推廣省水管路灌溉

Irrigation promotion of dryland irrigation.

icon推廣省水管路灌溉

面對現階段全球氣候變遷、水資源短缺、糧食不足等現象,近年來我國農業發展除致力於提升農業競爭力、穩定糧食安全供應及發揮生態環境等多元功能外,行政院農業委員會更持續積極推廣具有省水、省力及省工之現代化管路灌溉系統設施,緩和當前民生及工業經常缺水之問題,提高水土資源有效利用。

穿孔管

又稱多孔管噴灌,藉由水源壓力沿主管輸送至各支線的穿孔管,待內部充滿水後由管壁上之細孔噴出。

微噴

管路灌溉的一種形式,結合噴灑灌溉與滴水灌溉,僅在小區域內佈置,實施局部灌溉。

滴灌

以地表滴水,地面下滴水等器材與系統,在地面上或地面下進行緩慢供水的灌溉方法。

噴灌

利用壓力將灌溉水經由管路系統及支管上之噴頭如降雨般,由空中向地面散布,使作物滋潤以達增產目的之灌溉方法。

icon穿孔管

穿孔管灌溉,又稱多孔管噴灌,為低壓式噴灑灌溉的一種,其灌溉方法是藉由水源壓力沿主管輸送至各支線的穿孔管,待穿孔管內部充滿水分之後,即由管壁上之細孔噴出,呈矩形狀噴出水量灌溉田間,因此,穿孔管又稱為噴水管。

 

穿孔管可分為硬質管及軟質管兩種類別,硬質管的材質為塑膠管類,如PVC塑膠管、PE塑膠管或紅泥塑膠管等,軟質管以PE(聚乙烯)塑膠為材質,故一般在地形特殊或自然落差較大地區,需要以固定式之配置而採用硬質管施灌外,大部份以軟質的穿孔管布設施灌,起因於硬質管管壁較厚,搬運不易;軟質管管壁較薄,材質輕、柔軟性佳,易於捲收搬移,可隨作物栽種型式變化作機動性調整配置,故實用性比硬質管為佳。

依市面廠商出售軟質PE穿孔管,都是採用鑿孔密度較高之方式,也就是在單位長度內孔數較多,因為這種密集孔口率,能在很短時間內供給所需要灌溉用水量,故適用滲透性大之地區,較不宜適用斜坡地(地形起伏落差1公尺以上)或入滲率較差之土壤等。

使用穿孔管優點

  • 管壁光滑、無溝紋、膠點、魚眼等不良現象,噴水均勻。
  • 鑿孔之口徑大約只有0.5~0.8mm,因此噴出水滴很細,對作物的葉面及地表土衝擊比較小,可用以種子發芽前後之灌溉,不影響其生長。
  • 灌溉操作壓力低0.5~1.0kg/cm2,但灌溉噴出之水量比噴頭式出水量為多,因穿孔管孔徑小、密度高,灌溉時間短。
  • 噴出水滴呈矩形狀,噴灑分佈均勻度佳,容易配合田間畦行栽種作物進行灌溉。
  • 噴出水滴飛行高度低,受風的飛散損失很小,微風時有助於噴灑水滴之均勻性,且水滴之飛散,對鄰接田區或道路的影響甚少。
  • 材質輕、柔軟性佳,易於捲收佈置。
  • 材質PE(聚乙烯)製成,彈性佳、耐衝擊、不腐蝕。
  • 輸水摩擦損失小,管壁不易生水垢,輸水量比同一口徑增加約30%。
  • 配件齊全組裝容易,不需其他管件套裝,灌溉操作簡便。
  • 設施成本費低,總工程費(不包括水源工程)約僅噴頭系統之1/3。

缺點及使用應注意事項

  • 噴孔小,易被堵塞,首部宜加過濾設備。
  • 佈置之密度僅2~4公尺,有礙田間作業整理之方便。
  • 佈置因配合作物與耕種之方便,穿孔管均安置於畦溝,遇雨因畦頂土壤之沖流,易把管線埋設。
  • 因質量輕,風大時易被捲起,灌溉時必須重新佈置。
  • 廢品之處理,目前農友均採燃燒方式,易造成空氣污染。
  • 噴出水滴幾乎不發生破碎現象,因此佈置間隔不宜太大。
  • 穿孔管係低壓灌溉,僅適於平坦之行栽作物,地形起伏不宜過大。

管材規格

圖1-1
單管(20~32mm)1孔及2孔組
圖1-2
單管(32mm)3孔組
圖1-3
單管羽式(32mm)3孔組
圖1-4
雙管式3孔組

另件接頭

11-四通管
四通管
11-內牙閥
內牙閥
11-雙管接頭
雙管接頭
12-制水閥由令
制水閥由令
11-尾夾拷貝
尾夾拷貝
11-中間接頭
中間接頭
12-斜口接頭
斜口接頭
12-異徑接頭
異徑接頭
12-中間接頭之ㄧ
中間接頭之ㄧ
12-中間接頭之二
中間接頭之二
12-中間接頭之三
中間接頭之三
12---接頭
接頭

