農田水利學參觀報告

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《農田水利學》參觀報告
我們的農田水利學實習是在張老師的帶領下參觀了四川農業(yè)大學農場的大棚、污水處理廠以及四川農業(yè)大學的凈水廠等幾個地點，通過一系列的參觀學習，我們對農田水利學這門課程研究的內容有了更深刻的了解。并且我們將平時在《農田水利學》上學習到的專業(yè)知識與現實中的應用相結合，更加有利于我們將學到的知識與運用到實踐中，使在我們在實驗中學習到更多的知識。
首先，我們在張老師的帶領下參觀了農場里面的大棚，大棚里面布局了好幾種農業(yè)節(jié)水。比如噴灌、滴灌、滲灌、溫床等設備。在大棚里帶微管式滴灌系統(tǒng)由1根主管和4根微管組成，通過同時使用這種灌溉系統(tǒng)可以降低水的動能。并且將微管頭插入土壤中知道植物的根系，可以更加合理的調節(jié)水量節(jié)約水資源。噴灌是由進水管、抽水機、輸水管、配水管和固定管道式噴灌微管等部分組成，它的噴射半徑是2米，我們可以根據它的射程合理布局噴射管，以達到最大的灌溉面積節(jié)約用水。下面我再結合專業(yè)知識詳細介紹一下噴灌、滴灌、滲灌。
噴灌是通過空中進行配水，由于需要壓力所以常用壓力管道輸水。一般說來，其明顯的優(yōu)點是灌水均勻，少占耕地，節(jié)省人力，對地形的適應性強等，主要缺點是受風影響大，設備投資高等，經過20多年的努力，現在我國已有噴灌面積80多萬公頃。噴灌系統(tǒng)的形式很多，其優(yōu)缺點也就有很大差別。在我國用得較多的有以下幾種：
1．固定管道式噴灌 干支管都埋在地下(也有的把支管鋪在地面，但在整個灌溉季節(jié)都不移動)，這樣管理更省人力，可靠性高，使用壽命長，只是設備投資很高，目前使用塑料管道的系統(tǒng)單位造價也有800—1200元／畝之間。有的甚至達到1500元／畝。
2．半移動式管道噴灌 干管固定，支管移動，這樣可大大減少支管用量，從而使得畝投資僅為固定式的50—70％，但是移動支管需要較多人力，并且如管理不善，支管容易損壞。近代發(fā)明了以下一些由機械移動支管的方式，可以部分克服這一缺點。
3．滾移式噴灌支管 是將噴灌支管(一般為金屬管)用法蘭連成一個整體，每隔一定距離以支管為軸安裝一個大輪子。在移動支管時用一個小動力機推動，使支管滾到下一個噴位。每根支管最長可達400mm，這種機型我國已有產品，適用于矮桿作物(如蔬菜、小麥等)要求地形比較平坦。
4．時針式噴灌機（又稱圓形噴灌機） 是將支管支撐在高2～3米的支架上，全長可達400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源處，整個支管就繞中心點繞行，象時針一樣，邊走邊灌，可以使用低壓噴頭，灌溉質量好，自動化程度很高。我國已有產品，在華北和東北已有一定的使用經驗，適用于大面積的平原(或淺丘區(qū))，要求灌區(qū)內沒有任何高的障礙(如電桿、樹木等)。其缺點是只能灌溉圓形的面積，邊角要想法用其他方法補灌。此機在美國應用廣泛，也值得我國大平原地區(qū)大規(guī)模農場推廣。
5．大型平移噴灌機 為了克服時針式噴灌機只能灌圓形面積的缺點，近代在時針式噴灌機的基礎上研制出可使支管作平行移動的噴灌系統(tǒng)。這樣灌溉的面積就成矩形的。但其缺點是當機組行走到田頭時，要專門牽引到原來出發(fā)地點，才能進行第二次灌溉。而且平移的準直技術要求高。因此，沒有時針式噴灌機使用的那么廣泛，我國也已有產品。其適于推廣的范圍與時針式噴灌機相仿。
6.絞盤式噴灌機 用軟管給一個大噴頭供水，軟管盤在一個大絞盤上。灌溉時逐漸將軟管收卷在絞盤上，噴頭邊走邊噴，灌溉一個寬為兩倍射程的矩形田塊。這種系統(tǒng)，田間工程少，機械設備比時針式簡單，從而造價也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高壓噴頭，能耗較高．適合于灌溉粗壯的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比較平坦，地面坡度不能太大，在一個噴頭工作的范圍內最好是一面坡。該機型我國也已有系列產品，桁架式絞盤機可采用低壓噴頭。
