农田水利学参观报告

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《农田水利学》参观报告
我们的农田水利学实习是在张老师的带领下参观了四川农业大学农场的大棚、污水处理厂以及四川农业大学的净水厂等几个地点，通过一系列的参观学习，我们对农田水利学这门课程研究的内容有了更深刻的了解。并且我们将平时在《农田水利学》上学习到的专业知识与现实中的应用相结合，更加有利于我们将学到的知识与运用到实践中，使在我们在实验中学习到更多的知识。
首先，我们在张老师的带领下参观了农场里面的大棚，大棚里面布局了好几种农业节水。比如喷灌、滴灌、渗灌、温床等设备。在大棚里带微管式滴灌系统由1根主管和4根微管组成，通过同时使用这种灌溉系统可以降低水的动能。并且将微管头插入土壤中知道植物的根系，可以更加合理的调节水量节约水资源。喷灌是由进水管、抽水机、输水管、配水管和固定管道式喷灌微管等部分组成，它的喷射半径是2米，我们可以根据它的射程合理布局喷射管，以达到最大的灌溉面积节约用水。下面我再结合专业知识详细介绍一下喷灌、滴灌、渗灌。
喷灌是通过空中进行配水，由于需要压力所以常用压力管道输水。一般说来，其明显的优点是灌水均匀，少占耕地，节省人力，对地形的适应性强等，主要缺点是受风影响大，设备投资高等，经过20多年的努力，现在我国已有喷灌面积80多万公顷。喷灌系统的形式很多，其优缺点也就有很大差别。在我国用得较多的有以下几种：
1．固定管道式喷灌 干支管都埋在地下(也有的把支管铺在地面，但在整个灌溉季节都不移动)，这样管理更省人力，可靠性高，使用寿命长，只是设备投资很高，目前使用塑料管道的系统单位造价也有800—1200元／亩之间。有的甚至达到1500元／亩。
2．半移动式管道喷灌 干管固定，支管移动，这样可大大减少支管用量，从而使得亩投资仅为固定式的50—70％，但是移动支管需要较多人力，并且如管理不善，支管容易损坏。近代发明了以下一些由机械移动支管的方式，可以部分克服这一缺点。
3．滚移式喷灌支管 是将喷灌支管(一般为金属管)用法兰连成一个整体，每隔一定距离以支管为轴安装一个大轮子。在移动支管时用一个小动力机推动，使支管滚到下一个喷位。每根支管最长可达400mm，这种机型我国已有产品，适用于矮杆作物(如蔬菜、小麦等)要求地形比较平坦。
4．时针式喷灌机（又称圆形喷灌机） 是将支管支撑在高2～3米的支架上，全长可达400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源处，整个支管就绕中心点绕行，象时针一样，边走边灌，可以使用低压喷头，灌溉质量好，自动化程度很高。我国已有产品，在华北和东北已有一定的使用经验，适用于大面积的平原(或浅丘区)，要求灌区内没有任何高的障碍(如电杆、树木等)。其缺点是只能灌溉圆形的面积，边角要想法用其他方法补灌。此机在美国应用广泛，也值得我国大平原地区大规模农场推广。
5．大型平移喷灌机 为了克服时针式喷灌机只能灌圆形面积的缺点，近代在时针式喷灌机的基础上研制出可使支管作平行移动的喷灌系统。这样灌溉的面积就成矩形的。但其缺点是当机组行走到田头时，要专门牵引到原来出发地点，才能进行第二次灌溉。而且平移的准直技术要求高。因此，没有时针式喷灌机使用的那么广泛，我国也已有产品。其适于推广的范围与时针式喷灌机相仿。
6.绞盘式喷灌机 用软管给一个大喷头供水，软管盘在一个大绞盘上。灌溉时逐渐将软管收卷在绞盘上，喷头边走边喷，灌溉一个宽为两倍射程的矩形田块。这种系统，田间工程少，机械设备比时针式简单，从而造价也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高压喷头，能耗较高．适合于灌溉粗壮的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比较平坦，地面坡度不能太大，在一个喷头工作的范围内最好是一面坡。该机型我国也已有系列产品，桁架式绞盘机可采用低压喷头。
