西北地区植物灌溉模式设计

摘 要：通过观察西北地区校园等建筑区的废水排放，植物浇灌方式及其成活率，发现了种种问题，通过提出问题及解决问题。我们提出一系列方式来解决这些难题：为防止二次资源的浪费与对环境的污染，并达到充分利用二次资源的目的。并根据西北现有的环境特点。利用合理的方法，变废为宝，通过地下灌溉与地上灌溉的结合使植物充分吸收营养物质已达到其需要量。另外在过滤与灌溉方面都利用具有创新性的构思与想法，是资源得到充分性的再利用。在一定程度上，对植物成活率的提高起到了决定性的意义。

关键词：废水排放 二次资源 地下灌溉 植物成活率

中图分类号：S279.2 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）07-0100-01

现行喷管模式优点与不足：目前学校等地方大多采用喷灌的方式，但是它有很多缺点。如对水质要求较高，对灌溉水必须进行过滤。喷灌易受杂草、作物茎秆的阻挡而影响喷洒质量。灌水均匀度受风影响较大。相对于地面灌溉而言，一次性投资较大，而且利用率低。冬季地表温度较低，直接从地表浇灌还会对植物造成冻伤，而从地下灌溉这能通过地面隔热来维持水的温度。秸秆因为没有找到适当的利用方法，大部分的秸秆都被直接焚烧，这即对环境产生伤害又是对资源的浪费。如果把秸秆直接回归田地，有极易产生病虫害。那么就可以考虑把它埋在地下，分解是能维持地下的温度起到保温的效果，分解的腐殖质有能增加土壤肥力。某些作物开花或坐果期间也忌讳明水浇灌作物，所以我们可以考虑用渗灌，渗灌有很大的优势。[1]

一、改进方案

针对西北地区土质的透水性特点，我们决定利用学校和居民区等用水聚集地的生活废水来进行地下渗灌，达到节水的同时起到了施肥和改善土壤的目的； 为了防止管道堵塞，我们决定在耐腐蚀的树胶管道外面包裹一层海绵，既起到了缓冲的作用又起到了防堵塞的作用； 学校等地因为要搞绿化，需要大量的水，而浇灌又损耗大量的水。同时生活废水又不能集中净化，造成污染。

把生活污水经过净化即可用来浇灌植物，但是未经处理的生活污水如果直接暴露在地表，其刺鼻的难闻气味又会对人体产生危害。所以把它埋在地下让植物吸收就是个不错的选择。但是污水一旦泄露又会污染地下水而且利用率低。而在我们西北地区的粉砂土质渗氺性原本就不好，这也就解决了污染地下水这一难题。那么怎么让污水在管道附近扩散的范围增大呢？这就要用到秸秆了，这同时又能缓解过度的秸秆焚烧带来的危害。

那么污水怎么处理一下才能用来浇灌呢？当然需要过滤才能不堵塞管道。同时还可以在上层建筑物与地表之间高度的位置修建一个沼气池，产生的沼气又是一种可再生的燃料。

二、设计方案

1.西北地区环境特点

甘肃植物特点：在极其缺水，缺乏营养物质的条件下。植物不易成活。

2.废水二次利用

2.1教学楼废水过滤与排布基本设计原理

管道直接接通教学楼（或宿舍楼），从厕所派出的废水直接进入管道，通过重力势能对废水进行两次过滤

2.2地下灌溉与地上灌溉基本原理

地上灌溉的优缺点：省水、省工、节能 ；易于蒸发。

地下灌溉的优缺点：渗灌的主要优点是：①为作物能提供良好的土壤水分状况；②可减少地面蒸发；③管道埋入地下，可减少占地；④灌水量省，灌水效率高；⑤渗灌系统流量小，压力低，故可减小动力消耗，节约能源。渗灌存在的主要缺点是：①表层土壤湿度较差；②投资高，施工复杂；③易产生深层渗漏。[2]

3.系统设计

3.1系统的组成及作用

主要组成：废水，管道，海绵，秸秆等

从教学楼或宿舍楼卫生间排放废水的管道，并通过重力势能的作用对其进行两次过滤，防止废物堵塞灌溉管道孔隙。另一方面又防止过滤处堵塞，在第一个过滤点分为两个交叉管道（一个是竖直管道，另一个是侧向管道）竖直管道通过的为滤液，再在管口铺孔隙较粗的过滤网，借助废物并通过侧向管道将废物排出。第二个过滤点也分为两个交叉管道（一个是竖着的，另一个是横着的）竖着的为输液管道上面铺一层空隙较细的过滤网，横着的管道则将废物排出。此时的滤液分成两部分：一部分通过地下灌溉，另一部分通过地上灌溉。地下灌溉根据植物根茎长短将管道买入地下深30-50厘米左右使根茎能做大话的吸收营养物质，地下管道布置，它使用海绵包围并在周围加一层秸秆，已达到减小外界对管道的压力，及土粒对管道的堵塞，提高渗透率。在地上则通过喷灌式进行灌溉。地上，地下灌溉都有专门的阀门控制。[3]

3.2系统运行机制

地上，地下灌溉都有一套系统的阀门对其控制。当雨水较少时，使用地上地下同步进行，当雨量充沛时，可适当都减少喷灌量；当温度过高光照强烈时地面蒸发速度快，可大量采用地下灌溉；当温度较低或光线较弱时科主要采用地上灌溉。这样一来就会大幅度的节约大量的水资源，并能保障植物能充分吸收需要的养料。

4.创新点及应用

旨在改善并提高西北部地区受环境的影响而使植物成活率低，目前由于技术上的原因大量现有资源被浪费并破坏了环境，通过大型建筑物的厕所废水过滤（利用重力势能过滤）使现有资源得到充分的二次利用。另一方面利用地上地下双重灌溉，是植物成活率大大提高。并通过改善地下灌溉技术，考虑植物根茎长度，确定管道埋部深度。为了提高渗水率，在管道周围保卫一层海绵，并在管道上下加一些粉碎的秸秆。地上以喷头灌溉进行。被用在西北大多数地区。

参考文献

[1] 史文娟，胡笑涛，康绍忠. 干旱缺水条件下作物调亏灌溉技术研究状况与展望[J]. 干旱地区农业研究. 1998，2.

[2] 高胜国， 张祖新，齐学斌等.新型抗堵塞地下灌溉系统技术方案 [J]. 节水灌溉. 2001， 4.

[3] 陈新明，蔡焕杰，王占兵等.无压地下灌溉新技术试验[J]. 中国农村水利水电. 2003， 11.

作者简介：吕蒙蒙（1991-），女，河南漯河人。