7．中、小型噴灌機 這是我國在二十世紀七十年代用得最多的一種噴灌模式，常見的的形式是配有1—8個噴頭，用水龍帶連接到裝有水泵和動力機(多為柴油機與電動機)的小車上，動力功率為3～12馬力居多。使用靈活，畝投資約為固定管道式的20～60％，移動費勞力大，管理要求高近年來，發(fā)展的規(guī)模，似有降低的趨勢，只適用于中小型的農場和田塊。但投資較低，使用靈活機動，以上各種噴灌溉形式各有利弊，各自適合于不同的條件，因此只能因地制宜地決策選用。
    滴灌 這是用小塑料管將灌溉水直接送到每棵作物根部的附近，水由滴頭慢慢滴出，是一種精密的灌溉方法，只有需要水的地方才灌水，可真正做到只灌作物而不是灌土地。而且可長時間使作物根區(qū)的水分處于最優(yōu)狀態(tài)，因此既省水又增產，我國現有面積34萬公頃(包括微噴灌)，但其最大缺點就是滴頭出流孔口小，流速低，因此堵塞問題嚴重。對灌溉水一定要認真地進行過濾和處理，目前我國還都只注意到防止物理堵塞，而同樣嚴重的生物堵塞和化學堵塞問題尚未引起足夠的重視。 
1．固定式地面滴灌 一般是將毛管和滴頭都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下)，整個灌水季節(jié)都不移動，毛管用量大，造價與固定式噴灌相近，其優(yōu)點是節(jié)省勞力，由于布置在地面，施工簡單而且便于發(fā)現問題(如滴頭堵塞、管道破裂、接頭漏水等)，但是毛管直接受太陽曝曬，老化快，而且對其他農業(yè)操作有影響，還容易受到人為的破壞。
2．半固定式地面滴灌 為降低畝投資只將干管和支管固定埋在田間，而毛管及滴頭都是可以根據輪灌需要移動。投資僅為固定式的50—70％。這樣就增加了移動毛管的勞力，而且易于損壞。
3．膜下灌 在地膜裁培作物的田塊，將滴灌毛管布置在地膜下面，這樣可充分發(fā)揮滴灌的優(yōu)點不僅克服了鋪蓋地膜后灌水的困難，而且還大大減少地面無效蒸發(fā)。
4．地下滴灌 這 是將滴灌干、支、毛管和滴頭全部埋入地下，這可以大大減少對其他耕作的干擾，避免人為的破壞，避免太陽的輻射，減慢老化，延長使用壽命，其缺點是不容易發(fā)現系統(tǒng)的事故，如不作妥善處理，滴頭易受土壤或根系堵塞。 
微噴灌 有的地方稱之為霧灌，與滴灌相似，只是為了克服滴頭太易于堵塞的缺點，將滴頭改為微噴頭，由于微噴頭出流孔口大一些，流量大一些，流速慢一些，所以不象滴頭那么容易堵塞，但流量加大了，毛管相應也要加粗些。在每棵作物或樹下裝1—2個微噴頭一般即可滿足灌溉的需要。微噴頭仍有堵塞問題，因此也要對過濾問題給予足夠的重視，每畝造價與固定式滴灌相仿。在國外有逐漸以微噴灌取代滴灌的趨勢。但是在溫室(或大棚)內使用微噴灌會大大提高室內之空氣濕度。而不利于對濕度敏感作物(如黃瓜)的生產，這時只好用滴灌近年來我國微噴灌設備生產逐漸完善。微噴灌面積的發(fā)展很快，是一種很有發(fā)展前途的節(jié)水灌水方法。特別適用于灌溉果園。
 滲灌與地下的滴灌相似，只是用滲頭代替滴頭全部埋在地下，滲頭的水不象滴頭那樣一滴一滴地流出，而是慢慢的滲流出來，這樣滲頭不容易被土粒和根系所堵塞。最近在國內引進采用廢輪胎加工成的多孔滲流管，并進行小面積試點，但是微孔滲流管的堵塞是一個嚴重的問題，未經長時間試驗檢驗不宜貿然推廣。
(六)地下灌溉 地下灌溉是用控制地下水位的方法進行灌溉。在要灌溉時把地下水位抬高到水可以進入根系活動層的高度，地面仍保持干燥，所以非常省水，不灌溉時把地下水位降下去。這方法的局限性很大，只有在根系活動層下有不透水層時才行。因此不適于普遍推廣。
通過在大棚中對農業(yè)節(jié)水設備的學習，我們不僅了解到他們各自的了解到它們各自的工作原理，我們還學習到他們工作的特點以及對農業(yè)生產產生的巨大作用。。　　
噴灌據有以下五個特點：
1．省水：由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產生地面徑流和深層滲漏損失，使水的利用率大為提高，一般比地面灌溉節(jié)省水量30一50％，省水還意味著節(jié)省動力，降低灌水成本。