7．中、小型喷灌机 这是我国在二十世纪七十年代用得最多的一种喷灌模式，常见的的形式是配有1—8个喷头，用水龙带连接到装有水泵和动力机(多为柴油机与电动机)的小车上，动力功率为3～12马力居多。使用灵活，亩投资约为固定管道式的20～60％，移动费劳力大，管理要求高近年来，发展的规模，似有降低的趋势，只适用于中小型的农场和田块。但投资较低，使用灵活机动，以上各种喷灌溉形式各有利弊，各自适合于不同的条件，因此只能因地制宜地决策选用。
    滴灌 这是用小塑料管将灌溉水直接送到每棵作物根部的附近，水由滴头慢慢滴出，是一种精密的灌溉方法，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。而且可长时间使作物根区的水分处于最优状态，因此既省水又增产，我国现有面积34万公顷(包括微喷灌)，但其最大缺点就是滴头出流孔口小，流速低，因此堵塞问题严重。对灌溉水一定要认真地进行过滤和处理，目前我国还都只注意到防止物理堵塞，而同样严重的生物堵塞和化学堵塞问题尚未引起足够的重视。 
1．固定式地面滴灌 一般是将毛管和滴头都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下)，整个灌水季节都不移动，毛管用量大，造价与固定式喷灌相近，其优点是节省劳力，由于布置在地面，施工简单而且便于发现问题(如滴头堵塞、管道破裂、接头漏水等)，但是毛管直接受太阳曝晒，老化快，而且对其他农业操作有影响，还容易受到人为的破坏。
2．半固定式地面滴灌 为降低亩投资只将干管和支管固定埋在田间，而毛管及滴头都是可以根据轮灌需要移动。投资仅为固定式的50—70％。这样就增加了移动毛管的劳力，而且易于损坏。
3．膜下灌 在地膜裁培作物的田块，将滴灌毛管布置在地膜下面，这样可充分发挥滴灌的优点不仅克服了铺盖地膜后灌水的困难，而且还大大减少地面无效蒸发。
4．地下滴灌 这 是将滴灌干、支、毛管和滴头全部埋入地下，这可以大大减少对其他耕作的干扰，避免人为的破坏，避免太阳的辐射，减慢老化，延长使用寿命，其缺点是不容易发现系统的事故，如不作妥善处理，滴头易受土壤或根系堵塞。 
微喷灌 有的地方称之为雾灌，与滴灌相似，只是为了克服滴头太易于堵塞的缺点，将滴头改为微喷头，由于微喷头出流孔口大一些，流量大一些，流速慢一些，所以不象滴头那么容易堵塞，但流量加大了，毛管相应也要加粗些。在每棵作物或树下装1—2个微喷头一般即可满足灌溉的需要。微喷头仍有堵塞问题，因此也要对过滤问题给予足够的重视，每亩造价与固定式滴灌相仿。在国外有逐渐以微喷灌取代滴灌的趋势。但是在温室(或大棚)内使用微喷灌会大大提高室内之空气湿度。而不利于对湿度敏感作物(如黄瓜)的生产，这时只好用滴灌近年来我国微喷灌设备生产逐渐完善。微喷灌面积的发展很快，是一种很有发展前途的节水灌水方法。特别适用于灌溉果园。
 渗灌与地下的滴灌相似，只是用渗头代替滴头全部埋在地下，渗头的水不象滴头那样一滴一滴地流出，而是慢慢的渗流出来，这样渗头不容易被土粒和根系所堵塞。最近在国内引进采用废轮胎加工成的多孔渗流管，并进行小面积试点，但是微孔渗流管的堵塞是一个严重的问题，未经长时间试验检验不宜贸然推广。
(六)地下灌溉 地下灌溉是用控制地下水位的方法进行灌溉。在要灌溉时把地下水位抬高到水可以进入根系活动层的高度，地面仍保持干燥，所以非常省水，不灌溉时把地下水位降下去。这方法的局限性很大，只有在根系活动层下有不透水层时才行。因此不适于普遍推广。
