满足灌水器平均流量和灌水均匀度的微灌系统优化设计方法

提出了一种基于有限元法和动态规划法的微灌系统管网优化设计方法,该方法先利用有限元法,设计出符合灌水器平均流量和灌水均匀度要求的支管与毛管参数组合方案,及相应的支管单元操作压力水头,然后将这些参数组合与支管单元操作压力水头代入动态规划模型,即可设计出微灌系统各级管道管径的最优组合方案,并确定微灌系统所需的操作压力水头。同时给出了一个微灌系统管网优化设计算例,结果表明该方法具有计算简单、方便等优点。     

回流滴灌系统毛管泥沙输移规律模拟及实验研究

为探究回流滴灌系统滴灌毛管的输沙潜力和抗堵塞性能,本试验通过CFD模拟和室内滴灌实验探究滴灌系统中泥沙颗粒输移规律和水流运动特性。CFD模拟结果表明:当毛管内水流流速小于0.2 m·s~(-1)时,随流速的增加,自毛管进入滴头的泥沙数量明显减少,且毛管内水流紊流强度大小与紊流区域范围逐渐减小;当毛管内水流流速大于0.2 m·s~(-1)时,流速的增加对进入滴头内的颗粒数量和水流状态无明显影响。室内滴灌实验结果表明:回流滴灌系统毛管水流流速增加时,滴头出水中的泥沙颗粒数量较支状系统减少约30%,而当回流毛管流速为0.1 m·s~(-1),三种滴灌带的灌水周期比支状滴灌系统分别提高50%、38%、41%,继续提高流速对提高灌水周期影响不大。回流滴灌系统较传统滴灌系统可以显著提高毛管的输沙排沙能力,减少进入滴头内的泥沙数量,提高系统抗堵塞性能,延长滴灌系统的运行周期。     

滴灌春小麦生长发育与水分利用效率的研究

试验于2009-2010在石河子大学试验站进行,设置了滴灌和漫灌两种灌溉方式,滴灌又设置了一管四行和一管六行两种滴灌带布置方式,目的在于分析不同灌溉方式及不同毛管布置方式对滴灌小麦生长发育及水分利用率等方面的影响.结果表明:滴灌与传统漫灌相比,株高、叶绿素含量、根系活力增加,叶绿素后期下降缓慢,滴灌可降低小麦千物质在营养器官中的分配率,促进干物质向籽粒中分配,防止后期叶片旱衰;滴灌比漫灌相比灌水量降低了25％,产量平均增加14.4％,水分利用效率提高35.4％.滴灌小麦实行一管四行毛管布置与一管六行相比受水均匀,不同边行间植株生长差异小,产量及水分利用效率均比一管六行高.     

回流滴灌系统泥沙输移及抗堵塞性能研究

为探究在传统支状滴灌系统末端设置回流管后滴灌系统毛管主流流速增加后回流滴灌系统的输沙排沙潜力及其抗堵塞性能,通过周期滴灌实验分析回流滴灌系统的灌水均匀系数以及滴头堵塞情况,并对毛管内沉积泥沙分布特点和系统各部分输沙排沙所占比重进行分析。实验结果表明:0.035 m·s~(-1)回流、0.05 m·s~(-1)回流滴灌系统的灌水均匀系数、滴头堵塞数量均明显优于支状滴灌系统。回流流速为0.05、0.035、0.015 m·s~(-1)三种回流系统中毛管沉泥量依次增加,但均低于支状滴灌系统的毛管泥沙沉积数量,同时四种回流滴灌系统均表现为沿水流方向毛管内沉泥量逐渐增加。支状滴灌系统、0.015 m·s~(-1)回流、0.035 m·s~(-1)回流、0.05 m·s~(-1)回流系统回流排沙量分别为0、1.59、4.30、7.52 kg,表明回流管具有良好的输沙排沙能力。     

