含沙水磁化处理减缓滴头堵塞机理研究

为探究含沙水磁化处理对悬浮泥沙在滴灌管网中沉降的影响,揭示含沙水磁化处理对滴头堵塞的减缓机理,以内镶贴片式迷宫流道滴头为研究对象,设置4种磁化强度(0、0.2、0.4、0.6 T)和4种粒径级配(0～0.100 mm、0.075～0.100 mm、0.038～0.075 mm、0～0.038 mm)的泥沙,泥沙质量浓度...     

齿形迷宫流道不同结构参数下灌水器抗堵塞性能研究

以齿形迷宫流道灌水器为研究对象,通过计算流体力学(CFD)数值模拟、PIV观测和样品测试相结合的方法,研究了齿形结构的不同齿底距、齿高下颗粒运动轨迹与流道内部速度场分布的关系,并初步探索了流道结构参数与灌水器抗堵塞性能的关系。结果表明:当流道内固体粒子运动速度小于0.5 m/s时,易在齿底处旋转,而大于此速度时,则易进入主流区被水流带出流道;齿形迷宫流道齿底距与抗堵塞性能呈正相关,齿高与抗堵塞性呈负相关;流道设计时,单纯增大齿底距或者减小齿高,可以有效降低粒子在流道中发生旋转的概率,有利于提高灌水器的抗堵塞性能。     

小流量微压滴灌条件下作物生长试验研究

通过盆栽线辣椒试验,研究了不同的滴头流量、灌水定额及灌水周期对线辣椒的株高、茎粗、叶绿素的相对含量、光合作用、产量及水分利用效率的影响,结果表明,小流量滴灌能提高线辣椒的叶绿素含量,促进光合作用,增加坐果数,并能提高其产量和水分利用效率;采用小灌水定额高频率灌溉对于抑制地表无效蒸发作用显著,节水效果明显,建议在小流量微压滴灌条件下,采用小定额高频率灌溉制度。     

不同滴灌施肥模式对油菜生长和水肥利用的影响

通过旱作大棚试验,研究不同滴灌系统布置、水肥供应模式对冬油菜生长、产量、土壤水分及理化性质的影响。采用三因素三水平正交试验设计,设置3种滴灌毛管布置方式:G1(一管一行)、G2(一管两行)和G3(一管三行),3个灌水水平:W1(50%ET_0)、W2(75%ET_0)和W3(100%ET_0),以及3个施肥水平:F1(N∶P_2O_5∶K_2O∶H_3BO_3为300∶190∶110∶8 kg·hm~(-2))、F2(N∶P_2O_5∶K_2O∶H_3BO_3为450∶280∶160∶12 kg·hm~(-2))和F3(N∶P_2O_5∶K_2O∶H_3BO_3为600∶380∶220∶15 kg·hm~(-2)),研究油菜生长发育、生理指标、干物质量、产量及水肥利用对不同滴灌施肥模式的响应。结果表明:相比滴灌毛管布置方式,灌水量和施肥量对油菜生理生长、产量有显著影响,油菜生长量、产量随灌水量增加而增加,高水(W3)处理更有利于油菜生长但其水分利用效率明显低于中水和低水处理,W1处理平均水分利用效率较W2和W3高37.73%和76.36%。生长量和产量与施肥量呈正相关,高水高肥G1W3F3处理产量最高,为5 430 kg·hm~(-2);G2W2F3处理产量为5 400 kg·hm~(-2),较G1W3F3处理产量虽低0.5%却节水25%,有较高的水分利用效率和肥料偏生产力。综合分析可知,从节水高产经济的角度考虑,G2W2F3的滴灌施肥模式可作为本试验条件下较合适的滴灌施肥模式。     

低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响

【目的】探究低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响。【方法】采用短周期间歇灌水试验方法,考虑温度、运行压力、肥料质量浓度等因素,展开完全随机试验,研究滴头堵塞过程,寻求适宜的加肥质量浓度阈值。【结果】温度越高、运行压力越大、加肥质量浓度越低滴头堵塞风险越小;温度40℃时,运行压力50kPa、加肥质量浓度3g/L的处理具有最高的平均相对流量、均匀度系数以及最低的堵塞率;不同温度下加肥质量浓度阈值不同,温度10、20、30、40℃时加肥质量浓度阈值分别为4、5、7和8g/L。【结论】升高温度、提高运行压力、降低加肥质量浓度能有效降低滴头堵塞风险;升高温度还能提高加肥质量浓度阈值及水流携带固体颗粒的能力,但升高温度对滴头堵塞风险的降低程度随着压力的升高而减弱。     