通过在大棚中对农业节水设备的学习，我们不仅了解到他们各自的了解到它们各自的工作原理，我们还学习到他们工作的特点以及对农业生产产生的巨大作用。。　　
喷灌据有以下五个特点：
1．省水：由于喷灌可以控制喷水量和均匀性，避免产生地面径流和深层渗漏损失，使水的利用率大为提高，一般比地面灌溉节省水量30一50％，省水还意味着节省动力，降低灌水成本。
2.省工：喷灌便于实现机械化、自动化，可以大量节省劳动力。由于取消了田间的输水沟渠,不仅有利于机械作业，而且大大减少了由间劳动量。喷灌还可以结合施入化肥和农药，又可以省去不少劳动量，据统计，喷灌所需的劳动量仅为地面灌溉的l／5。
　　3．提高土地利用率：采用喷灌时，无需田间的灌水沟渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕种面积7一10％。
　  4．增产：喷灌便于严格控制土壤水分,使土壤湿度维持在作物生长最适宜的范围。而且在喷灌时能冲掉植物茎叶上尘土,有利于植物呼吸和光合作用。另外喷灌对土壤不产生冲刷等破坏作用，从而保持土壤的团粒结构，使土壤疏松多孔，通气性好，因而有利于增产， 特别是蔬菜增产效果更为明显。
　　5．适应性强：喷灌对各种地形适应性强，不需要像地面灌溉那样整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可进行喷灌。特别是在土层薄、透水性强的沙质土，非常适合采用喷灌。此外，喷灌不仅适应所有大田作物，而且对于各种经济作物、蔬菜、草场都可以获得很好的经济效果。 喷灌具有好多优点，但是也有缺点。主要是投资费用大，就目前条件移动式喷灌系统最便宜，亩投资也需要20 -50元／亩。另外是受风速和气候的影响大，当风速大于5.5米／秒时 (相当于4级风)，就能吹散雨滴，降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌。其次，在气候十分干燥时,蒸发损失增大，也会降低效果。
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。
滴管具有以下几点优点：
　 1.节水、节肥、省工。滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，不存在外围水的损失问题，又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。运用灌溉施肥技术，为作物及时补充价格昂贵的微量元素提供了方便，并可避免浪费。滴灌系统仅通过阀门人工或自动控制，又结合了施肥，故又可明显节省劳力投入，降低了生产成本。
　　2.控制温度和湿度。传统沟灌的大棚，一次灌水量大，地表长时间保持湿润，不但棚温、地温降低太快，回升较慢，且蒸发量加大，室内湿度太高，易导致蔬菜或花卉病虫害发生。因滴灌属于局部微灌，大部分土壤表面保持干燥，且滴头均匀缓慢地向根系土壤层供水，对地温的保持、回升，减少水分蒸发，降低室内湿度等均具有明显的效果。采用膜下滴灌，即把滴灌管（带）布置在膜下，效果更佳。另外滴灌由于操作方便，可实行高频灌溉，且出流孔很小，流速缓慢，每次灌水时间比较长，土壤水分变化幅度小，故可控制根区内土壤能够长时间保持在接近于最适合蔬菜、花卉等生长的湿度。由于控制了室内空气湿度和土壤湿度，可明显减少病虫害的发生，进而又可减少农药的用量。
　　3.保持土壤结构。在传统沟畦灌较大灌水量作用下，使设施土壤受到较多的冲刷、压实和侵蚀，若不及时中耕松土，会导致严重板结，通气性下降，土壤结构遭到一定程度破坏。而滴灌属微量灌溉，水分缓慢均匀地渗入土壤，对土壤结构能起到保持作用，并形成适宜的土壤水、肥、热环境。
