基于温室番茄产量和果实品质对加气灌溉处理的综合评价

【目的】研究不同灌水水平和滴头埋深条件下加气灌溉对温室番茄产量、灌溉水分利用效率（IWUE）和果实品质的影响,进而对不同试验处理进行综合评价。【方法】试验以常规地下滴灌（S）为对照,设置在W1、W2和W3（对应作物-皿系数k_cp分别为0.6、0.8和1.0）3个灌水水平与D1和D2（分别对应15 cm和25 cm）2种滴头埋深下进行加气灌溉（O）,共12个处理。基于各处理下果实产量和品质指标的差异,通过主成分分析法探索较优的试验处理。【结果】加气灌溉下单株产量、单果重、IWUE、果实中番茄红素、Vc、可溶性糖含量和糖酸比较对照分别显著增加了21.2%、23.9%、21.0%、28.1%、36.0%、22.8%和28.0%（P<0.05）。主成分分析中,第1主成分主要受番茄红素、Vc、灌溉水分利用效率和糖酸比的正影响,且处理W2D1O和W2D2O的得分分列第1和2名。因此处理W2D1O和W2D2O在兼顾节水和番茄果实营养品质方面较优。第2主成分主要受单株产量的正影响和有机酸的负影响,各处理有机酸含量未形成显著性差异且处理W3D1O的单株产量最高,因此得分最高。处理W3D1O的综合得分在12个处理中位列第1位。【结论】灌水水平k_cp为1.0,滴头埋深15 cm的加气灌溉处理可兼顾节水和温室番茄高产、优质的要求,为加气灌溉的实际应用提供理论依据。     

考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀度计算方法

为合理评价滴灌工程在运行过程中堵塞滴头对灌水均匀度及作物生长的影响,以克里斯琴森均匀系数为基础,建立了堵塞滴头位置分布均匀性的概念和计算方法,提出了以堵塞滴头位置分布均匀系数和滴头流量均匀系数的算术平均值为指标的灌水均匀度计算方法,并分别对比分析了毛管和灌水小区两个尺度的灌水均匀度计算结果。结果表明:与克里斯琴森均匀系数相同,考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀系数可以合理反映堵塞滴头数量和滴头堵塞程度对灌水均匀度的影响;同时,该评价指标还可以反映堵塞滴头的位置分布和集中程度对灌水均匀度的影响,有效地解决了克里斯琴森均匀系数仅考虑流量差异而无法正确评价集中堵塞滴头对作物供水及生长影响的问题。     

补偿式滴头的研制

补偿式滴头是微灌设备中最理想的灌水器,它除能保持滴水量衡定、提高灌水质量外。还具有减缓堵塞、自身清洗之功能,而且能降低工程造价。国产补偿式滴头研制成功,填补了国内空白,也为进一步开展补偿式灌水器研究积累了经验。     

滴头流道中颗粒物质运移动态分析与CFD模拟

采用CFD模拟技术,对迷宫式滴头流道内不同质量浓度的悬浮颗粒运动情况进行数字化模拟计算,并采用两相流动力学理论对迷宫式滴头结构尺度下的悬浮颗粒的随流性进行了分析,研究结果表明,采用DPM模型对悬浮颗粒分布特点的模拟结果与已有试验数据吻合度较高,可以作为模拟的手段;水流中颗粒质量浓度对滴头内部流场有着较强的反作用,应在模拟过程中予以重视;根据Stokes数的计算结果,10%左右的颗粒随流性差,可以认为导致滴头堵塞的物质主要来自于这一部分颗粒。     

新型螺旋式抗堵塞滴头研制

利用涡流原理 ,设计一种长流道螺旋式渐变水道的新型滴头。利用沿程与局部水头损失的消能和调节作用 ,保证了滴头出水有较高的均匀度 ;在流线型流道中的涡漩水流 ,形成了滴头的自冲洗和抗堵塞性能 ,配合以滴头的可拆卸设计 ,使滴头堵塞不再成为影响滴灌系统寿命和灌水质量的一大难题     

滴灌灌水器精密注塑模具设计与开发

以“塑料制品尺寸精度与模具尺寸精度的关系”理论确定模具的精度，进而以精密注塑模具的相关理论和方法进行滴灌灌水器的模具设计，并在型腔、流道、冷却水道的设计中采用严格的计算校核，最后用注射模拟软件分析模具的设计方案，避免了反复的试模与改模，缩短了设计周期，降低了生产成本。     

滴灌灌水器迷宫流道数值模拟与结构优化设计

FEMLAB软件是COMSOL公司生产的一个专业有限元数值分析软件包,是基于偏微分方程的科学和工程问题进行建模和仿真计算的交互开发环境系统。利用FEMLEB软件对迷宫滴头进行三维的流道参数建模,在迷宫流道流态分析、压力流量关系、结构分析、流速分布、抗堵塞性能模拟上,进行参数逻辑化的选择和确定,建立参数化灌水器结构与性能参数关系模型,从而达到产品设计的目的。     

插入式滴灌管局部阻力相邻影响研究

为研究插入式滴头局部阻力间的相互影响,以16插入式滴灌管为研究对象,设置6种滴头间距进行灌水试验,同时采用CFD模拟并分析验证。在此基础上对20滴灌管进行了模拟研究。结果表明:滴头局部阻力相邻影响系数模拟结果与试验结果基本吻合;滴头局部阻力相邻影响系数随滴头间距的减小而减小;滴头前后扰动范围和流速分布的变化是滴头局部阻力产生相邻影响的主要原因;滴灌设计中,当滴头间距小于0.5 m时,应考虑滴头局部阻力间的相邻影响,相邻影响系数取值范围为0.9~1.0。     

中水微灌系统生物堵塞特性探讨

使用中水微灌作为缓解农业水资源危机的一种灌溉方式，可以将污水灌溉对环境和农作物造成的污染减轻到最小，但中水微灌溉将会加大灌溉系统堵塞的可能性。通过对造成中水微灌系统生物堵塞的水质、堵塞原因及堵塞的严重程度的分析认为，中水中的有机污染物和微生物会造成微灌系统的堵塞，但中水中的无机颗粒是造成灌水器堵塞的首要原因。微灌系统的堵塞取决于污水的处理工艺及中水水质标准，其中主要与灌溉水的pH值，TSS和BOD5等参数有关，这3个水质参数可以用来对微灌系统的堵塞的危险性进行评估。对于微灌系统堵塞问题，可以通过改善水质，合理配置过滤设备及使用大流量灌水器和具有自冲洗功能的灌水器等方法来解决。     

滴灌灌水器流道设计理论研究若干问题的综述

灌水器是滴灌系统最关键的部件之一,其结构与水力性能的优劣对滴灌系统的灌水均匀性、抗堵塞能力以及寿命影响很大。在简要论述国内外滴灌灌水器流道发展现状的基础上,从灌水器流量压力关系、流道内流体流动机理、流道堵塞与防治三个方面详细阐述了灌水器流道设计理论的研究进展,最后提出了滴灌灌水器流道的发展趋势以及国内在灌水器流道设计理论研究中急需解决的问题。