波涌阀的水力性能试验研究

针对我国丘陵山区机修梯田地的灌溉特点,运用水力学原理开发研制了波涌灌溉的核心设备—波涌阀。运用正交试验设计方法在田间进行灌水试验,结果表明:波涌阀前调节阀入口压力是影响波涌阀阀片转换的主导因素;波涌阀阀片的密闭止水效果、阀片的启闭定位等各项性能指标均满足波涌灌溉设备的性能要求,该设备具有较高的实用性和可操作性。     

波涌灌技术

波涌灌技术是一种先进的地面灌溉技术，在欧美许多发达国家得到广泛的推广应用。它具有田间水利用效率高、灌水均匀、省时节水等优点。 波涌灌溉系统一般由水源、波涌阀、控制器和输配水管道等组成，其中波涌阀和控制器是整个系统的核心设备。用于波涌灌溉的水源在井灌区可来自低压输水管道给水栓（出水口），在渠灌区则取自农渠分水闸口。波涌阀按结构形式分为单向或双向阀两类。整个阀体呈三通结构的T字型，采用铝合金材料铸造。水流从进水口引入后，由位于中间位置的阀门向左、右交替分水，阀门由控制器中的电动马达驱动。控制器用来实现波涌阀开关的转向，定时控制双向供水时间并自动完成切换，而内置计算机程序可自动设置阀门的关断时间间隔。输配水管道将低压输水管道出水口或农渠分水口与波涌阀进水口相连，在波涌阀出水口处装有软管伸向两侧，传到传统的控制闸孔完成出流灌溉。波涌灌溉系统的常见田间布置形式是在波涌阀出水口两侧安装配有出水闸孔的软（硬）管道，波涌阀通过阀门自动转向在两组输配水管道间轮流切换，实现间歇交替的供水过程。 波涌灌溉设备已于1998～1999年分别在北京大兴县井灌区及昌平县渠灌区、新疆巴州及昌吉州的渠灌区进行了田间应用试验，表明波涌灌具有较强的田间实用性。 （王 泽）     

波涌灌土壤物理性质变化

根据大量田间波涌灌实验分析,对地表土壤物理性质变化进行了研究,证实了土壤容重的变化对波涌灌节水性有重要作用。同时也认识到,波涌灌与传统连续灌地表土壤都可以形成致密层,二者的结构相似。但重要的是波涌灌利用这种致密层的形成和发展,改善了入渗特性和地表水流特性,从而达到节水的效果。     

波涌灌田面行水流动的数值模拟及其灌水技术

根据连续方程,零惯性的动量方程以及最佳灌水状态概念,建立了描述波涌灌田面行水流动的零惯性模型,用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈａｏｎ和Ｐｒｅｉｓｓｍａｎ法对模型求解实现了波涌灌田面行水流动的模拟,探讨了波涌灌田间入渗和行水机理。用计算机模拟试验的方法,研究了波涌灌灌水技术参数对灌溉系统性能的影响,提出了确定波涌灌灌水技术参数的原则和方法以及连续地面灌灌水技术的改进方案。模拟结果得到商丘田间试验的验证。     

尿素肥液间歇入渗土壤水氮运移特性试验研究

通过连续和间歇一维垂直入渗试验，研究了波涌灌灌施尿素下铵态氮和硝态氮在土壤和地下水中的迁移转化特性，表明波涌灌间歇入渗较连续入渗有保肥和减小地下水污染等优点，可以有效缓解农业施肥带来的地下水环境污染。该研究成果为进一步研究波涌灌溉水氮运移特性和波涌灌溉对地下水环境的影响奠定基础。     

波涌灌溉条件下西兰花种植效益初步分析

在甘肃省张掖市灌溉区,通过大田试验初步分析了波涌灌溉条件下西兰花的种植效益。结果表明：在整个生育期内,波涌灌溉（Ns）处理与连续灌溉（Nc）处理对照,连续灌溉西兰花水分利用效率为109.03kg/hm2·mm,产量为26.525t/hm2,而波涌灌溉按照循环率为1/2、1/3和1/4时,水分利用效率依次增长为10.4%、30.2%和60.6%,产量依次增长为6.13%、13.48%和14.42%。波涌灌溉在提高灌水质量及产量上有明显效果,但灌水均匀度的大小与循环率的关系不明显。     

