渗管深埋条件下日光温室渗灌技术初步研究

采用微孔渗灌管,在埋深为35cm的条件下进行了田间试验。处理设40cm,60cm和80cm3种间距,对比了人工阻水层的效果。并对控制性分根区交替渗灌进行了初步探讨,结果表明,渗灌管深埋灌溉造成的深层渗漏量比较多,设人工阻水层能够提高灌溉水的利用效率;渗管间距在60cm时灌溉水的利用率最高,分根区交替渗灌对渗灌管深埋条件下的土壤水分剖面的影响不明显,渗管深埋时田间实际渗水速率与试验室内测定的渗水速率很接近,且随压力水头的增加呈幂函数增加。     

微孔混凝土渗水管道的水力性能研究

基于水力性能优异的微孔混凝土渗水管道,提出了一种灌溉水输送和渗流同步进行的渗灌方式。以砂子和水泥为原料,采用干压法制备了长度为500 mm、外径为70 mm、内径为50 mm的微孔混凝土圆管,将圆管连接成长20 m的渗水管道,详细研究了渗水管道的水力性能。结果表明:微孔混凝土渗水管道的单位长度流量随系统水头的增大线性增大;系统水头变化对渗水管道前段水头影响较大,对渗水管道后段水头影响较小;渗水管道前段沿程水头减小速度较快,中段沿程水头减小速度逐渐变慢,后段沿程水头减小速度非常缓慢。该研究为微孔混凝土渗灌系统的构建和使用提供了依据。     

微孔渗灌管水力特性的试验研究

通过试验实测的方法,对埋入地下的微孔渗灌管灌水时管路的水力特性进行了研究。结果表明,随着进水口压力、管长和微孔渗灌管透水性能的增加,微孔渗灌管水流量、沿程的水头损失和水力偏差率增大,且水头损失主要发生在微孔渗灌管靠近进水口的前半段。实际设计管网时,应综合考虑供水压力、渗灌管透水性能对水头损失的影响,确定管网中毛管的长度,保证灌水均匀度。     

低压浑水管道输沙规律研究及水流挟沙力计算

【目的】确定输水工程适宜运行的水力条件。【方法】以巴音沟河流域输水工程为研究对象,通过数值模拟的方法研究不同泥沙质量浓度、压力条件下浑水管道输沙规律及水流挟沙力特性。【结果】(1)管道断面垂向泥沙质量浓度分布受压力、体积含沙量及管径等因素的影响;当压力及管径较小时,泥沙淤积厚度为6.3～8.0 mm,压力及管径较大时,在Y=-0.07区域以下淤积较多,淤积厚度达到8.6～9.4 mm;(2)同一管径及流速下,随着体积含沙量的增大,该区域流速梯度增大,最大增幅为14%;(3)随着水流速度增大,水流挟沙力增大,悬移质质量浓度也越大,但是悬浮指标逐渐变小。【结论】在低压浑水管道中,管径越大、泥沙质量浓度越大、压力越小,水流挟沙力越小,泥沙越容易淤积。     

渗灌管自由渗流试验分析

运用简明的手段，把微孔渗灌管置于自由状态。通过特殊的设计思路，进行渗灌管的渗水流量测定，进而研究其渗水流量的稳定性、均匀度和使用寿命等性能。试验表明：渗灌管的堵塞多是由于其自身微孔直径变小和外界生物的影响；渗水流量的稳定性、均匀度差主要是其制造工艺简单引起。同时也受渗管微孔堵塞的影响。     

不同方式加气灌溉对温室芹菜生长及产量的影响研究

【目的】探明不同地下灌溉方式加气灌溉对温室芹菜生长及产量的影响。【方法】采用温室小区试验,设计了2种不同地下灌溉方式(地下滴灌D和地下渗灌S),每种灌溉方式均设加气灌溉A和不加气灌溉N,以畦灌(CK)作为对照,共5个处理,研究了不同处理对温室芹菜生长发育、产量、土壤水分分布及灌溉水生产效率的影响。【结果】渗灌较地下滴灌有明显增产效果,不加气情况下显著增产10.6%;加气灌溉有一定增产效果,但与不加气灌溉下产量差异不显著。与常规地下滴灌不加气处理相比,渗灌加气灌溉增产12.8%,达到显著性水平(p0.01)。从土壤水分分布来看,在相同灌溉量情况下,渗灌0~20 cm土壤含水率较地下滴灌显著提高9.6%(p0.05),而20~40 cm土层则较地下滴灌土壤含水率降低12.9%(p0.05),地下渗灌的土壤水分分布更适合浅根性的温室芹菜根系水肥吸收。渗灌与地下滴灌的产量差异主要是株高差异所致,与芹菜的单株叶柄数关系不大。【结论】渗灌较地下滴灌显著提高灌溉水生产效率,且以渗灌加气灌溉的水分生产效率最高,渗灌结合加气灌溉可以实现温室芹菜节水高产。     

