关键词:番茄;温室栽培;气候应答技术
由于对当地气候资源认识不足,在温室番茄生产中,农户普遍采用盲目早种的办法,使作物长期生长在光能、热能不足的环境下,低下的光合效率使作物长期“饿着肚子”生长,作物的生产能力、免疫力均严重下降,直接导致座果能力下降、果子长不大、畸形果多、易落花落果等生长障碍,并且长期的低温高湿环境为滋生灰霉病提供了温床,使灰霉病特别严重,效益普遍不高。为了提高温室效益、减少病害、降低温室生产的系统性风险,经三年数百棚的试验,我们成功开发了温室番茄高效栽培气候应答技术。本技术针对目前温室番茄生产盲目制订种植规划、缺少病害预警的现状,为提高效益、降低温室栽培的系统性风险,确定了以气候资源为背景,结合市场规律、棚体结构、品种特性诸方面的作用,合理制订种植规划,提早病害预警,及时进行大病防治的设计思路。开发出温室番茄种植规划技术、病害预警技术及大病防治技术,为提升温室效益提供了宏观的技术支持。
1理论创新
1.1能级匹配理论
1.1.1农作物能级指数农作物能级指数是指农作物某生命周期对能量的生理需求,(气候)能级过高、过低均不适合农作物的生长,因此,能级指数又可分为上限能级、适宜能级和下限能级,下限能级是农作物正常生长的最低能级。由于温室生产以越冬反季节为主,存在的问题主要是能级不够,因此以下所谈能级值均指下限能级。
1.1.2气候能级指数气候能级指数是指某段时间内自然界提供的实际能量,可依据气象资料进行计算。气候能级指数具有可从一年或跨年(以天为单位)随意截取的特性,实际上,农业生产中的茬口安排就是在截取气候能级。
1.1.3温室能级指数温室能级指数是指某段时间内由温室小气候提供的实际能量,由于温室缺少资料记录,在现有条件下需根据温室的透光性、保暖性结合气候能级进行换算。温室的小气候特性,其能级指数明显高于同时段气候能级,因此可截取多段气候能级供生产所用,为扩大生产时段、实现反季节生产、提高效益提供了硬件(设施)条件。
1.1.4越冬种植番茄逆、顺光周期越冬种植的大果型番茄,如在冬至前座果,必然要在逆光周期膨果一段时间,而且这段时间是一年光照时数最少的时期,对番茄植株及果实生长非常不利,因此番茄的座果期至少应在冬至之后。其次,番茄膨果需要一定数量的热能,每年温度最低的时期是热能最少的时期,对番茄膨果同样不利,番茄座果期同样要躲过这段时间。由于每年极端最低温度出现的时间有变化,我们可以取近10年的气象资料,算出10年极端最低温度出现时间的中值,以这个中值做参考,使番茄第一层果的座果期在中值之后5~10日,基本可以确保第一层果正常膨果,由于第一层果之后的果实均生长在顺光周期,随着光、热的逐渐增多会越长越好。
1.2量价交合理论高产不一定高效,因为效益是由产量与价格两个因子决定的。众所周知,番茄有高产期,市场有高价期,我们把番茄的高产时段做一个集合,把市场的高价时段做一个集合,这两个集合的交集越大,则种植的效益越高。综合番茄市场多年的市场价格,四月份价格最稳最高,七月份价格最低,依据能级匹配理论,选择早熟大果型品种(注意要四层果集中成熟),于三月下旬上市,可保证至少三层果卖在四月份(亩产量5000~6000kg),效益多少大家自己算。
1.3无烟工厂理论为了揭示温室生产的实质,解释温室作物长势千奇百怪,效益千差万别的现状,我们把温室比作一座无烟工厂。温室是厂房,光照是能源,二氧化碳和水是基础原材料,土壤中各种矿质元素是辅料,所种番茄的植株是生产设备(缺光就像工业设备缺电一样,设备不能运转),番茄果实是最终产品。农户将集厂长、总工程师、销售部经理、经济师、维修工、车间主任、生产工人诸多角色于一体,如此多学科交叉的工作恐怕博士生也难干好,因此我们说温室生产是让初中生干了博士生也干不好的工作,所以长势千奇百怪,效益千差万别。要提升温室效益确保温室成果需建立温室栽培培训学校,对农户进行严格的、全面系统的培训。
