节水新技术论文
近十年来,我国政府一直重视农业节水工程示范工作,小编精心推荐的一些节水新技术论文,希望你能有所感触!
节水新技术论文篇一
浅谈节水农业及其农业节水
近十年来,我国政府一直重视农业节水工程示范工作,建立了一批国家级农业节水科技示范工程示范区、农业节水高科技示范园区、节水增效示范区,对大型灌区进行了以节水为中心的续建配套和技术改造,探索出多种适合不同类型区域的农业节水发展模式和技术体系。与此同时,政府有关部门还推广了渠道防渗、低压管道输水、大田喷灌、棉花膜下滴灌等灌溉节水技术,以及秸秆覆盖、地膜覆盖、保水剂、耐旱作物等农业节水技术。
一、节水农业与节水灌溉
节水农业是提高用水有效性的农业,是水、土、作物资源综合开发利用的系统工程。衡量节水农业的标准是作物的产量及其品质,用水的利用率及其生产率。节水农业包括节水灌溉农业和旱地农业。
节水灌溉农业是指合理开发利用水资源,用工程技术、农业技术及管理技术达到提高农业用水效益的目的。早地农业是指降水偏少而灌溉条件有限而从事的农业生产。
节水农业是随着节水观念的加强和具体实践而逐渐形成的。它包括四个方面的内容:一是农艺节水,即农学范畴的节水,如调整农业结构、作物结构,改进作物布局,改善耕作制度(调整熟制、发展间套作等),改进耕作技术(整地、覆盖等),二是生理节水,即植物生理范畴的节水,如培育耐旱抗逆的作物品种等;三是管理节水,即农业管理范畴的节水,包括管理措施、管理体制与机构,水价与水费政策,配水的控制与调节,节水措施的推广应用等;四是工程节水,即灌溉工程范畴的节水,包括灌溉工程的节水措施和节水灌溉技术,如精准灌溉、微喷灌、滴灌、涌泉根灌等。
二、节水农业的优点
1.节约了土地 以往传统的灌溉方法是水通过干渠、支渠、斗渠,毛渠五级渠道输送到田间的,而在田间还要挖大量的埂、畦、沟渠,这样真正有效的种植面积只有70~80%,而采用喷、微灌取消了田埂、沟渠,可增加种植面积15-20%,这就节约了土地。
2.经济效益好 农民增产、增收:一方面,采用节水灌溉节约的水能扩大可灌溉的农田面积,以此来增加产量,另一方面采用节水灌溉有利于运用科学的方法进行灌溉,因为采用节水灌溉是可以根据作物生长的到需求按时按量进行灌溉,有利于作物的生长,因此总的说来采用节水灌溉技术能显著增加农业产量。当然由于节水灌溉的方法很多,各有不同的优缺点,因此必须因地制宜作出正确的选择,并采取科学的管理办法,才能达到增产的目的。采用节水灌溉普遍能取得节水、节能、节地;省工、省肥、省钱;增产、增收的效果,因此群众总结节水灌溉有"三节、三省、二增"的显著优点。
3.减轻了农田水利建设的工作量 促进了农业现代化的发展。采用传统的地面沟灌、畦灌、自流漫灌,要大搞平整土地,这就加大了农田水利基本建设的工作量,采用喷灌后,土地基本不需平整,种地实现了"三无",即无渠、无沟、无埂,大大减轻了水利建设的工作量,有力促进了农业向机械化、产业化、现代化方向的发展。
4.有利于保护环境 渠道防渗,田间实行节水灌溉,就能有效地防止由大水漫灌造成的土壤次生盐碱化,缓解了由地下水超采和大量引用河水带来的环境问题。
总之,节水农业是根据农作物生长发育的需水规律以及当地自然条件下的供水能力,为有效利用天空降雨和灌溉水来达到农作物最好的增产效果和经济效益而采取的各种措施,节水不是最终的目的,准确的说法是高效用水。
而节水灌溉是节水农业的中心,是水利现代化的重要组成部分,也是农业现代化的重要组成部分,是农村可持续发展的有机组成部分。
三、农业节水的措施
(一)节水灌溉方式
1、田间地面灌水:改土渠为防渗渠输水灌溉,可节水20%。推广宽畦改窄畦,长畦改短畦,长沟改短沟,控制田间灌水量,提高灌水的有效利用率,是节水灌溉的有效措施。
2、管灌:是利用低压管道(埋没地下或铺设地面)将灌溉水直接输送到田间,常用的输水管多为硬塑管或软塑管。该技术具有投资少、节水、省工、节地和节省能耗等优点。与土渠输水灌溉相比管灌可省水30%—50%。
