不同地形条件下微灌系统的计算机仿真研究

不同地形条件下微灌系统的设计一直是广受关注的问题,该文研究并开发了适应不同地形条件下微灌系统的计算机仿真程序。利用曲面生成方法及实测标高数据获得地貌图形,输入管网位置参数进行管线布置的设计并计算管线各点标高,在此基础上计算机自动完成微灌管网参数和水力平衡计算。为了验证程序的可靠性,对一个已有设计的平坦地块果园滴灌系统进行了模拟和计算,模拟结果与原设计吻合良好。给出了一个复杂地貌条件下微灌管网沿地势变化的仿真设计实例,水力分析表明系统所需水头以及管网节点的压力调节范围均大于对平坦地块的要求。     

基于GIS的微灌管网智能化设计系统研究

微灌管网智能化设计系统是利用地理信息系统技术，在对微灌管网水力学优化设计模型研究成果进行可视化技术集成的基础上，建立的智能化设计系统。该文对该系统的开发原则、功能结构和系统结构进行了详细论述，并解释了系统实现的技术要点。该系统采用面向对象技术，具有可视化、智能化、易操作、易扩展等特点。     

基于最大控制面积和最低费用的微灌小区管网优化

传统微灌田间管网优化设计需讨论系统允许水头差在毛管、支管间的分配和不同地形坡度下管道压力最大、最小值的位置,且对灌水小区最大控制面积缺乏准确地定量描述。为扩大灌水小区面积、简化管网系统并进一步降低管网建设和运行成本,该文为毛管单向和双向布置的微灌灌水小区建立基于最大控制面积和单位面积管网最低投资费用的目标函数,应用遗传算法进行优化求解,得到满足灌水均匀度压力约束条件的各目标函数的管道组合方式。该优化方法将灌水小区作为一个整体,依据系统内压差影响因素坡度(地形高差)和水力坡度(沿程、局部水头损失)直接获得各出水口的相对压力值,方法简便且能使结果趋于最优。经算例计算表明,若以控制面积最大为目标,毛管双向布置的单位面积费用可比毛管单向布置少23%~36%,同时前者控制面积扩大23%~24%;若以单位面积费用最低为目标,与毛管单向布置相比,毛管双向布置的单位面积费用节省7%~10%、控制面积扩大105%~200%。可见,2种布置模式中,毛管双向布置在单位面积经济性和控制面积最大化方面比单向布置优势更大。该研究对于微灌管网优化设计具有重要的理论价值和实践意义。     

肥水管理新技术—肥灌

肥灌(Fertigation)就是通过灌溉系统为植物提供营养物质的过程。Fertigation以微灌系统为基础,典型的微灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网、灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成。Fertigation所用的肥料应全是水溶性的化合物或液体肥料。Fertigation能够减少水分和养分损失,降低总需水量,提高养分利用率。     

滴灌系统设计供水比对滴灌费用的影响

滴灌供水比是滴灌系统一个重要的设计参数。其取值的大小直接影响工程的投资和运行费用,也影响作物的供水状况,最终影响工程的效益。设计滴灌供水比对滴灌费用的影响一般主要表现于对田间管网费用的影响。该文通过对单位面积支、毛管PE塑料管材用量和田间管网年费用与设计滴灌供水比关系的分析估计设计滴灌供水比对滴灌费用的影响,为合理选择设计滴灌供水比提供依据和参考。     

用凯勒均匀度进行微灌系统设计的质疑

用凯勒均匀度指标进行微灌系统设计的方法,美国还在使用,为了探讨该设计方法是否正确,该文从凯勒均匀度的定义与多孔出流管水力学原理出发,对凯勒均匀度的两种定义进行比较分析后,认为两种定义有实质性差别,不能混淆。凯勒均匀度的田间实测数据计算公式（定义1）只能作为微灌系统的后评价指标,用凯勒均匀度指标进行微灌系统设计的方法,是以制造偏差系数为基础的（定义2）,而后者只是工作压力最小点的灌水器出流特征,作为设计指标,缺乏合理性;该方法中用推荐均匀度（EUT）来替代计算均匀度（EU）,导致最小压力灌水器的流量期望值计算公式缺乏科学根据;而允许水头差计算公式与多口管水力学规律不符。出现上述错误的原因,在于当时多口管水力学研究还不成熟,而微灌生产实际又迫切需要设计方法。时至今日,应该重新审视这一设计方法。     

微灌系统的堵塞及防治措施

根据微灌系统堵塞的因素及水质评价,结合我国微灌发展具体情况,系统地总结了堵塞的成因、影响要素和防治措施,提出了“水处理—设备改进—强化设计和管理”三拳并举的防堵观点。并针对国内微灌应用情况,提出了切实可行的防堵方法和建议     

果树涌泉灌溉方式的技术应用

涌泉灌又称小管出流。涌泉灌溉技术是针对滴灌系统使用过程中灌水器容易堵塞，以及农业生产管理水平不高而设计的一种微灌技术。它具有节水、节能、灌水均匀、水肥同步、适应性强、管理方便等优点。经过试用，涌泉灌溉果树一般较传统的地面灌节水50%～70%，增产6%～10%，灌水均匀度在90%以上。该文介绍了涌泉灌溉技术及田间设计要点。     

