灌溉和排水

灌溉和排水、人工水应用到土地和人工删除多余的水,分别。一些土地需要灌溉或排水之前可以用于任何农业生产;其他土地利润从实践增加产量。当然,一些土地,不需要。虽然实践可能,通常是用于非农业用途来改善环境,本文仅限于农业的应用。

灌溉和排水改善不一定是相互排斥的。可能需要经常都在一起保证持续、高级作物的生产。

现代灌溉系统的规划和建设

水的供应

首先要考虑在规划一个供水灌溉项目发展。水源可分为表面或地下。尽管表层和次表层的水来自降水,比如雨或雪,更很难确定地下水的起源。

在规划一个表面供水、广泛的研究必须流的小溪或河流,将被使用。如果长期定期测量流速及流水量,包括干旱和洪水时期,研究大大简化。从流速及流水量数据,决定可以最低,最大,平均每日和每月平均流动;大小的大坝、溢洪道和下游渠道;季节性和遗留物存储需要。如果没有提供足够的流速及流水量数据,雨雪的流速及流水量可能估计数据,或从流数据从附近的溪流,有相似的气候和地形学的条件。

的数量、质量以及地表水是一个因素。最重要的两个因素是淤泥的数量和种类和数量的盐溶解在水中。如果泥沙含量高,泥沙会在储层的沉积,增加维护成本,减少使用寿命。如果盐浓度高,可能会损害农作物或土壤中积累并最终呈现非生产性。

地下水源必须尽可能仔细地研究表面来源。一般来说,不知道地下的水供应比表面供应,因此,因此,地下供应难以调查。工程师计划一个项目需要了解的程度基础地质的水源(含水层),以及水位量降低抽水和含水层的补给。通常的唯一途径获取这些数据可靠的工程师是钻探试验井,使现场测量。理想情况下,一个项目计划,以免使用地下水多充电。否则,水被认为是“开采”,也就是说,它使用自然资源和它的使用被认为是不可持续的。

两个水源外行不常想到的露水和污水或废水。在世界的某些地区,以色列和澳大利亚的一部分,例如,在大气条件是正确的,足够的露水可能被困在晚上提供灌溉用水。其他地方供应一些行业的废水、直辖市足以灌溉土地相对较小。最近,由于更强调纯净的水在流,有兴趣增加后者的做法。

污水是一种宝贵的水源和农业灌溉通常是令人满意的质量。

在一些国家(例如埃及)污水是一种宝贵的水源。在其他领域,比如美国,灌溉是视为一种处理的污水废水处理过程中的最后一步。除非水含有不同寻常的化学盐,如钠,它通常是农业灌溉质量令人满意。的实践中主要用作意味着处理,涉及到大面积和作物的选择是至关重要的。通常只有草或树可以承受全年的应用程序。

可以保证供水之前,必须确定它的权利。国家和国家的法律和习俗大不相同,确定水的所有权。如果供水的发展是一个目标,然后确定所有权的可能相对简单;但如果发展多用途,大多数现代的发展,所有权可能很难确定,和协议中必须解决,国家,州,城市,和私人业主。

的区域可以灌溉供水取决于天气,作物生长的类型和土壤。开发了许多方法来评估这些因素和预测所需的降雨年平均体积。一些代表年度所需的大量降雨农田在美国西部305到760毫米(12到30英寸)谷物和610 - 1525毫米(24 - 60英寸)饲料。在近东,棉花需求约915毫米(36英寸),而大米可能需要两到三倍。在美国的湿润地区,灌溉补充降雨,粮食作物可能需要150 - 230毫米(6到9英寸)的水。除了满足作物的需求,津贴必须水失去了直接蒸发和在运输领域。