4.改善品质、增产增效。由于应用滴灌减少了水肥、农药的施用量以及病虫害的发生，可明显改善产品的品质。总之，较之传统灌溉方 式，温室或大棚等设施园艺采用滴灌后，可大大提高产品产量，提早上市时间，并减少了水肥、农药的施用量和劳力等的成本投入，因此经济效益和社会效益显著。设施园艺滴灌技术适应了高产、高效、优质的现代农业的要求这也是其能得以存在和大力推广使用的根本原因。
农场的温室采用的是地面固定式的滴灌系统，特点是毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器不进行一定，可运用于果园、温室及少数大田作物的灌溉中。这种系统的优点是安装、维护方便快捷，也便于检查土壤湿润情况及测定滴头流量的变化情况，缺点是毛管和灌水器易损坏及老化，对维护有一定要求，且对一些田间的耕作也有一定影响。
其次，我们又跟随张老师对农场的污水处理厂进行了参观。刚一走进污水处理长就闻到一大股难闻的味道。接着我们就看到有几个大池子里面全是黑忽忽的污水，并且发出很大的味道很是难闻。但是我们还是坚持参观完了这个污水处理厂。我们了解到该厂以处理家畜养殖产生的废水为主，主体采用人工湿地系统，养殖废水中有机物及氨氮浓度高，经氨吹脱塔/絮凝沉淀池/ABR复合厌氧反应器/沸石过滤器联合工艺处理后，各项出水指标均优 于《污水综合排放标准》的一级排放标准。该系统是集物理处理方法、化学处理方法及生物处理方法于一体的较为先进的处理方法。该厂每天对动物粪便、废水等通过废水系统进行回收，然后通过栅格栅栏对废水进行过滤，再送入地埋式的调节池，通过提升泵系统将过滤后的废水传输至气浮塔，在塔内引入大量微小气泡于废水中，可通过气泡表面的活力作用使其吸附于细小的悬浮物上，是之形成一个比重小于水的比重的状态，通过浮力使其浮于水面，从而实现了固液分离。再将分离后的液体送入ABR池进行氧化反应，将废水进行进一步的净化，此后输送至芦苇池，通过一系列的生物反应，是废水基本净化完成。最后通过将净化后的水输送至人工湿地进行最终的植物净化后变将经污水处理后净化达标的水排入临近的江河中。
在这里我们要特别提到芦苇池的净化作用。之所以选择芦苇是因为在有害离子的吸附效果中它是比较好的，因为它有大量的根系。它属于生物措施的一部分，当大量含重金属及有害离子的污水流经这片芦苇池的时候，大量的重金属及有害离子被芦苇吸收富集，从而达到净化污水的作用。而且这片芦苇地的布局成S型，这样的布局可以让芦苇发达的根系充分与污水接触，而且这种布局还可以降低污水的流速，让大量污水有足够的时间与根系接触。增大根系的吸收面积。最后在吸附饱和以后可以将芦苇砍掉，让他重新长出新的芦苇继续进行吸附作用。污水在经过这片芦苇池的最后一道净化之后排到一个很大的蓄水池中。在那个池子里我们看见满满一池子的水，但是水上面有很多浮萍，水面呈绿色。但是据老师讲到，这样的水是达到排放标准的，可以直接排到江河里或者直接用于灌溉农田。这种水在书面上被称为农田回归水，将其用于灌溉可以达到节水灌溉的目的，节约水资源。而且这种水中的氮磷含量有点高用于农田灌溉可以减少化肥的使用，节约农业投资。
了解到我们污水处理厂的处理污水的原理之后，我们又来到了川农大老板上上的净水厂，这里所净化的水不直接用于我们师生们饮用，而是更多的用于生活用水，比如我们队伍庞大的师生每天所冲厕所所需用水等等生活得多方面，为我们的水资源的节约可以说是起到了一定的作用。