2病害预警与大病防治
番茄的主要病害(细菌类病害、真菌类病害、病毒类病害)都与气候有着密不可分的关系,高温、低温、高湿、是病害发生的主要气象因子,可依据天气实况结合天气预报进行预测和预警。防病途径大致有两条。一是增强免疫力,二是选用杀菌和消毒产品,二者有效结合,是防病治病的最有效的方法。
3实用效果
3.12011年遭遇60年不遇的反常气候,我们在咸阳市秦都区做了40棚做技术试验(定植时间在12月中旬),选择临近的40棚做对照(11月上旬定植),由于2012年春灰霉病大爆发导致对照棚平均效益仅13000元左右,试验棚的平均效益达24000元以上,效益提高近一倍。
3.22012年我们在高陵、杨凌做了60棚试验(定植时间12月4日至22日),同样选择临近棚做对照(10月下旬定植,小部分元月中旬定植),对照棚平均效益20000元左右,试验棚平均效益30000左右(注:面积均已换算成亩),效益提高了50%。
关键词:灵武长枣;温室种植;坐果率
灵武长枣原产于宁夏回族自治区灵武市,具有果肉酥脆、汁液酸甜、个大色艳、营养丰富等特点,是目前枣果中的重要品种。灵武长枣种植不仅是灵武市重要的支柱产业,也是宁夏重点推广产品。
1温室温度、湿度控制
温室种植的灵武长枣在休眠后,一般需要40~50天的时间才能发芽,在这段时间要严格控制温室的温度,温度过低,会延长灵武长枣的萌芽时间;温度过高,会缩短萌芽时间,这样都不利于后期坐果。一般在每天的日出后将苫挂起,通过增加阳光的照射率来增加温室温度,在日落时放苫保温。在灵武长枣枝叶萌发前白天温度应该控制在15~18℃,夜晚温度控制在5~8℃;在枝叶萌发后,温室白天温度应该控制在17~22%,夜晚温度控制在10~13℃;在叶子舒展期温室白天温度和夜晚温度分别控制在18~25℃和10~15℃;在灵武长枣初花期昼夜温度分别控制在20~18℃和15~20℃;在盛花期昼夜温度分别控制在25~35℃和15~20%。灵武长枣在不同时期对湿度要求也不相同,在萌芽期一般要求为70%~80%;在萌芽至展叶期湿度控制在50%~60%;在花期湿度控制在70%~80%。
2辅助授粉
灵武长枣花芽的分化与其它果实不同,其一般是当年分化,而且具有花期短、速度快、随生长分化等特点。一般每个灵武长枣吊有30~50朵花,花期一般在30天,花朵较小,直径一般为6~8mm,花在盛开时香味浓郁、蜜汁丰富,属于虫媒花。该花一般在自然条件下借助昆虫或者风进行授粉才能结果。但由于温室种植灵武长枣的花期在3月下旬和4月中旬,而且温室多为封闭空间,昆虫数量和自然风较少,加上花形较小,人工授粉困难,所以,导致温室灵武长枣的坐果率很低。为了提高温室灵武长枣的坐果率,可以在温室内放养适量的蜜蜂,借助蜜蜂授粉提高其坐果率。
3日常管理和气候条件
由于温室较为封闭,空气流动性差,如果不能及时通风换气,会增加棚内有毒气体,进而对枣花造成伤害,影响坐果率。而且棚内空气湿度比露地要大,往往处于多湿的情况,会影响枣花花粉的传播,进而影响坐果率,所以,要定时对温室通风换气,适当降低温室湿度。一般在浇水和除草松土后换气通风。在换气后如果温室内相对湿度较大,也要及时增加湿度,每年花期喷洒2-3次的水,如果天气干旱应适当增加喷水次数,保证枣花生长和授粉正常进行。为了促进枣花正常生长,可以在花期时喷洒适量的磷酸二氢钾、钙肥、铁肥等。根据温室的情况,及时除湿、补湿、通风换气,提高管理水平和枣树的坐果率。
4摘心
灵武长枣的花芽分期、开花、枝叶生长以及果实发育基本在同一时期进行,这就造成了各器官对养分的竞争。对灵武长枣进行摘心,可以有效抑制其营养生长,促进生殖生长,将养分集中于果实部位,保证灵武长枣生长所需的营养,进而提高坐果率。灵武长枣枣头摘心时间很重要,如果提前摘心,会导致其因营养生长不足影响生殖生长;如果摘心时间过晚,导致生殖生长时间缩短,影响产量。灵武长枣一般在枣头生长到一定的节数后摘心,摘心时应该留有2~5个进行2次摘心。摘心的强度可以根据灵武长枣的长势而定,如果长势较弱可以适当少摘,如果长势较好且出现木质化,要重摘。二次摘心时间根据枣树的长势确定,摘心程度基本与一次摘心相同,在摘心的同时要及时除去多余的新生枣头。