运输系统

交通系统用于灌溉项目的类型通常是由供水的源头。如果使用地表水供应,一个大型运河或管道系统通常需要携带农场,因为水库的水可能是遥远的从使用的角度。如果使用水来自地下水井,需要一个小得多的交通系统,虽然运河或管道可以使用。交通系统将尽可能依靠重力流,必要时补充泵。从电源、水流入分支,或侧面部分,最后分销商,服务组织的农场。许多需要辅助结构,包括堰流转移水坝,水闸、和其他类型的大坝。运河通常内衬混凝土防止渗漏损失,控制杂草的生长,消除水土流失危害,减少维护。最常见的混凝土管施工是形成。在这种类型的建筑,运河是挖掘所需的精确截面和混凝土放置在地球两侧和底部。

管道可能是由许多类型的材料。大行通常是混凝土而侧根可能混凝土,石棉水泥、硬质塑料、铝或钢。虽然管道更昂贵的比公开的渠道,它们不需要土地建设后,受到小蒸发损失,不是困扰藻类的生长。

水的应用

水到达农场后它可能适用于表面,地下或喷灌的方法。地面灌溉通常只用在土地被分级,以便统一斜坡存在。土地定级估价是不必要的其他方法。每个方法包括几个变化,只有更常见的是在这里。

地面灌溉系统通常归入洪水或沟系统。防洪体系中,水是应用于边缘的一个字段,允许在整个表面的对面。粮食和饲料作物通常由洪水灌溉技术。沟系统用于行玉米等农作物(玉米)、棉花、甜菜和土豆。沟之间耕种作物行和水在沟中运行。在任何类型的地面灌溉系统,废水沟的下缘字段允许多余的水被用于其他地方,并防止洪涝灾害。

地下灌溉是一个不太常见的方法。不透水层必须位于下方,但附近,作物的根区,水被困在根区。如果这种情况存在,水应用于土壤通过瓷砖下水道或沟渠。

洒水装置已经越来越多地用于灌溉农田。很少或没有准备是必要的,应用程序可以控制,并且系统可以用于防霜和化学品的应用,如杀虫剂、除草剂、化肥。洒水装置从那些水的形式雾适用于那些应用每小时一英寸或更多。

蒸发和渗流控制

各种技术一直在试图减少灌溉用水的损失。两个主要来源的损失,尤其是从表面和表面供应系统,从水库和运河蒸发和渗漏。许多研究已经由技术来抑制蒸发。似乎更有前途的应用电影特技酒精从表面上看,这阻碍蒸发30%,不减少水的质量。使用的主要问题是,它是脆弱的;大风可以吹开,使水蒸发。

灌溉用水的两个主要来源的损失是蒸发和渗漏。

渗流主要是由衬砌主要控制和分销渠道防渗材料,一般混凝土。其他材料沥青和塑料薄膜,尽管塑料会恶化如果暴露在阳光下。

典型的系统

典型的表面灌溉系统利用公开supply-e.g开发水。流域水库。公共项目还构造主要运河把水从水库农业用地。一般运河由重力流,但提升站通常是必需的。供应和现场运河把水用于各个领域,它应用于土地通过沟或洪水的方法。

直到最近,大多数喷灌系统依靠私人研制的水的供应,但许多现代自动喷水灭火系统已经能够利用公共供水。在这两种情况下,需要泵泵水从一个大(3785升、1000加仑每分钟或更多)或供应运河。水进入系统主要和那里喷水灭火装置。许多自动或半自动动喷水灭火系统旅游领域应用水。两个常见的单位是所谓的中心枢轴和洒水旅行。的中枢单位固定领域的中心;长侧(arm)和洒水装置安装在扫描现场围成一个圈。系统的缺点是失踪的一个正方形。旅行洒水喷头安装在拖车和推动穿过田野的小路已经离开unplanted。单位拖一个软管连接到主要补给线。 When it reaches the end of the lane, it is automatically shut off and can be moved to the next lane. Despite some shortcomings, all sprinkler systems are effective in applying a controlled amount of water at a high level of efficiency with a minimum of labour.

