基于Matlab GUI的滴灌毛管优化设计程序研究

滴灌工程设计中,科学合理布设滴灌带对节水成效和工程投资都具有十分重要的影响。为提高滴灌规划设计的效率及优化效果,最大限度增大毛管铺设长度、减少滴灌工程建设单位投资,在现有滴灌水力模型的基础上,采用Matlab GUI和遗传算法工具箱相结合的方法,对毛管优化设计过程进行模块化程序设计。经验证,该优化程序界面友好,计算可靠,不仅大大减少了人工计算量,对当前滴灌工程规划设计和推广也有重要帮助。     

沙地马铃薯滴灌毛管布设试验研究

在陕西省靖边县进行大田马铃薯滴灌毛管布设方式试验,初步研究了几种滴灌毛管布设方式对马铃薯生长及地温的影响。结果表明:一带一行毛管布设方式下马铃薯地上部分及根系的生长最好,一带二行与二带三行差异不大;二带三行毛管布设方式对0~25 cm地温降低效果最显著,为马铃薯块茎发育提供相对优越的凉爽环境;3种毛管布设方式下马铃薯单株产量一带一行>一带二行>二带三行,平均单产二带三行>一带二行>一带一行;二带三行在保持商品薯率基本不变的前提下单产比一带一行增产52%,经济效益提高100%。     

低压条件下滴灌毛管水头损失试验研究

对孔径0.9、1.2 mm,孔间距33 cm,管径为φ12、φ16PE滴灌毛管进行了0.25~2.4 m入口工作水头条件下的水力性能试验和分析。结果表明,在试验的工作水头下,使用达西-韦斯巴赫公式、经验公式计算出管道总水头损失值与实测值比较都有很大的偏差,通过对试验数据的回归分析,对常用的水头损失计算经验公式用以入口工作水头为变量的参数进行了修正,取得较好的计算精度。     

有限元法解析滴灌毛管水力特性

对滴灌毛管进行水力学解析时,利用连续性方程、伯努利能量方程、沿程水头损失计算公式,即微灌工程技术规范中指定的公式和滴头流量公式,用直接法推导了有限元方法计算公式。计算结果表明,有限元法计算结果准确,但是计算量和存储量大。     

北疆春小麦滴灌毛管布置模式优化试验研究

通过不同毛管布置模式下北疆春小麦滴灌试验研究发现,拔节期、抽穗期是春小麦两个需水关键期,一管四行(13cm +20cm、18cm+ 20cm)模式能够显著提高春小麦抽穗期的耗水模系数;小麦株高基本呈现出随毛管间距增大而降低的趋势,增大毛管间距将对植株整齐度产生不利影响;一管六行模式(10cm +10cm+20cm、15cm+15cm+20cm)降低春小麦单穗粒数、千粒重,势必造成减产,而一管四行模式(13cm+20cm、18cm+20cm)下春小麦产量虽略有降低,但基本能够保产,且能够取得较高的经济效益,其中“18cm +20cm”模式经济效益达到最优.本研究综合分析认为,该地区滴灌春小麦采用一管四行模式(18cm+20cm)比较适宜,经济效益最大.     

低压条件下滴灌灌水均匀度试验研究

低压滴灌毛管进口工作压力、铺设长度、地面坡度及毛管管径是影响滴灌灌水均匀度的重要参数。试验研究结果表明,低压条件下毛管进口压力的变化对灌水均匀度的影响并不明显;灌水均匀度随着毛管铺设长度的增大呈降低趋势,管径越小,降低越显著,但在一定管长范围内,毛管铺设长度对灌水均匀度的影响并不明显;逆坡情况下,灌水均匀度随着坡度的增大而减小,顺坡情况下,灌水均匀度随着坡度的增大呈先增大而后减小的趋势,在2‰的坡度时达到峰值;灌水均匀度随着管径的增大而增大,当管径增大到一定程度后,灌水均匀度随管径增大的幅度减缓。     

滴灌毛管回收机的研制与推广

芳草湖农场从1999年开始引进推广滴灌技术，至2003年滴灌面积9200hm^2。为了节约成本，在最后一次滴水后将毛管进行回收留第二年继续铺设使用。为此，我场组织技术人员经过两年多的反复实验改进，研制开发出滴灌毛管回收机，并且大面积推广，作业面积累计达1．83万hm^2次。     

山地膜上节水滴灌管的设计与制作研究

依据陕北黄土高原丘陵沟壑区地形支离破碎、干旱缺水的自然特点,设计制作了山地集雨袋贮、膜上滴灌管节水灌溉设备。经过多模式节水试验证明,特别是自然立地条件差的干旱地区,集雨袋贮、膜上滴灌是一项简便易行、投资低、效益好的节水技术,便于推广,为干旱地区农业生态建设添补了新的节水灌溉技术,是干旱地区农业可持续发展的有效途径之一。     