5水肥管理
保证灵武长枣生长所需的水肥是保证其坐果率的重要措施之一。温室一般要求建立在土肥条件好的土地上,在升温20~30天后对其浇灌适量的水分和施加适量的肥料,也可以将两者同时进行,施肥量根据土壤的肥力、枣树的大小等情况确定。在每年的深秋时要深翻温室内土壤,并施以适量的基肥,施肥量为0.25kg/株的复合肥和75t/hm2的腐熟农家肥。根据温室内土壤的含水量和空气的相对湿度适当灌溉,灌溉量以满足灵武长枣生长为标准,在灌溉时根据枣树的生长隋况,适当追肥,追肥种类以尿素和复合肥为主。在枣树形成叶幕后,每隔15天喷洒1次叶面肥,且在花前以喷洒尿素为主,在花期以喷洒硼砂为主。在花前和花期应该适当多次灌水,且灌水以少量多次为原则。
关键词水果黄瓜;病虫害;发生特点;防治措施;温室大棚
中图分类号S436.421文献标识码B文章编号1007-5739(2012)20-0132-02
温室大棚水果黄瓜极易患病,常出现叶片中央凸起,叶缘向下翻卷的卷叶现象;同时伴有叶片边缘叶肉失绿、细胞组织并不坏死的“金边”现象,因而造成一定的经济损失。造成温室大棚水果黄瓜这种情况的主要原因是长时间阴天,造成棚内温度相对较低,光照明显不足,尤其是棚内土壤在缺氧的情况下土壤溶液浓度增加,导致钙元素得不到有效利用,所以整个植株表现出多种缺钙症[1]。现介绍温室大棚水果黄瓜主要病虫害的发生特点及防治措施,以供参考。
1“降落伞”叶
1.1发生特点
田间具体表现为叶片的中央部分凸起,边缘向下翻卷,整个叶片看起来像“降落伞”。个别植株还表现叶尖黄化,生长点皱缩,甚至叶边有坏死干边等症状,这是黄瓜植株缺钙的表现之一,尤其在冬季低温时期或遇到长时间阴雨天气时,根系活力下降,其吸收活动受阻,从而影响了黄瓜植株对钙的吸收。此外,也可能是由于大棚内通风不良导致蒸腾作用不顺畅,造成植株体内的钙素无法正常输送[2]。
1.2防治措施
一是在遭遇连阴天时,适当对大棚进行通风以增加土壤通透性;二是尽量避免棚温长时间低于10℃,应通过保温措施提高棚温;三是加强农事管理,注重促根、养根,增强根系活力;四是适量补充钙元素,可叶面喷施活性钙等钙肥混加丰收一号植物生长调节剂,可有效增强植株抗逆性和抗病性。
2“金边”叶片
2.1发生特点
田间表现为黄瓜叶片一般表现镶金边状,叶肉组织不坏死,有的上部叶片骤然变小,生长点生长缓慢或停滞生长。这种情况,在瓜苗定植后到采摘第一茬瓜前的一段时间内最容易发生。据有关专家研究,这又是缺钙形式的表现之一。其发病原因是此时正处于蹲苗阶段,有些菜农怕瓜秧徒长而迟迟不浇水,造成土壤中水分减少,土壤溶液浓度增高,导致植株对钙的吸收受阻而表现出的缺钙症状。此外,当土壤呈碱性时,黄瓜植株对硼的吸收受阻,同时也影响对钙的吸收。还有当土壤中氮、磷、钾等大量元素过量时,同样也会影响黄瓜植株对钙的吸收和利用[3]。
2.2防治措施
一是注意黄瓜坐瓜前蹲苗阶段,不要控水过度。在适量浇水的同时,可选用植物生长调节剂来平衡植株的营养生长和生殖生长,如丰收一号、爱多收等效果较好,一般每隔7~10d喷1次。二是如果棚内连续大量施用鸡粪作底肥,待下茬蔬菜种植时尽量少施鸡粪或改用其他有机肥作底肥。因为连续大量施用鸡粪会增加土壤的盐碱化,即使施用各种微肥,蔬菜植株也难以有效利用。
3黄瓜植株烂头
3.1发生特点
棚里水果黄瓜植株顶部坏死现象(即“烂头”),低温环境很容易导致作物根系生长发育迟缓,吸收能力降低,从而使植株抗病能力减弱,尤其是幼嫩的生长点部位,更容易受病菌感染,导致烂头现象的发生。注意早期养根的黄瓜棚室,烂头现象明显就少。