新型微孔渗灌管渗水性能初步试验研究

对一种国产新型渗灌管的渗水性能进行了室内初步试验,结果表明,在２ｍ的低水头情况下,渗管渗水不均匀,管壁有喷水现象,但其渗水速率较大。渗水速率随时间和累积渗水量的增加而减小,每次渗水的初始渗水速率与总累积渗水量之间呈指数关系衰减;初步确定出设计参考渗水速率为８．０～８．５Ｌ／（ｍ·ｈ）;渗水后的水质有明显变化,化学堵塞和物理堵塞是渗灌管渗水速率减小的重要原因。     

微孔陶瓷管道渗灌土壤水分分布特性研究与关键技术参数优化

渗灌是通过多孔介质将灌溉水持续渗入到作物根区土壤的地下节水灌溉技术。以廉价易得的黏土和炉渣为原料，采用注浆成型法制备出一种材料性能优良且绿色环保的微孔陶瓷渗灌管道，重点研究了陶瓷渗灌管道土壤水分入渗特性，并以最优根水匹配为目标，提出了陶瓷渗灌管道工作水头优化算法。研究结果表明：微孔陶瓷渗灌管道流量在1 h内迅速下降后以稳定出流量持续出流，于48 h后达到稳定出流状态，当工作水头由0.25 m增加至0.75 m时，微孔陶瓷渗灌管道稳定出流量由0.157 L/(h·m)增加至0.270 L/(h·m)，稳定出流量与工作水头呈显著的线性正相关关系。湿润体为平行于土壤表面的圆柱体，湿润体剖面上土壤含水量沿湿润锋运移方向逐渐降低，垂直向上、垂直向下和水平方向的湿润锋分别以0.05 cm/h、0.08 cm/h和0.04 cm/h的速率扩散。湿润体内平均土壤含水量随工作水头增加而增大，0.25 m、0.50 m和0.75 m工作水头下湿润体内平均含水量分别为0.243 cm3/cm3、0.348 cm3/cm3和0.406 cm3/cm3。利用所构建的微孔陶瓷渗灌管道工作水头优化算法，对冬小麦、夏...     

技术讲座 第三讲 现代地下灌溉机械设备(三)

3　现代地下渗灌系统与设备3.1　特点与应用范围3.1.1　现代地下渗灌技术是将微压水通过埋在地表下作物主要根区的透水管管壁微孔(缝)向外渗出,即与土壤毛细管对接,将水分扩散直接变为土壤水,使作物根系吸收利用的先进灌溉技术。现代地下渗灌技术与传统地下渗灌技术的主要区别在于渗水管等高科技设备的出现而带来一些渗灌工作机理与技术的革命。现代地下渗灌的关键设备为渗管,目前主要有橡塑迷网流径沿程渗水管(简称橡塑渗管)与PE塑料等距出流内镶式滴管。3.1.2　特　点和其他灌溉技术比有以下主要优点。节约用水。它比地面沟(畦)灌节水60%…     

低压重力渗灌系统渗灌的特性

为合理设计温室内低压节水灌溉系统,探讨低压重力渗灌时的渗灌特性,设置以土壤初始含水量、土壤初始容重、供水高度和渗灌管埋深为主要调控因子,通过试验模拟分析低压重力灌溉条件下渗灌管的渗流规律及土壤水分的入渗特性。试验结果表明：渗灌管出流量与时间符合幂函数,渗水速率与时间符合三次方程;渗灌条件不同,灌后土壤湿润区以及湿润区土壤含水量的分布显著不同;渗灌湿润区水分分布受供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深等因素的影响;通过显著性分析,4个单因素对渗灌管出流量影响程度由大到小依次为供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深,且除埋管深度外,其他三因素交互作用显著。     