3、微灌:有微喷灌、滴灌、渗灌等微管灌等。是将灌水加压、过滤,经各级管道和灌水器具灌水于作物根系附近,微灌属于局部灌溉,只湿润部分土壤。对部分密播作物适宜。微灌与地面灌溉相比。可节水80%—85%。微灌与施肥结合,利用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区,及时补充作物所需要水分和养分,增产效果好,微灌应用于大棚栽培和高产高效经济作物上。
4、喷灌:是将灌溉水加压,通过管道,由喷水咀将水喷洒到灌溉土地上,喷灌是目前大田作物较理想的灌溉方式,与地面输水灌溉相比,喷灌能节水50%—60%。但喷灌所用管道需要压力高,设备投资较大,能耗较大,成本较高,适宜在高效经济作物或经济条件好、生产水平较高的地区应用。
5、关键时期灌水:在水资源紧缺的条件下,应选择作物一生中对水最敏感对产量影响最大的时期灌水,如禾本科作物拔节初期至抽穗期和灌浆期至乳熟期,大豆的花芽分化期至盛花期等。
(二)节水抗旱栽培措施
1、深耕深松:以土蓄水,深耕深松,打破犁底层,加厚活土层,增加透水性,加大土壤蓄水量,减少地面径流,更多地储蓄和利用自然降水。玉米秋种前深耕29厘米加深松到35厘米,其渗水速度比未深耕松地快10—12倍,较大降水不产生地面径流,使降水绝大部分蓄于土壤。据测定,活土层每增加3厘米,每亩蓄水量可增加70—75立方米。加厚活土层又可促进作物根系发育,提高土壤水分利用率。
2、选用抗旱品种:称为作物界骆驼的花生等作物抗旱性强,在缺水旱作地区应适当扩大种植面积。同一作物的不同品种间抗旱性也有较大差异。
3、增施有机肥:可降低生产单位产量用水量,在旱作地上施足有机肥可降低用水量50%—60%,在有机肥不足的地方要大力推行秸秆还田技术,提高土壤的抗旱能力。合理施用化肥,也是提高土壤水分利用率的有效措施。 4、防旱保墒:用中耕和镇压保蓄土壤水分。
5、覆盖保墒:一是薄膜覆盖。在春播作物上应用可增温保墒,抗御春旱。二是秸秆覆盖。即将作物秸秆粉碎,均匀地铺盖在作物或果树行间,减少土壤水分蒸发,增加土壤蓄水量,起到保墒作用。
(三)化学调控抗旱措施
1、保水剂:能在短时间内吸收其自身重量几百倍至上千倍的水分,将保水剂用作种子涂层,幼苗醮根,或沟施、穴施、或地面喷洒等方法直接施到土壤中,就如同给种子和作物根部修了一个小水库。使其吸收土壤和空气中的水分,又能将雨水保存在土壤中,当遇旱时,它保存的水分能缓慢释放出来,以供种子萌发和作物生长需要。
2、抗旱剂:属抗蒸腾剂,叶面喷洒,能有效控制气孔的开张度,减少叶面蒸腾,有效地抗御季节性干旱和干热风危害。喷洒1次可持效10—15天。还可用作拌种、浸种、灌根和蘸根等,提高种子发芽率,出苗整齐,促进根系发达,可缩短移栽作物的缓苗期,提高成活率。
3、种子化学处理:可提高种子发芽率,苗齐苗壮。主要方法有:(1)用1%浓度的氯化钙溶液拌种,液种比为1:10,拌匀,堆闷5—6小时后播种。(2)用0.1%浓度的氯化钙溶液浸种,液种比为1:1,浸种5—6小时后播种。
四、膜下滴灌新技术的特点
滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器,将水一滴一滴均匀而缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水方法。膜下滴灌则是将地膜栽培技术与滴灌技术有机结合,即在滴灌带或滴灌毛管上覆盖一层地膜,是一项节水增效农田灌溉新技术。膜下滴灌的特点主要有:
1.灌溉用水最省。滴灌仅湿润作物根系发育区,属局部灌溉形式,由于滴水强度小于土壤的入渗速度,因而不会形成径流使土壤板结。膜下滴灌滴水量很少,且能够使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间,减少作物的棵间蒸发。覆盖地膜还能将较小的无效降雨变成有效降雨,提高自然降雨的利用率。据测试:膜下滴灌的平均用水量是传统灌溉方式的12%,是喷灌的50%,是一般滴灌的70%。
