硫酸钾对浑水滴灌滴头堵塞的影响

【目的】分析引黄灌溉过程中肥料硫酸钾对滴头堵塞的影响,为水肥一体化滴灌的实施提供参考。【方法】分别配制3种含沙量(1.0,1.5和2.0g/L)和3种硫酸钾质量浓度(10,20和30g/L)的浑水进行间歇灌水堵塞试验,计算滴头的平均相对流量和灌水均匀度,利用场发射扫描电镜分析流道堵塞物结构,收集并分析滴头输出泥沙和毛管淤积泥沙的机械组成。【结果】施加硫酸钾后浑水滴灌滴头堵塞出现加速现象,硫酸钾质量浓度越大,加速堵塞作用越明显。当硫酸钾质量浓度为30g/L时,含沙量1.0,1.5和2.0g/L处理的有效灌水次数分别较未施肥处理减少4,9和8次,滴头堵塞率较未施肥处理增加30%~35%;施加硫酸钾显著增大了水的电导率,未施加硫酸钾的浑水电导率为0.16ms/cm,硫酸钾质量浓度为30g/L时,含钾浑水的电导率为25.19ms/cm。硫酸钾质量浓度对滴头堵塞的位置有一定影响,对进水口堵塞影响较小,对滴头流道堵塞影响较大,当硫酸钾质量浓度为10,20和30g/L时,流道堵塞滴头数较未施肥处理分别增加了7,18和17个。硫酸钾改变了灌溉水的电导率,易产生硫酸盐沉淀而造成滴头堵塞。施加硫酸钾肥后,浑水中泥沙颗粒易吸附K+,增加了泥沙颗粒之间的团聚,导致堵塞物表面结构复杂程度提高,堵塞物致密性和稳定性增强;浑水中施加硫酸钾肥后,输出泥沙中粉砂和黏粒比例较毛管淤积泥沙大,砂粒比例则较毛管淤积泥沙小,淤积泥沙的分形维数与平均相对流量呈显著负相关。【结论】选用硫酸钾进行施钾一体化滴灌时,硫酸钾质量浓度宜小于10g/L,以减缓其对滴头堵塞的影响。     

滴灌条件下水溶性肥料对灌水器堵塞影响

为探究滴头流量等因素对水肥一体化滴灌系统灌水器堵塞的影响规律,指导滴灌系统的防堵塞管理工作,以相对流量作为堵塞程度的评价指标,通过单因素试验分析了肥液浓度、滴头流量、滴头工作压力、过滤器类型、滴头类型5个因素对灌水器堵塞情况的影响,采用正交试验筛选出抗堵塞的最佳灌溉模式。结果表明,肥液浓度越大,滴头和过滤器越易发生堵塞;滴头流量越大,相对流量也越大,大流量滴头相对不易发生堵塞;相对流量随着滴头工作压力的增大呈现先增后减趋势,工作压力过大也会引起滴头堵塞,农业灌溉过程中应选取适宜的滴头工作压力;叠片式过滤器比网式过滤器过滤效果更好;压力补偿式滴头抗堵塞性能优于八孔流量可调式滴头。最佳灌溉模式为:水溶性肥料稀释比例为1∶200,滴头工作压力为0.1 MPa,滴头为流量4 L/h的压力补偿式滴头。     

泥沙质量浓度和工作压力对不同结构微喷带抗堵塞性能的影响

针对含沙水灌溉时微喷带堵塞的问题，采用间歇微喷灌的试验方法，选取泥沙质量浓度、工作压力和微喷带结构为试验因素，以平均相对流量、孔组流量均匀度和孔组流量降幅为微喷带堵塞程度评价指标，分析微喷带的堵塞状况和易堵塞的位置，研究工作压力和含沙水的泥沙质量浓度对微喷带堵塞的影响过程及机制。结果表明：1)4种微喷带(带宽分别为45、45、48和60 mm,单循环孔组孔数分别为3、5、5和5孔)中，带宽为45 mm的2种微喷带的堵塞程度较轻，单循环孔组孔数为5孔的微喷带，用最大的泥沙质量浓度1.5 g/L灌水时，平均相对流量最低仅为清水流量的87.14%～96.19%;2)工作压力为30和40 kPa时，微喷带易出现全面堵塞；而当工作压力为50和60 kPa时，微喷带多为局部堵塞；3)10次灌水结束后，微喷带堵塞最严重的部位多发生在尾部，其次是首部。综上，4种微喷带中带宽45 mm,单循环孔组孔数为5孔的微喷带抗堵塞性能最优，微喷带的工作压力和含沙水的泥沙质量浓度交互作用共同影响微喷带的堵塞程度，使用不同泥沙质量浓度的水源灌溉时应合理选用工作压力。     