3.2防治措施
在施用杀菌剂的同时,其根本措施是养根,冲肥时选择生根菌肥是最直接的方式,还要注意提高棚温和叶面施用多元素叶面肥,补充根系吸收不足的营养元素,尤其是钙肥等。还有个别烂头现象是由蔓枯病引起,注意区分和防治。
4其他病害
4.1蔓枯病
该病害表现为在叶片出现黄褐色病斑,从叶缘开始,后期病斑易破裂,上生黑色小点,严重时“蔓烂”。可用杜邦福星3000倍液,或苯醚甲环唑+甲基托布津防治。
4.2黑星病
黑星病不仅可以导致“秃桩”,还很容易在瓜条上产生症状,流胶、病部呈疮痂状,容易形成畸形瓜,这是黄瓜黑星病与缺钙的本质区别。管理方面注意别放风太早,尽量提高地温以养根,因为即便施用了钙等微量元素肥,但是因地温低影响了根系吸收能力,还是会出现缺钙症状。在补钙的同时,还应配合施用杀菌剂,防止病菌侵染,以控制黄瓜烂头。
4.3黄瓜霜霉病
用杜邦克露600倍液,或霜霉专用金吉尔400倍液,或克抗灵400~600倍液喷洒进行防治。
4.4黄瓜细菌性角斑病
用猎菌斑300~500倍液,或农用链霉素5000倍液,或DT500倍液喷洒进行防治。
4.5黄瓜灰霉病
用速可灵800倍液,或施佳乐1000倍液,或扑海因1000倍液喷洒进行防治。
4.6黄瓜枯萎病
用甲霜灵3000g/hm2,或瑞毒霉锰锌4500g/hm2根施。
4.7黄瓜枯萎病
用敌克松200~300倍液,或多菌灵150~200倍液,或甲基托布津200倍液涂抹。
5斑潜蝇
5.1发生特点
成虫以吸食植株叶片的汁液进行危害,露地蔬菜在5—10月受其危害,而温室蔬菜则在10月至次年6月受其危害,受害的叶片上形成近圆形点状凹陷。一般在日光温室内1年发生8~10代,3—5月是日光温室危害高峰期,被害株率达100%,叶片被害率达30%~40%,严重时达80%以上,一般造成产量损失20%~30%,重者达50%以上,甚至绝收。
5.2防治措施
可用黄板诱杀,黄板悬挂密度225~300块/hm2,还可用0.6%阿维菌素乳油1000倍液,或3%啶虫脒3000倍液+阿维菌素1000倍液等防治,效果较好[4-5]。
6温室白粉虱
6.1发生特点
又名小白蛾,常以若虫群集叶片背面吸食汁液进行危害,叶片受害后褪绿变黄,生长势减弱,且易导致煤污病的发生。可以各种虫态在日光温室内繁殖、越冬,一般1年发生10~12代,3—5月为其发生高峰期,6月随着外界温度的升高,逐渐由日光温室迁入露地,10月又从露地迁入日光温室。
6.2防治措施
可选用黄板进行诱杀,还可用棚虫烟毙60杖/hm2进行烟熏,或喷施爱福丁1000倍液或千红1000倍液。
7蚜虫
7.1发生特点
以若虫或成虫在蔬菜嫩叶、叶背、生长点等处吸食汁液进行危害,导致叶片卷曲或褶皱。危害严重时,会导致植株发育迟缓,甚至停滞,严重影响蔬菜的产量和品质。同时,蚜虫也是病毒病的传播者。
7.2防治措施
一是加强田间管理。及时清除田间杂草,摘除被害叶片深埋,以减少虫源,栽培过程中,多施用充分腐熟的有机肥,少施用化肥;二是进行物理防治。根据其迁飞趋光性,可采用黄板进行诱杀或铺设银灰色地膜进行避蚜;三是生物防治。利用天敌来防治蚜虫,如瓢虫、食蚜蝇、草蛉、蚜霉菌等。当确需用药防治时,也应注意只在受害部位用药,以最大限度地保护天敌[6]。
8参考文献
[1]郭学强.温室黄瓜生理性病害的成因与防治[J].农业技术与装备,2012(10):35-36.
[2]董丽敏.防治黄瓜生理病害技术[J].农村科学实验,2012(4):21.
[3]蒋颖,张俊辉.温室黄瓜主要病害及其综合防治技术[J].西北园艺:蔬菜,2012(2):46.
[4]蒋维,陈丹萍,邓静林,等.4种药剂防治黄瓜美洲斑潜蝇的效果[J].农技服务,2011,28(7):985,1040.