2.肥料利用率提高。易溶肥料施肥,可利用滴灌随水滴到作物根系土壤中,使肥料利用率大大提高。据测试,膜下滴灌可使肥料的利用率由 30%~40%,提高到50%—60%。
3.增产效果明显。膜下滴灌能适时适量地向作物根区供水供肥,调节棵间的温度和湿度;同时地膜覆盖昼夜温差变化时,膜内结露,能改善作物生长的微气候环境,从而为作物生长提供良好的条件,因而增产效果明显。据调查,膜下滴灌可使一般的低产棉花产量提高30%,蔬菜增收40%,西瓜、甜瓜增收25%。
4.投工费用很低。膜下滴灌,由于植物行间无灌溉水分,因而杂草比全面积灌溉的土壤少,可减少除草投工。滴水灌溉,土壤不板结,可减少锄地次数。滴灌系统又不需平整土地和开沟打畦,可实行自动控制,大大降低田间灌水的劳动量和劳动强度。据调查,滴灌比大水漫灌每667平方米(1亩)省工10个左右。
5.工程造价便宜。多少年来,滴灌技术一直被人们称为昂贵技术而仅应用在高附加值的作物中。随着水资源的日趋短缺和国产滴灌设施进行的适合国情、降低投资的研究取得很大的进展,滴灌技术已完全能够进入大田和适应普通农业使用。特别是新疆天业膜下滴灌设施,每667平方米造价仅300元左右,是国外同类产品造价的1/8,设备使用期可达5—8年,最末级滴灌带每米价格仅为0.2元,每667平方米土地滴灌带投资仅需 120元,使用二年左右后滴灌带还可以旧换新,每米只收0.12元加工费,每667平方米滴灌带投资可降到70多元。
五、大田栽培的节水技术要点
(一)耕作松土节水措施
采用深耕松土、镇压、耙耱保墒,中耕除草,增施有机肥,改良土壤结构等耕作方法,可以疏松土壤,增大活土层,增强雨水入渗速度和入渗量,减少降雨径流的流失,切断毛细管,减少土壤水分蒸发,既提高天然降水的蓄集能力,又减少土壤水分蒸发,保持土壤墒情,是一项行之有效的节水技术措施。据闻喜县旱作农业纳雨蓄墒、伏雨春用的试验,使每米土层蓄存雨水高达200—300毫米,有效地提高了土壤纳雨保墒能力。
(二)覆盖保墒节水措施
在耕地表面覆盖地膜、秸秆等材料,可以抑制土壤水分蒸发,减少降雨地表径流,起到蓄水保墒,提高水的利用率,促使作物增产的效果,还可提高地温,培肥地力,改善土地物理性状的作用。采用塑膜覆盖保墒,特别是小麦地膜覆盖,成为保墒、省水、增产非常显著的新技术。据麦田地膜覆盖观测,小麦生长各阶段,含水量比常规田高246—454立方/公顷。提高地温1—5℃,平均增产率达76.6%。
(三)化学制剂节水措施
施用化学制剂可以提高土壤保水能力,减少作物蒸腾损失。如使用抗旱剂1号,可以抑制作物叶片气孔开张度,使蒸腾减弱,使用具有强吸水性能的高分子材料制成的土壤保水剂,能使土壤在降水或灌溉后吸收相当自身重量数百倍、上千倍的水分。膨胀形成水分易离折的凝胶,在土壤干旱时将所含水分慢慢放出来供作物吸收利用,以后遇降水或灌水还可再吸水膨胀,重复发挥作用。作物喷施FA旱地龙,叶片气孔扩散阻力增大15%—40%,蒸腾强度降低19%—45%,叶片水势提高12.5%—60%,叶片气孔开度降低40%—60%。由于植株长势的改善,叶片气孔开度降低,使得在一个生长周期内,可少浇一水而不影响植株生长发育。
(四)增肥改土节水措施
调整作物结构,采用抗旱性强的作物,合理轮作,草田轮作与休闲轮作。熟施农家肥,增施绿肥与无机肥,种植绿肥作物,科学配方施肥。据有关资料介绍,大量增施有机肥,使耕作田土层的有机质含量达到1.8%以上,天然降雨的利用系数达到82.2%,每毫米降雨产粮1.5公斤,比对照田的0.28公斤提高了81%。
六、结束语
传统粗放的农业种植结构虽然保障了农业生产的经济效益,但是水资源短缺、人口数量剧增的今天,发展节水农业、调整农业种植结构、增加粮食产量已经成为农业发展的必然趋势。在此背景下,各地应结合当地气候特点、地形地貌、水利条件因地制宜地发展节水农业,选择合适的作物,科学分许作物的需水量,同时大力发展节水农业科技,提升农业生产的科技含量。进而保障节水型农业的可持续发展,保障农业生产的经济效益、社会效益和生态效益。