泥沙级配对迷宫流道滴头堵塞及毛管内泥沙沉积的影响

【目的】设计对不同泥沙级配的浑水进行滴灌试验,为泥沙机械组成对滴头堵塞的影响过程研究提供理论参考。【方法】采用短周期法,设计了粒径小于0.1mm的3种不同级配泥沙(编号分别为A、B、C,其0.03mm,≥0.03~≤0.05mm,0.05~≤0.1mm粒径泥沙所占比例分别为58.38%,27.17%,14.45%;48.50%,13.20%,38.30%;20.13%,23.55%,56.32%)及3种不同含沙量(0.5,1.0,1.5g/L)组合的滴头抗堵塞试验,分析了毛管中沉积泥沙的位置与粒径组成及滴头流量与含沙量的变化。【结果】当含沙量不大于1.0g/L时,泥沙级配C最易造成滴头堵塞,而级配B次之,级配A最不易造成滴头堵塞;当含沙量大于1.0g/L时,泥沙级配对堵塞的影响有所降低。当毛管上的滴头发生严重堵塞时,毛管内的淤积泥沙主要分布在毛管中段0.6~1.0m处,未发生堵塞或者发生非常轻微堵塞的毛管泥沙淤积主要分布在毛管尾端。粒径0.05~≤0.1mm的泥沙最易沉积在毛管内,而小于0.03mm的泥沙颗粒最易随水流排出滴头。【结论】泥沙级配是影响滴头堵塞的主要因素,当大于0.05mm的泥沙颗粒含量较高时,非常易造成滴头堵塞,泥沙级配对其在毛管中的淤积位置影响较小,但对泥沙淤积量有一定的影响。     

滴灌带灌水均匀度的田间测试与分析

通过对滴灌带灌水均匀度的田间实际测试,结果显示：当滴灌带铺设长度（Ｌ＝１２０ｍ）较小时,所测试产品的灌水均匀度（＞９５％）都很高,随着滴灌带铺设长度（Ｌ＝２４０ ｍ即流量）的增加,其灌水均匀度（＜９０％）逐渐减小;另一方面,随着滴灌带入口压力（１３．７９ｘ１０~４Ｐａ）的增加,其灌水均匀度（>８６％）随之增加。     

农田滴灌系统滴头堵塞及防堵措施的研究进展

滴头是滴灌系统的关键部件,滴头的堵塞影响灌水均匀性和使用寿命,制约着滴灌技术的应用与发展,滴头的堵塞及防堵塞措施成为滴灌技术研究领域的热点。综述了近年来在滴灌堵塞问题上的研究成果,包括由水质因素、滴头流道结构因素、滴头加工制造因素和滴灌系统运行因素引起滴头堵塞问题．以及合理配置过滤设备、化学处理堵塞、设计抗堵滴头结构、合理设计滴头流道、加强滴灌系统运行管理等防堵措施。     

不同类型灌水器滴头对沼液抗堵塞性能的影响

为了研究不同类型灌水器滴头对不同水肥配比沼液的抗堵塞性能,获得适用于沼液滴灌施肥的滴头,选取2种片式滴头、2种圆柱滴头和1种片式补偿滴头共5种滴头,设计了2种沼液配比进行周期性间歇灌水试验,比较了不同滴头的抗堵塞能力。结果表明,沼液水肥配比越大,滴头越容易发生堵塞;滴头流量相同时,片式滴头抗堵塞性优于圆柱滴头和片式补偿滴头;滴头类型相同时,额定流量越大,抗堵塞性越好;堵塞进程较为均匀,堵塞发生从毛管尾端开始;堵塞类型以物理和生物结合的复合性堵塞为主。根据试验结果,建议沼液施肥时,最优灌溉模式为：水肥配比选择1∶3,灌水压力选择80 kPa,滴头选择3 L·h^-1的片式滴头;单级120目过滤器过滤效果有限,可以考虑增加多级过滤。     

基于灌水均匀度的温室自流式低压滴灌设计方法研究

温室滴灌技术应用广泛,但现有的低压滴灌系统设计仍不完善,灌水均匀度难以保证。本文通过对温室大棚中低压滴灌灌水均匀度和出水量进行试验研究,以水头高度、支管和毛管的排布方式及毛管的数量、长度为参数,分析灌水均匀度和出水量的变化规律。结果表明,毛管长度越长、数量越多,灌水均匀度越小;当控制其他参数不变时,随着水箱水头高度下降,支管、毛管逐渐被水充满,灌水均匀度和出水量逐渐增大;当灌水面积相同时,毛管沿支管集中分布较发散分布灌水均匀度更高。可通过适当调整支管和毛管的排布方式,改变水头高度和毛管数量、长度来保证灌水质量。试验结论为确定符合作物生长的最优低压滴灌系统布置方案提供参考。     