【关键词】低温热水地板辐射采暖;问题;建议
所谓低温热水地板采暖是以不高于70℃的热水作热媒,将加热管埋设在地板中的低温辐射供暖。它通过埋设于地板内的管材把地板加热,均匀地向室内辐射热量,具有热性能稳定、室温均匀、舒适、节能、免维护、管理方便等特点,是一种极为理想的供暖方式。
一、低温热水地板采暖的优势
1、节约能源,减少环境污染
首先,低温热水地板辐射采暖主要依靠辐射换热,其辐射换热量占总换热量的50%~60%,因而其室内作用温度比采用散热器要高1℃~2℃。其次,低温热水地板辐射供暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的能量以及管网传送热水时的损耗较少。再者,由于供水温度不高,便于利用太阳能、热泵、地热及低品位热能,可以进一步节省常规能源。
2、室内热舒适性好,卫生保健
低温热水地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,减少了对人体的冷辐射,使人体辐射散热量大量减少,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢,从而提高人体舒适感。同时,这种供暖方式不易造成空气对流,减少了室内因对流所产生的尘埃飞扬及积尘,可减少室内空气的二次污染,消除了散热器和管道积尘对室内微气候的影响,从而改善室内空气品质。
3、经济实惠
采用地暖供热投资少,维护费用低,对建筑商来说更加经济。不论何种暖气片随着时间的推移,在使用中都或多或少会发生腐蚀,进而出现泄露现象,因此必须进行必要的维修,维修费用较大。而采用地暖因其塑料管材的耐腐蚀、抗老化、不结垢等优越性,维护费用几乎没有。另外,由于地暖效果好,用户所需热流量也较散热器少,再加上用户可以分室、分时控制采暖,所以用户在采暖中会更节约、更合理。
二、低温热水地板辐射采暖在应用中存在的问题
低温热水地板辐射采暖除自身存在的增高层高、增加楼层荷载等问题,还有一些人为因素造成的问题,让地板采暖系统存在严重的安全隐患。
1、供热热负荷的确定问题
在工程实际中,多数企业仍然按散热器对流供暖的热负荷来确定加热盘管的间隔,而地面辐射供暖的供暖效率要比散热器供暖高20%~30%,它的传热是由辐射为主,辅以对流来完成的,在房间内垂直方向的温度场与散热器供暖正相反,愈近地面温度愈高,无效热损失少。在达到人体的同样舒适条件时室内计算温度应降低2~3℃。关于上层地板向下层的传热量,计算热负荷时应予以考虑,除顶层外,各层应适当乘以折减系数。而加热管间距的确定,应依据管道材质、填充层厚度、供回水温度等因素严格计算,不应机械套用参考资料中的经验值。
2、爆管问题
(1)进水温度过高。有的户内采暖系统是后来改造的地板采暖系统,室外管网大部分仍然是普通供暖系统,如果在未采取任何措施的情况下,直接采用外网的进水口作为户内的进水口,就会导致爆管。这是因为地板采暖系统要求低温循环,而普通供暖系统则是高温循环,如果以高温水进入地板采暖系统,就会导致户内温度过高,管间温度过高,管子原有的间距已经不能满足散热要求而导致爆管。
(2)管子有接头。地板采暖管材,要求用整根管子埋于垫层中,在埋设以前,应根据图纸准确计算出每个回路的管长,然后下料。由于下料方法不正确或者在混凝土浇筑过程中土建施工人员不慎将管子损伤,导致管子产生接头,这就给爆管提供了条件。
(3)管子间距过密。当走道或一些较为狭窄的地方管子较密时,没有采取可靠的保温措施,从而导致管子之间热量积聚,当热量长时间积聚,温度过高时,就会导致爆管。
3、地面渗漏问题
由于在卫生间和厨房门口处,往往有多根管子穿过,多根管子的重叠设置,导致此处的混凝土不易振捣密实,使得管子成了水的导流管。当卫生间或厨房的水较多时,水就会通过地板砖的缝隙进入垫层内,当卫生间或厨房长时间受水浸泡以后,该处的垫层就会饱和,进一步向外蔓延,由于门口处混凝土不密实,而且管子周边的混凝土也不密实,使得水源顺着管子向外溢流,导致卫生间或厨房外的房间滴水。
三、低温热水地板辐射采暖现存问题的几点建议
1、预防爆管
(1)采暖系统必须确保进水温度的控制。进水温度应该保证在60摄氏度以内,以符合低温循环的要求。室外管网如果是普通供暖系统,就要采取措施,例如采用外网的回水口作为户内的进水口,也可以在进户总管的进水管上加三通和止回阀,将户内的回水管与进水管相通,从而将部分户内回水注入进水管,降低进水的温度。
