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大庆市拱形塑料大棚使用性能调查与分析

更新时间:2009-03-28

黑龙江省大庆市位于松嫩平原中部,地理坐标为(124°19′~125°12′E,45°46′~46°55′N)[1]。大庆市区面积5 107 km2,其中耕地面积720 km2。近年来,大庆设施农业发展速度较快,截至2016年,大庆市塑料大棚数量已达到27万栋,粗略计算,按每个温室长60 m,宽6 m计算,塑料大棚占地总面积32.4 km2,可见塑料大棚总面积之巨大。在塑料大棚快速发展的同时,也不可避免地出现一些质量事故和安全问题[2-4]。近年来在我国北方寒区发生多起因强风暴雪导致的大棚坍塌事件,给农民造成了极大的经济损失。2010年2月黑龙江哈尔滨郊区因暴风雪导致蔬菜大棚倒塌8 453栋,造成直接损失1.1亿元,涉及受灾农户3 318户。2010年3月黑龙江齐齐哈尔地区发生强降雪,甘南县积雪深度达25 cm以上,致使12栋大棚因积雪坍塌。2012年5月6日,黑龙江黑河市的强风造成超过70栋大棚损坏,经济损失达到260万元[5-6]。另一方面,大棚设计制造不规范,在已建成的大棚中,有些结构制作粗糙、材料混杂,致使其承载力低、耐久性差。部分塑料大棚所用钢材不符合结构用钢的要求,更有甚者采用废钢废铁来生产塑料大棚骨架,带来许多安全隐患。为了解大庆市塑料大棚的使用性能,掌握塑料大棚实际使用情况,对大庆市塑料大棚进行广泛深入的调查是非常必要的。

1 现场调查概况

调查涵盖大庆市所有市辖区,即包括红岗区、让胡路区、龙凤区、萨尔图区及大同区。研究团队成员对这五个市辖区拱形塑料大棚进行了调查。拱形塑料大棚为全光大棚,与日光温室相比,构造简单、造价低,且无采暖设施,这类大棚常被农户称为冷棚。拱形塑料大棚在大庆市分布最广泛,存在的问题和隐患也最多,因此调查目标为拱形塑料大棚,总数为925栋。大棚现场调查图片如图1所示。被调查的各市辖区塑料大棚数量占总数量的区域分布如图2所示。

  

图1 现场调查图片Fig.1 On-site survey

  

图2 被调查的塑料大棚区域分布图Fig.2 Survey of plastic greenhouse area distribution

2 调查结果

通过调查,可将大庆市拱形塑料大棚按照材料及类型式划分为竹木结构大棚、竹钢混合型大棚、整体式桁架拱塑料大棚、分体式拱形塑料大棚四种类型[7]。已调查大庆市拱形塑料大棚结构类型及数量如表1所示。被调查的不同类型塑料大棚数量占总数量的类型分布如图3所示。

 

表1 被调查大庆市拱形塑料大棚结构类型及数量Table 1 Structural type and quantity of arch plastic greenhouse in Daqing

  

区域龙凤区让胡路区红岗区大同区萨尔图区总数竹木结构大棚2 16 0 0 1 1 9竹钢混合型大棚2 0 1 0 15 2 29类型整体式桁架拱塑料大棚225 220 186 150 60 841分体式拱形塑料大棚10 11 5 10 0 36

由图3可以得到,在已调查的区域中,整体式桁架拱塑料大棚数量最多,竹木结构大棚主要集中在让胡路区,竹钢混合型大棚主要集中在红岗区及大同区。除萨尔图区外,分体式拱形塑料大棚在其余四个调研区内均有分布。各类型大棚结构特点如下所述。