棉田膜下滴灌技术推广中存在的问题及建议

一、棉田膜下滴灌存在的问题1．设备质量滴灌作为一种先进的灌溉技术，对设备提出了很高的要求。进口滴灌设备质量虽好，但由于价格原因，限制了使用。绝大多数滴灌工程主要立足于国产设备。但国产的滴头、滴灌带或滴灌管等产品在压力补偿、抗堵塞、灌水均匀度和材质的抗老化等方面质量不稳定，管材配套性差，容易漏水，过滤器以筛网过滤器为主，使用寿命短，过滤效果不理想，这是导致灌水器堵塞，甚至工程报废的直接原因之一。     

低压滴灌灌水均匀度试验研究

【目的】通过对灌水均匀度的研究,寻求改进和提高低压灌溉系统灌水均匀度的途径和方法。【方法】通过试验研究了低压条件下毛管进口压力、铺设长度、铺设坡度及管径等参数对灌水均匀度的影响,并用SPSS统计分析软件对试验数据进行了处理。【结果】在其他条件不变时,灌水均匀度随着毛管管径的增大而增大,随着毛管铺设长度的增大而减小,逆坡时,随着坡度的增大而减小,顺坡时,随着坡度的增大呈先增大后减小的趋势;毛管进口压力对灌水均匀度影响不显著,毛管铺设长度、管径及铺设坡度对灌水均匀度影响显著,其中毛管铺设长度影响最大,毛管管径次之,毛管铺设坡度最小。【结论】可以通过适当增大毛管管径、减小灌水器设计流量及对地形适当分区等措施,提高低压滴灌系统的灌水均匀度,保证系统的灌水质量。     

低压条件下蓄水灌灌水均匀度实验分析

[目的]研究分析毛管供水长度与管径、供水压力、蓄水时间、不同规格末级导水微管水量对灌水均匀度的影响关系.[方法]通过不同低压条件下单条供水毛管上各蓄流灌水器的流量观测试验,得到不同的供水管长度与直径,不同的供水压力下的蓄流灌水器出水流量值以及分析了蓄流灌水器出水量均匀度.[结果]当其它影响因素相等条件下,灌水均匀度随供水毛管铺设长度的减少而增加,随管径的增大而增大;灌水均匀度随供水时间延长而增长;末级导水微管管长为3.5m,管径为4 mm的微管最合理.[结论]当供水压力从30～ 60 cm变化时,供水压力对灌水均匀度没有太大影响,并且灌水器均匀度都能达到0.9以上.这表明蓄流灌溉方式是解决和处理自然低水头微灌系统灌溉均匀性差的一种有效技术方法.     

Control of individual microsprinklers and fault detection strategies

Based on yield variability in orchards, it is evident that many trees receive too much or too little water and fertilizer under uniform management. Optimizing water and nutrient management based on the demand of individual trees could result in improved yield and environmental quality. A microsprinkler sensor and control system was developed to provide spatially variable delivery of water and fertilizer, and a prototype was installed in a nectarine orchard. Fifty individually addressable microsprinkler nodes, one located at every tree, each contained control circuitry and a valve. A drip line controller stored the irrigation schedule and issued commands to each node. Pressure sensors connected to some of the nodes provided lateral line pressure feedback. The system was programmed to irrigate individual trees for specific durations or to apply a specific volume of water at each tree. Time scheduled irrigation demonstrated the ability to provide microsprinkler control at individual trees, but also showed variation in discharge because of pressure differences between laterals. Volume scheduled irrigation used water pressure feedback to control the volume applied by individual microsprinklers more precisely, and the average error in application volume was 3.7%. Fault detection was used to check for damaged drip lines and clogged or damaged emitters. A pressure monitoring routine automatically logged errors and turned off the microsprinklers when drip line breaks and perforations caused pressure loss. Emitter diagnosis routines correctly identified clogged and damaged microsprinkler emitters in 359 of 366 observations. Irrigation control at the individual tree level has many useful features and should be explored further to characterize fully the benefits or disadvantages for orchard management.     