2.省工：噴灌便于實現機械化、自動化，可以大量節(jié)省勞動力。由于取消了田間的輸水溝渠,不僅有利于機械作業(yè)，而且大大減少了由間勞動量。噴灌還可以結合施入化肥和農藥，又可以省去不少勞動量，據統(tǒng)計，噴灌所需的勞動量僅為地面灌溉的l／5。
　　3．提高土地利用率：采用噴灌時，無需田間的灌水溝渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕種面積7一10％。
　  4．增產：噴灌便于嚴格控制土壤水分,使土壤濕度維持在作物生長最適宜的范圍。而且在噴灌時能沖掉植物莖葉上塵土,有利于植物呼吸和光合作用。另外噴灌對土壤不產生沖刷等破壞作用，從而保持土壤的團粒結構，使土壤疏松多孔，通氣性好，因而有利于增產， 特別是蔬菜增產效果更為明顯。
　　5．適應性強：噴灌對各種地形適應性強，不需要像地面灌溉那樣整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可進行噴灌。特別是在土層薄、透水性強的沙質土，非常適合采用噴灌。此外，噴灌不僅適應所有大田作物，而且對于各種經濟作物、蔬菜、草場都可以獲得很好的經濟效果。 噴灌具有好多優(yōu)點，但是也有缺點。主要是投資費用大，就目前條件移動式噴灌系統(tǒng)最便宜，畝投資也需要20 -50元／畝。另外是受風速和氣候的影響大，當風速大于5.5米／秒時 (相當于4級風)，就能吹散雨滴，降低噴灌均勻性,不宜進行噴灌。其次，在氣候十分干燥時,蒸發(fā)損失增大，也會降低效果。
滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水的利用率可達95％。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產效果，同時可以結合施肥，提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。
滴管具有以下幾點優(yōu)點：
　 1.節(jié)水、節(jié)肥、省工。滴灌屬全管道輸水和局部微量灌溉，使水分的滲漏和損失降低到最低限度。同時，又由于能做到適時地供應作物根區(qū)所需水分，不存在外圍水的損失問題，又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地結合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系統(tǒng)，由于化肥同灌溉水結合在一起，肥料養(yǎng)分直接均勻地施到作物根系層，真正實現了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同時又因是小范圍局部控制，微量灌溉，水肥滲漏較少，故可節(jié)省化肥施用量，減輕污染。運用灌溉施肥技術，為作物及時補充價格昂貴的微量元素提供了方便，并可避免浪費。滴灌系統(tǒng)僅通過閥門人工或自動控制，又結合了施肥，故又可明顯節(jié)省勞力投入，降低了生產成本。
　　2.控制溫度和濕度。傳統(tǒng)溝灌的大棚，一次灌水量大，地表長時間保持濕潤，不但棚溫、地溫降低太快，回升較慢，且蒸發(fā)量加大，室內濕度太高，易導致蔬菜或花卉病蟲害發(fā)生。因滴灌屬于局部微灌，大部分土壤表面保持干燥，且滴頭均勻緩慢地向根系土壤層供水，對地溫的保持、回升，減少水分蒸發(fā)，降低室內濕度等均具有明顯的效果。采用膜下滴灌，即把滴灌管（帶）布置在膜下，效果更佳。另外滴灌由于操作方便，可實行高頻灌溉，且出流孔很小，流速緩慢，每次灌水時間比較長，土壤水分變化幅度小，故可控制根區(qū)內土壤能夠長時間保持在接近于最適合蔬菜、花卉等生長的濕度。由于控制了室內空氣濕度和土壤濕度，可明顯減少病蟲害的發(fā)生，進而又可減少農藥的用量。
　　3.保持土壤結構。在傳統(tǒng)溝畦灌較大灌水量作用下，使設施土壤受到較多的沖刷、壓實和侵蝕，若不及時中耕松土，會導致嚴重板結，通氣性下降，土壤結構遭到一定程度破壞。而滴灌屬微量灌溉，水分緩慢均勻地滲入土壤，對土壤結構能起到保持作用，并形成適宜的土壤水、肥、熱環(huán)境。