2.1 竹木结构大棚

整体骨架由竹木材料制成,以若干根直径不小于6 cm的圆木或混凝土柱为立柱,拱杆和其余支杆由3~6 cm的竹材构成。杆与立柱及杆与杆之间由钢丝缠绕铰接一起。竹木结构大棚跨度一般为5.0~8.0 m,骨架间距0.8~1.2 m,大棚高度2.5~3.5 m,大棚总长度40~50 m。大棚骨架脚部与混凝土块整浇,混凝土块一般为边长为20 cm的立方体。竹木结构大棚安装较为简单,使用方便,造价最低。缺点是立柱较多,导致遮光严重,棚内操作受影响,骨架使用寿命短。竹木结构大棚大多用于番茄、辣椒、茄子、黄瓜等夏季蔬菜的春季早熟栽培,竹木结构大棚如图4所示。

  

图3 被调研的塑料大棚类型分布图Fig.3 Greenhouses type distribution by surveyed

  

图4 竹木结构大棚Fig.4 Bamboo greenhouse

2.2 竹钢混合型大棚

竹钢混合型大棚是由竹木结构大棚发展而来,功能性介于竹木结构大棚和钢结构大棚之间。大棚材料以竹材为主、钢材为辅。大棚内部仍有若干根圆木或混凝土立柱,拱杆由竹材、钢管或钢筋组成,在连续布置几根竹材拱杆后,设置一根钢管或钢筋拱杆。竹材经过特殊的工艺处理,使其能够达到规定的韧性和刚度[8]。拱杆与立柱交汇处采用厚度不小于5 mm的钢片和钢钉进行加固。竹钢混合型大棚多为南北向建造,跨度一般为 8.0~14.0 m,高度 2.5~3.5 m,骨架间距0.6~1.2 m,大棚总长40~80 m。竹钢混合型大棚要比钢结构大棚更经济,而承受风载、雪载能力也可以和纯钢结构相媲美。与竹木结构大棚相比,由于内部立柱数量减少,使棚内的生产操作更加方便。竹钢混合型大棚主要用于冬春季茄瓜类蔬菜育苗和春季早熟栽培,竹钢混合型大棚如图5所示。

4.着色。又叫点染、点彩。将所需的颜色放在不同的器皿内,按照水:酒=3:7的比例将颜色调好,传统的颜色分黄、粉、绿、紫、青5种原色,原色可再配兑出30多种颜色。染色前,先在废纸上试色。点染用的工具是毛笔,一支笔染一个色,笔之间不能互用。上色的顺序是由浅到深,先暖后冷。

  

图5 竹钢混合型大棚Fig.5 Bamboo-steel hybrid greenhouse

2.3 整体式桁架拱轻钢塑料大棚

整体式桁架拱塑料大棚骨架材料全部为钢结构。跨度一般为6.0~14.0 m,高度为2.5~4.0 m,桁架高度为20~40 mm。南北向布置,东西向采光,棚内无立柱。骨架钢材一般采用热镀锌加工方式,并进行渗铝处理,提高钢材的耐蚀、耐磨和抗高温氧化性能[9]。一般采用6根钢筋作为纵向拉杆连接各骨架,骨架脚部与截面边长为20 cm的混凝土块整浇在一起,骨架钢管直径为20~50 mm。南北两侧山墙处有进入棚室的大门。设有手动卷膜装置,可保证夏季通风要求,秋冬两季可以通过棉被卷帘来起到保温作用。该类大棚优点是结构稳定、抗风雪能力强,棚室操作方便,保温以及通风效果良好。使用寿命较长,一般可使用10~15年,在大庆地区广泛应用,通常以种植生菜、西红柿、甜瓜、茄子等作物为主,整体式桁架拱塑料大棚如图6所示。

  

