农田水利学.doc

四川农业大学农田水利学校内参观报告日期 2010年12月26日农田水利学校内参观报告摘要： 农田水利作为水利工程之一，通过各种工程技术手段，调节和改善农田水分状况和有关的水利条件，同时利用各种新技术发展现代农业，促进农业可持续发展。再通过实地参观使我们对各种农田水利设施有更直观形象的了解。通过实地的观察从而减少了课堂学习的枯燥，增加了知识的直观性，直观的对各种设施的了解，更能深入的理解课本知识。把理论与实际相结合让我们从更多的方面对其有深刻的了解，此次参观主要围绕四川农业大学农场（大棚滴管、微灌）、污水处理厂、污水净化场等地方进行，通过实地的观察以及老师详细的讲解，掌握了很多农田水利的知识，意义深刻。关键词：温室大棚、灌水方式（滴管、微灌）、大棚采光及温度的调节、污水处理、湿地、工程措施、节水灌溉、水资源的保护、农田灌溉、水量水质正文：1、参观时间2010年12月12日下午2、参观地点四川农业大学农场和新区3、参观目的通过参观让我们了解灌溉系统中的喷灌以及滴灌等设施的运用。同时，让我们了解污水的处理过程。更好的理解课堂上所讲述的关于灌溉方面的知识。4、参观内容4.1、温室大棚。温室大棚作为现代农业的标志之一，在农业生产上有着举足轻重的地位,它一种室内温室栽培装置，包括栽种槽、供水系统、温控系统、辅助照明系统及湿度控制系统；栽种槽设于窗底或做成隔屏状，供栽种植物；供水系统自动适时适量供给水分；温控系统包括排风扇、热风扇、温度感应器及恒温系统控制箱，以适时调节 温度；辅助照明系统包含植物灯及反射镜，装于栽种槽周边，于无日光时提供照明，使植物进行光合作用；湿度控制系统配合排风扇而调节湿度及降低室内温度。 温室是以采光覆盖材料作为全部或部分围护结构材料，可在冬季或其它不适宜露地植物生长的季节供栽培植物的建筑。川农大农场的温室大棚里面这些各方面的设备是很俱全的，我们可以直观的通过对其近距离的接触，感觉其就是一个小温室一样，里面的植物能够保持其生长的最适温度，在这样的情况下植物是长得很好的。4.1.1、灌溉方式（滴管、微灌） 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。滴灌是通过安装在毛细管上的滴头把水一滴一滴均匀而缓慢地滴入植物根区附近的土壤中，借助于土壤毛细管力的作用，使水分在土壤中渗入和扩散，供植物根吸收和利用，土壤水分始终处于非饱和状态，使土壤疏松透气性强，利于植物生长。对滴头的要求是出流量小，均匀而且稳定，受外界的因素（压力、温度等）影响小，结构简单，便于制造和安装。价格低廉，坚固耐用，不宜堵塞。在安装时根据作物的生长所需面积，选好安装间距，使用过程中根据作物不同生长时期，适时适量的灌溉。 滴灌设施可以看到滴灌设施对水资源的利用是很有利的，其滴管的长度减少了水流的压力，减慢水流的流速且滴头的特殊的处理使水能够充分的进入到土壤里从而使根系对水分充分的吸收，有利于植物的生长。在老师的指导下，我们可以看到在给植物灌溉的时候，滴灌是在接近植物根部的地方且其直径是很小的，再加上它在向下输送水分的时候水分在向下流的时候，减小了其压力，可以看到到达根部的时候是充分利用的，且流速是很慢的，这样以免对植物根部营养物质的冲击，也进一步使植物保持其充分的养分。 微喷灌是是按照作物需求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比，微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤，利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌水方法。它包括进水管、抽水泵、输水管、配水管和喷头（或喷嘴）等部分组成，可以是固定的或移动的。具有节省水量、不破坏封结构、调节地面气候且不受地形限制等优点。微喷头的布置在高度上，一般是放在作物的冠盖或冠盖下，平面上做到，两喷头间喷洒域的衔接或每棵作物一个喷头。微喷灌在农业的灌溉中，可以充分的利用水资源，同时对叶面等部位都进行了充分的灌溉，从而更加有利于植物对水分的吸收。在老师的指导下，我们看到微喷灌是对植物叶片的登地方进行灌溉，使其保持充分的水分，从而为光合作用提供水分，可以看到，那喷灌的水是很小很细的，这样也充分的利用了水资源。