(2)管子不得有接头。在施工埋设以前,应根据图纸准确计算出每个回路的管长,然后下料。另外,在混凝土浇筑过程中,土建施工人员应该注意保护管子,在管子上部施工时应该搭设路架,并确保路架的稳定性。
(3)当走道或一些较为狭窄的地方管子较密时,要求采取可靠的保温措施。当加热管间距小于或等于100mm时,应设置柔性套管等。
2、渗漏问题
在调试过程中渗漏问题出现的相对较多,如果是明装管道部分渗漏则用试压法肥皂水即可查出并轻松解决。如果发现室内隐蔽采暖管道出现渗漏现象,那么如何准确找出漏点是关键之所在。首先根据施工图纸确定是哪一环路渗漏,并单环路打压实验以确认。根据以往施工的成功经验,建议采取以下处理方法:
(1)在地暖区域防水层的水泥砂浆保护垫层施工完毕后,铺设苯板隔热层,苯板距墙尺寸不小于100mm,不设沿墙膨胀伸缩带,门口处不设苯板隔热层,门口处导热盘管设置止水带,铺设导热地盘管后室内整体浇筑混凝土填充层,由此增加了混凝土填充层与墙面及门口局部地面的粘贴强度、密实性与整体性,对潮湿情况起到了一定的阻隔作用。
(2)将防水层置于地板辐射采暖混凝土填充层以上,门口处导热盘管部位设置止水带,从而基本解决了卫生间水流向室内倒灌的问题。
3、热负荷的计算
热负荷的计算是否准确,对室内的舒适度有直接的决定作用。室内热负荷又受到以下因素影响,包括:护结构(即外墙、外门、外窗)、冷风渗透、室内净高、房间功能、设备照明等等。在这些因素中,外墙的热负荷占到了整个房间热负荷的50%以上。所以说,即使两个房间面积、功能、装修都一样,而外墙面积差别大的话,那么室内热负荷也会相差很多。为使各房间所能达到的温度趋于一致,必须对不同的房间进行热负荷计算,然后才能确定加热管的间距。
此外,地板装饰面层的材料以及地面上布置的一些家具也是影响地暖效果的重要因素。面层热阻的大小,直接影响到地面的散热量。实测证明,在相同供热条件和地板构造的情况下,在同一房间里,以花岗岩、大理石、陶瓷砖等作面层的地面散热量,比以热阻木地板要高30%~60%,比地毯要高60%~90%。由此可见,面层材料对地面散热量的巨大影响。再者加热管的排布形式、管线长短、及同一分集水器连接分支管路的数量及各支路的水利平衡都会影响地暖的效果。
总之,随着相关法律、法规出台,政府有关部门、业主、厂家、设计单位等各方面对于低温热水地板辐射采暖(供冷)系统的兴趣的与日俱增,必将促进相关技术加快成熟,降低建设成本,扩大使用地域,也将进一步推动低温热水地板辐射采暖系统的发展。
参考文献
关键词:超长地下室裂缝温度应力有限元分析
中图分类号:P184.5+3文献标识码:A文章编号:
1引言
早在六十年前,我国的朱伯芳和潘家铮院士等就提出了有关水工中体积混凝土结构的温度控制及其计的完整理论体系。在力学方面,刘光庭等率先把断裂力学运用到了仿真计算中,以及后来的赵代深教授结合仿真分析在影响混凝土建筑的整个进程的应用研究也取得了一系列的技术成果。到了近些年,我国的王铁梦教授对不同种类的裂缝进行了比较全面系统的分析后,有针对性的提出了两个非常重要的设计原则——“抗”和“放”,即根据具体条件或以“放”为主或以“抗”为主,在必要时要有效进行“抗”、“放”的有机结合,以有效减少混凝土的开裂情况。
国外对混凝土的温度应力研究要比我们国内早一些。1934年,马斯洛夫用弹性力学方法解决在水坝建设施工方面的温度应力问题,这对以后的研究及应用都有很大的影响。在六十年代的日本和美国对温度应力分析也进行了更为深入的分析研究,日本的森忠次考虑了不同的温度分布问题,美国的Tatro和Schrader联合发表的温度场一维有限元分析研究,则被公认为有关温度场有限元仿真分析的开创性结果。
2超长地下室温度应力
一般情况下,对地下室混凝土结构的温度场和相应的应力场进行分析计算,从而采取有效的控制措施,是减少地下室出现温度裂缝的常用方法。温度场和应力场的计算数据可以为地下室的整体设计和建造提供重要的参考价值,采取有效的控温措施,就可以降低混凝土开裂的可能性。
2.1温度裂缝出现的原因和特点