节水新技术论文篇二
建筑节水技术现状及节水措施
【摘 要】水资源短缺问题已是全球面临的问题,本文分析了目前国外及国内建筑节水的现状情况,并从推广使用优质给水管材附件、推广使用节水型卫生器具和配水器具等十个方面, 较为系统的研究探讨了建筑节水应采取的技术对策。
【关键词】建筑节水;节水措施
据统计,过去50年全世界淡水使用量增加将近4倍,达到每年4.13×1012m3。世界总取水量在20世纪70年代为22000亿m3,到20世纪末达到55000亿m3,净增长1.5倍。据统计,世界上有40多个国家和地区(占全球陆地面积60%)缺水。预计今后若干年内,缺水情况将更加严重。
中国水资源短缺、淡水资源总量约每年26200亿m3。人均占有量为每年2392m3,为世界人均占有量的1/4。随着国民经济的发展和城市生活水平的提高,水资源短缺问题已成为经济发展的一个制约因素。严峻的形势要求我们,必须增强水忧患意识,采取切实可行的措施来解决水资源的供需矛盾.因此,节水已成为亟待解决的问题,而在建筑中采用节水技术是节水的一个重要方面。
1 建筑节水的现状分析
1.1 国外节水现状[1]
城市中工业用水量的比重逐年增加。2000年世界各国的工业需水量约占世界总需水量的25%。为了解决水资源不足的问题,许多国家和城市把节约用水作为节水的重点。主要措施是重复利用工业内部已使用过的水,即一水多用。同时加强管道检漏工作,避免城市供水的不必要损失。
国外很重视关键的节水技术、设备的开发、节水器具的改进、提高、旧设备、旧工艺的改造等方面的科学技术的应用研究,依靠科技进步进一步提升城市节水工作。
1.2 国内节水现状
国内的节水运动始于20世纪80年代初期,经过20年多年的努力,取得了较大进展。
(1)制定了有关水和废水管理方面的法律法规。
现已颁布的直接涉及水和废水管理方面的有《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》两部法律。发布的涉及水和废水管理方面的行政法规有《城市节约用水管理规定》、《取水许可制度实施办法》、《城市供水条例》、《征收排污费暂行办法》等等。
(2)设置了相关的主管机构
国务院城市建设行政主管部门主管全国城市供水工作和主管全国的城市节约用水工作。
(3)国内工业节水技术
鉴于大量工业废水除少数污染很严重外,大部分经简单处理后可重复使用,因此工业节水也是国内城市节水的重点。1990年我国城市工业万元产值取水量为245m3/万元,2004年已降至196m3/万元,但从整体来看,工业用水水平还比较低,同发达国家的20~30 m3/万元相比差距很大。
(4)国内生活用水节水
目前国内主要节水措施有:
①水表安装与计量。
②采用节水型器具。
③城市节水灌溉。
④城市污水回用技术(中水技术)。
⑤减少管网的漏损率。
⑥利用价格杠杆,调整水价,促进节水工作。
2 建筑节水措施
建筑节水是一个系统工程,除应制订有关节水的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外,还就采取有效的技术措施,以保证建筑节水工作全面深入的开展。
2.1 推广使用优质给水管材、附件
节水的前提是防止管道渗漏,自来水的管道漏损率一般都在10%左右。建筑给水系统中,跑、冒、滴、漏现象较为普遍,水资源浪费严重,这通常情况下与管材、附件质量有关,也与施工质量有关。为减少管道漏损,在管道铺设时要采用质量好的管材及附件,就能很好地解决此类浪费问题。
2.2 推广使用节水型卫生器具和配水器具
从一些国家的家庭用水调查来看,饮用水占4%~5%,冲洗厕所占37%~39%,洗澡用水占34%~37%,其它用水占22%左右,其中大便器冲洗用水和洗澡用水占全部家庭用水的70%以上。由此可见,改进厕所的冲洗设备,采用节水型家用设备是城市建筑节约用水的重点。
2.2.1 免冲洗小便器