微润灌溉对日光温室番茄生长及水分利用效率的影响

在日光玻璃温室内,通过微润灌溉和滴灌的对比试验,来研究微润灌溉这项新型灌水方式对番茄生长及水分利用率的影响。研究结果表明：滴灌处理土壤水分的动态变化大于微润灌溉,滴灌处理最大变幅达60.9%,微润灌处理含水量基本维持在20%左右;至生育期末,微润灌溉处理株高、茎粗比滴灌处理分别高6.36%、3.11%,微润灌溉更有利于植物生长;同时两种处理番茄的光合速率日变化呈近似双峰曲线,叶片的蒸腾速率和气孔导度日变化呈单峰曲线;滴灌处理的折算产量为98 654.45 kg·hm^-2,微润灌溉处理的折算产量为99 142.25 kg·hm^-2,水分利用效率滴灌为53.33 kg·m^-3,微润灌溉为60.42 kg·m^-3,无论是单位面积产量还是水分利用,微润灌溉处理都优于滴灌处理;两种灌水方式下,番茄的耗水规律较为相似,但滴灌处理番茄的耗水量大于微润灌溉处理。     

水氮供应对温室滴灌番茄水氮分布及利用效率的影响

为探讨温室番茄水肥一体化滴灌系统优化模式,通过温室番茄滴灌施肥试验,研究田间滴灌管布置方式、灌水量、施氮肥量这3个因素对土壤含水率、土壤硝态氮含量及水肥利用效率的影响。3种布置方式包括1管1行(T1)、1管2行(T2)和1管3行(T3);基于Penman-Monteith修正公式计算的潜在蒸散量(Potential Evapotranspiration,ET_0)设计灌水量,3种灌水量处理包括50%ET_0(W1)、70%ET_0(W2)和90%ET_0(W3);3种施氮肥量处理包括120(N1)、180(N2)和240 kg/hm~2(N3)。采用正交试验设计,共9个处理。结果表明,不同管道布置方式土壤含水率分布趋势基本相同,土壤表层0～20 cm含水率较低,20～40 cm土层深度土壤含水率分布较高,40 cm土层深度以下土壤含水率减小,且T1和T2布置方式较T3土壤含水率分布均匀。土壤硝态氮(NO_3-N)质量分数随土层深度的增加而减小,0～30 cm土层硝态氮质量分数均值大于30～60 cm土层含量均值。T2布置方式土壤硝态氮含量均匀,深层淋失损失量小。灌水因素和施肥模式对番茄产量、水肥利用效率均有显著影响,获得番茄高产的滴灌施肥优化模式为T2(1管2行)W2(70%ET_0)N3(240kg/hm~2);从高效的灌溉水利用效率和肥料偏生产力考虑,其滴灌施肥最优水平组合模式分别为T2(1管2行)W2(70%ET_0)N2(180 kg/hm~2)和T2(1管2行)W2(70%ET_0)N1(120 kg/hm~2)。结果可为温室番茄滴灌施肥生产实践提供一定的技术指导。     

基于Zigbee的灌区灌溉预报研究

针对大尺度灌区进行准确灌溉预报过程中存在的土壤水分空间变异性和预报实时性的问题，设计了通过对灌区合理划分基本单元及优化布置土墒采集节点，应用Zigbee无线传感网络分区域采集土壤墒情，由水量平衡方程对各单元实测数据进行预报，并逐层汇总、分析得到灌区总预报。通过GPRS无线网络实现远程PC机与区域Zigbee网络的数据连接，不仅实时监控灌区土壤墒情而且可执行远程灌溉控制，提高了灌区灌溉管理效率，对于灌区灌溉管理的数字化、实时性发展具有重要意义。     

雨水集蓄设施经济容积的确定方法

将不同时段雨水的集蓄和利用同步考虑,根据水量平衡原理,计算各时段的水量盈缺状况,进行调蓄计算,确定了人畜饮水工程和农田补灌工程中雨水集蓄设施经济容积的计算方法,并对该方法进行了实例演示。     

压力补偿滴头流动阻力分析与流量预测研究

为探究压力补偿滴头流动阻力产生的主要部位、变化及对滴头流量的影响,采用基于雷诺平均维纳-斯托克斯(RANS)模型的瞬态和稳态流固耦合计算方法,模拟研究了压力补偿滴头流体与弹性片之间的相互作用,分析了工作压力0~300kPa范围内弹性片变形、流动阻力与流量之间的关系。结果表明：数值模拟能够准确预测一定工作压力范围内压力补偿滴头的流量,不同工作压力下滴头流量模拟值与实测值的平均误差为12.32%。弹性片的变形经历快速变形、缓慢变形和长期微小变形3个阶段。随着弹性片变形程度增加,迷宫流道压力损失占比逐渐减小,压力补偿腔和副流道压力损失明显增加。流动阻力主要发生在迷宫流道、弹性片与凸台之间,弹性片接触凸台前,流动阻力主要取决于迷宫流道的能耗,滴头流量随工作压力的增加而增长。弹性片接触凸台后,流动阻力为工作压力的线性函数,滴头流量在一定压力范围内保持恒定;主流道结构影响压力补偿滴头的最小补偿压力,副流道结构对压力补偿滴头的流量调节作用具有重要影响。