規格表

型式

標稱管徑(吋)

壓扁寬度內寬(mm)

通水內徑(mm)

厚度(mm)

孔徑(mm)

孔組數

孔距(mm)

孔組距(mm)

單管式

½

31

20

0.40

0.83

1

17.7

單管式

1

50

32

0.30

0.83

3

5.0

240

單管式

1

50

32

0.22

0.83

2

6.0

145

單管式

70

44

0.30

0.83

3

8.0

200

雙管式

1

53

32

0.32

0.83

3

9.0

188

 

 

微噴

微噴灌溉是管路灌溉的一種形式,是脫胎於噴灑灌溉與滴水灌溉的一種灌溉方法,不以全盤性灌溉均勻度作考慮,僅在小區域內佈置,實施局部灌溉。主要的區別在於灌溉時其操作壓力較小,約介於0.5~2.0公斤/平方公分(kg/cm2)之間,操作流量約在5.0公升/分鐘以下,噴灑半徑相對也較小,約介於0~7公尺之間,可配合作物的植栽間距來設置,將微噴頭設置於主根系直接提供植物需水,也因此較受農民喜愛,施設比率較其他型式之灌溉器材高。

 

管路灌溉對於灌溉標的作物可於必要的時期給予必要的水量,故能節省灌溉用水,減輕灌溉勞力,提高灌溉效果。這種灌溉方法水量係透過管路輸送,在動力設施的配合下,可適用於平坦地形及起伏不平的土地,目前在蔬菜、果樹、雜作等已廣泛應用。

微噴特性

微噴灌溉容易變換器材種類,操作維護簡單。適用於果樹、設施園藝等小規模灌溉。操作壓力低,水量少,便於實施多目標利用及自動化是其主要特性。

優點:

  • 與噴灌同,但水量更節省
  • 操作壓力較噴灌低(2.0公斤/平方公分以下),運轉容易
  • 可倒吊裝配
缺點:
  • 初期投資較高
  • 系統之操作費用較高
  • 施工及維護較其他灌溉設施需較高之技術

常用器材

  • 微噴霧器—非旋轉式散佈器
  • 微噴霧器構造因噴嘴小流速高,操作壓力較高,所散佈出水滴較小呈現霧狀顆粒,噴灑距離有限, 因此常應用於網室或雞舍,避免水滴直接噴灑於葉面或以調節溫度為主。

    1032-A
    圖82(金面)
    圖9(大典)
    1032-E


  • 微噴射器—非旋轉式散佈器
  • 微噴射器構造簡單,噴灑圖形變化較多(圓形、半圓形、橢圓形…),但射程小噴水量較大相對噴灑強度也大,農民應用非常廣泛。

    1018-B
    1019
    1001-B
    1015

  • 微噴灑器—旋轉式散佈器
  • 微噴灑器是以旋轉器取代非旋轉式之散佈,利用旋轉時把水呈輻射狀噴出,產生霧狀噴水或較大水滴散佈,其噴灑距離較長、噴灑強度低、水滴大、噴水分佈較均勻,蔬菜花卉等應用較多。

    1022
    1022-C
    1001
    a106-1


 

 

滴灌

滴水灌溉為以地表滴水,地面下滴水等器材與系統,在地面上或地面下進行緩慢供水的灌溉方法。因此滴水灌溉具有下列特性:
1.滴水灌溉是一種精準且灌溉均勻度高的灌溉方式。
2.滴水灌溉可以最節省的灌溉水量達到最大作物產量。

 

目前全世界具較大使用滴水灌溉面積的國家包括美國、以色列、南非、法國、澳洲、中國大陸、蘇聯、義大利等,而各國的主要灌溉對象又多為果樹及高價經濟物。滴水灌溉幾乎可應用於所有的土壤質地之園區,即使是砂質土壤亦可應用。滴水灌溉系統在經過長期的研究與改良,在水理設計、材料製造、濾淨系統與維護管理技術上,已獲得有效的解決。

優點

  • 在有限的水量下增加使用的效率
  • 大家都同意滴水灌溉的用水量低於其他傳統的灌溉方式:其省水多少則決定於作物種類、土壤及氣候因素以及灌溉管理。主要省水的原因是施灌的土壤體積較小,減少地表蒸發,防止田間逕流,直接灌水至根系可防止滲漏發生。由於直接灌水在作物的行栽畦上或作物(果樹)本身附近地表上,特別是行栽及幼苗,因行與行之間無須灌水,進而減低土壤表面蒸發與雜草之蒸發蒸散及吸收。致於強風造成噴灌水之飛散損失在滴灌下則可完全免除。而在陡坡下、低入滲率及結塊土壤之逕流問題也可減低。

