虹吸原理古代应用(虹吸现象:从古至今灌溉的应用)
花儿生长需要的条件:种子、阳光、空气、水、适宜的温度、土壤,在植物生长的过程中,浇水方式多种多样,受虹吸现象的启发,我们想出了一种既节约水、又节约时间、省力的方法,还可以把环境变得干净的灌溉方法——滴灌。这种灌溉利用了虹吸的什么原理?生活中还有哪些物体运用了虹吸的现象?你能说说这些工作的过程吗?
现代有很多人都住进城了,繁华拥挤的城市让人们怀念乡村的恬清美丽、自然和谐、充满诗意、无拘无束,但最主要是那一片绿,让人欣喜!于是出现了很多室内养花的现象,养花让环境变得漂亮,使人开心!那么如何把那乡村里如诗如画的绿搬进城市呢?我们有了绿化,但又如何搬进家呢?我们可以这样!
搬进家之前我们首先要了解它们的生长条件:阳光、空气、水、适宜的温度、土壤。如果缺水,它们的生长会怎样?在土壤极差,限水,低雨下降,以及极端天气事件的情况下,植物就会缺水。接下来我们就认识一下灌溉!
灌溉概念:即用水浇地。就是人为方式使用天然降水(雨水)以外的其他水源供给土地或土壤水分。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定,要适时、适量,合理灌溉 。其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。
灌溉农业重要性:为地补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长,获取高产稳产,必须供给作物以充足的水分。在自然条件下,往往因降水量不足或分布的不均匀,不能满足作物对水分要求。因此,必须人为地进行灌溉,以补天然降雨之不足。
灌溉广泛用途:多半是用来种植农作物或其他植物,也可以用来维持地貌景观,或在干燥地带或是在过度降雨后的地区进行植被重建,灌溉对农作物也有其他的好处,包括保护植物免于霜害、在粮食区抑制杂草成长,并且抑制土壤固结。不用灌溉而以雨水为唯一水源的农业称为旱田。
灌溉系统也会用来抑制灰尘、排放污水以及矿物的堆摊浸滤。灌溉系统常会和排水系统一起研究,后者是用天然或人工的方式除去某一区域地表或是地表以下的水分。
灌溉是五千多年来农业的中心特征,也是许多文化的成果,是许多国家经济及社会的基础。从公元前60世纪在埃及和美索不达米亚平原,人类已经采用灌溉技术,在古埃及12王朝的法老已经将湖泊当作灌溉用的贮水库,贮存每年尼罗河泛滥的水用于干旱季节灌溉农田。
在秘鲁的安第斯山中,考古学家发现了3条水渠,是公元前4000年、3000年和9世纪的,是美洲已知最早的灌溉系统,在公元前4000年的那条水渠下面可能还有一条公元前5000年的水渠。古代波斯(今伊朗)亦有灌溉技术,可追溯到前6千纪,公元前800年的古代波斯所使用的坎儿井是现在还在使用的最古老的灌溉技术,用一系列的竖井打通地下的渠道,从水源地引水使水渠比水源地低可以自流,同时防止在地上蒸发。现在,坎儿井也应用于亚洲、中东和北非干旱地区。
古代斯里兰卡的灌溉系统是当时世界上最复杂的系统,发明了带闸门的水渠,12世纪时国王在33年内就主持建造了165个堤坝、3910条水渠、163个大型蓄水池和2376个小型蓄水池,以支持繁荣的农业。在巴基斯坦和北印度也有前2600年的灌溉水渠。
在中国,公元前250年左右建成的著名的都江堰水利系统也是为灌溉修建的。从20世纪起,柴油和电力运转的机械,可以帮助人们抽取地下水用于灌溉。
漫灌要挖沟渠,以前用人工,后来用牲畜、拖拉机,后来最先进的用激光测距的先进机械,取决于 经济和地理条件,例如需要灌溉的地域面积大小,有什么可用的技术,人工费用等。植物在畦和泷沟中排成行或在苗床上生长,水沿着渠道进入农田,顺着泷沟或苗床边沿流入。也可以在田中用硬塑料管或铝管引水,在管上间隔距离开孔灌溉,用虹吸管连接渠道。
喷灌是由管道将水送到位于田地中的喷头中喷出,有高压和低压的区别,也可以分为固定式和移动式。固定式喷头安装在固定的地方,有的喷头安装在地表面高度,主要用于需要美观的地方,如高尔夫球场、跑马场草地灌溉、公园、墓地等。
