有风条件下坡地喷灌水量分布的研究

前一讲中着重分析了如何将平地上实测的喷头水量分布通过数学模型转换为不同坡度上的坡地喷头水量分布。众所周知,影响喷头水量分布的因素很多,仅就自然条件而言,除受地形坡度影响外,还受风的影响,为此本讲着重分析风对坡地上喷头水量分布的影响。     

一种数据转换方法及其在坡地组合喷灌中应用

为解决坡地喷灌研究中试验场地的限制问题,采用平地上的试验数据向坡地上转换的方法来实现。以射流轨迹计算公式为基础,采用网格变换的方式实现数据转换。单喷头平地水量分布经该方法转换后,与坡地试验数据对比,上下坡射程一致,径向水量分布一致。采用三角形平地组合喷灌试验,试验数据转换到坡地后,验证了调节一定的立管偏转角能改善坡地喷灌的均匀性。     

坡地喷灌水量分布计算模型及其应用

单喷头水量分布图是喷灌系统设计中最基本的资料之一,而坡地上单喷头水量分布与平地上的差别很大,靠试验直接取得坡地上这些资料是很困难的,该文基于动力学原理推导出水滴运动方程,并借助这一方程及水量平衡原理。建立了将实测平地单喷头水量分布图转换为坡地上单喷头水量分布图的计算模型。将该模型的计算结果与实测坡地单喷头水量分布图对比,证明该模型及电子计算机模拟特性曲面法对PY_1-15及PY_1-30型喷头进行了四     

喷灌水量分布由平地向坡地转换计算模型研究

针对坡地喷灌水量分布实测困难问题,以坡地喷头射程计算公式为基础,依据喷头射流方向总水量守恒原理,构建了喷灌水量分布由平地转换到坡地的计算模型,并通过试验验证了模型的正确性。利用该模型,分析了喷头布置方式、间距、工作压力和坡度等对坡面喷灌水量分布的影响,结果表明,三角形布置有利于坡地单喷头水量分布的叠加,且其组合喷灌均匀度略高于方形布置;随着喷头间距的增大,组合喷灌均匀度呈下降趋势;喷头低压运行时,组合喷灌均匀度相对较低,不能满足喷灌均匀性的要求,随着喷头工作压力的增大,组合喷灌均匀度逐渐增大;在一定坡度范围内,不同坡度对水量分布和组合喷灌均匀度的影响较小。因此,在坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,建议采用三角形布置,喷头间距宜为1.0～1.2倍平地喷头射程,喷头工作压力宜选用300k Pa。     

球形接头调角度应用于坡地喷灌

坡地喷灌中,由于喷洒图形的改变影响了喷洒均匀性,改变立管倾角和改变喷头仰角成为必要,利用球形接头可方便地实现角度调节.通过对10PXH喷头转动均匀性分析,坡地上射程分析以及坡地上径向水量分布试验,给出球形接头的调节范围,以及在不同地形坡度情况下,球形接头合适的调节角度,用于改善坡地喷灌的质量.     

平地向坡地转换喷灌水量分布计算模型研究

针对坡地喷灌水量分布实测困难问题,以坡地喷头射程计算公式为基础,依据喷头射流方向总水量守恒原理,构建了喷灌水量分布由平地转换到坡地的计算模型,并通过试验验证了模型的正确性。利用该模型,分析了喷头布置方式、喷头间距、工作压力和坡度等对坡面喷灌水量分布的影响,结果表明,三角形布置有利于坡地单喷头水量分布的叠加,且其组合喷灌均匀度略高于方形布置;随着喷头间距的增大,组合喷灌均匀度呈下降趋势;喷头低压运行时,组合喷灌均匀度相对较低,不能满足喷灌均匀性的要求,随着喷头工作压力的增大,组合喷灌均匀度逐渐增大;在一定坡度范围内,不同坡度对水量分布和组合喷灌均匀度的影响较小。因此,在坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,建议采用三角形布置,喷头间距宜为1.0~1.2倍平地喷头射程,喷头工作压力宜选用300 k Pa。     

有风条件下坡地喷灌水量分布的研究(续)

3 模型的验证及评价为了验证模型的正确性及检验其精度,我们曾做过平地有风及坡地有风的单喷头水量分布试验,由平地试验数据来看,其水量分布基本相符,喷灌强度,均匀系数、射程及有效湿润面积等几项指标误差均在±5％以内。由图4及图5中可以看出,计算的水量分布在喷头附近与实测结果出入较大,这主要是喷头附近的集水区加入了摇臂的打击所致,但其他部分说明了该模型的正确性并具有一     