波涌灌溉条件下西兰花种植效益初步分析

在甘肃省张掖市灌溉区,通过大田试验初步分析了波涌灌溉条件下西兰花的种植效益.结果表明:在整个生育期内,波涌灌溉(Ns)处理与连续灌溉(Nc)处理对照.连续灌溉两兰花水分利用效率为109.03 kg,kg/hm2·mm,产量为26.525 t/hm2,而波涌灌溉按照循环率为1/2、1/3和1/4时,水分利用效率依次增长为10.4%、30.2%和60.6%,产量依次增长为6.13%、13.48%和14.42%.波涌灌溉在提高灌水质量及产量上有明显效果,但灌水均匀度的大小与循环率的关系不明显.     

波涌灌溉对土壤温度的影响及其节水效果

通过大田试验,测定了地表下5、10、15、20、25 cm处在8∶00、14∶00和18∶00 3个时刻的土壤温度,并对温度特点进行了比较分析.结果表明:波涌灌溉可以调节土壤表层温度,使表层温度保持在一个相对稳定的状态,从而给作物创造了良好的生长环境.另外,对波涌灌溉的节水效果也进行了研究,发现波涌灌溉比连续灌溉可节水10%~20%.     

波涌灌溉中的虹吸式时间调节控制器设计

虹吸式时间调节控制器是通过利用调节浮子室的进水流量与虹吸管排水流量来实现虹吸间歇定时排水,在波涌阀中起到水力自动调节作用的装置。根据自制波涌阀的过水特点以及灌溉需要,通过分析周期供水时间、进水流量以及排水流量三者建立数学模型,确定虹吸式时间调节控制器的各参数,并对该装置进行无级调节分析。经试验证明各项设计参数满足灌溉要求,该虹吸式时间调节控制器也可为其他波涌阀的设计作参考。     

国外田间灌水新方法

许多发达国家曾一度把节水研究注意力几乎全部集中于喷滴灌技术。但随着能源的日益紧缺,人们又重新重视对常规灌水方法的改进与发展,并创造出许多全新的方法。 1.波涌灌溉 70年代美国推出一种灌水方法,用加大流量把水灌到部分沟长时暂停供水,过一段时间,再用加大流量供水,如此时断时续,使水流呈波涌状推进。用相同水量灌溉时,波涌灌的水流前进距离为连续灌的2～3倍。同时,由于波涌灌的水流推进速度快,土壤孔隙自行关闭,在土壤表层形成一个薄的封闭层,大大减少深层渗漏,使纵向水均匀分布。 2.坡地灌水管灌溉这是苏联研制的一种田间     

波涌沟灌条件下土壤水分入渗室内试验研究

根据波涌沟灌的水流特点和水分入渗特性,采用正交试验法对黄土高原沙壤土水平沟进行了水分入渗室内模拟试验.结果表明,沙壤土水平沟波涌灌溉的入渗率随周期数的增加而降低,但减渗效应主要取决于第2周期.已湿润的土壤表面,减渗层基本形成后,入渗率随供水时间的延长而减少、随停水时间的延长而增大;入渗开始后的1～5 min,水平侧渗和垂直下渗近似相等,湿润体剖面近似半圆形,随入渗时间延长,垂直下渗率越来越大于水平侧渗率.     