地下室裂缝很多出现在施工过程中,此时地下室的上部基本还没有承受很大的荷载,因此地下室的开裂可以排除了承载过重这个貌似最合理的原因。真正导致裂缝产生的原因主要还是地下室的温度收缩和混凝土干缩等。特别是在超长地下室的建设施工过程中,上面没有封顶,没有保温隔热的覆盖层,同时混凝土的热容量很小,吸热散热快,昼夜较大的温差导致混凝土内也产生较大的温差。而且超长地下室的整个施工周期比较长,可能跨越不同的季节,季节温差也会很大。温度的下降,由于材料的热胀冷缩原理会引起材料在不同程度上的收缩,但在地下室的建造过程中,会有大量的模板、支撑等限制了墙体、顶板的变形,这时拉应力也顺势而生了,当它超过了混凝土所能承受的抗拉范围,就很可能会导致混凝土的不同程度的开裂。而在正常使用过程中,季节性的温差很大,由于结构已完全形成整体,相互约束,使其不能自由变形,在地下室墙体和楼板内就会产生拉应力,同样可能导致混凝土不同程度的开裂。综上所述,温度在一定范围内的变化并不会直接导致混凝土的开裂,只有在温度变化的过程中,结构的收缩变形受到约束控制时,才会产生拉应力,从而出现开裂的状况。
我们把温度应力引起的裂缝称为温度裂缝,与承载过重引起的裂缝作比较分析可以看到,温度裂缝有自身的一些特点,主要表现在:温度裂缝深浅不一,纵横交错,而且混凝土的早期强度对墙体开裂有着重要的影响。当混凝土等材料在温度应力作用下要求变形却不能进行相应的变化时,温度应力因此而生,它的大小在很大程度上取决于超长地下室整体结构的刚度。当所用材料达到足够强度时,那么地下室的温度开裂就能得到很大的控制。在控制的过程中,温度裂缝还是在不停地变化着的,也就是说超长地下到的温度裂缝变化是一个持续的动态过程而非静态。在这个持续的变化过程中,温度应力的变化情况并不是遵循Hooke定律的描述。通常情况下,一维的温度应力变化用线性膨胀系数和前后温差来进行描述计算。
2.2施工过程中的温度应力分析
在实质上,温度场问题也就是我们所熟知的热传导问题,通常是指瞬态和稳态两个方面,瞬态,顾名思义,它和时间的关系不大,但是稳态是一个比较长的时间范围,它和时间因素有着很大的关系。在超长地下室的施工过程中,混凝土不断产生水化热,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度高,表面温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力,这属于瞬态的温度场问题,对其分析主要用到数值解法或近似分析解法及有限单元法等。在混凝土浇筑过程中,变化是持续不断的,我们不可能做到在施工过程中进行充分有效的控制,这就要求在超长地下室的整个施工过程开始之前我们就要做好相应的理论估算分析,一方面可以从总体上把握温度应力的变化趋势,避免大部分问题的出现,另一方面,对于极端情况,也可以采取及时有效的措施去减轻危害的程度。就施工过程中超长地下室的墙体的温度裂缝来说,通常采用的措施是在合理的范围内控制浇筑材料的温度变化幅度,另外在浇筑材料中还要添加质量好的煤灰粉,并且加强施工过程中的湿温养护等也是必要的。随着计算机辅助设计的应用越来越普及,相关高校在超长地下室温度应力的研究中,结合热传导计算公式和地下室特有结构设计的边界条件,编制了相应程序利用计算机进行模拟仿真分析,对地下室的温度应力分析计算得到了比较准确的结果,在系统模拟超长地下室的施工过程中温度应力各方面的影响上都取得了很好的效果。
3影响墙体和楼板开裂的其他因素
3.1混凝土的收缩
关键词:低温多效蒸馏;油气田;高含盐废水
中图分类号:X741文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)25-0082-02
随着科学技术的发展和工业化进程的不断提高,各行各业用气量不断增加,油气田废水的产生量也大大增加。油气田废水中含有大量的有机物,COD的含量高达数千甚至上万;通过一般的物理化学方法降解COD后,废水中仍含有大量的Na、K、Cl等离子,其含盐量大大超过了农田灌溉水的标准。如果直接排放,必将对江河湖泊、饮用水及农田造成极大的污染,甚至导致农作物的减产。现有的化学处理方法脱盐难度较大,即使脱了废水中的盐,但产生了新的污染物,还是不能直接排放。而采用简单的蒸馏方法脱盐,虽然能够达到理想的脱盐效果,但能耗太高,废水处理成本高。寻找一种经济有效的治理办法势在
必行。
淡化常用的方法有蒸馏法和膜分离法,还有冷冻法、水合物法、溶剂萃取法、离子交换法等。蒸馏法又分多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)、压汽蒸馏(VC)和太阳能蒸馏(SD);膜分离法分反渗透法(RO)和电渗析法(ED)。而常用的适用于大型的水质淡化方法主要有反渗透(RO)法、多级闪蒸(MSF)法和多效蒸发(MED)法。反渗透和电渗析法投资大,运行费用较高。