图6 整体式桁架拱塑料大棚Fig.6 Integral arch truss plastic greenhouse

2.4 分体式拱形轻钢塑料大棚

分体式拱形轻钢塑料大棚相比于整体式桁架拱轻钢塑料大棚,具有可拆卸、桁架高度大的特点。由工厂按定型设计生产出标准配件,跨度一般为8.0~12.0 m,高度2.0~3.0 m。骨架由两个或三个半径为25~50 mm的钢管套接而成,通过专用的卡具连接,可以进行组装和拆卸。大棚由拱杆、纵筋、卷帘装置、卡槽装置及侧向通风装置构成,设有6根纵向拉杆连接各骨架。这类大棚具有拆卸简单、结构稳固、搬迁容易等优点,使用寿命在8~15年,缺点是造价相对昂贵。分体式拱形塑料大棚在大同区黑龙江八一农垦大学航空育种基地使用数量较大。棚内配备物联网系统,可实现24 h棚内温度、湿度、光照、土壤温度、叶面湿度等环境参数实时采集,自动分析作物生长情况。通过物联网系统的精准控制,为作物的生长提供最佳的生长环境,大大提高了作物的产量和品质。大同区分体式拱形塑料大棚主要农作物是茄子、番茄、黄瓜、草莓、西瓜以及珍贵的航天作物,大同区分体式拱形塑料大棚如图7所示。

  

图7 大同区分体式拱形塑料大棚Fig.7 Separated arch truss plastic greenhouse in Datong district

3 经济性分析

3.1 大棚资金投入分析

根据调查得知,利息收入、净利润逐渐增加[3]。资金互助社的利息收入从2011年的98.11万元增加至2015年的487.15万元,增加了3.97倍。社业务及管理费从2011年的91.22万元逐年增加至2015年的297.44万元,增加了3.26倍。净利润由2011年的50.14万元增加至2015年的170.56万元。

  

图8 每公顷大棚造价对比图Fig.8 Per hectare greenhouse cost comparison chart

  

图9 每公顷大棚维护费用对比图Fig.9 Per hectare greenhouse maintenance costs comparison chart

大庆市拱形塑料大棚多在春秋两季使用,夏冬两季多为闲置。很多大棚夏季杂草丛生,棚内土地及空间也因此浪费。且由于长时间的闲置,导致大棚骨架无维护措施,加剧了大棚骨架锈蚀及破坏,这在不同程度上降低了大棚使用的可靠性[10]。龙凤区刘高手村闲置大棚如图14所示。大庆地区盐碱地分布广,可用耕地本来就少,塑料大棚闲置占用了耕地,浪费了资源。针对这一问题,可考虑与区域经济结合,采用适当的方法对大棚进行加固改造,使一些拱形塑料大棚满足作为种植业及养殖业场所的功能需要,或满足休闲观光温室的要求。通过提升塑料大棚的使用功能,使大棚闲置问题得到有效解决,促进资源合理利用,为农户创造收益。

回想当年,我们如学生一般年纪时,也曾将书本忘在家里,也曾忘了写作业,也曾上课做过小动作……为什么不允许学生犯错呢?孩子是有逆反心理的,你越急,他越不在乎。正如煎药,猛火煎出的药没效果,非得慢火熬。

3.2 大棚使用寿命分析

通过现场调查及查阅资料,不同结构大棚使用寿命对比如图10所示。

由图10可知,竹木结构大棚及竹钢混合结构大棚使用寿命最短,混凝土结构大棚使用寿命最长,整体式桁架拱结构塑料大棚及分体式拱形结构塑料大棚使用寿命介于竹钢混合结构大棚及混凝土结构大棚之间。

3.3 大棚长期投资分析

根据大棚的使用寿命及建造保养资金投入,以30年为期限对不同结构大棚进行长期投资分析。不同结构大棚长期投资对比如表2所示。

  

图10 大棚使用寿命对比图Fig.10 Comparison of greenhouse service life

 

表2 不同结构大棚长期投资对比图Table 2 Comparative analysis of long-term investment in different greenhouses

  

结构类型建造轮回量每轮投资总资金投入/万元竹木结构大棚6 1.1 6.6竹钢混合型大棚4 1.65 6.6桁架拱轻钢塑料大棚2 3.2 6.4分体式拱形塑料大棚2 4.2 8.4混凝土大棚2 4.15 8.3