4.1.2、温室大棚的温度调节以及采光温度的调节，大棚的温度一般是高于棚外的有利于作物生的温度，但温度也不宜太高，可以根据其气候特点进行调节，可以采取以下措施增温保温：（1）增加外层草苫及薄膜的层次，改善保温效果。（2）在棚内扣小拱棚，夜间覆盖薄膜与草苫。（3）铺设地膜，提高地温。（4）非强降温天气，尽量延长光照时间，提高棚内气温。（5）必要时，采取人工加温措施。当然大棚里面还有一定的通风的设施，比如大功率的风扇，有利于其排风，以及大棚内的湿度的控制。大棚的采光，大棚的采光是对大棚的作物的生长最重要的因素之一，有了充足的光源是作物进行光合作用最重要的因素，可以通过大棚的构造看到，大棚主要是以透光性较好的薄膜材料组成，这就有利于光的进入，当然到了阴天的时候，由于光照的不明显，这就要采用其他的设施安装荧光灯，模拟日光，同时根据不同作物的不同生长期，适时适量的补充光照。在大棚里面我们可以看到，大棚里面的温度是恒定的，外面极冷的条件下，大棚里面仍然是很暖和的，再加上，大棚里面的排风扇对大棚里面的排风问题起到很大的作用，可以使其与外面交换 新鲜的空气，保持其所需的呼吸作用的气体。通过对大棚的参观，我们了解了大棚内的整体结构，通过对滴灌、微灌的实际操作，看到了其中的奥秘，也学到了很多的知识，总之，大棚是一个适宜植物生长的地方，我们可以充分的利用其作用，为我们的生活提供便宜。当然，我们通过实地的参观，更直观的看到了大棚的构造，为我们的学习带来了很大的帮助。4.2、污水处理厂污水处理是用各种方法将污水中所含的污染物分离出来或将其转化为无害物，从而使污水得到净化的过程。按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：漂浮和悬浮的大小固体颗粒；胶状和凝胶状扩散物；纯溶液。目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情 。但是对于很多污水处理厂来说，由于资金不足、成本高、效率低的原因,大部分污水处理厂并未真正实施运用。针对于生活污水的处理来说，主要由农业生活污水和城市生活污水构成。污水处理示意图： 废水收集系统格栅池地埋式调节池气浮塔ABR池GASS池人工湿地生态塘达标排放污泥干化床污泥外运4.2.1、农村生活污水治理方法 针对农村生活污水，可以进行以下处理： 生活污水化粪池厌氧池人工湿地（种植根系发达、喜湿、吸收能力强的美人蕉、水葱、菖蒲、芦苇等植物）经“过滤”后排放的方法进行处理，主要适用于农村分散生活污水处理，建成后运行费用基本为零，使用寿命在10年以上。 4.2.2、城市生活污水治理方法 针对城市生活污水，可以进行以下处理： 将城市生活污水输送到城市周围的农村，利用农村广阔的土地来净化城市生活污水。将是一劳永逸与一举多得的好方法。以日供应生活用自来水100W立方的大中型城市为例：普通的污水处理设施造价1000元/立方。建设成本10亿，年运营成本100W立方/天3650.5元/立方1.8亿.采用土壤净化法建设成本1000元/立方，年运营成本100W立方/天3650.1元/立方0.4亿.同时年节约农用水资源3.6亿立方，节约化肥约1万吨/年，减少农药用量5吨/年，综合效益可观。 4.2.2.1污水处理设备污水处理设备有许多，但最主要的有以下几种： 1.离心机。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。 2.污泥脱水机。污泥脱水机特点是可自动控制运行,连续生产,无级调速,对多种污泥适用,适用于给水排水,造纸,铸造,皮革,纺织,化工,食品等多种行业的污泥脱水。3.曝气机。曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，安装方便，节省运行费用与占地面。 4.微滤机。