滴灌毛管布置方式对极端干旱区葡萄地上生物量的影响

为了了解滴灌技术对葡萄生长及产量的影响,在吐哈盆地大田条件下以无核白葡萄为研究对象,以传统沟灌(CK)为对照,分别采用地表3管(T1)、地下3管(T2)、地表2管对称滴头流量(T3)和地表2管不对称滴头流量(T4)4种不同的滴灌毛管布置方式进行滴灌,对灌后土壤含水量分布、葡萄叶面积指数和地上干物质量进行对比分析。结果表明:T1、T2和T4处理的湿润体在葡萄根系主要分布区域均能产生交汇,其中,T2处理的土壤含水量分布均匀,在根系主要分布区域均达到田间持水量,湿润范围覆盖了整个根区,且地表含水率较低,能够降低土壤蒸发,最适用于极端干旱区葡萄灌溉;T3处理的土壤含水量分布不均匀,在根系主要分布区域不能产生交汇,导致该区域含水量低于田间持水量,并且湿润范围很难覆盖整个根区。由于滴灌毛管布置方式对根区水分分布的影响,对于叶面积指数和干物质量,T2最高,T1其次,T3最低。并用Logistic修正模型对叶面积指数、地上干物质量和有效积温的关系进行模拟,理论值和实测值无显著性差异,且滴灌毛管布置方式对生物量增长趋势的影响不显著。在此基础上,建立了该地区不同滴灌毛管布置的葡萄叶面积指数和地上干物质量增长模型,有助于通过气象资料来直接推测地上干物质量并及时掌握干物质量的累积情况,为田间管理提供参考。     

棉花膜下滴灌两种布设方式的试验研究

阐述了棉花膜下滴灌技术宽膜覆盖“一管四行”与“二管四行”两种毛管滴灌带布设方式。试验研究结果表明,膜宽1．1m,棉花行距为20cm/40cm/20cm,“一管四行”可满足棉花生长发育各阶段对土壤水分的要求,且比“二管四行”节省投资960元／hm^2,年运行费节约750元/hm^2,产量提高4．0％,适宜在新疆广大棉区大面积推广。     

农达、农民乐在毛竹山上除草试验示范简报

１９９９年在大面积取得毛竹山上使用农达除草成功经验的基础上，２０００年又进行了农达和农民乐除草试验，以进一步明确农民乐和农达的除草效果和应用技术。１ 林料与方法１．１ 供试药剂农民乐７４．７％水溶性粒剂、农达４１％水剂（均为美国孟山都公司产）。１．２ 试验处理试验设６个处理：农达２２５ｇ／亩、３００ｇ／亩，农民乐１５０ｍｌ／亩、２２５ｍｌ／亩、１５０ｍｌ／亩，以喷清水为对照。除其中农民乐１５０ｍｌ／亩一个处理亩用水量为２６ｋｇ，喷片孔径１ｍｍ外，其余亩用水量为４０ｋｇ，喷片孔径２ｍｍ，以工农１６型…     

额济纳绿洲滴灌棉田土壤水分动态变化研究

本文研究了额济纳绿洲滴灌棉田的土壤水分动态变化。结果表明 ,滴灌后形成的湿润区在平行于毛管方向上较大 ,垂直于毛管方向上较小。紧靠滴头的土壤含水量最高 ,随着离滴头在各个方向上距离的增加 ,土壤含水量逐渐减小。苗期和吐絮期棉花生长主要消耗土壤水 ,滴灌前土壤水分可分活跃层、较稳定层和缓慢变化层 ,滴灌开始后 ,土壤水利用量随着灌水定额的增大而减小 ,土壤水分活跃变化层下移。所有水分收入均用于棉花蒸腾和棵间蒸发 ,且随着灌水量增加 ,耗水量逐渐增大。     

坡旱地集水深蓄耕作技术研究

１９９０～１９９４年在地处黄土高原的山西隰县坡旱地进行了集水蓄耕作效应研究，结果表明：与常规耕作相比，采取耕翻地孔或耕翻深松，０～２００ｃｍ土层贮水量增加５０．８ｍｍ和５４．８ｍｍ；地面径流量减少５７．８％和５２．８％土壤侵蚀量减少５８．０％和５３．５％；降低土壤温度０℃和１．２℃；连续覆盖４年，土壤有机质提高了１．１７ｇ／ｋｇ，速效钾提高了１５．９ｍｇ／ｋｇ；小麦单产提高２３．５％和２７．７％；     

宁南旱地谷子地膜穴播栽培试验初报

根据宁南半干旱偏旱区的田间试验资料,分析了旱地膜穴播谷子的土壤水分动态变化,农用,气孔扩散阻力,叶面蒸腾速率,水分利用率和经济效益等,试验结果表明：旱地地膜穴播谷子的耗水量虽比ｃｋ多０．９％－６．３％,但由于叶面蒸腾速率比ｃｋ高７１．１％－８８．７％,故水分利用率高出１．１１４ｋｇ（ｍｍ．ｈｍ＾２）－１．８５４ｋｇ／（ｍｍ．ｈｍ＾２）,单位耗水量的产值多１．０９元／（ｍｍ．ｈｍ＾２）－１．５４元／     