    滴水灌溉直接灌水至植物根系附近

  • 增進作物成長及產量
  • 滴灌之灌溉水可多次緩慢而有計畫灌入土壤中,根系土壤水分幾乎可保持在最佳的田間容水量。一般而論,傳統灌溉如重力、噴灌所引起的土壤水分含量之重大變動將不會在滴灌中發生。頻次滴灌可增進植物之成長及提高作物之產量。比起其他灌溉方法,資料顯示滴灌的產量較其他灌溉方法下的產量為高,而其用水量則相對的減低。

  • 減低作物之鹽害
  • 許多實例顯示,滴灌比其他灌溉方法,能以含鹽量較高的水施灌於作物而不導致大量減產。原因在於高頻率的灌溉使土壤水份穩定進而達到鹽分稀釋之目的,且有將鹽分推離根系的效果。

  • 控制雜草
  • 由於僅有部分土壤表面被濕潤,雜草充斥現象在滴灌下因而減少。再者滴灌水經由過濾而至田間,其雜草種子經灌溉至田間之機會遠較其他種灌溉方式為低。

  • 減少動力之需要
  • 滴灌所須操作壓力低於其他的壓力管路系統,且系統需水量亦較省,因此其抽水機之動力費用相對較低。主要的動力節約在於滴灌系統之抽水機水量之減少及壓力之降低。

  • 增進田間管理作業效果
  • 滴灌下的田間噴藥、除草、疏株及收檴都可繼續進行而不因灌溉操作中斷。同時可使果樹作物之邊際土地利用增加,行栽植物之株數增加。

  • 增進肥料及化學藥劑之使用效率
  • 滴灌可增加施肥之靈活性,植物養分與灌溉水可連續合施而使作物生產狀態大為改進。滴灌提高施肥效率之主要原因如下:
    (1). 施肥只須施於根系附近,所以施肥量可以減少。
    (2). 利用滴灌可多次施灌的靈活性,注入植物在不同生長階段所需不同養分,以達到適時適量的目的。
    (3). 可減少滲漏及逕流損失,增進肥料之分配,除肥料外,其他如殺草劑、殺蟲劑、殺線蟲劑、生長調節素等也可同時有效的應用以增進作物之生產。

    雖然滴灌已具實際優點及效益,但由於土壤、水質及環境等因素,滴水灌溉系統施仍存在某些問題。

缺點

  • 連續的維護問題
  • 滴灌中滴嘴半阻塞或全阻塞,會影響灌水及施肥的均勻度,增加維護費用,若不能及早發現,則導致作物受損及減產,其他較輕微的問題如管線或器材因鼠類或其他動物與人為及機械之損壞而導致漏水或水流受阻也可能發生。該點解決之道,即需經常性檢查與維護。

  • 植物附近鹽分累積
  • 當高鹽分水使用於乾旱區,鹽分則聚在土壤表面濕區的外緣,此時雨水可能將鹽分淋至植物之根系而使植物受傷。前次滴灌造成的鹽分累積將會造成下次耕作之壓重傷害,例如,種子若播在高鹽分的累積區上則發芽率將遭受破壞。克服此問題,即需在某一程度累積鹽分時,要做刮除鹽分之工作。

  • 植物的根系發展受阻
  • 由於滴灌通常只潤濕土壤的一部分,根系的生長常限於滴嘴附近或支管附近的潤濕部分,若選擇不適當的滴灌器材或施灌不當,將導致根系發展過度受阻則影響其成長及產量,須注意滴灌器材的選擇。該問題則需在設置前充分考量作物根系與灌溉器材之特性。

  • 系統施設費高
  • 附屬器材的需要,使滴灌系統更顯昂貴,一般算起來施設費稍高於固定式噴灌費用。真正的費用則隨作物、系統種類、過濾、自動控制的選擇有很大的差異。然而多數的經濟分析家指出滴灌的操作費並不比其他之灌溉方法為高。

常用器材

滴水灌溉之田間分水管或滴管及配件,由於須曝露於陽光下及化學品之侵蝕,因此材類須能適應天然及較惡劣環境,故通常為PE材質,而主管與副管與支管則以PVC材質居多,PE分水管或滴管可直接按裝滴水頭或滴管式滴灌材料。

 

滴水灌溉之田間給水施灌之出水部,目前市面上慣於採行之材料,可大致區分為下述三種類型:

  • 單滴嘴式
  • 灌溉水由按裝於分水管上之滴水頭上之滴嘴流出,此類滴灌材料多用於長間距之作物,如果樹、葡萄、庭園植物或灌木型植物等。

    1009
    CNL
    Dri02
    Dri10

  • 分支型滴嘴式
  • 灌溉水由按裝於分水管上之滴水頭,分出數個由小管徑輸水管連接的微滴嘴,藉特殊的固定裝置固定於受灌溉的作物根部份附近,例如盆栽作物,種植於畦上之作物,皆可應用,如草莓、蕃茄、盆花等。

    DRI15
    四分支型滴嘴DRI15
    DRI14
    微滴嘴DRI14

  • 滴管式
  • 滴管式滴灌為近年來使用甚廣泛之灌溉材料,此種材料由早期之套管式經改良研發而成,目前以色列在製造及應用上技術上領先世界各國,滴管式滴灌在外觀上看似硬質PE穿孔管,實際上在管內按裝特殊之出水構造,使灌溉水於出水口呈無壓力狀態之滴水方式,滴水口之間距可依照作物之間距選擇,滴管式滴水灌溉可適用性甚廣,除需全面性灌溉之旱作,如大豆、玉米或盆栽較不適用,其餘如各種果樹及行栽與作畦之作物與庭園藝植物等,皆可施設使用。

    Dri58
    滴灌管構造示意圖
    Dri63
    滴灌管內部構造
    Dri78
    成綑之滴灌管

  • 其他附屬器材
  • 自水源取水設備至田間末端管路上,含抽水機、過濾器、穩壓閥、制水閥、PE滴管分水接頭、分水管及滴管末端自動排污閥等,前述各器材在一般滴灌系統多視為必要配備,下圖為常見之器材。

    ACC02
    碟片式濾水器
    Conn19
    滴管接頭
    Conn121
    PE管中接頭
    調壓制水閥
    ACC19
    管末排污閥
    Conn124
    PE管尾束

 

 

噴灌

噴頭噴灑灌溉乃利用壓力,將灌溉水經由管路系統及支管上之噴頭如降雨般,由空中向地面散布,使作物滋潤以達增產目的之灌溉方法。本省近年來,噴灌應用日趨普遍,以蔬菜及苗圃應用最多,現已有較大面積之果園、茶園、蔗園、農藝作物及一般坡地之旱作栽培,採用噴灑灌溉。

 

就地形而言,坡地地形可發揮噴頭噴灑灌溉系統的最大優點,當然,平地亦可適用,但風速太大之地區,將降低噴灑效率及均勻度,較不適用。就作物種類而言,以果樹、菜園最為適合;易遭水滴打擊影響葉面生長的蔬菜幼苗,較不建議採用。

送水方式

 

配置

  • 固定式,係將噴灑支管全部佈置在地面上。
  • 固定式系統示意圖

    固定式管路田間佈置圖例

  • 移動式,以移動噴頭豎管架座,以一支豎管當2支以上之豎管利用。

豎管架座

豎管架座

豎管架座

豎管架座

移動式管路田間佈置圖例

移動式管路田間佈置圖例

 

噴灑器

  • 全旋轉式(360o)噴灑器
  • 2020
    2021-A
  • 可調整式噴灑器:噴灑分佈之角度可調整
  • 1030-PS
    1012
    1013

 

設施應用

推廣省水管路灌溉管理系統研習會議

推廣單位

瑠公農田水利會
台北市民生東路三段107巷6號
02-27130025
宜蘭農田水利會
宜蘭市縣政九街65號
03-9255000
北基農田水利會
淡水鎮新市一路3段101巷16弄1號2-4樓
02-2629333
七星農田水利會
台北市士林區基河路26號
02-28852799
桃園農田水利會
桃園市守法路62號
03-3322141
石門農田水利會
桃園市平鎮區延平路2段68號
03-4927713
新竹農田水利會
竹北市文興路333號10樓
03-5962022
苗栗農田水利會
苗栗市民族路61號3-5F
037-335909
臺中農田水利會
台中市尊賢街11號
04-22261188
南投農田水利會
草屯鎮草溪路791號
049-2338111
彰化農田水利會
員林鎮中山路二段133號
048-332581
雲林農田水利會
斗六市興華街2號4-9樓
05-5324126
嘉南農田水利會-
台南市學甲區新達里瓦寮2之18號 (灌溉技術推廣中心 )
06-7833401
高雄農田水利會
高雄市左營區明誠二路332號
07-5574516
  屏東農田水利會
屏東市信義路143號
08-7322123
臺東農田水利會
台東市新生路190號
089-326100
花蓮農田水利會
花蓮縣吉安鄉北昌五街14巷1號
03-8463609
金門縣農會
金城鎮民生路6號
08-2322376
澎湖縣農會
澎湖縣馬公陽明里大勇街30號
06-9272335
高雄市政府
四維行政中心 -高雄市苓雅區四維三路2號
鳳山行政中心 -高雄市鳳山區光復路二段132號
(07)336-8333
(07)799-5678