微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质（细小的悬浮物、纤维、纸浆等）即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时，转鼓2/5的直径部分露出水面，转数为1-4r/min，滤网过滤速度可采用30-120m/h，冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2，冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%，用于水库水处理时，除藻效率达40-70%，除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小，生产能力大（250-36000m3/d），操作管理方便，已成功地应用于给水及废水处理。 5.气浮机。气浮机是利用涡流泵的搅拌功能，将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效加压混合，产生的微细气泡粒径20-50微米。搅拌技术大大简化传统的搅拌工艺，不仅可以实现设备的小型化，还节省投资和运转成本。 4.2.3、污水处理工艺技术（1）化学强化生物除磷污水处理工艺。这是一种高效市政污水处理工艺技术，满足了我国现阶段，为解决水体富营养化，需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。（2）循环间歇曝气污水处理工艺。这是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。（3）旋转接触氧化污水处理工艺。旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够高效处理各种难降解工业污水。 （4）连续循环曝气系统工艺。连续循环曝气系统工艺是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。 （5）曝气生物滤池生活污水处理工艺流程。（6）城市污水SPR除磷工艺。（7）A/O生物滤池污水处理工艺流程。（8）MBFB膜生物流化床工艺。4.2.4、中国污水处理近况及未来从总体上看，我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。但是我国却被城市污水处理资金来源难的问题一直困扰着。（1）人口增加，污水增多。在我国，随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量也日益增加，水体污染相当严重，而且几乎遍及全国各地。但是污水处理厂的建设却相对较少。（2）加快发展，急需资金。现实的污水处理中，技术先进、处理费用低的决策方案通常是预付资金量较大的方案。从这个意义上说，资金自身的发展速度越快，污水处理技术的进步和应用才能越快，污水处理也才能越快。（3）处理资金来源困难。长期以来，我国城市污水处理设施采取的是免费使用政策，不仅扩大再生产由财政投资，简单再生产也需要财政拨款才能完成，财政拨款因此成了污水处理设施维护建设投资的唯一来源。城市污水处理资金需求巨大，银行贷款是污水处理资金的一个重要来源，而污水处理资金的运用和回流很难与商业银行资金运用相吻合。因此，商业银行很难对污水处理项目进行贷款。针对以上问题，我们就应该加大力度，想办法解决我国城市污水处理资本金来源难题。首先，加大财政拨款力度。中央和地方财政拨款，一种是根据需要，财政每年拨给一定数额的资金，作为污水处理的专项资金；另一种是按项目定额补助，项目建成，补助停止。 其次，增加企业自筹强度。按价值规律的要求，污水处理的投入与产出理顺到市场经济的新秩序中，是加快我国城市污水处理的客观要求。污水处理收费，不应是一项临时性的筹资措施，而是实现污水处理资金补偿的市场化方式，同时也是调节污水处理设施合理利用的一种经济手段。 再次，试行优先股票发行。市场经济国家的经验表明，发行优先股票吸收国内外私人资本进行城市污水处理，既能满足污水处理的巨大资金需求，又不丧失政府对污水处理项目的控制权。优先股票是相对普通股票而言的。投资购买普通股票的好处还有投资收益比其他类似证券的投资收益高，在证券交易市场上流通性强，交易公平进行等。4.3、水厂4. 