坡地喷灌水滴直径与动能强度分布规律研究

在室内无风条件下应用视频雨滴谱仪实时监测了不同坡度下喷洒水滴直径和速度等信息,研究了不同坡度下水滴平均直径及直径频率沿射程方向的变化规律,分别建立了水滴平均直径、速度与坡度等之间的数学关系。以此为基础,结合坡地喷灌水量分布计算方法,提出了无风条件下坡地喷洒水滴动能强度计算模型,并通过试验验证了该模型的正确性。以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,应用该模型重点分析了不同喷头布置方式、间距和坡度对组合喷头打击动能强度分布的影响。结果表明:随着喷头间距的增大,动能强度分布越来越不均匀,且动能强度高值区所占比例不断减小;坡度变化对坡面动能强度分布影响并不明显;三角形布置方式对减小坡地喷灌打击动能强度具有一定作用。同时考虑打击动能强度和水量分布,在坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,建议优先采用三角形布置,且间距为0.8倍的平地喷头射程。     

动态水压坡地喷灌水量分布特性与均匀度研究

针对坡地喷灌水量分布不均匀、灌溉质量较低的问题,将动态水压供水技术引入坡地喷灌,以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,分析了动态水压喷灌对喷头流量、射程、喷洒湿润面积、单喷头水量分布和组合喷头水量分布及均匀度的影响。结果表明:对于单喷头而言,采用动态水压喷灌的上下坡射程差在2.3 m左右,动压参数中动压振幅对射程影响较显著,动压喷灌时,振幅建议采用喷头正常工作压力范围内的较大值;单喷头水量分布均匀度在56%左右,动态水压参数对单喷头水量分布和喷灌均匀度影响不显著。在组合喷头的情况下,采用正三角形和矩形布置的均匀度高于正方形布置,其中采用矩形布置喷灌质量最佳。综合考虑工程投资、水量分布以及均匀度,动态水压喷灌时,当喷头采用三角形布置方式时,建议喷头间距为1.0～1.2R(R是喷头平地射程),当喷头采用矩形布置方式时,坡向间距宜采用0.6～0.8R,垂直坡向间距宜采用1.0～1.2R。     

有风影响时组合喷灌水量分布的计算方法

一、问题的提出对喷头的要求,例如水量分布要合理,水滴降落要尽量徐缓、重量要轻、结构要简单等等,其中水量分布尽可能合理的要求具有最重要的意义。对各种喷头或喷灌机按其水量分布进行比较,对于判断它们在农业上的适用性特别有益。因此任何喷头试验都必须计算出在不同的喷嘴直径和工作压力条件下的水量分布。实践中特别感兴趣的是喷     

喷头水量分布信息传感测试机理分

针对传统喷头水量分布特性测试手段落后的问题，研究了喷头水量分布特性自动测试的关键技术，并根据水量测试原理，建立了水量信息传感器的转换模型，实现了水量信息从模拟量到数字量的一步转换。采用基于分布式总线技术的水量信息采集方案，设计了喷头水量分布特性自动测试系统，使水量分布信息和其他测试数据快速直观地显示在计算机屏幕上，并可打印输出，提高了喷头性能测试的工作效率和水平，对新型喷头的试验研究提供了可靠数据和分析手段。     

地面坡度对喷灌均匀度的影响

地面坡度对喷灌的均匀度影响很大。作者通过野外试验对此作了定量研究,提出了一个不同地面坡度和竖管倾斜度时模拟喷灌水量的模型。虽然该模型是针对无风情况下坡度为0°时的单喷头而提出的,但是实验表明它同样适用于坡地。另外作者还对竖管倾斜度、喷射仰角、地面坡度对喷灌水量分布均匀度的影响作了研究,重点探讨了两种喷灌布置形式(其水量分布曲线类似于克里斯琴森的B型和E型)的情况。结果表明,竖管与地面保持垂直时,可以获得最佳喷洒均匀度,且对土壤侵蚀最小。对陡坡地,喷射仰角较大时,喷灌均匀度较好,但同时受风的影响也增大。     

山地履带拖拉机坡地等高线作业土壤压实应力研究

山地履带拖拉机（配备姿态调整机构）具有良好的稳定性和越障性能,特别适宜在丘陵山区坡地作业,然而由于坡地角的存在导致拖拉机两侧履带下的应力分布极不均匀,使得拖拉机附着性和通过性均降低。本文针对山地履带拖拉机坡地等高线行驶/作业时,坡地土壤内部应力分布规律不明确以及如何提高应力均匀性缓解土壤压实等问题,在深入分析坡地工况下履带最大接地比压与应力传递基本规律的基础上,采用EDEM-RecurDyn耦合方法进行了仿真试验,并采取土压力盒埋设法分别开展了基于小型坡地土槽的静态试验和坡地试验田的动态试验;其中,静态试验探究了不同深度土壤在含水率、初始紧实度、加载质量及坡地角等影响下的垂直应力分布规律;动态试验探究了山地履带拖拉机坡地等高线行驶/旋耕作业时履带下方土壤应力随作业速度、车身状态（调平/未调平）及牵引负载的变化规律;并分析了履带张紧力对土壤垂直、水平应力分布的影响。试验结果表明：履带下垂直应力在各支重轮的轴线处呈现一个应力峰值;水平应力在各支重轮轴线的前、后方分别出现一个应力峰值;适当增大作业速度,可减小土壤内部垂直和水平应力峰值,拖拉机速度由0.5 km/h增加到1.5 km/h,垂直...     