通过一年的深入调查,发现大庆市拱形塑料大棚存在以下突出问题:

由经济性分析可知,若仅是短期内使用大棚进行农业生产,竹木结构大棚及竹钢混合结构大棚总投资最少最好,如长期使用大棚进行农业生产,桁架拱轻钢塑料大棚总投资最少。综合来看,桁架拱轻钢塑料大棚总投资较少、使用寿命长,因此性价比最高。

(1)大棚施工质量差

4 存在问题

由表2可知,若长期使用大棚进行农业生产,总资金投入由高到低的分别是分体式拱形塑料大棚、混凝土大棚、竹木结构大棚、竹钢混合结构大棚、桁架拱轻钢塑料大棚。

孙敬文:“好歹我的绰号是别人送给我的,我不接受都没办法。而他的绰号是自己送给自己的,见人就推销,别人想不接受都难!”

调查时发现,很多村民为了节省开支,找一些“三无”施工队制作大棚。这些临时组建的施工队无施工资质,很多未经过正式的培训就开始作业施工,对施工质量的检测和验收的过程也不熟悉。这使得很多已建成的塑料大棚粗制滥造、质量低下。例如:大棚脚部基础埋深不够,基础混凝土块开裂,混凝土砂浆无配比技术,大棚骨架钢筋制作工艺差,一些焊接节点在大棚投入使用后不久就已开裂。以上种种施工隐患均降低了塑料大棚的安全性和结构的耐久性,带来远期安全隐患。让胡路区宏伟二队因施工质量差导致的大棚结构变形如图11所示。萨尔图区绿风园因生产工艺差而坍塌的大棚骨架如图12所示。

经过调查以及查阅资料,对不同结构类型的大棚进行了建造价格及使用过程中保养投资分析。每公顷大棚建造价格对比图如图8所示,使用过程中每公顷大棚维护费用对比图如图9所示。

  

图11 让胡路区宏伟二队大棚结构变形Fig.11 Structure deformation of greenhouse in Hongwei village

  

图12 萨尔图区绿风园坍塌大棚Fig.12 Collapsed greenhouse in Fuqiang village Saertu district

(3)大棚设计及选择不科学

在龙凤区调查时发现,一些大棚镀锌钢管表层已经外漏,大棚骨架钢筋配量不足,这些都会导致大棚安全性降低。一些施工队偷工减料,通过降低建筑材料的质量来多赚取差价,甚至会采用废钢废铁去建造,不仅安全性降低,且钢筋脆硬,焊接性能差、易断裂。龙凤区英勇村大棚一些立柱的钢筋虽然从外观上看是粗细均匀,但是很多立柱的钢筋实际已经断裂,安全隐患严重。英勇村大棚因建筑材料不合格导致的结构破坏如图13所示。

  

图13 龙凤区英勇村大棚结构破坏Fig.13 Structure deformation of greenhouse in Yingyong village

(2)建筑材料质量没有保障

调查时我们发现,部分大棚设计不科学,如在一些地势平坦、风力强劲的区域选择建造竹钢混合型大棚,由于这类大棚重量轻,易发生风荷载导致的破坏。有的大棚设计时未考虑风向,大棚长度方向平行于主导风向,棚内热量散失快,导致春季秋末棚内温度低,影响作物生长。

解析:A选项,氯气与水的反应为可逆反应,转移的电子数小于0.1NA,错误。B选项,Fe与稀硝酸反应与量有关,Fe少量时生成Fe3+,Fe过量时生成Fe2+,1molFe参与反应转移的电子数目不一定为2NA,错误。C选项,反应生成Cu2S,Cu失去的电子数是NA,正确。D选项,转移电子数目应为0.1NA,错误。