31、水资源的提取 我们参观的第三站首先到达的是水资源的提取的处，它是位于川农大新区开水房的旁边，可以看到，这里有直径比较大的水管，利用水泵在河流就行采水，当然，这里采水不是盲目的选择一个地方就进行，而是应该通过看河流的形成的过程，分清其的凹岸与凸岸，这里应该熟悉其形成过程，河流的凹岸是由于河流河水长期的冲刷，使河岸的物质被河流冲走而形成的，而凸岸则是由于冲刷物质的堆积而形成，在水源的选择上，我们应该选择河岸的凹岸就行取水，这里的水其一是满足要求的，其二是这里的水流经过长期对凹岸的冲刷，是这里的水源的水质比较好，且泥沙较少，从而从很大的程度上减少了工程的压力。当然学校这里取水，首先考虑到这里的水相对来说较干净，其次节约用水，水资源循环利用，保证了水质水量。4.3.2 、净化厂从濆江采水之后通过水泵的压力压送到图书馆后面的净水厂，这里是对采到的水进行进一步的加工，沉淀、消毒等工序的陆续进行，对水进一步的处理使水能够达到一定的标准，当然这里处理后的水通过加压水泵到达用户单位就是我们的学生公寓，主要是用于冲厕所等工作，是不能供使用的。1 .到达这里的第一道工序就是在原水中投加“净水剂”氯化铝，碱式氯化铝在原水中可产生正电荷，令水中的轻微颗粒受静电作用而形成较大的颗粒团，以易于沉淀。原水在投加净水剂等多项药剂之后，再经过混合槽和网格反应池，这样水中的轻微颗粒就有足够的时间形成较大的颗粒团。 从而使大的微粒团形成比较稳定的微粒团而沉淀下来。2.对水的沉淀，其过程包括“网格反应池斜管沉淀池”。这时，原水从网格反应池流入斜管沉淀池，在水中较大的颗粒团在通过沉淀池的斜板时，就会附着并沉淀到斜板的底层，经此处理后的水质变得近乎清澈如镜。而沉淀下来的污泥定期经排泥车排走，保持沉淀池的洁净。这里可以看到沉淀池的设计在对水的处理中是对水的进一步的沉淀，使其能够在其中能够沉淀处较大的粒子，为后面工作打下基础3.对水的过滤其过程包括“斜管沉淀池气水反冲洗滤池清水池”。潺潺清流顺着斜管沉淀池上面的集水槽汇集流入滤池，水中的细微杂质被滤池中的滤沙过滤和吸附之后（当滤沙中的细微杂质累积到一定程度后，滤池也要定期进行气水反冲洗清洗，以保持良好过滤效果），洁净澄清的滤后水沿着管道流往清水池进行贮存，并在清水中再次投加入液氯进行一段时间消毒，对水体的细菌、大肠杆菌等病菌进行杀灭，整个净水处理过程到此就已完成。这里的过滤池可以清楚的看到它是呈U型槽，U型槽是使这里的水能够充分的在这里进行过滤，充分的接触过滤层，当然这里的过滤层使粒子从上到下粒晶又大大小，其反过滤层粒晶由上到下逐渐增大。4储水池，经过前面复杂的工序，可以看到，到达这里的水已经是清澈见底的了，这时候的水在储水池里面进行储蓄，当然这里的水仍然没能达到其饮用的标准，要使之达到饮用的标准当然还有很多的工序需要做。5加压供水，其过程包括“清水池二级泵房供水管网”。经消毒后的自来水贮存在清水池中，通过水厂二级泵房的水泵加压之后，洁净的自来水沿着供水管道向各供水对象供水。这里的水泵对已经处理好了的水进行对各个宿舍的输送，当然这里的水只能是在厕所等处进行利用不能使用的。在这个过程中，我们看到了水资源的处理是要费很大的人力与物力的，不是简单的处理就能够达标的，当然这也进一步使我们要加强节水的思想，无论在日常生活还是在用于农业灌溉的用水，我们都应该节约出发，在生活中我们需要对水资源的合理的利用，在农业的灌溉上，我们应该减少人为的影响，比如化肥的有机物的影响，这在很大程度上是减少了工程的工作量。其次，水质的达标问题，我们在平时生活中可以看到，水质在很大程度上是未能达到其引用等状态的，我们必须注意水质的问题，还有水量的问题，水量的问题主要看我们如何在水的利用上合理的利用与安排，当然只有我们合理的安排处理才能够保证水之源的足够性。自来水是人们生活中不可缺少的基本物质之一，当我们轻轻拧开水龙头的时候，洁净的自来水“哗哗”地奔流而出，这时它离我们是那么的近；但当问起自来水是怎样流进入千家万户的，它似乎又离我们那么的远。众所周知,由于天然因素和人为因素,原水里含有各类各样的杂质。从给水处理角度考虑,这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人的总称健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害身分,使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。 