喷头的压力一般不能超过200巴,过高会产生水雾,影响灌溉效益,喷头有可以转动的,转动可以是360度回转也可以是转动一定角度。也有喷枪式。可以在275-900巴的压力下工作,喷射较远,流量达到3-76升/秒。喷枪还可以用于工业防尘。
如果将喷头和水源用管子连接,使得喷头可以移动,为移动式喷灌,将塑料管卷到一个卷筒上,可以随着喷头移动放出,也可以人工移动喷头。
喷灌的缺点是由于蒸发也会损失许多水,尤其在有风的天气时,而且不容易均匀地灌溉整个灌溉面积,水存流在叶面上容易造成霉菌的繁殖,如果灌溉水中有化肥的话,在炎热阳光强烈的天气会造成叶面灼伤。
滴灌是将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式,滴水流量小,水滴缓慢入土,可以最大限度地减少蒸发损失,如果再加上地膜覆盖,可以进一步减少蒸发,滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外,其它部位的土壤水分均处于非饱和状态,土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。
但如果滴灌时间太长,根系下面可能发生浸透现象,因此目前滴灌都是由高技术的计算机操纵完成,也有由人工操作的。滴灌水压低,节水,可以用于对生长不同植物的地区,对每棵植物分别灌溉,但对坡地需要有压力补偿,用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制,关键是控制调节压力和从水中去除颗粒物,以防堵塞滴灌孔。水的输送一般用塑料管,应该是黑色的,或覆盖在地膜下面,防止生长藻类,也防止管道由于紫外线的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但费用较高,只有时用于草皮和高尔夫球场。
虹吸是利用液面高度差的作用力现象,将液体充满一根倒U形的管状结构内后,将开口高的一端置于装满液体的容器中,容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。中国古代九龙杯运用虹吸原理制成的,主要是管内两端液体压力差的问题。杯子中间暗藏一个连接到杯底的中空通道。当水倒至中空通道的最顶端以下时,水并不会流出来,是因为管子的两端,内外相通,都是承受着相同的大气压力。当倒入的水超过中空管道的顶端时,水就会开始流,一旦开始就会全部流光了,直到杯子底部。
但如果滴灌时间太长,根系下面可能发生浸透现象,因此滴灌一般都是由高技术的计算机操纵完成,也有由人工操作的。滴灌水压低,节水,可以用于对生长不同植物的地区,对每棵植物分别灌溉,但对坡地需要有压力补偿,用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制,关键是控制调节压力和从水中去除颗粒物,以防堵塞滴灌孔。水的输送一般用塑料管,应该是黑色的,或覆盖在地膜下面,防止生长藻类,也防止管道由于紫外线的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但费用较高,只有时用于草皮和高尔夫球场。
在土壤极差,限水,低雨下降,以及极端天气事件的情况下,使用滴灌的优点是简单地控制。 这种灌溉方法是精确和经济的。 例如,标准草坪喷洒器可以以每分钟加仑的水流量来测量 - 在1-5之间是正常的。 另一方面,滴水发射器的额定加仑是每小时。 水的流动很慢,很容易被吸入地下。 在一个经过调整的系统中,几乎没有机会多余的水流失和浪费。
滴灌运用的虹吸原理在生活中还有哪些?比如家里的马桶和排屋檐积水处理,都应用到了,大家可以在生活里再找找它的应用,恐龙哥哥的课堂今天就到这里,下课!
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