我们的抽水点是学校杏园餐厅后方的濆江河段，由于受到地球自转的影响，该段河流比较弯曲，随着河流总是向凹岸冲刷，在凸岸处堆积，所以形成了河漫滩以及河曲。通过地学基础这门课程的学习我们可以知道，在河流冲刷的一边河岸比较陡直，而且该处受到河流冲击作用最为强烈所以河岸受到剥蚀也强烈，而河流的泥沙都沉积到河漫滩一边，这里的河床应该是最深的。这里水流量最大；水位较高，便于在干旱少雨时节取水；水质较好，保证饮水的安全性。因此水源口的选择应该选择在凹岸才能更好的取水，所以我们学校的取水地点是非常科学的。
看完取水地点之后，我们来到老板山上的学校净水厂。这里主要将濆江中的水经过一系列的净化处理，然后作为自来水供学校师生日常洗漱，但是这个自来水不是一般意义上的自来水，他不可以直接饮用只可以用来洗漱和冲厕所。但是从现实中来说，这样可以充分利用水资源，避免水资源的过度浪费。
我下面就来介绍一下我们学校净水厂的工作流程。我们的净水厂的净水流程大致如下：沉砂池（自然沉淀砂石）→混合池（让水体与净化药物充分混合）→沉淀池（对水中污泥等进行沉淀和换洗）→消毒池（对水体进行消毒杀菌）→过滤池（对水体中杂质进行最后一场过滤）。
其中沉淀池采用加入KAL(SO4)2药品，经水解作用产生AL(OH)3胶体，经过胶体的吸附作用达到去除水中杂质的目的。而消毒池则采用加入Ca(CLO)2，经水解作用产生次氯酸到杀菌消毒的作用。
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。在这里我还要提到在沉沙池中我们可以看见很多S型的水道。因为这样的水道可以减小水的流速，让水流中的沙石充分沉积。沉淀池的作用得到充分发挥。
消毒池指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。 主要功能：杀死处理后污水中的病原性微生物。 污水处理厂常用消毒试剂：次氯酸钠、液氯、次氯酸钙等，其有效成分均为次氯酸根
这次的我们的参观可以说是又一次长见识的机会，又一次去学习的机会，就个人来讲，我觉得我们研发出来的这些灌溉技术，我们的净水技术，更加的说明了我们的水资源的稀缺以及水资源的污染严重的问题，我们必要在今后的学习生活中刻苦努力，为我们的水资源的合理利用贡献出我们自己的力量！
此次教学实习我们在张老师的指导下，顺利完成了教学实习的安排，达到了实习的目地和要求。为我们日后从事相关工作提供了一个难得的锻炼机会。
1、通过参观大棚中农业节水系统，使我对灌溉工程有了很深的了解，对整个灌溉工程的组成和各部分仪器设备也有了一个整体的认识，了解了它们的工作原理、它们的工作流程以及它对农业生产和防洪工作的重要作用。我们在实习中将《农田水利学》中学到的相关专业知识与我们的实习相结合，增强了我们动手实践的能力。
2、通过了解各种灌水技术，我认识到了很多新的灌溉技术，有很多是我们平时不曾见过的，特别是现在灌溉技术的核心问题是如何最大限度的节约用水，结合到我国现在的水资源利用的问题，使我感触良深，我们应该从身边做起节约用水用我们的实际行动来保护我们生命的源泉——水资源。
3、通过对污水处理厂的参观，我了解到净化污水的原理以及净化后的污水对农业生产的影响。我们还认识到污水处理的困难，也进一步坚定的我参加保护水资源的决心。
通过此次教学实习，我们不仅巩固了自己的理论知识，而且极大的锻炼了我们的实践操作能力。实习中有许多知识课本上是没有的，我们学到了更加明确可行的操作技术和应用理论。如何充分灵活利用自己课堂知识进行实际操作，锻炼自己的实践操作能力，这次教学实习给了我们一个充分锻炼的自己的机会。通过本次的实习，使得我们能够走出课堂，在现实生活中寻找农田水利工程应用实例。在短短的半天时间中，使得我们们在许多方面得到了很大的锻炼和提高：运用所学基本理论知识与应用实践相统一的能力得到了锻炼和提高；自主探究，自行设计，合理实施的能力得到了锻炼和提高.理论的严密性与实际操作的灵活性和科学性意识得到了锻炼和提高。