4.改善品質、增產增效。由于應用滴灌減少了水肥、農藥的施用量以及病蟲害的發(fā)生，可明顯改善產品的品質?？傊?，較之傳統(tǒng)灌溉方 式，溫室或大棚等設施園藝采用滴灌后，可大大提高產品產量，提早上市時間，并減少了水肥、農藥的施用量和勞力等的成本投入，因此經濟效益和社會效益顯著。設施園藝滴灌技術適應了高產、高效、優(yōu)質的現代農業(yè)的要求這也是其能得以存在和大力推廣使用的根本原因。
農場的溫室采用的是地面固定式的滴灌系統(tǒng)，特點是毛管布置在地面，在灌水期間毛管和灌水器不進行一定，可運用于果園、溫室及少數大田作物的灌溉中。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是安裝、維護方便快捷，也便于檢查土壤濕潤情況及測定滴頭流量的變化情況，缺點是毛管和灌水器易損壞及老化，對維護有一定要求，且對一些田間的耕作也有一定影響。
其次，我們又跟隨張老師對農場的污水處理廠進行了參觀。剛一走進污水處理長就聞到一大股難聞的味道。接著我們就看到有幾個大池子里面全是黑忽忽的污水，并且發(fā)出很大的味道很是難聞。但是我們還是堅持參觀完了這個污水處理廠。我們了解到該廠以處理家畜養(yǎng)殖產生的廢水為主，主體采用人工濕地系統(tǒng)，養(yǎng)殖廢水中有機物及氨氮濃度高，經氨吹脫塔/絮凝沉淀池/ABR復合厭氧反應器/沸石過濾器聯(lián)合工藝處理后，各項出水指標均優(yōu) 于《污水綜合排放標準》的一級排放標準。該系統(tǒng)是集物理處理方法、化學處理方法及生物處理方法于一體的較為先進的處理方法。該廠每天對動物糞便、廢水等通過廢水系統(tǒng)進行回收，然后通過柵格柵欄對廢水進行過濾，再送入地埋式的調節(jié)池，通過提升泵系統(tǒng)將過濾后的廢水傳輸至氣浮塔，在塔內引入大量微小氣泡于廢水中，可通過氣泡表面的活力作用使其吸附于細小的懸浮物上，是之形成一個比重小于水的比重的狀態(tài)，通過浮力使其浮于水面，從而實現了固液分離。再將分離后的液體送入ABR池進行氧化反應，將廢水進行進一步的凈化，此后輸送至蘆葦池，通過一系列的生物反應，是廢水基本凈化完成。最后通過將凈化后的水輸送至人工濕地進行最終的植物凈化后變將經污水處理后凈化達標的水排入臨近的江河中。
在這里我們要特別提到蘆葦池的凈化作用。之所以選擇蘆葦是因為在有害離子的吸附效果中它是比較好的，因為它有大量的根系。它屬于生物措施的一部分，當大量含重金屬及有害離子的污水流經這片蘆葦池的時候，大量的重金屬及有害離子被蘆葦吸收富集，從而達到凈化污水的作用。而且這片蘆葦地的布局成S型，這樣的布局可以讓蘆葦發(fā)達的根系充分與污水接觸，而且這種布局還可以降低污水的流速，讓大量污水有足夠的時間與根系接觸。增大根系的吸收面積。最后在吸附飽和以后可以將蘆葦砍掉，讓他重新長出新的蘆葦繼續(xù)進行吸附作用。污水在經過這片蘆葦池的最后一道凈化之后排到一個很大的蓄水池中。在那個池子里我們看見滿滿一池子的水，但是水上面有很多浮萍，水面呈綠色。但是據老師講到，這樣的水是達到排放標準的，可以直接排到江河里或者直接用于灌溉農田。這種水在書面上被稱為農田回歸水，將其用于灌溉可以達到節(jié)水灌溉的目的，節(jié)約水資源。而且這種水中的氮磷含量有點高用于農田灌溉可以減少化肥的使用，節(jié)約農業(yè)投資。
了解到我們污水處理廠的處理污水的原理之后，我們又來到了川農大老板上上的凈水廠，這里所凈化的水不直接用于我們師生們飲用，而是更多的用于生活用水，比如我們隊伍龐大的師生每天所沖廁所所需用水等等生活得多方面，為我們的水資源的節(jié)約可以說是起到了一定的作用。
我們的抽水點是學校杏園餐廳后方的濆江河段，由于受到地球自轉的影響，該段河流比較彎曲，隨著河流總是向凹岸沖刷，在凸岸處堆積，所以形成了河漫灘以及河曲。通過地學基礎這門課程的學習我們可以知道，在河流沖刷的一邊河岸比較陡直，而且該處受到河流沖擊作用最為強烈所以河岸受到剝蝕也強烈，而河流的泥沙都沉積到河漫灘一邊，這里的河床應該是最深的。這里水流量最大；水位較高，便于在干旱少雨時節(jié)取水；水質較好，保證飲水的安全性。因此水源口的選擇應該選擇在凹岸才能更好的取水，所以我們學校的取水地點是非常科學的。