基于物联网的干旱区智能化微灌系统

基于物联网技术的智能化微灌系统能够实现精准灌溉,是干旱区农业可持续发展的有效途径。该文采用物联网技术,根据棉花灌溉决策与管理的实际需求,设计并实现了棉花智能化微灌系统,并将其应用于新疆库尔勒棉花智能化膜下滴灌示范区中。该系统解决了示范区墒情监测布点缺乏依据的困难和关键硬件产品进口价格过高、难以推广等问题。与国外同类产品相比该微灌系统成本降低了44.8%。与传统灌溉方式相比,作物水分利用效率提高了22.6%。     

果树涌泉灌溉方式的技术应用

涌泉灌又称小管出流.涌泉灌溉技术是针对滴灌系统使用过程中灌水器容易堵塞,以及农业生产管理水平不高而设计的一种微灌技术.它具有节水、节能、灌水均匀、水肥同步、适应性强、管理方便等优点.经过试用,涌泉灌溉果树一般较传统的地面灌节水50%～70%,增产6%～10%,灌水均匀度在90%以上.该文介绍了涌泉灌溉技术及田间设计要点.     

微灌系统综合流量偏差率的计算方法

在分析目前水力偏差率以及流量偏差率计算方法的基础上，提出并定义了地面偏差率，确定了地面偏差率的计算方法，并对原有灌水器制造偏差率进行了重新定义；综合考虑制造偏差、水力偏差和地面偏差，分别推导出了不同偏差影响下的流量偏差率计算公式，并推导出了综合流量偏差率和极限综合流量偏差率的计算方法。研究结果为更准确设计微灌系统工程提供技术指导，使微灌系统实际运行指标与系统设计指标保持一致。     

自压微灌系统施肥装置

灌溉技术和施肥技术的有机结合是提高水分和肥料利用率的关键措施.在分析自压微灌溉系统的特点和现有灌溉施肥设备优缺点的基础上,详细介绍了一种简单实用的自压微灌系统施肥装置,为山地丘陵区自压灌溉系统解决施肥问题提供了一条有效的途径.     

自压微灌系统施肥装置

灌溉技术和施肥技术的有机结合是提高水分和肥料利用率的关键措施。在分析自压微灌溉系统的特点和现有灌溉施肥设备优缺点的基础上,详细介绍了一种简单实用的自压微灌系统施肥装置,为山地丘陵区自压灌溉系统解决施肥问题提供了一条有效的途径。     

土壤物理特性对地下滴灌毛管灌水质量的影响

压力水头偏差率和滴头流量偏差率是评价微灌灌水质量的重要指标。该文建立了地下滴灌毛管水力计算数学模型,利用该模型,分析了土壤物理特性对地下滴灌毛管水力特性分布规律和灌水质量的影响。结果表明,由于土壤物理特性对地下滴灌毛管滴头流量的制约作用,致使地下滴灌毛管压力水头与滴头流量偏差率比地表滴灌的要小;土壤物理特性对毛管灌水质量指标的影响不显著,但土质较重、土壤体积质量和初始含水率较大时,毛管压力水头与滴头流量偏差率较小,灌水质量较好。说明地下滴灌毛管灌水质量优于地表滴灌,土壤物理特性有利于毛管灌水质量的提高。计算与分析结果可为进一步研究地下滴灌田间管网水力特性及地下滴灌技术应用提供参考。     

微灌自压软管合理铺设长度的确定

自压软管微灌技术是目前经济技术条件下一种比较实用的节水灌溉技术,在新疆得到了迅速推广,有广阔的应用前景。该文在室内试验的基础上,结合水力学理论和高等数学知识对自压软管的水力性能进行了分析研究,提出了确定软管合理铺设长度的计算方法,给出了满足均匀度要求的适宜铺设长度,结果与工程成功经验相比是一致的。该文结合工程算例,给出了设计步骤,可供膜下自压软管灌溉规划设计时参考。     

微灌系统压差式施肥罐施肥性能试验研究

压差式施肥罐是中国应用最多的微灌施肥装置,但尚未形成明确的运行操作规程。该文对不同施肥量和压差条件下施肥罐出口肥料溶液浓度的动态变化进行了测试和分析。试验中施肥量选用13、26 kg两个水平,通过施肥罐的压差选用0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 MPa 6个水平,而所有试验中施肥罐出口压力固定为0.10 MPa。研究结果表明：通过施肥罐的流量随压差的增大呈幂函数关系增加,施肥罐出口肥液浓度随时间持续减小,施肥开始阶段尤为明显;由于压差是影响肥液浓度变化的最主要因子,为了在微灌系统内获得均匀的肥料分布,保证施肥开始后和施肥过程中压差稳定至关重要。该文还建立了可用于估算肥液浓度动态变化和肥液浓度衰减为零时的回归模型。     

铁观音茶树微喷灌的生理效应研究

以田间栽培的4年生铁观音茶树为试验材料,研究干旱季节微喷灌对铁观音茶树生理生化指标的影响。结果表明：微喷灌处理的铁观音茶树叶片总叶绿素含量和类胡萝卜素含量分别提高18.40%和5.18%;净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率以及气孔导度都显著增加,有效改善茶树的光合特性;新梢数量提高21.61%,新梢长度增加4.85cm,新梢叶片数量增加1.5片,茶叶的鲜重和干重得到显著增加,分别提高75.00%和61.22%;同时,微喷灌处理的鲜茶叶中含有较高的茶多酚和蛋白质,以及较低的咖啡碱,从而提高了茶树的营养价值和口感。