籽瓜滴灌制度与效益研究

本试验使用滴头流量2.3升/小时,滴头间距0.5米的以色列滴灌设备,研究了籽瓜在民勤沙区种植的灌溉制度及以传统的沟灌作对照的投入和产出。试验结果:灌溉定额全年为218.8米~3/亩;一次性灌水定额为7.4米~3/亩;滴灌间期是;5月份根据土壤墒情灌足底水,6、7、8月份分别为3.9天、2.2天和4.1天;每次灌溉时间3.6小时;较沟灌节约用水62.8%;节省劳力37.7%;减少投入2.8%,增加产值32.8%。经济效益和节水效益显著。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

Effects of emitter discharge rates on soil salinity distribution and cotton(Gossypium hirsutum L.) yield under drip irrigation with plastic mulch in an arid region of Northwest China

A field experiment was carried out to investigate the effects of different emitter discharge rates under drip irrigation on soil salinity distribution and cotton yield in an extreme arid region of Tarim River catchment in Northwest China.Four treatments of emitter discharge rates,i.e.1.8,2.2,2.6 and 3.2 L/h,were designed under drip irrigation with plastic mulch in this paper.The salt distribution in the range of 70-cm horizontal distance and 100-cm vertical distance from the emitter was measured and analyzed during the cotton growing season.The soil salinity is expressed in terms of electrical conductivity(dS/m) of the saturated soil extract(EC e),which was measured using Time Domain Reflector(TDR) 20 times a year,including 5 irrigation events and 4 measured times before/after an irrigation event.All the treatments were repeated 3 times.The groundwater depth was observed by SEBA MDS Dipper 3 automatically at three experimental sites.The results showed that the order of reduction in averaged soil salinity was 2.6 L/h > 2.2 L/h > 1.8 L/h > 3.2 L/h after the completion of irrigation for the 3-year cotton growing season.Therefore,the choice of emitter discharge rate is considerably important in arid silt loam.Usually,the ideal emitter discharge rate is 2.4-3.0 L/h for soil desalinization with plastic mulch,which is advisable mainly because of the favorable salt leaching of silt loam and the climatic conditions in the studied arid area.Maximum cotton yield was achieved at the emitter discharge rate of 2.6 L/h under drip irrigation with plastic mulch in silty soil at the study site.Hence,the emitter discharge rate of 2.6 L/h is recommended for drip irrigation with plastic mulch applied in silty soil in arid regions.     

盐碱棉田地表-地下接力式滴灌下水盐分布及棉花生长特征

地表-地下接力滴灌是集膜下滴灌和地下滴灌优点于一体的新型节水控盐技术,但目前针对该技术应用效果的研究尚少。针对如何对地表-地下接力式滴灌中的地表滴灌和地下滴灌进行水量分配效果最优这一问题,设置100%地表滴灌(W1)、75%地表滴灌+25%地下滴灌(W2)、50%地表滴灌+50%地下滴灌(W3)、25%地表滴灌+75%地下滴灌(W4)、100%地下滴灌(W5)共计5个处理,比较了不同水量分配下的地表-地下接力式滴灌与单一地表滴灌、单一地下滴灌对盐碱棉田土壤水盐分布和棉花产量的影响。结果表明：(1)W3处理根区土壤含水量分布最均匀,干燥区域面积最小。(2)W4处理窄行区域淋洗范围最大,脱盐效果最显著。(3)W3处理棉花吐絮期总干物质量和籽棉产量最大,分别为112.66 g和9 147 kg·hm^-2;吐絮期总干物质量比W1和W5处理分别提高11.3%和19.1%,籽棉产量比W1和W5处理分别提高14.1%和11.9%。地表-地下接力式滴灌处理下土壤含水量得以显著改善,在对土壤盐分进行淋洗的过程中表现出接力效应,淋洗面积和淋洗效果均有所增大。相比于单一地表滴灌和单一地...     

渭北旱塬沟壑区苹果节水灌溉制度分析

为了探讨渭北旱塬沟壑区盛果期苹果不同水文年的节水灌溉制度,选取洛川县为代表性区域,利用该县近56年的月气象资料,基于水量平衡原理,分析了陕西省两个不同成熟期的苹果品种(中熟嘎拉、晚熟富士)在不同节水灌溉模式下(管灌、滴灌)各水文年的充分与非充分灌溉制度。结果表明:1不同成熟期苹果各水文年均应补灌,补灌时间和灌水量主要集中在新梢旺长期和果实膨大期。2中熟品种充分灌溉在湿润年、平水年、干旱年、特旱年的灌水次数分别为2、3、3、4次,相应灌溉定额滴灌为60、85、120、165 mm,管灌为90、130、180、245 mm;非充分灌溉各水文年的灌水次数为1、2、3、4次,相应灌溉定额滴灌为45、70、110、150 mm,管灌为65、110、170、220mm。3晚熟品种充分灌溉在相应水文年的灌水次数分别为2、3、4、4次,相应灌溉定额滴灌为65、90、125、160 mm,管灌为95、140、195、240 mm;非充分灌溉各水文年的灌水次数为2、3、3、4次,相应滴灌灌溉定额为55、75、120、150mm,管灌灌溉定额为85、125、175、220 mm。     

