稀少, 甚至没有灌溉农业, 一般蒸发量在2000mm以上, 如果要发展集雨补灌农业, 则需要建造很大的集水面积, 成本很高;因此对于上述地区农业、扭转生态环境建设等用水主要提干开发地下水, 或采取异地调水的办法来解决, 仅靠降雨无法满足其需求。
1.2 半湿润区域或湿润区也不宜发展集雨补灌农业
年降雨量大于600mm以上的地区, 多为湿润或半湿润区, 降水相对充沛, 基本能满足作物需水要求, 作物只是在个别生育阶段存在水分亏缺, 进行集水补灌的边际水分率和投资效益不高, 一般不宜提倡发展集雨补灌农业。但对一些水土流失相当严重的山区和丘陵区, 尤其在暴雨季节, 山洪暴发, 甚至产生泥石流;即使在平原地区, 也因地下水过渡开采形成地下漏斗, 因此对于一些地区雨水集录的发展应重点放在以植被恢复为主的生态环境改善与工程建设方面。对于山丘区降雨地表径流的调节与控制, 应尽量减少地表径流的冲刷作用, 并达到利用的目的, 而对平原地区, 则要设法通过地表径流的调控补充地下水, 使之达到持续利用。
1.3 半干旱到半湿润偏旱区是集雨农业技术的最适发展区
对于多年降雨量在300~600mm的地区, 气候类型由半干旱区向半湿润偏旱区过渡, 在黄土高原地理位置上这种气候类型由西北向东南过渡, 主要集中在黄土高原中西部地区, 作物水分亏缺严重影响产量, 但降水量有一定保证, 通过集水对作物有限补偿灌溉可以明显提高其产量。尤其在严重缺水的山地丘陵区, 也是水土流失严重区, 水资源流失与干旱缺水并存是其面临的主要问题, 也是限制区域发展的主要环境因素, 地表径流的流失与冲刷是导致产生环境恶化的主要原因, 对于这一类地区必须大力发展集雨利用技术。
2 黄土高原雨水利用的适宜节水灌溉技术
由于受地形、降雨资源和经济条件的限制, 不可能用传统的地面灌水方法和某些节水灌溉方式, 也不可能进行充分灌溉, 只能实施灌关键水或救命水的局部灌溉方式, 最大限度地发挥灌溉水的效益。
2.1 微灌技术
微灌 (包括滴灌、微喷灌、涌泉灌) 由于具有省水节能、增产优质、适应性强, 可充分利用小水源等特点, 最适合雨水利用中采用。由于多以一口窖 (窑) 为一灌水系统, 控制面积不大, 规划布置及设计计算较简单, 除对面积较大的窖群要统一考虑规划设计外, 一般不需繁琐计算。
2.1.1 选择适宜的微灌形式
根据窖 (窑) 区地形、土质、作物等情况, 选择适宜的灌水方式。对于菜园 (包括塑料大棚和日光温室) , 适宜用滴灌。对于果园, 适宜用滴灌、微喷灌和涌泉灌。蒸发量大的地方, 不宜用微喷灌。对于庭院种植的花卉、食用菌等, 可考虑用微喷灌。对于粮、棉、瓜类作物, 适宜用滴灌。
2.1.2 选择微灌类形
为节省投资, 有条件的地方, 首先考虑自压方式, 没有自压条件时, 根据经济和电源状况, 考虑用人工手压泵或微型电泵抽水。根据控制面积、作物种类选用固定式或移动式类型。果园、花卉、食用菌、瓜类等, 因行距较宽或灌水次数较多, 经济效益又高, 一般采用固定式。对于密植作物或一些面积较小的庭院种植业, 多采用移动式。
2.2 抗旱坐水种技术
北方干旱、半干旱地区, 在作物播种时期由于雨水少, 土壤墒情差, 往往造成出苗晚或缺苗断垅, 甚至不出苗, 严重影响农业生产。为了保证出全苗、出壮苗, 采用一种称为坐水种的方法。作业程序是刨穴 (或开沟) 、注水、点种、施肥、覆盖和镇压。采用这种方法, 可以适时播种, 提高播种质量, 达到苗齐苗壮的目的, 出苗率可达95%以上, 并能提高抗旱能力, 提高肥效, 促进早熟增产。
2.3 地膜集流穴灌技术
该技术是在抗旱坐水种的基础上进行的, 其作业程序为盖膜;放风;放苗至地膜外;将播种坑扩大为30cm直径的锅形集流坑穴;用砂子封闭播种坑;通过锅形集流坑穴的低洼集水作用收集降雨时降到其它部位地膜上的水, 达到集流穴灌的目的。
2.4 注射灌溉技术
采用特制的灌水器, 直接向根区土壤注水 (或水肥溶液) 的一种方法。安装在农用喷雾器上, 依靠喷雾器的打气压力, 通过喷咀将水注入到作物根区。其特点:一是灌水、追肥、根区施药可以一次完成;二是适宜干旱地区的果树、瓜类、玉米等稀植作物灌关键水;三是可根据作物长势情况进行定量灌溉, 苗期少灌、浅灌、旺盛期多灌、深灌。
2.5 瓦罐渗灌技术
瓦罐渗灌的灌水器是用不上釉的粗粘土烧制成, 四周有微孔 (也有在罐壁按一定间距钻1mm微孔的) , 灌水时需人工向罐内注水, 水从罐四周微孔渗入, 借助土壤毛细管的作用, 水渗入到作物的根区。瓦灌埋深30~40cm, 底面不打孔, 罐壁厚4~6cm, 上口加盖, 盖中心留一10mm的圆孔, 供排气和向罐内注水用。渗水半径随土质不同可达30~40cm。瓦罐制造工艺简单, 可就地取材, 造价便宜。适宜在株行距较宽的作物, 如果树、瓜类、玉米上进行抗旱保苗或关键水用, 播种时随即埋上瓦罐, 果树应埋设在树冠半径的2/3处。
摘要：立足于黄土高原, 以雨水资源为研究对象, 在系统分析和总结相关环境效益评价研究成果的基础上, 对雨水利用环境效益、指标的量化以及评价等进行了研究和探索。提出:旱区的黄土高原中西部丘陵区和石质山区是集雨农业技术的最适发展区;低雨量干旱区利用非耕地集雨技术具有一定的区域适应性;半干旱到半湿润偏旱区不适宜发展集雨补偿农业;半湿润区域和或湿润区也不宜发展集雨补灌农业。
关键词：黄土高原,集雨节灌,雨水利用模式
参考文献
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[2]张祖新.我国北方雨水集蓄与节水灌溉技术[J].节水灌溉, 2000 (03) .