看完取水地點之后，我們來到老板山上的學校凈水廠。這里主要將濆江中的水經過一系列的凈化處理，然后作為自來水供學校師生日常洗漱，但是這個自來水不是一般意義上的自來水，他不可以直接飲用只可以用來洗漱和沖廁所。但是從現實中來說，這樣可以充分利用水資源，避免水資源的過度浪費。
我下面就來介紹一下我們學校凈水廠的工作流程。我們的凈水廠的凈水流程大致如下：沉砂池（自然沉淀砂石）→混合池（讓水體與凈化藥物充分混合）→沉淀池（對水中污泥等進行沉淀和換洗）→消毒池（對水體進行消毒殺菌）→過濾池（對水體中雜質進行最后一場過濾）。
其中沉淀池采用加入KAL(SO4)2藥品，經水解作用產生AL(OH)3膠體，經過膠體的吸附作用達到去除水中雜質的目的。而消毒池則采用加入Ca(CLO)2，經水解作用產生次氯酸到殺菌消毒的作用。
污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。其工作原理是以重力分離為基礎，故應將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。沉砂池主要有平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等?，F代設計的主要有旋流沉砂池。
沉淀池是應用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構筑物。沉淀池在廢水處理中廣為使用。它的型式很多，按池內水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分離的構筑物，多為分離顆粒較細的污泥。在生化之前的稱為初沉池，沉淀的污泥無機稱為較多，污泥含水率相對于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般稱為二沉池，多為有機污泥，污泥含水率較高。在這里我還要提到在沉沙池中我們可以看見很多S型的水道。因為這樣的水道可以減小水的流速，讓水流中的沙石充分沉積。沉淀池的作用得到充分發(fā)揮。
消毒池指的是使消毒劑與污水混合，進行消毒的構筑物。 主要功能：殺死處理后污水中的病原性微生物。 污水處理廠常用消毒試劑：次氯酸鈉、液氯、次氯酸鈣等，其有效成分均為次氯酸根
這次的我們的參觀可以說是又一次長見識的機會，又一次去學習的機會，就個人來講，我覺得我們研發(fā)出來的這些灌溉技術，我們的凈水技術，更加的說明了我們的水資源的稀缺以及水資源的污染嚴重的問題，我們必要在今后的學習生活中刻苦努力，為我們的水資源的合理利用貢獻出我們自己的力量！
此次教學實習我們在張老師的指導下，順利完成了教學實習的安排，達到了實習的目地和要求。為我們日后從事相關工作提供了一個難得的鍛煉機會。
1、通過參觀大棚中農業(yè)節(jié)水系統(tǒng)，使我對灌溉工程有了很深的了解，對整個灌溉工程的組成和各部分儀器設備也有了一個整體的認識，了解了它們的工作原理、它們的工作流程以及它對農業(yè)生產和防洪工作的重要作用。我們在實習中將《農田水利學》中學到的相關專業(yè)知識與我們的實習相結合，增強了我們動手實踐的能力。
2、通過了解各種灌水技術，我認識到了很多新的灌溉技術，有很多是我們平時不曾見過的，特別是現在灌溉技術的核心問題是如何最大限度的節(jié)約用水，結合到我國現在的水資源利用的問題，使我感觸良深，我們應該從身邊做起節(jié)約用水用我們的實際行動來保護我們生命的源泉——水資源。
3、通過對污水處理廠的參觀，我了解到凈化污水的原理以及凈化后的污水對農業(yè)生產的影響。我們還認識到污水處理的困難，也進一步堅定的我參加保護水資源的決心。
通過此次教學實習，我們不僅鞏固了自己的理論知識，而且極大的鍛煉了我們的實踐操作能力。實習中有許多知識課本上是沒有的，我們學到了更加明確可行的操作技術和應用理論。如何充分靈活利用自己課堂知識進行實際操作，鍛煉自己的實踐操作能力，這次教學實習給了我們一個充分鍛煉的自己的機會。通過本次的實習，使得我們能夠走出課堂，在現實生活中尋找農田水利工程應用實例。在短短的半天時間中，使得我們們在許多方面得到了很大的鍛煉和提高：運用所學基本理論知識與應用實踐相統(tǒng)一的能力得到了鍛煉和提高；自主探究，自行設計，合理實施的能力得到了鍛煉和提高.理論的嚴密性與實際操作的靈活性和科學性意識得到了鍛煉和提高。