低温多效蒸馏技术是在低温压汽蒸馏技术的基础上发展起来的,早期主要用于海水淡化,在国外,该技术已经成功地用于锅炉废水的处理,但在油气田高含盐废水处理上的应用还是空白。
低温多效技术是指盐水的最高蒸发温度低于70℃的淡化技术,其特征是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来,用一定量的蒸汽输入,通过多次的蒸发和冷凝,后面一效的蒸发温度均低于前面一效,从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。相比于高含盐水淡化的其他技术,如膜技术中较先进的反渗透,蒸馏技术中的多级闪蒸技术,其在投资、后期运行和维护、处理效果、运行成本及对废水来水水质的要求严格程度等多方面,具有其他技术不可比拟的综合优势。本研究首次将低温多效蒸馏技术用于油气田高含盐废水脱盐处理中。
1实验方法
在油气田高氯废水中加入石膏,石膏加入量为每升废水加入15~40g。
(1)本实验原料废水中含有一定量的硫酸钙(0.57g/L),蒸发过程中容易在管壁上结垢,结垢层不但影响传热,而且可能导致被迫停车,造成大量热能、电能浪费。若采用化学方法除钙,虽然能减轻结垢,达到长周期运行的目的,但要增加废水预处理装置及增加生产费用,在此仅采用石膏晶种防垢法生产即能满足产品要求。石膏晶种防垢法是蒸发过程中,只要控制罐内石膏含量15~40g/L,固液比15%~20%,即可达到较长周期运行,减少刷罐次数的目的。
(2)废水预热后进入低温多效蒸馏室,低温多效蒸馏室根据废水浓缩要求确定使用效数,第一效低温多效蒸馏室通过蒸汽热源对废水进行蒸馏,控制蒸发温度在100℃~105℃,真空度0.09~0.12MPa。
(3)将第一效蒸馏室产生的蒸汽输送到第二效蒸馏室对废水进行蒸馏,控制第二效蒸馏室蒸发温度比第一效蒸馏室蒸发温度降低18℃~22℃,真空度为第一效低温多效蒸馏室的一半,依此类推,后一效低温多效蒸馏室利用前一效低温多效蒸馏室产生的蒸汽,控制蒸发温度比前一效蒸发温度降18℃~22℃,真空度为前一效低温多效蒸馏室的一半。
(4)末效蒸汽被冷凝后回收,末效低温多效蒸馏室中未蒸馏的废水利用离心分离装置实现废水和盐类的分离。
2实验结果与讨论
采用四效低温多效蒸馏室,用2吨蒸汽锅炉供蒸汽,在废水中,石膏加入量为每升废水加10.49g,相应处理过程中各参数及性能指标如表1。
处理后废水各项性能指标如表2。
采用三效低温多效蒸馏室,用1吨蒸汽锅炉供蒸汽,在废水中,石膏加入量为每升废水加8.56g,相应处理过程中各参数及性能指标如表3:
经三效和四效蒸馏的实验比较,其效果性能如表4显示,低温三效蒸馏的效果优于四效蒸馏的效果。
在本研究方案中第一效低温多效蒸馏室产生的二次蒸汽再输送到第二效低温多效蒸馏室对废水进行蒸馏,第二效低温多效蒸馏室产生的蒸汽再输送到第三效低温多效蒸馏室对废水进行蒸馏,依此类推达到节约能源的目的。同时控制每一效蒸馏室真空度,使其后一效为前一效的一半,相应废水的蒸发温度逐效降低,达到节约能源的目的。在反复的蒸发、冷凝过程下,得到多倍于蒸汽量的蒸馏水。蒸馏水通过降温冷凝后,作为工业蒸馏水回收利用。由于原料废水中大多含有一定量的硫酸钙,蒸发过程中容易在管壁上结垢,结垢层不但影响传热,而且可能导致被迫停车,造成大量热能、电能浪费。若采用化学方法除钙,能减轻结垢和达到长周期运行的目的,但要增加废水预处理装置及增加生产费用。本实验为从环保和节能角度出发,采用在废水中加入石膏,可防止蒸发管壁上结垢,达到较长周期运行,减少刷罐次数的目的。
3结语
本方法利用低温多效蒸馏室前效的蒸汽输送到后效进一步利用,同时控制每一效蒸馏室真空度,使其后一效为前一效的一半,相应废水的蒸发温度逐效降低,达到节约能源的目的,比现有简单的蒸馏废水方法大大节约能源。并可实现废水和盐类的分离,废水再经澄清、过滤,其中的石膏、有机物等杂质进行高温焚烧,液体进行回注处理。分离后的盐类作为工业盐被回收利用,石膏、有机物等杂质进入高温焚烧,未被蒸发液体进行回注再蒸馏处理,实现了废水无害化处理。
参考文献
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[2]刘庆江.大型海水淡化技术综述[J].锅炉制造,2010,(6):29-33.
[3]付守琪,陈萍,罗溪.渗透法处理高盐废水的原理及工艺[J].电力环境保护,2007,(23).