渗灌条件下土壤水分运动的试验研究

<正> 渗灌是将灌溉水送入透水管道内,水借土壤毛细管吸力作用使水直接进入作物根区附近,以供作物吸收利用的一种灌水方法。灌溉水在土壤中的运动状况对于了解渗灌条件下非饱和土壤水的运动规律、浸润范围、渗水速度以及确定管道埋深、管距等有着密切的关系。 试验是在一个安装了玻璃的土壤箱中进行的。土壤箱高1.6米;长1.5米,宽1.0米,土壤箱上面按不同距离和深度安装有15～25根负压计,用于明察土壤吸力变化情况。土壤箱内表土以下40—52.5厘米处理设内径为12.5厘米的塑料管,用四种不同透水孔径塑料管,即为别在四根塑料管的管顶以下三分之一的管表面积下钻有直径为0.9、0.7、0.3、0.1厘米的园孔四排,纵向间距为10厘米,成梅花状交错布置,以便控制渗管单位渗水率q     

微润灌溉系统在云南红壤土中主要工作性能研究

【目的】探究微润灌溉系统的主要工作性能,为该灌溉系统在云南红壤土中的使用提供理论依据。【方法】针对云南红壤土,通过测定土壤剖面含水率,开展了灌水压力和灌水器埋深对土壤水分分布规律影响试验;根据作物正常生长所需要的土壤含水率下限,进行了微润灌溉系统浸润宽度以及微润管各种植位置上作物的生长试验研究。【结果】灌水压力、微润管埋深和灌溉时长对单位微润管出流量有显著影响(P0.05)。经微润管渗出的灌溉水在红壤土中形成的湿润体剖面近似为椭圆形,其剖面面积随灌水压力和埋深的增加而增大。不同灌溉时长条件下,红壤土中的微润管不同位置处浸润宽度呈现"中段大、两端小"的趋势,中段处的浸润宽度比两端处增大15.0%~33.6%;微润灌溉系统工作2周后,浸润宽度趋于稳定,浸润宽度范围平均值为0.92~1.18 m,在作物生长试验中,采集线上4种作物的株高、茎粗、鲜质量和干质量均呈现"中段大、两端小"的趋势。【结论】在0.025 MPa灌溉压力和0.15 m灌水器埋深条件下,作物的种植位置越靠近微润管,其长势越好。     

水磁化处理对水肥溶液中黏性颗粒絮凝沉降的影响

【目的】探究水磁化处理对富含黏性颗粒水肥溶液絮凝沉降过程的影响。【方法】配置5种质量浓度的高岭土悬浮液（0.5、1.0、1.5、3.0、5.0 g/L）和3种质量浓度（0.25、0.5 g/L和0.75 g/L）的硫酸钾、尿素、复合肥混合液共14种,分别在4种不同磁化强度（W0:0 T、W1:0.2 T、W2:0.4 T和W3:0.6 T）下,测定4 h内沉降量筒底端10cm高处的浊度、中值沉速、沉降泥沙机械组成、水样zeta电位、p H值、电导率和黏滞系数等的变化。【结果】与未磁化处理相比,磁化后黏性颗粒的絮凝作用有所增强、沉降速率加快（p<0.01）;磁化强度为0.4 T(W2)时,黏性颗粒的絮凝作用最强,沉降泥沙的中值粒径比未磁化处理最高可增加14.7%,其黏粒占比最高可减少25.0%,zeta电位最高可降低68.7%。当水中加入不同肥料时,磁化对沉降泥沙中值粒径、黏粒占比和水样zeta电位值的影响不同,施加硫酸钾肥时磁化的影响效果最大,施加尿素时的影响效果最小。【结论】灌溉水磁化处理可显著促进黏性颗粒的絮凝作用和沉降速率,建议用磁化水灌溉或者输水时,应定期冲洗管网系统,排...     

微孔渗灌条件下土壤水分运动数值模拟

为提高微孔渗灌条件下土壤水分运动数值模拟精度,建立了含有第3类边界条件的二维微孔渗灌土壤水分运动数学模型,着重论述了微孔管3类边界条件处理的流速分解法,并采用ADI交替方向隐式差分法求解数学模型。室内试验结果表明,在渗灌管边界,模拟计算结果的相对误差在6.7%以内,远离渗灌管的地方误差更小,实测值与模拟值二者吻合较好。说明建立的数学模型、边界条件和求解方法具有较高的精度,提出的微孔管边界处理的流速分解法具有可行性,可用来模拟各种因素(微孔管特性、供水特性与土壤特性)影响下微孔渗灌条件下的土壤水分运动。     