现代排水系统规划和建设

规划系统

排水系统的规划和设计并不是一门精确的科学。虽然有很多土壤和作物科学的进步,技术尚未开发相结合的基本原则涉及到精确设计。困难的主要原因之一,应用已知的理论是自然土壤的反复无常的变化与理想化的土壤需要开发一个理论。

排水系统设计的类型取决于许多因素,但最重要的是土壤的类型,确定水将通过迅速足以使用地下排水。土壤有很高比例的沙子,silt-size粒子和低比例的泥级粒子通常会迅速传输水足以让地下排水可行。土壤,富含泥级粒子通常不能由地下排水的改进。必须考虑土壤特性的深度1.5到1.8米(6英尺5)因为土壤中的层传输水最慢的控制设计,和地下的改进可以安装这些深处。

土地的地形和坡度也很重要。在许多情况下,需要排水的土地平坦,等值线图显示海拔30厘米(12英寸)或15厘米(6英寸)是用来确定问题点和可能的排水水。通常一个出口可以开发只有集体社区行动。降雨模式,作物生长和正常水位的高度也被认为是。如果暴雨不可能在作物生长的关键阶段,那么广泛的排水改善可能就足够了。系统管理部分的容量增长模式的作物,其种植日期、成长的关键阶段,多余的水公差、收获日期、和价值。

在一些地区土壤中的正常水位高,在其他低;这个变量总是研究排水系统之前的计划。

类型的排水系统

排水系统可以分为两类,表层和次表层的。每个组件有几个类似的功能,但不同的名称。低,或处理,最后的系统是一个出口。为了减少大小,表面系统是主要的组件集合水沟,水沟,和现场排水;地下系统,主,次干管,次干管和横向管道。出口的重点是处理水系统;出口的主要携带水;次干管或田间沟收集水的更小的单位,并将其主要;排水和外侧或字段,系统的最小单位,从土壤中去除水。

排水系统的出口可能是自然溪流或河流或大型构造沟里。沟构造通常是在部分梯形边银行平足以稳定。草可以种植在银行保存的树林和灌木丛,干扰流动的水。

表面排水系统删除从土壤表面的水,约场沟的底部。表面为排水系统是唯一手段改善土壤水传输缓慢。个人表面排水也用于补充地下系统通过移除水从阻塞的区域。

表面的现场排水系统可能会安排在许多模式。可能是两个最广泛使用的是平行的下水道和随机的下水道。并行排水渠道相互平行的均匀间隔几到几百米,根据土壤和土地的斜率。随机排水渠道运行的任何较低的地区。并行系统提供统一的排水,而随机系统排水只有低地区连接的通道。在这两种情况下的通道是浅平,可能是养殖像其余的字段。作物通常种植垂直于渠道这行之间的水流通道。

一些土地分级领域的表面排水安装通常是满意的功能所必需的。土地定级估价是田间的塑造,这样土地斜坡排水通道。斜率可以统一在整个领域或者不同部分的部分。历史上,规划土地定级估价所需的计算耗时,最终设计的因素限制了可用的替代品。今天,计算机模型迅速探索许多可能性之前最后一个土地定级估价的设计被选中。

在地下排水系统中,通常被称为瓦系统所有部件除了下面的出口位于地面的表面。它提供了更好的比表面排水系统,因为它消除了水从土壤中流失的深度,提供植物更大质量的土壤根发展土壤允许更快的在春天热身,细菌作用和保持更好的平衡,土壤中的空气,最大的作物生长所需的其他因素。

最小的地下系统的组件,外侧,主要从土壤中去除水。侧根可能安排在一个统一的或随机模式。选择是由作物种植和它的值,土壤的特点,和降水模式。

系统所需的主要决定统一侧根是他们的深度和间距。一般来说,可以侵侧根越深,距离越远他们可以间隔同等程度的排水。侧根通常间隔从24到91米(80到300英尺),0.9到1.5米(3到5英尺)深。

