花兒生長需要的條件:種子、陽光、空氣、水、适宜的溫度、土壤,在植物生長的過程中,澆水方式多種多樣,受虹吸現象的啟發,我們想出了一種既節約水、又節約時間、省力的方法,還可以把環境變得幹淨的灌溉方法——滴灌。這種灌溉利用了虹吸的什麼原理?生活中還有哪些物體運用了虹吸的現象?你能說說這些工作的過程嗎?
現代有很多人都住進城了,繁華擁擠的城市讓人們懷念鄉村的恬清美麗、自然和諧、充滿詩意、無拘無束,但最主要是那一片綠,讓人欣喜!于是出現了很多室内養花的現象,養花讓環境變得漂亮,使人開心!那麼如何把那鄉村裡如詩如畫的綠搬進城市呢?我們有了綠化,但又如何搬進家呢?我們可以這樣!
搬進家之前我們首先要了解它們的生長條件:陽光、空氣、水、适宜的溫度、土壤。如果缺水,它們的生長會怎樣?在土壤極差,限水,低雨下降,以及極端天氣事件的情況下,植物就會缺水。接下來我們就認識一下灌溉!
灌溉概念:即用水澆地。就是人為方式使用天然降水(雨水)以外的其他水源供給土地或土壤水分。灌溉原則是灌溉量、灌溉次數和時間要根據藥用植物需水特性、生育階段、氣候、土壤條件而定,要适時、适量,合理灌溉 。其種類主要有播種前灌水、催苗灌水、生長期灌水及冬季灌水等。
灌溉農業重要性:為地補充作物所需水分的技術措施。為了保證作物正常生長,獲取高産穩産,必須供給作物以充足的水分。在自然條件下,往往因降水量不足或分布的不均勻,不能滿足作物對水分要求。因此,必須人為地進行灌溉,以補天然降雨之不足。
灌溉廣泛用途:多半是用來種植農作物或其他植物,也可以用來維持地貌景觀,或在幹燥地帶或是在過度降雨後的地區進行植被重建,灌溉對農作物也有其他的好處,包括保護植物免于霜害、在糧食區抑制雜草成長,并且抑制土壤固結。不用灌溉而以雨水為唯一水源的農業稱為旱田。
灌溉系統也會用來抑制灰塵、排放污水以及礦物的堆攤浸濾。灌溉系統常會和排水系統一起研究,後者是用天然或人工的方式除去某一區域地表或是地表以下的水分。
灌溉是五千多年來農業的中心特征,也是許多文化的成果,是許多國家經濟及社會的基礎。從公元前60世紀在埃及和美索不達米亞平原,人類已經采用灌溉技術,在古埃及12王朝的法老已經将湖泊當作灌溉用的貯水庫,貯存每年尼羅河泛濫的水用于幹旱季節灌溉農田。
在秘魯的安第斯山中,考古學家發現了3條水渠,是公元前4000年、3000年和9世紀的,是美洲已知最早的灌溉系統,在公元前4000年的那條水渠下面可能還有一條公元前5000年的水渠。古代波斯(今伊朗)亦有灌溉技術,可追溯到前6千紀,公元前800年的古代波斯所使用的坎兒井是現在還在使用的最古老的灌溉技術,用一系列的豎井打通地下的渠道,從水源地引水使水渠比水源地低可以自流,同時防止在地上蒸發。現在,坎兒井也應用于亞洲、中東和北非幹旱地區。
古代斯裡蘭卡的灌溉系統是當時世界上最複雜的系統,發明了帶閘門的水渠,12世紀時國王在33年内就主持建造了165個堤壩、3910條水渠、163個大型蓄水池和2376個小型蓄水池,以支持繁榮的農業。在巴基斯坦和北印度也有前2600年的灌溉水渠。
在中國,公元前250年左右建成的著名的都江堰水利系統也是為灌溉修建的。從20世紀起,柴油和電力運轉的機械,可以幫助人們抽取地下水用于灌溉。
漫灌要挖溝渠,以前用人工,後來用牲畜、拖拉機,後來最先進的用激光測距的先進機械,取決于 經濟和地理條件,例如需要灌溉的地域面積大小,有什麼可用的技術,人工費用等。植物在畦和泷溝中排成行或在苗床上生長,水沿着渠道進入農田,順着泷溝或苗床邊沿流入。也可以在田中用硬塑料管或鋁管引水,在管上間隔距離開孔灌溉,用虹吸管連接渠道。
噴灌是由管道将水送到位于田地中的噴頭中噴出,有高壓和低壓的區别,也可以分為固定式和移動式。固定式噴頭安裝在固定的地方,有的噴頭安裝在地表面高度,主要用于需要美觀的地方,如高爾夫球場、跑馬場草地灌溉、公園、墓地等。