渐缩式比例施肥器的设计与试验

【目的】解决压差施肥罐施肥质量浓度随时间衰减的问题。【方法】采用在压力罐中设置可变形的肥袋,压力罐、肥袋与主管连接点中间设置减压阀的方法,研制了一种通过压力罐向管道注肥的渐缩式比例施肥器,实现了比例施肥。理论分析了其并联特性,在此基础上试制了样机,开展了性能试验,测试了4种管道工况下施肥质量浓度变化。【结果】可变形肥袋起到了水肥分隔、水肥等量置换作用,其水力系统为并联管道系统,当结构形式一定时,施肥比例是常数,其仅与2个支路管径以及局部损失系数有关,不受来水管道压力、流量变化影响,同一工况、不同时刻出水管道肥液质量浓度最大偏差为4.7%,来水管道工况变化时平均质量浓度最大偏差为3.5%,属于均匀施肥,施肥器的最大水头损失为0.47 m,施肥比例可在0～10%范围内调节。【结论】研制的渐缩式比例施肥具有施肥质量浓度稳定、水头损失小,适合各种管道压力的特点,可应用于设施农业喷灌、滴灌系统加药、施肥。     

渗灌用黏土基微孔陶瓷灌水器入渗性能研究

针对3种孔径相同开口孔隙率和渗流面积不同的黏土基微孔陶瓷灌水器,进行了水力性能和土壤入渗试验研究。结果表明,相同条件下微孔陶瓷开口孔隙率和渗流面积越大,灌水器渗流量越大;灌水器入渗性能受灌水时间、土壤类型和进口压力的影响。随着灌水时间延长土壤含水率增加,入渗速率减小;在无压条件下,黄绵土入渗速率较砂土大,随着进口压力增大,砂土入渗速率大于黄绵土入渗速率;同时随着进口压力增大灌水器入渗速率增大且稳定时间缩短。     

一种新型灌水器渗灌管出水均匀度试验——毛细透排水带

以排水带作为渗灌系统灌水器,在不同的水头压力、渗灌管距水箱出水口的距离和出水历时条件下,通过实验室内试验,测量不同因素下渗灌管上每个灌水器的出水量,再利用均匀度公式,分别计算不同因素下渗灌管的出水均匀度,在完成室内试验后又做了相应的大田试验,分析灌水速率的变化。实验结果表明:渗灌管上每个灌水器的出水量不尽相同,水箱压力水头和渗灌管距水箱出水口的距离对出水量影响明显,但对其出水均匀度影响不明显;随着供水水头的增大,均匀度也有所增大,但并非按比例增长;随着渗灌管离水箱出水口距离的增大,均匀度有所减小;渗灌管总出水量与时间不成线性关系;灌水速率随着灌水量的增大先增大后减小等。     

机具总览

新型节水管一种集节水、节能、抗堵塞、成本低等优点为一体的新型微孔渗管在河南省济源市鹏源塑料制品公司研制成功。经过在大田、大棚蔬菜、果园等进行渗灌试用,效果非常理想。这一技术已通过鉴定。微孔渗管以聚乙烯和橡胶为主要原料,渗水管管壁由保护层、滤水层和渗水层3部分组成。光洁的管表面实际上布满了人们肉眼看不到的无数个细小弯曲透水的“微孔”,只要在低水压(水位高1m即可)作用下,就可形成如人体皮肤“冒汗”般的灌溉——渗水灌溉。据比较,该管与美国产品相比,使用压力为其1/10,价格相当于其1/8。多方面试用表明,该产品具有以下…     

新型节水管

一种集节水、节能、抗堵塞、成本低等优点为一体的新型微孔渗管在河南济源市鹏源塑料制品公司研制成功。经过在大田、大棚蔬菜、果园等进行渗灌试用,效果非常理想。这一技术已通过鉴定。 微孔渗管以聚乙烯和橡胶为主要原料,渗水管管壁由保护层、滤水层和渗水层三部分组成。光洁的管     

供水压力对微孔陶瓷渗灌土壤水分运移的影响

为探明供水压力对微孔陶瓷灌水器灌水条件下土壤水分运移规律的影响,通过室内土箱模拟试验,研究了3个压力水平下的微孔陶瓷灌水器灌水时的土壤水分入渗特征。研究结果表明,微孔陶瓷灌过程中,供水压力是决定土壤水分初始入渗速率和累计入渗量的关键因素,且供水压力越大,土壤水分初期入渗速率越大,最终累计入渗量也越大;微孔陶瓷渗灌形成的湿润体轮廓为上下不对称的椭球体,湿润锋在各方向上的运移距离与时间呈幂函数关系,其中入渗向上距离水平距离向下距离,供水压力越大,水平最大入渗半径距离灌水器底部距离越远;供水压力对土壤含水分分布影响较大,供水压力越大,灌水器周围含水率越高,高含水率区域越大。在各供水压力水平下,微孔陶瓷渗灌形成的湿润体大小和含水率均能满足作物根系吸水需求。