(4)大棚闲置问题

经过调查结果统计分析,每公顷大棚造价与长期保养投资结合,竹木结构大棚及竹钢结构大棚资金投入最少,分体式拱形塑料大棚最高,整体式桁架拱轻钢塑料大棚与混凝土结构大棚在竹钢结构大棚与分体式拱形塑料大棚之间,混凝土大棚资金投入略高于整体式桁架拱轻钢塑料大棚。

  

图14 龙凤区刘高手村闲置大棚Fig.14 DesertedgreenhouseinliugaoshouvillageLongfengdistrict

5 结论

通过对大庆市主城区拱形塑料大棚调查,得到如下结论:

朱元璋废丞相后设置大学士,作用不显。朱棣即位后选择阁臣参预机务。然这些阁臣品级太低,不能称为宰相。“(宰相)具有较高的地位,起百官领袖作用。这里的地位一般指官职。这个要素把决策层中的决策人员和秘书、辅助人员区别开来。”[4]

(1)大庆市拱形塑料大棚可分为竹木结构大棚、竹钢混合型大棚、整体式桁架拱塑料大棚以及分体式拱形塑料大棚四种类型。其中,整体式桁架拱塑料大棚占调研大棚总数的92%,是大庆市主要的农用塑料大棚。

基层党组织的活力是基层党组织的生命力,主要表现为基层党组织的创造力、凝聚力与战斗力。组织纪律是提升组织活力的前提,只有严守党的纪律,才能始终保持党的先进性与纯洁性;只有推进党内民主,落实党员各项民主权利,才能推进党的决策科学化民主化;只有增强党员身份意识和荣誉意识,才能激励党员主动担当作为;只有建立党的创先争优长效机制,创新党建工作载体,培育党建品牌,才能确保基层党组织永葆生机与活力。

在有关社会治理研究中,有几个分支领域较少受到关注,比如公众的公民意识培育问题;大学生公民意识培养问题;户籍改革与社会治理的关系问题;青年就业与风险社会的相关性问题等,都是值得关注的问题。但在本次调查范围内,或较少见到论及这类问题的文章,或偶尔有涉及此类问题的讨论,力度似嫌稍差。

(2)对大庆市拱形塑料大棚经济性进行了分析,并给出了分析结果。

(3)在已调查区域的大棚,存在着大棚施工质量差、建筑材料没有保障、设计及选择不科学、大棚骨架闲置等问题。

工作可为大庆市拱形塑料大棚的进一步分析提供基础素材。

参考文献:

[1] 郑鑫,李波,衣淑娟.盐碱土裸土蒸发Ritchie模型修正及验证[J].农业工程学报,2016,32(23):131-136.

[2] 陈斌.桁架拱塑料大棚骨架受力性能与灌浆加固研究[D].大庆:黑龙江八一农垦大学,2016.

[3] 张延年.大跨度钢结构屋面风雪荷载[D].北京:科学出版社,2013.

[4] 解恒燕,刘彪.桁架拱轻钢大棚骨架K型节点受力性能对比与分析[J].黑龙江八一农垦大学学报,2016,28(5):105-108+127.

[5] 解恒燕,柴冬冬,郑鑫,等.两种单杆型圆弧拱塑料大棚平面内稳定性分析[J].中国科技论文,2014(5):612-615.

[6] 柴冬冬.索-拱结构单栋塑料大棚骨架力学性能研究[D].大庆:黑龙江八一农垦大学,2015.

[7] 于经.山东省大棚温室的结构形式研究[D].青岛:青岛农业大学,2009. 

[8] 王琼.塑料大棚建造技术[J].农业科技与信息,2011(13):27.

[9] 丁庆如.碳钢渗铝工艺方法及其优缺点[J].石油和化工设备,2000(4):56-58.

[10] 章小鸽.锌的腐蚀与电化学[M].北京:冶金工业出版社,2008.

 
解恒燕,刘云飞
《黑龙江八一农垦大学学报》2018年第02期文献

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