噴頭的壓力一般不能超過200巴,過高會産生水霧,影響灌溉效益,噴頭有可以轉動的,轉動可以是360度回轉也可以是轉動一定角度。也有噴槍式。可以在275-900巴的壓力下工作,噴射較遠,流量達到3-76升/秒。噴槍還可以用于工業防塵。
如果将噴頭和水源用管子連接,使得噴頭可以移動,為移動式噴灌,将塑料管卷到一個卷筒上,可以随着噴頭移動放出,也可以人工移動噴頭。
噴灌的缺點是由于蒸發也會損失許多水,尤其在有風的天氣時,而且不容易均勻地灌溉整個灌溉面積,水存流在葉面上容易造成黴菌的繁殖,如果灌溉水中有化肥的話,在炎熱陽光強烈的天氣會造成葉面灼傷。
滴灌是将水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式,滴水流量小,水滴緩慢入土,可以最大限度地減少蒸發損失,如果再加上地膜覆蓋,可以進一步減少蒸發,滴灌條件下除緊靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀态外,其它部位的土壤水分均處于非飽和狀态,土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴散。
但如果滴灌時間太長,根系下面可能發生浸透現象,因此目前滴灌都是由高技術的計算機操縱完成,也有由人工操作的。滴灌水壓低,節水,可以用于對生長不同植物的地區,對每棵植物分别灌溉,但對坡地需要有壓力補償,用計算機可以依靠調節不同地段的閥門來控制,關鍵是控制調節壓力和從水中去除顆粒物,以防堵塞滴灌孔。水的輸送一般用塑料管,應該是黑色的,或覆蓋在地膜下面,防止生長藻類,也防止管道由于紫外線的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但費用較高,隻有時用于草皮和高爾夫球場。
虹吸是利用液面高度差的作用力現象,将液體充滿一根倒U形的管狀結構内後,将開口高的一端置于裝滿液體的容器中,容器内的液體會持續通過虹吸管從開口于更低的位置流出。中國古代九龍杯運用虹吸原理制成的,主要是管内兩端液體壓力差的問題。杯子中間暗藏一個連接到杯底的中空通道。當水倒至中空通道的最頂端以下時,水并不會流出來,是因為管子的兩端,内外相通,都是承受着相同的大氣壓力。當倒入的水超過中空管道的頂端時,水就會開始流,一旦開始就會全部流光了,直到杯子底部。
但如果滴灌時間太長,根系下面可能發生浸透現象,因此滴灌一般都是由高技術的計算機操縱完成,也有由人工操作的。滴灌水壓低,節水,可以用于對生長不同植物的地區,對每棵植物分别灌溉,但對坡地需要有壓力補償,用計算機可以依靠調節不同地段的閥門來控制,關鍵是控制調節壓力和從水中去除顆粒物,以防堵塞滴灌孔。水的輸送一般用塑料管,應該是黑色的,或覆蓋在地膜下面,防止生長藻類,也防止管道由于紫外線的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但費用較高,隻有時用于草皮和高爾夫球場。
在土壤極差,限水,低雨下降,以及極端天氣事件的情況下,使用滴灌的優點是簡單地控制。 這種灌溉方法是精确和經濟的。 例如,标準草坪噴灑器可以以每分鐘加侖的水流量來測量 - 在1-5之間是正常的。 另一方面,滴水發射器的額定加侖是每小時。 水的流動很慢,很容易被吸入地下。 在一個經過調整的系統中,幾乎沒有機會多餘的水流失和浪費。
滴灌運用的虹吸原理在生活中還有哪些?比如家裡的馬桶和排屋檐積水處理,都應用到了,大家可以在生活裡再找找它的應用,恐龍哥哥的課堂今天就到這裡,下課!
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