就参观水厂来说，我们大致的对自来水的生产有了初步认识，经过下来查阅有关资料得知，其实能够作为我们饮用的自来水是有着复杂程序的，它共分为反应、沉淀、过滤、加压供水四道生产工序：1、反应。其过程包括“原水混合槽网格反应池”。原水是指未经加工的自来水生产用水，振华水厂的生产原水来自离市区30多公里外的大沙河水库。通常原水中都带有诸如藻类、腐殖质、泥沙之类的轻微颗粒，这时自来水生产的第一道工序就是在原水中投加“净水剂”碱式氯化铝（俗称为矾），碱式氯化铝在原水中可产生正电荷，令水中的轻微颗粒受静电作用而形成较大的颗粒团，以易于沉淀。而“前加氯”则可根据原水情况选择是否投加，其作用主要有：助凝剂，主要是氧化水中的腐殖质和胶体，使之能产生混凝沉淀；杀藻剂，根据原水中的藻类含量多少而决定是否投加（水中藻类的含量过高可产生异味），以杀灭藻类。“前加泥”是水中藻类过多时，增加水中的吸附能力，使净水剂能起到更有效作用。“前加碱”是原水PH值过低时，影响水体的混凝沉淀效果，故要投加石灰等碱类，增加水的沉淀效果，并使其出厂水PH值保持在中性。原水在投加净水剂等多项药剂之后，再经过混合槽和网格反应池，这样水中的轻微颗粒就有足够的时间形成较大的颗粒团。 2、沉淀。其过程包括“网格反应池斜管沉淀池”。这时，原水从网格反应池流入斜管沉淀池，在水中较大的颗粒团在通过沉淀池的斜板时，就会附着并沉淀到斜板的底层，经此处理后的水质变得近乎清澈如镜。而沉淀下来的污泥定期经排泥车排走，保持沉淀池的洁净。 3、过滤。其过程包括“斜管沉淀池气水反冲洗滤池清水池”。潺潺清流顺着斜管沉淀池上面的集水槽汇集流入滤池，水中的细微杂质被滤池中的滤沙过滤和吸附之后（当滤沙中的细微杂质累积到一定程度后，滤池也要定期进行气水反冲洗清洗，以保持良好过滤效果），洁净澄清的滤后水沿着管道流往清水池进行贮存，并在清水中再次投加入液氯进行一段时间消毒，对水体的细菌、大肠杆菌等病菌进行杀灭，整个净水处理过程到此就已完成。 4、加压供水。其过程包括“清水池二级泵房供水管网”。经消毒后的自来水贮存在清水池中，通过水厂二级泵房的水泵加压之后，洁净的自来水沿着供水管道，流入千家万户。目前，绝大多数以地面水为水源的城市水厂，都采用混凝、沉淀、过滤和消毒的常规处理流程。该经典物化处理工艺已延续百余年，所变动的仅仅是在池型上有所发展。随着原水中有机污染的加重，该常规处理工艺已明显不适应目前的原水水质状况。由于水中粘土等杂质微粒表面附着某些有机污染质，增加了杂质微粒的亲水性，提高杂质胶粒的负电性，使其更加稳定地存在于水中。因而一般净水厂大多数采用预氯化手段，直接向原水大量加氯或须用折点加氯，以氧化水中有机污染质，使水易于混凝澄清，以求水厂出水的浑浊度、色度、酚、铁、锰等指标符合生活饮用水水质标准。但在预氯化过程的同时原水中的腐殖酸、富里酸等有机碳容易氯化脱碳，形成氯仿等三卤甲烷类潜在致癌物质，如此处理得到的生活饮用水威胁着人们的健康安全。美国曾于1975年1-4月对80个城市水厂（98.8%的水厂用氯消毒，75%水厂采用原水预氯化工艺）进行对照检测，结果是：原水平均含氯仿0.36微克每升，自来水平均含氯仿45微克每升；日本大阪市1976年5月结紫岛、庭洼和平野三座净水厂的原水和自来水中氯仿含量进行对照检测，结果是：原水含氯仿0.7-0.9微克每升，自来水含氯仿40-55.6微克每升。上述二组数字的自来水中氯仿含量均比原水中氯仿含量增加五、六十倍以上，绝对值也较高。因此，自来水中氯仿等三卤甲烷类有机物大量增加必须引起高度警觉。整个农田水利的实验，一方面增长了见识，另一方面也使课堂上的理论和知识在现实中反映和显现出来，这就更利于我们接受和掌握知识、运用知识。但是在整个现阶段的中国，由于中国的国情和发展水平，如微喷灌这样的现代农业却还不能在中国完全实施，且实施率很低。同时，由于支金的缺乏、法律的不健全、经济发展的需要和道德素质较低等多方面因素，所以中国的污水处理技术和效果还不能还发达国家相比。所以，中国在这些方面的发展还任重而道远！5、心得体会这次参观学习，总体上来说让我收获很多，许多课本上的知识在参观中得到强化，在写报告的过程中，我发现了平时对知识积累的重要性，只有平时多积累，多思考，才会回到更多有用于社会的知识。