朱建冬

隨著節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，滴灌更因其節(jié)水、省工及增產(chǎn)效果顯著而被廣泛推廣，在浙江省建德市草莓、蔬菜等行業(yè)應(yīng)用面積超過667 hm2。然而由于重應(yīng)用輕維護(hù)或者本身設(shè)計及投入方面的不足，滴灌設(shè)施在應(yīng)用了一二個季節(jié)后，普遍出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，影響了滴灌系統(tǒng)的正常使用。現(xiàn)對這一現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并提出相應(yīng)措施。

堵塞是指灌溉水中的泥沙、化學(xué)沉淀物或生物等物質(zhì)在滴灌系統(tǒng)的管道或者滴頭流道中依附和堆積，減小或者完全封堵過水?dāng)嗝妫斐晒嗨徽，F(xiàn)象。堵塞的發(fā)生是物理、化學(xué)和生物三種因素相互作用的結(jié)果，控制好任何一個因素都可以減輕其他因素引起的堵塞。物理堵塞是由水體中無法過濾掉的懸浮無機(jī)物質(zhì)顆粒(如沙粒、淤泥、黏土等)、有機(jī)物質(zhì)(如動物的代謝物、蝸牛、塑料碎末等)和微生物殘體(如藻類、原生動物等)引起的。對于地下滴灌系統(tǒng)，在關(guān)閉過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)壓，會將毛管周圍的土壤顆粒通過滴頭出口吸入流道內(nèi)，造成灌水器堵塞。生物堵塞是指生物因素(如藻類、細(xì)菌、微生物分解物，還有一些植物根系等)在流道壁面附著成長形成生物膜，流體中的其他雜質(zhì)往往會在細(xì)菌群落生長很好的流道拐角處與生物膜發(fā)生相互的粘附累積，最終導(dǎo)致灌水器堵塞。生物堵塞也包括地下滴灌植物根系入侵造成的直接堵塞?；瘜W(xué)堵塞是指溶于水中的化學(xué)物質(zhì)(如可溶性鹽類、氫氧化物和硅酸鹽等)，在一定條件下相互作用，變成難溶性物質(zhì)在流道內(nèi)沉淀，如富含重碳酸鹽和鈣離子的水質(zhì)易形成碳酸鈣沉淀造成灌水器的堵塞。

如何防止堵塞？

（1）優(yōu)化設(shè)計灌水器流道內(nèi)部結(jié)構(gòu)是提高其抗堵塞能力的基礎(chǔ)?？梢酝ㄟ^改變流道和出口結(jié)構(gòu)提高灌水器的抗堵性能。流道轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)參數(shù)對滴頭抗堵塞性能的影響較大，其次是流道寬等。當(dāng)流道轉(zhuǎn)角為60°時，灌水器流態(tài)指數(shù)相對較小，抗堵性能相對較強(qiáng)，建議迷宮流道灌水器設(shè)計時采用60°轉(zhuǎn)角。流道寬的合理取值為1.0～1.2 mm。對于地下滴灌系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)壓泥吸現(xiàn)象，一般采用在干管、支管及滴灌管等局部高點處安裝真空破壞閥消除負(fù)壓，或在毛管末端安裝沖洗閥，有的學(xué)者還建議采用無紡布包扎滴頭等，這些方法都取得了較好的效果。另外，還可通過設(shè)計灌水器合理出口達(dá)到減小負(fù)壓堵塞的目的。

改善灌水器結(jié)構(gòu)特征應(yīng)著眼于抗堵塞、易清洗這一目標(biāo)，發(fā)展大流量、可拆卸、可降解、大流道和紊流型灌水器。如以色列Netafim公司的Tiran片式灌水器，采用了特殊的迷宮結(jié)構(gòu)，當(dāng)額定流量為2 L/h時，流道深度和寬度分別達(dá)到1 mm和1.18 mm，而長度卻只有109 mm。

（2）強(qiáng)化水質(zhì)處理是解決堵塞的前提。水質(zhì)處理辦法包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理3種類型。考慮到滴灌過程中水質(zhì)的變化，須在一年當(dāng)中選幾個時間對水質(zhì)進(jìn)行抽樣檢查，根據(jù)水質(zhì)改變和相關(guān)規(guī)范調(diào)整處理方法。

物理處理：常用的過濾器有篩網(wǎng)式、砂石式、離心式和疊片式過濾器。一般的用戶都采用單一的網(wǎng)式過濾，一些大的過濾站則采用多組過濾器聯(lián)合的方式。過濾器類型及其組合布設(shè)方式要根據(jù)水質(zhì)、灌水器流量、要求的水頭損失來選擇。當(dāng)水中雜質(zhì)主要為泥沙時，采用工程措施結(jié)合過濾措施進(jìn)行攔堵，過濾器多為離心式和網(wǎng)式過濾器的組合，篩網(wǎng)目數(shù)120目即可滿足要求；水中雜質(zhì)主要為有機(jī)物、藻類或淤泥，過濾器選擇多為砂石過濾器和疊片過濾器的組合。

化學(xué)處理：化學(xué)處理是指在滴灌水源中加入一種或多種化學(xué)物質(zhì)以抑制生物的生長繁殖，或與水中某些化學(xué)離子相互反應(yīng)改變其性質(zhì)，以達(dá)到預(yù)防滴頭堵塞的一種方法。使用該方法必須考慮水質(zhì)的化學(xué)成分、pH值和溫度，否則達(dá)不到預(yù)期效果，甚至起到相反的作用。

比如在氨含量高的污水中應(yīng)使用加氯的處理方法處理水質(zhì)，因為氯氣和氨反應(yīng)生成的氯胺在控制生物代謝生長方面比單一滴加氯氣的效果好80倍。對于鐵含量較高的水源，加氯或加酸均不合適，因為水質(zhì)中的氧化鐵很快會被氧化成三氧化二鐵，造成更為嚴(yán)重的堵塞。可以通過向水中加入硅酸鈉來結(jié)合鐵離子，但這種處理方法僅限于鐵離子含量＜10 mg/L且Ca、Mg含量低的情況，因為高pH值的硅酸鹽溶液可能引起碳酸鹽的沉淀?；瘜W(xué)方法常用的藥劑為氯氣、次氯酸鹽、鹽酸、硫酸、專門的化合物和除草劑等，處理成本相對較低，但是該方法最大的缺點是其安全性差，有可能引起一系列化學(xué)污染和毒害作用。

（3）提高管理運行水平是可控范圍內(nèi)最容易實現(xiàn)、代價成本最低的防止滴灌系統(tǒng)堵塞的關(guān)鍵。

合理布設(shè)：為保證灌水的均勻度，各級管道應(yīng)設(shè)計適宜的縱坡，干、支、毛三級管道盡量相互垂直，以使管道長度和水頭損失最小。

地下滴灌系統(tǒng)的滴灌帶埋深間距和埋深深度對作物生育期內(nèi)生長特性指標(biāo)有很大的影響，需要根據(jù)不同生育期作相應(yīng)的調(diào)整，布設(shè)時灌水器出水口應(yīng)盡量靠近作物根部。

定期清洗：安裝運行過程中要定時檢查水表流量是否均勻，如果有較大波動則認(rèn)為過濾器堵塞，應(yīng)及時對其沖洗。沖洗的頻率要根據(jù)具體的水質(zhì)條件和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計安排。對于薄壁可拆洗的滴灌管，當(dāng)使用污水灌溉且沖洗水流流速在0.5 m/s以上時，沖洗的頻率為14 d 1次，其抗堵塞效果很好。在極端的環(huán)境條件下，甚至可以每天都對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。