地下排水系统是一样重要的在许多灌区在潮湿的地区。排水系统是需要灌溉土地控制地下水位,并确保通过土壤水能够移动,从而防止盐积累在根区土壤和非生产性。

建设和维护

大多数地下排水管由挖掘战壕,安装瓷砖,回填沟。控制的机器,以确保适当的边坡流失的一个主要问题,但开挖技术的最新发展,包括使用激光级控制,帮助解决它。传统上,粘土或混凝土砖的主要材料,但现在许多类型的多孔塑料管子。一个优点是材料的重量减轻处理。

通过适当的维护,排水系统给相对寿命长。选择除草剂通常应用于保持水伍迪增长和杂草的通道。格栅通常安装在网点防止啮齿动物和穴居动物筑巢。

路面排水系统需要几乎每年维护以确保斜率和通道的横截面和分级的斜率地区因为山坡上平,小地表的变化可以显著改变一个系统功能的能力。

地下系统需要定期检查,但通常需要维修。系统的出口和罕见的结构失效的材料通常点服务。

土地复垦通过灌溉和排水

持续的需要增加食物和纤维生产需要新的农业土地的持续发展和提高效率的现有的农业地区。开发新的农业地区是很少可能没有灌溉或排水系统或两者兼而有之。轻松地识别改进大型流域项目专为防洪、灌溉和发电。此类项目在不同阶段的设计或建筑在世界上许多国家的例子,中国、印度、埃及、伊朗、澳大利亚和美国。在几乎所有情况下排水灌溉的土地被认为是一个伴侣的要求。如果可能的话,地下排水改善。

排水和灌溉是用来回收大面积的土地被抛弃,因为盐积累。在这种情况下,地下排水系统必须安装这样高水位降低,通过土壤纯水冲洗,溶解盐和携带他们的排水水。大面积在美国、印度和中东的潜在的可回收的技术。

荷兰人民开垦地从海上使用排水。自从艾塞尔湖(原防洪堤)将尼德屏障大坝于1932年关闭,这大量的水转换成一个淡水湖,荷兰一直不断封闭和回收小身体(低田)。堤是建立在低地后,该地区被排出水排水。排水渠道,在许多地方,地下排水安装的根区作物可以回笼资金。在启动之后,种植复垦过程中的最后一步。

烧荒机械和路面排水技术的发展使得人们有可能清晰和排水的热带土地农业生产。第一步是树木,刷,和其它热带增长。出口沟渠构造,其次是下水道。在某些情况下地下下水道是可能的,但更常见的土壤和降雨条件下使这种改善不切实际。表面排水安装在一个统一的模式和土地平滑或分级。排水系统新开垦的热带土地上需要特别注意,而土壤稳定,和一些土壤稳定后通常需要重建完成。

全世界灌溉和排水

的粮食及农业组织联合国(FAO)保持最完整的灌溉土地统计数据;估计全世界约2.75亿公顷(6.8亿英亩)灌溉。超过130个国家报告一些在灌溉面积。亚洲灌溉总面积的近70%的世界灌溉;其中大部分是中国的大片surface-irrigated大米种植地区,印度,巴基斯坦,和东南亚。撒哈拉以南非洲地区耕地灌溉的比例最低。喷水灭火系统和局部灌溉方法是使用在世界各地和占总灌溉面积的14%的土地。

统计比统计数据稀疏的灌溉排水的改进。它可以安全地说,排水在一种或另一种形式是在世界上几乎每一个国家。现在人们普遍接受,在不用灌溉排水需要尽可能多的在灌溉土地。国家,如印度,大规模的流域发展计划与灌溉也有同伴排水系统规划,土地不会被盐积累。

基本上可以肯定的是,世界的土地面积提高了灌溉和排水将继续增加,因为这些做法是两个最基本的回收和提高农业土地。

写的本杰明·a·琼斯名誉教授农业工程、伊利诺伊大学香槟分校和百科全书的编辑yabo亚博网站首页手机。

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