地下滴灌管网优化技术研究

地下滴灌系统灌溉精准,能最大限度地满足植物对水分和养分的需求,是目前较为合理的灌溉形式之一。对国内外地下滴灌技术的研究现状进行调研与分析,探讨国内外对田间滴灌管网进行设计与优化的历程和方法,为我国推广应用地下滴灌管网技术提供有益的参考。     

滴灌带设计参数优化研究

为测定不同铺设长度、入口压力下的滴头沿滴灌带的流量分布,计算出不同情况下滴灌带的设计参数。通过室内实验的方式分析了在正常工作压力下要达到该滴灌带滴头设计流量的最佳铺设长度以及采取低压小流量设计时要达到毛管滴头设计流量的最佳铺设长度。结果表明：当滴灌带铺设长度100m时,滴头流量在8～10m水头的工作压力下为2,4L／h;铺设长度低于70m时,滴头流量为2．5L／h。     

膜下滴灌系统设计

为黑龙江省某国营农场面积约66.67hm2小麦种植区进行膜下滴灌系统设计。首先,介绍了工程概况;其次,计算了滴灌设计的耗水强度、灌水定额和灌水周期,确定了一次灌水延续时间、滴灌的轮灌制度、毛管的极限长度和水头差分配,确立了各级管道的直径和长度,并进行了滴灌管网系统的布置,推算了各级管道的流量,进行了管网的水力计算;最终选择了水泵的型号。膜下滴灌系统为实际生产提供了技术支持和帮助。实践表明,膜下滴灌系统较传统种植方式节水灌溉,平衡施肥,可大幅度提高产量。     

滴灌系统设计灌水均匀度问题的分析

根据非补偿式灌水器的水力特性，分析了新疆棉花膜下滴灌工程设计中存在灌水均匀度较低的问题。为了保证系统灌水均匀度指标符合标准，提出了相应的解决措施与方法：安装调压管；安装补偿式流量调节器；选择流道长度变化或多种规格的灌水器。     

太阳能温室滴灌系统设计

设计了一种太阳能温室滴灌系统,该系统主要由供电和供水两部分组成:供电部分采用太阳能电池阵列,将太阳能转换成直流电驱动水泵工作;供水部分采用电动直流隔膜泵。系统中太阳能电池无需逆变器,直接驱动水泵工作,降低了系统成本;水泵体积小、重量轻、使用寿命长,在太阳辐照度低的情况下也能实现供水。该系统工作效率高、成本低,有利于节约水资源和充分利用太阳能。     

波动水压滴灌系统设计与实验分析

针对恒压条件下灌溉系统容易堵塞和在堵塞条件下灌水器均匀度低的弊端,基于可编程控制器PLC和变频器控制技术,提出了一种波动水压灌溉系统。采用正交实验设计方法,取基准水压、波动周期和波幅3个波动参数为因素,设计灌水器在波动水压条件下的水力性能实验。实验结果表明,在正弦波动模式下,基准水压和波幅对灌水器平均流量和抗堵塞性能影响较大,合理的基准水压和波幅组合可以提高灌水器在堵塞条件下的平均流量和抗堵塞性能;而振动周期对灌水器均匀度的影响最为显著;通过对实验数据的线性回归,建立了基于波动参数的平均流量计算表达式,为波动水压滴灌实际应用提供了设计依据。     

基于CAD的滴灌系统水力自动计算模

针对滴灌CAD系统中水力计算与管网布置的耦合问题,研究了管网图形识别及有效性判定,并基于AutoCAD二次开发思想,应用步进法水力学解析原理,建立了滴灌系统计算机辅助设计水力计算模型,有效地将管网图形与水力计算耦合,使水力计算结果及时反馈到管网图形中,为实际工程管网水力性能的优化提供了技术手段。通过算例对该模型进行了验证,结果表明,应用该模型计算出的流量和水头偏差率均在允许范围内,管网识别及水力计算过程可在     

新型灌溉管道系统智能流量计设计

给出灌溉管道流量计的设计方法，以及高精度传感器的选择。该流量计适用于中低压给水管道、灌溉管道流量的精确测试，也适用于环境、水文、排水等领域管道水流量的计量工作。     

膜下滴灌输配水管道系统设计

滴灌系统的输配水管道设计影响整个滴灌工程质量。详细介绍膜下滴灌系统确定控制面积的方法以及管网的布置原则,采用公式计算各级管道的设计流量,为膜下滴灌输配水管道的合理设计提供参考。