美国推出的免冲洗小便器,是一种不用水、无臭味的厕所用器具,其实仅仅是在小便器一端加个特殊的“存水弯”装置,但是因为经济、卫生、节水有效,所以还颇受欢迎。
2.2.2 延时自闭冲洗阀
它是利用先导式工作原理,直接与水管相连,在给水压力足够高的情况,可以保障大便器瞬时冲水的需要,用来代替水箱及配件,安装简洁,使用方便卫生,价格较低,节水效果明显。
2.3 防止给水系统超压出流造成的“隐形”水量浪费的措施:合理限定配水点的水压及采取减压措施。
2.4 完善热水循环系统设计,减少热水系统的无效冷水量。
据调查,一般住宅在开启热水配水装置后,往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这部分流失的冷水,未产生使用效益,也就是浪费的水量。无效冷水的产生原因是多方面的,应想办法从建筑热水系统的各个环节抓起,减少无效冷水的排放。
2.5 推广使用区域集中消防加压贮水系统
消防贮水池可与游泳池、水景合用,做到一水多用、重复利用及循环使用。对于高层建筑或小区,应尽可能共用消防水池和加压水泵,这样,既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题,又可以节省投资、降低运转费用,便于集中管理,同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。
2.6 真空节水技术
用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%。
2.7 发展建筑中水系统和雨水收集系统
中水回用,是解决城市水资源危机的重要途径,也是协调城市水资源与水环境的根本出路、中水是水资源有效利用的一种形式,将成为城市的第二水源。一般而言,商住小区设置中水系统可节水70%,研究单位可节水40%,民用住宅区可节水30%,排水量可减少35%~50%。
2.8 建筑水箱采用防溢水的浮球阀或高质量浮球阀
水池水箱的常年溢水是造成水资源浪费的重要原因。究其根本,大多是由于进水浮球阀关闭不严或已损坏,所以应采用防溢水的浮球阀或其他高质量浮球阀。
2.9 合理设置和使用水表
(1)提高水表计量的准确度。由于选型和水表本身的问题,水表计量的准确性较差。
(2)水表前加装过滤器。影响水表计量准确度的主要原因之一是管网水质的影响,主要表现在水中杂质堵塞了水表滤网的部分进水孔,造成水表计量不准确。在水表前安装过滤器,可以解决这一问题并减轻水表磨损。
(3)发展IC卡水表和远传水表。
2.10 合理利用市政管网余压
在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2MPa~0.4Mpa之间,只能满足3层~5层多层建筑供水压力。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3Mpa,则5层及以下楼层可采用市政管网直接供水,5层以上采用射流辅助或无负压新型供水方式,这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高,造成能耗及水量浪费。[3]
建筑节水工作涉及到建筑给水排水系统的各个环节,建筑节水各方面的措施是相互联系、相互制约、相辅相成的,必须把建筑节水工作作为一个系统来抓,加强节水的科学管理,通过多种途径全面开展节水工作,只有这样才能获得最大的节水效果。
参考文献
[1]李培国,城市建设节水利用的现状分析,管理论坛JSXX01/2008
[2]梁宏. 对现代住宅小区节水节能措施的探讨. 山西建筑,1009-6825(2007)17-0239-02
[3]关健山.论建筑给排水浪费的几种方式以及节水技术应用.四川建材,1672-4011(2007)02-0258-02
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