摇臂式喷头摇臂应力分布的试验研究

分析了摇臂式喷头摇臂断裂的主要原因，根据对摇臂动应力变化的实际测量，对如何分析与提高摇臂强度进行了探讨。     

喷灌水量分布的遗传神经网络模拟与组合均匀度计算

喷头的水量分布与工作压力 H、风速 V等密切相关 ,但难以找出描述其间关系的显式方程。这使得喷灌系统的布置优化、模拟仿真乃至运行控制不太方便 ,不利于电算。采用遗传神经网络较好地模拟了喷头水量分布及其与 H、V的关系 ,给出了基于这种模拟的喷灌组合均匀度计算方法 ,并通过实例验证了该方法。     

甜菜喷灌节水高效技术研究

新疆兵团从１９９６年起启动实施《２００万吨高产、高糖甜菜基地建设项目》。计划到２０００年，实现种植面积３．３万ｈｍ＾２，总产２００万ｋｇ，平均每公顷产４０００ｋｇ，含糖１６．５％。这是兵团加快优势产业开发的重大举措。农九师垦区是新疆和兵团重要糖油基地，随着产业结构调整，大力发展甜菜，尤其是建立垦区节水喷灌甜菜优质高产基地，开发综合节水农业意义重大。此文分析甜菜生产现状、平衡施肥技术和喷灌水、肥、药     

双垄沟播喷灌垄沟膜孔界面水分分布特征

[目的] 分析河西内陆干旱区甘肃省民勤县双垄沟播喷灌条件下水量在垄—沟—膜孔界面汇流入渗特征,探索农业节水与耕作技术耦合的水量传输与利用关系研究的关键科学问题,为发展高效农业节水技术提供理论依据。[方法] 通过田间试验设置24 mm (G₁),30 mm (G₂),36 mm (G₃),42 mm (G₄)4个喷灌灌水定额处理,并通过HYDRUS-2D模型模拟了双垄沟播喷灌垄沟膜孔不同位置土壤水分的差异性和土壤水分二维分布特征。[结果] 基于HYDRUS-2D构建的双垄沟播喷灌垄沟膜孔土壤水分模型精度较高,平均相对误差为6.46%～9.08%,决定系数为0.85～0.95。土壤水分分布特征表现为灌水后1 d土壤饱和湿润区主要集中在0—30 cm土层,并且24 mm (G₁)处理的饱和区面积最小,存在水分亏缺现象。在0—20 cm土层,30 mm (G₂),36 mm (G₃),42 mm (G₄)处理的饱和区面积呈现随灌水量的增加而增加的规律。而在50 cm土层以下,不同处理含水率并无显著差异。[结论] 在河西内陆干旱地区喷灌农田,灌水主要对土壤上层产生影响;HYDRUS模型模拟效果较令人满意,参数较为可靠,在双垄沟播喷灌技术灌溉制度制定时可以参考。     

喷嘴直径对旋转折射式喷头水量分布特性的影响

为了深入理解喷嘴直径对旋转折射式喷头水量分布特性的影响规律,以R3000型旋转折射式喷头为研究对象,配备红色6槽的喷盘,选用36种不同直径（1.79～9.92 mm）的喷嘴,在室内无风环境下,采用雨量筒放射线布置法,开展了98、196和294 kPa 3种工作压力下的旋转折射式喷头水量分布特性试验。试验结果表明：在98 kPa工作压力下,使用喷嘴直径1.79～7.54 mm的喷头径向水量分布形式为双驼峰型曲线,使用喷嘴直径7.94～9.92 mm的喷头径向水量分布形式为单驼峰型曲线;在196和294 kPa工作压力下,使用喷嘴直径1.79～9.92 mm喷嘴的喷头径向水量分布曲线均呈现单驼峰型曲线。旋转折射式喷头的水量分布均匀性随工作压力增加而下降;在98 kPa工作压力条件下,除个别喷嘴直径（1.79、1.98 mm）以外,喷头的水量分布均匀性均在60%以上。喷头的喷洒半径范围为4～9 m。喷头的喷洒半径随喷嘴直径增加并非呈单调递增趋势;当喷嘴直径超过7.54 mm（对应38#喷嘴）,随喷嘴直径增加喷洒半径呈下降趋势;并根据试验数据分析结果,确定了喷洒半径随喷嘴直径变化的抛物线模型。喷头的喷灌强度最大值和平均值随喷嘴直径增大而增大,曲线拟合结果表明,喷灌强度最大值和平均值均与喷嘴直径呈明显指数关系,决定系数R2均在0.95以上。研究结果可为低压旋转折射式喷头优化设计、工程应用及促进产品国产化等提供技术依据和参考。     

卷盘式喷灌机灌溉施肥计算模型与综合评价体系构建

卷盘式喷灌机实现精准水肥一体化作业对农作物生产具有重要意义。该研究以卷盘式喷灌机为研究对象,开展了桁架式喷头车选配的低压喷头径向水量分布特性测试,构建了低压多喷头组合喷灌水量分布模拟模型,提出了水肥一体化条件下灌溉施肥参数计算模型,建立了基于喷灌均匀系数、设计喷灌强度、单机控制灌溉面积、单位面积年投资、年运行费5个指标的卷盘式喷灌机综合评价体系。研发了一款基于Web平台的卷盘式喷灌机灌溉施肥参数设计软件,以北京地区种植冬小麦为例,对JP75-300卷盘式喷灌机桁架式喷头车配置三款低压喷头进行方案优选,采用主成分分析法对初筛的12种机组运行方案进行综合评价,最高综合得分0.78为最优运行方案,即喷头类型PG134、工作压力0.15 MPa运行方案下机组喷灌均匀系数为88.96%,喷灌强度为57.31 mm/h,单机控制灌溉面积为5.05 hm2,单位面积年投资1 981.04元/hm2,年运行费为1 019.99元/hm2。研究成果可为卷盘式喷灌机灌溉施肥的参数设计和设备选型提供技术支持。     