压力补偿滴头抗堵塞性的数值模拟研究

【目的】用数值模拟方法研究压力补偿滴头的抗堵塞性,为灌溉滴头的结构改进提供参考。【方法】以孔口式压力补偿滴头为对象,综合运用流固耦合与液固两相流的数值模拟方法,分析压力补偿滴头在不同入流颗粒粒径（0.01,0.02,0.04和0.06 mm）及体积分数（0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%和1.2%）下,压力补偿滴头的内流场及颗粒体积分数分布规律。【结果】在供试颗粒粒径及体积分数范围内,压力补偿滴头流道内局部颗粒体积分数升高,容易发生沙粒沉淀;同一位置处水的速度较固体颗粒大;随着入流颗粒粒径及体积分数的增大,滴头出流量略有减少,但仍达清水流量的94.7%以上;入流颗粒体积分数相同时,颗粒粒径越大,流道内最大颗粒体积分数越大。【结论】改进压力补偿滴头环形流道的入口结构能提高其抗堵塞性;提高灌溉系统抗堵塞性需同时提高滴头抗堵塞性并改进过滤设施。     

滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

压片式微喷带在辽西干旱区甘草种植中的应用

[目的]为了缓解辽西地区旱情频发对农业的压力,同时为了推广新型节水灌溉设备—压片式微喷带的应用。[方法]在田间条件下对压片式微喷带工作性能进行试验研究,并通过与漫灌灌溉和无灌溉处理进行甘草种植效果比较,验证这一新型微灌设备的应用的可行性。[结果]压片式微喷带灌水均匀,灌溉后土壤水分空间变异系数低于10%;压片式微喷带灌溉与漫灌灌溉甘草株高相近,显著高于无灌溉处理;在整个甘草生长期内,压片式微喷带灌溉处理灌水量为4 139 m3/hm2,产量为14 970 kg/hm2,水分利用效率为3.62kg/m2,净效益达60 570元/hm2,相对漫灌灌溉分别高出9.2%、15.0%、26.6%和17.0%。[结论]压片式微喷带在田间具有较好的工作性能,具有节水增产的特点,能得到较高的经济效益,适合用于节水灌溉农业。     

基于空间效应模型的滴灌均匀系数对春玉米产量的影响分析

【目的】定量评价滴灌均匀系数和土壤空间变异对春玉米产量的影响。【方法】在华北平原砂质壤土上进行4年田间尺度的春玉米滴灌试验,2009及2010年试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.66、0.81和0.99 3个水平,灌水量设置灌溉需水量的50%、75%和100% 3个水平;2011及2012年试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.59、0.80和0.97 3个水平,施氮量设置0、120和210 kg•hm-2 3个水平。分别用经典方差分析模型（ANOVA）和空间效应模型（SP）对春玉米产量数据进行拟合。【结果】ANOVA模型表明,均匀系数、灌水量及施氮量对春玉米产量的影响均不显著;而考虑了土壤空间变异影响的SP模型指出,当均匀系数过低（如Cu<0.6）时,灌水和施肥不均匀性对作物产量可能造成显著的负面影响。【结论】在确定滴灌均匀系数设计标准时需要考虑土壤空间变异程度的强弱,对研究区域来说,宜避免采用过低的滴灌均匀系数。     

气吸式小粒蔬菜种子精量穴播排种器优化设计与试验

目的 小粒种子具有尺寸小、质量轻、形状不规则的特征,采用传统排种器作业时常发生吸种孔堵塞、种子损伤、播种均匀性差的问题;因此本研究在种子丸粒化技术的基础上设计了一种气吸式小粒种精量穴播排种器。方法 通过测量种子的尺寸大小和摩擦角等相关参数,采用Rocky离散元仿真软件对进种过程进行仿真模拟。为获得该排种器的最佳性能因素组合,进行了二次回归旋转正交试验,应用多目标优化方法对排种器性能影响因素进行优化。结果 通过回归系数的检验得知,影响排种器单粒率与空穴率的因素主次顺序为气压、排种器转速。当转速一定时,随着负压的增加,单粒率随之增加,空穴率随之降低,当负压一定时,随着转速的增加,单粒率随之降低,空穴率随之增加,当负压大于?2 800 Pa时,转速在5~30 r/min的范围内对排种器单粒率和空穴率影响不明显,且此时单粒率均在90%以上、空穴率均在10%以下。结论 通过优化求解,最优工作参数组合为转速15 r/min、负压?2 300 Pa、正压500 Pa。经试验验证,在此条件下该排种器的性能指标为单粒率合格指数平均值96%、漏播指数平均值3.37%、重播指数平均值0.267%,符合国家标准要求。