动态水压坡地喷灌系统多目标技术参数优化

动态水压供水能够有效提高坡地喷灌水量分布均匀性.为优选出满足喷灌质量要求且经济投入较少双重目标的动态水压坡地喷灌技术参数,以喷头间距、布置方式和动压参数(基础水压、振幅)等需要优化的技术参数为投入指标,以喷灌强度、喷灌均匀度、初始投资和年运行费为产出指标,应用数据包络分析法(DEA)评价决策单元(DMU)有效性,并对非有效DMU进行改进;结合对抗型交叉评价对技术参数做优劣排序,构建了动态水压坡地喷灌技术参数的优化方法.以雨鸟R5000喷头为研究对象,在苜蓿种植面积为1 hm²的坡地上(坡度为10%)进行喷灌系统田间工程设计,最终优选出交叉评价效率最大的动态水压坡地喷灌技术参数:喷头宜采用间距为8 m的正方形布置,基础水压为300 kPa,振幅为50 kPa.     

滴灌双向有坡毛管出水规律试验研究

由于地面坡度影响,双向布置滴灌管道在坡地出水量差异较大,合理的灌水均匀度难以保证,限制了其在丘陵漫岗地带的应用。通过试验分析单根毛管在不同坡度情形下出水量及均匀度变化规律,结论表明:双向布置比全顺坡布置更有利于提高灌水均匀度;存在使得毛管出水均匀度最高的最优逆坡毛管长度,不同地形坡度下该最优长度随坡度增加而减少。试验结论对确定坡地滴灌管道布置最优方案提供了参考。     

小麦不同生育期微喷带水量分布均匀性

试验以常用的机械打孔的Ф32微喷带为研究对象,通过调节微喷带的工作压力,研究2种长度微喷带(20,40 m)下春小麦不同生育期水量分布均匀系数的变化规律,通过对不同高度春小麦遮挡下水量分布均匀系数的分析,探究大田试验中微喷带的水量分布均匀性.试验结果表明:作物遮挡会降低微喷带的水量分布均匀性,改变水量空间分布特征,不同...     

压力对微喷带水量分布均匀性影响试验研究

试验探究不同压力下微喷带水量分布均匀系数的变化规律,通过公式计算了垂直于微喷带、沿微喷带方向和总面积的水量分布均匀系数,分析不同水头工作压力对不同类型微喷带在水量分布均匀性上的影响。试验对常见的机械打孔的Ф28,Ф32和Ф40微喷带,通过改变微喷带的工作压力值,设置6种不同的微喷带首部工作压力,探究不同结构类型的微喷带在不同的首部工作压力下的水量分布均匀系数。微喷带的水量分布均匀系数与首部工作水头及管径均匀性密切相关,在一定的工作压力范围内,微喷带的灌溉效果能达到最好;随着工作压力的变化,Ф28与Ф40微喷带的水量分布均匀系数变化较平缓,而Ф32微喷带的水量分布均匀系数变化波动大,3种结构类型微喷带的水量分布均匀系数均在工作压力值为32～36 kPa的范围内出现最大值。为保证较好的灌溉均匀度,一定作用压力条件下微喷带存在极限铺设长度;实际使用中,应根据微喷带的具体结构形式设定铺设长度与首部工作压力。     

坡面上单喷头水量分布图形的试验研究

前面已经介绍,地形坡度影响单喷头的水量分布性状。在无风条件下,旋转均匀的喷头在坡面上的水量分布图形,近似为下坡侧拉长变疏,上坡侧压缩加密的偏心圆。鉴于影响喷头水量分布的因素极其复杂,为了揭示地形坡度对单喷头水量分布图形影响的客观规律,有必要通过试验实测的途径,测试记录     

四轮驱动拖拉机在松软坡地上的阻力分析

对四轮驱动拖拉机在松软坡地上的滚动阻力作了理论分析。在不同牵引负荷下，对装备不同型号、不同充气压力轮胎的拖拉机在松软坡地上的滚动阻力进行了试验研究。给出了野外试验结果并对其进行了分析讨论。     

喷灌条件下土壤水分分布的数值模拟研究

现有试验研究结果表明,喷灌水量在土壤中的分布比其在地面的分布要均匀得多。通过建立三维土壤水分运动数学模型来模拟喷灌条件下土壤水分运动情况,并用经济解法对方程进行求解。使用编制的程序进行实例计算的结果表明,喷灌水量在土壤中的分布要比在地表的分布均匀得多。喷灌水量在土壤中分布的均匀性与初始的土壤水分分布均匀性有较大的关系。