不同节水灌溉技术下水分运动的试验与模拟

根据灌溉水分运动规律,建立了水分入渗和土壤蓄水量动态模型。对喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种方式下,小麦和玉米两种作物的水分入渗和土壤蓄水量动态进行了对比试验和模拟研究,分析了不同灌溉方式的灌溉机理。     

低压多孔均匀出流灌溉软管的试验研究

本文提出了一种结合低压管道输水灌溉和膜上灌的多孔均匀出流软管的灌溉系统．经过试验研究，给出了在不同工作压力和流量条件下的多孔均匀出流灌溉软管的管径、出水孔径和最大输水长度的求解图．     

灌水器流量对涌泉根灌湿润体肥液入渗影响研究

为了提高涌泉根灌灌溉模式下的水肥利用效率,在西北农林科技大学米脂试验站原状土上进行了涌泉根灌湿润体肥液入渗试验,研究不同灌水器流量对湿润体特征值的变化特性及水氮运移规律的影响。结果表明：灌水器流量对涌泉根灌肥液入渗湿润体内含水率以及氮素分布均有不同程度的影响,入渗能力、湿润锋运移距离均随灌水器流量的增大而增大,并分别得到灌水器流量与涌泉根灌累计入渗量以及湿润锋运移距离的数学模型。肥液入渗条件下形成的湿润体形状近似为椭球体,湿润体内土壤含水率表现为表层低（18.55%）、中间高（20.39%）、底层低（14.46%）的趋势,在实际生产过程中,应当以分布1 d时湿润体特征值作为灌水技术指导依据。相同土层深度处NO-3-N和NH+4-N含量均随灌水器流量的增大而增大,再分布时间越长,土壤中NO-3-N含量总体呈增加趋势,表层土壤NO-3-N含量最大,深度越深NO-3-N含量越低;土壤中NH+4-N含量总体呈减少趋势,而深层土壤NH+4-N含量减少更明显。水分运动对NO-3-N含量的分布及运移较显著,水分运动对NH+4-N含量的分布及运移不显著。上述结果为涌泉根灌水肥高效利用提供了技术参考。     

涌泉根灌对山地梨枣产量形成及水分利用的影响

【目的】探讨不同灌水定额下涌泉根灌对山地梨枣树生理指标、产量和水分利用效率的影响,为山地梨枣的生产管理提供参考。【方法】以8年生梨枣树为对象,采用涌泉根灌方式,设33,132,264 m³/hm² 3个灌水定额处理,同时在相同灌水定额下,以滴灌、管灌为对照,比较各灌水定额下不同灌水方式对梨枣产量形成及水分利用的影响。【结果】与滴灌和管灌相比,涌泉根灌能够维持甚至促进枣吊的生长,同时可以维持或者减少枣树的新梢生长量和落果率。随着灌水定额的增大,新梢生长量、枣吊和梨枣落果率总体上呈增加趋势,但因灌水方式不同而存在差异。在供试3个灌水定额条件下,枣树的产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均表现为涌泉根灌和滴灌较管灌显著提高。不论采用何种灌水方式,随灌水定额的增加,枣树的产量和水分利用效率增大到一定程度后均不再持续增加,但灌溉水利用效率均随灌水定额的增大而减小。【结论】涌泉根灌是一种值得推广的高效节水灌溉技术。     

田间管闸自动控制灌溉系统的研制与实践

田间管闸自动控制灌溉系统是利用管道入口处水量传感器的精准信号,通过工业控制电路的累加、运算、判读比较、时序发生等过程实现对田间管闸出水口的自动控制.为满足不同灌溉技术要求,运行模式可自由设定为单次灌溉模式、波涌灌溉模式或周期轮灌控制模式.实践证明在不同的控制模式下系统均具有较高的水量控制精确度和较为完善的自动控制过程.该系统设计思路新颖,电路简单,操作简便,运行维护费用低,扩容简单.     

不同改良措施下灌溉咸水的滨海粘重土壤水盐动态

在天津滨海地区利用田间小区试验研究灌溉咸水后土壤水盐的变化,结果表明,灌溉咸水后表层(0～20cm)土壤水升高,中层土壤(20～40cm)、下层土壤(40～60cm)含水量随灌溉后时间的延长而增加;灌溉咸水后表层土壤含盐量较高,而后逐渐降低,灌溉6个月降到低点后略有上升,中层土壤含盐量变化不大,下层土壤含盐量在后期有所上升;灌溉咸水后各层土壤pH值上升,采用改良技术与不采用改良技术都有同样的变化趋势。