喷灌条件下玉米地土壤水分动态与水分利用效率

为了探索适宜于鄂尔多斯高原玉米的最佳喷灌定额和节水效果,在鄂尔多斯市赛乌素镇喷灌示范基地内进行了田间试验,研究了喷灌和管灌方式下玉米地土壤水分动态、玉米产量及其构成因子和水分利用效率（WUE）的变化。结果表明：喷灌区土壤含水率在玉米全生育期内变化幅度较小,20～60?cm土层的含水率略高于其他土层,管灌区变幅较大;喷灌水入渗速率明显低于管灌;喷灌灌溉定额主要通过影响单穗粒数和单位数量粒籽质量影响玉米粒籽产量,对玉米穗数也有一定影响,当喷灌灌溉定额大于4?965?m3/hm2时,喷灌与管灌产量无明显差异,灌溉定额5?430?m3/hm2时,喷灌WUE可提高到1.26?kg/m3,比管灌提高17.76%;耗水量70.40%～88.90%来自于灌溉,且随灌溉定额的增加,所占比例增加;试验地从播种到定苗期需补充灌溉,否则玉米穗数（株数）会显著降低。     

Effects of the growing-maize canopy and irrigation characteristics on the ability to funnel sprinkler water

Stemflow is vital for supplying water, fertilizer, and other crop essentials during sprinkler irrigation. Exploring the spatial and temporal variations of crop stemflow and its influencing factors will be essential to preventing soil water and nutrient ion's migration to deeper layers, developing, and optimizing effective sprinkler irrigation schedules. Based on the two-year experimental data, we analyzed the variation patterns (stemflow amount, depth, rate, and funneling ratio) of maize stemflow during the growing season, and clarified its vertical distribution pattern. Meanwhile, effects of sprinkler irrigation and maize morphological parameters on stemflow were investigated. The results showed that stemflow increased gradually as maize plant grew. Specifically, stemflow was small at the pre-jointing stage and reached the maximum at the late filling stage. The upper canopy generated more stemflow than the lower canopy until the flare opening stage. After the tasseling stage, the middle canopy generated more stemflow than the other positions. Variation in canopy closure at different positions was the main factor contributing to the above difference. As sprinkler intensity increased, stemflow also increased. However, the effect of droplet size on stemflow was inconsistent. Specifically, when sprinkler intensity was less than or equal to 10 mm/h, stemflow was generated with increasing droplet size. In contrast, if sprinkler intensity was greater than or equal to 20 mm/h, stemflow tended to decreased with increasing droplet size. Compared with other morphological parameters, canopy closure significantly affected the generation of stemflow. Funneling ratio was not significantly affected by plant morphology. Based on the results of different sprinkler intensities, we developed stemflow depth versus canopy closure and stemflow rate versus canopy closure power function regression models with a high predictive accuracy. The research findings will contribute to the understanding of the processes of stemflow involving the hydro-geochemical cycle of agro-ecosystems and the implementation of cropland management practices.     

不同工况对喷灌水量分布的影响

为了探究不同工况对射流式喷头喷灌水量的影响,通过对射流式喷头在不同组合间距和工作压力下的水量分布数据进行分析,拟合出了喷头在不同工作压力及组合间距下的降水强度,采用克里斯琴森均匀系数和分布均匀性系数计算了相应的喷灌均匀度.结果发现喷头组合间距在1.0R~1.4R变化时正方形组合喷灌的CU值随喷头间距的增大呈下降趋势,CU值均大于70%;1.0R和1.2R组合间距下正方形组合喷灌低值区域的占比比三角形组合高,而1.4R的组合间距则与上述相反;当压力由0.1 MPa升至0.3 MPa时三角形组合喷灌区域的灌水峰值随着压力的增大呈先减小后增大的趋势;在正方形组合形式下增大工作压力有利于提高喷洒区域内的均匀性;压力损失并不总是降低喷灌的均匀性,0.2~0.3 MPa压力下,10%的压力损失对喷头喷灌均匀性几乎没影响;射流式喷头1.4 m安装高度、0.25 MPa压力下宜采用1.4R间距的三角形组合.     

太阳能喷灌系统供给能源与水力性能关系

为了解决太阳能喷灌系统应用中无法对喷头水力性能进行有效预测的问题,以光照强度为影响因素,太阳能喷灌系统泵出口流量、泵出口压力、喷洒射程、水量分布及系统灌溉均匀性系数为评价指标,通过在夏季典型天气25~36℃下的系统水力性能试验,寻找不同光照强度下系统喷洒水力性能的变化规律,获得系统最佳工作状态下所需光照强度.试验结果表明:随着光照强度的增大,系统流量及泵出口压力均增大,泵的流量和压力随光照强度的变化规律基本符合指数分布规律.当光照强度大于900.0 W/m²时,系统流量、泵出口压力、射程及水量分布基本保持不变.获得了平均光照强度与均匀性系数函数关系,当光照强度大于900.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数大于88%.当光照强度为200.0~600.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数为76%~82%.太阳能喷灌系统在光照强度大于200.0 W/m²时可正常工作.该研究为改善太阳能喷灌系统水力性能,促进太阳能喷灌系统在实际工程中的推广应用提供了参考.