地埋滴灌对紫花苜蓿耗水、产量及水分生产率的影响

为了探索地埋滴灌紫花苜蓿的最佳灌水量和滴灌带埋设深度,采用田间试验设置15.0、22.5 mm和30.0 mm三种灌水水平与10、20 cm和30 cm三种滴灌带埋设深度处理,研究灌水量、滴灌带埋深对紫花苜蓿耗水量、产量及水分生产率的影响。结果表明:地埋滴灌紫花苜蓿耗水量、产量和水分生产率均随灌水量的增加而显著增加(P0.01),均随滴灌带埋深的增加先增大(P0.01)后减小(P0.05);总生长季紫花苜蓿总耗水量为400~500 mm,总产量为7 500~12 000 kg·hm~(-2),水分生产率为1.80~2.50 kg·m~(-3)。建议地埋滴灌紫花苜蓿采用滴灌带埋深为20 cm,灌水定额为22.5~30 mm,灌水周期5~7 d的灌溉制度。     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

局部控制地下浸润灌溉对叶用莴苣生长及水分利用效率的影响

通过两年的盆栽试验,对比研究了局部控制地下浸润灌溉和地表滴灌对作物根区土壤水分动态及叶用莴苣的光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、产量和品质的影响。结果表明,局部控制地下浸润灌溉的蒸发量明显小于地表滴灌处理,莴苣产量高于地表滴灌处理;水分利用效率是局部控制地下浸润灌溉处理最高,达到了42.42 kg/m3,地表滴灌仅为15.14 kg/m3;各处理光合速率和蒸腾速率日变化均呈"双峰"曲线,且呈处理1>处理2>处理3>处理4的趋势;局部控制地下浸润灌溉处理的根冠比较高,最大值达0.187,而地表滴灌处理的根冠比仅为0.071;局部控制地下浸润灌溉中莴苣的Vc含量达到了14.62 mg/100g,而地表滴灌处理仅为12.82mg/100g。说明局部控制地下浸润灌溉能有效改善莴苣的光合产物分配,调整根冠比关系,提高莴苣的水分利用效率,使作物产量与品质得到统一。     

南疆膜下滴灌棉花耗水规律以及灌溉制度研究

2004年在南疆尉犁县进行了棉花膜下滴灌耗水规律以及灌溉制度的研究,通过设置三个灌水处理:345 mm、420 mm、505 mm,并连续监测每次灌前棉花全生育期土壤含水量变化,得出以下结论:在花期(7月4日)滴灌定额45 mm,灌水只能影响到土壤0~40 cm,灌后第一天,土壤水分损失可达到20 mm;灌后四天,0~40 cm含水量已降至60%以下,棉花已受到水分胁迫。在南疆,在充分满足棉花对水分需求的条件下,膜下滴灌棉花耗水量为625 mm,505 mm的灌溉量可满足棉花对水分的需求。根据实验的灌水安排以及棉花各生育阶段的耗水率,南疆膜下滴灌棉花的灌溉制度为:蕾期每次灌水定额35 mm,每5天灌一次;花铃期每次灌水定额为50 mm,7天灌一次,盛铃期后,灌水定额逐渐降低至35 mm。     

滴灌条件下春小麦耗水规律研究

通过对滴灌(4个水分处理:150、300、450mm和600 mm)和漫灌(CK)不同品种(新春6号、新春22号)的春小麦生育期耗水量的分析,研究新疆石河子地区滴灌春小麦的作物系数、耗水规律及对产量的影响。结果表明:滴灌小麦各水分处理耗水量随着灌水量的增大而增大,整个生育期内蒸发蒸腾量为545.94 mm,平均阶段耗水强度为5.35 mm/d;蒸散量、蒸散强度呈抛物线型,在抽穗~乳熟期达到最高点;滴灌小麦的产量与耗水量呈单峰曲线关系;不同生育阶段的作物系数与FAO推荐的单值作物系数法查得的作物系数不同,在初始生长期、生育后期都大于标准条件下的作物系数值。