高含沙水泥沙分离系统设计与分析

将地表高含沙量应用于滴灌是世界性难题,提出适宜的高含沙水滴灌泥沙分离系统是保障引黄滴灌系统安全运行的有效途径之一。采用旋流分离技术结合网式过滤技术对高含沙水进行泥沙分离,在Rietema公式计算出适用于高含沙水质特点的旋流器尺寸的基础上,为减小短路流对分离效果的影响,优化传统旋流器结构,并借助计算流体动力学软件Fluent,采用两相流模型,对优化前后旋流器内部复杂组合螺线涡运动进行数值模拟,分析内部流场湍动能分布特性、泥沙运动轨迹及旋流器壁进行泥沙磨损特性。并对比优化后泥沙分离系统溢流口、底流口泥沙浓度及溢流口泥沙去除率的模拟值与实测值,确定模拟结果的可靠性。结果表明:所设计的旋流分离器与网式过滤器组成的多级泥沙分离系统能有效分离高含沙水,改进后的水力旋流器能更有效地提高泥沙分离系统的分离效率,增加内部流场的稳定性,减小磨损区域和磨损量,提高其使用寿命,为滴灌系统稳定有效的工作提供保障。     

基于滴灌的黄河水泥沙分离试验研究

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题，根据黄河水泥沙的基本特征，应用旋流分离技术进行黄河水泥沙分离，并按照里特马(Rietema)关系式计算出旋流分离器的主要参数，根据布氏(Bredley)“平衡轨道理论”，验算了边界分离粒度dep。就黄河水泥沙含量、进口压力、底流口直径等要素对分离效果的影响，进行了实验研究。实验研究表明黄河水泥沙含量增加，溢流口浓度升高，澄清率降低，分离效果降低；进口压力的增大，溢流口浓度降低，底流口浓度增加，澄清率提高，分离效果提高；底流口直径减小，溢流口浓度稍有增加，底流口浓度急剧增加，澄清率略有降低，但有效分离量急剧下降，分离效果降低。     

黄河高扬程提水灌区滴灌系统水质净化处理研究

针对黄河水泥沙含量大、而滴灌技术对水质要求高的特点,在景电灌区条山农场开展了相关试验,对利用已建黄河水泥沙处理设备和悬浮物处理设备进行水质处理的结果开展了定期观测。结果表明,矩形斜管沉淀池和网式过滤器对于处理黄河水泥沙和悬浮物颗粒效果较好,处理后的水质能够达到滴灌要求。     

高含沙黄河水滴灌系统关键技术的研究

针对高含沙黄河水滴灌系统滴头堵塞的问题,根据滴头堵塞的内因和外因,采取内外结合、双管齐下的技术思路对首部和尾部系统进行改装。对首部的泥沙分离器进行结构优化和改进,提高其对水源中固体颗粒的分离效率,将造成滴头堵塞的外因降低;对尾部的滴头内部流道进行重新设计,在保证消能效果的前提之下,缩短流道长度和放大流道尺寸,增强滴头本身的抗堵塞能力和抗老化问题,从而解决了滴灌技术推广中的关键技术。     

碟式分离机在黄河水泥沙分离中的

针对西北地区黄河流域农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据泥沙基本特征设计了适于黄河水泥沙分离的碟式分离机。通过三因素二次正交旋转回归试验设计, 考察了转鼓转速、碟片间隙以及喷嘴直径对黄河水泥沙分离效率的影响, 得出分离效率与影响因素的回归模型。通过方差分析和效应分析得出：喷嘴直径和转鼓转速对分离效率的影响极显著(p<0.01), 碟片间隙对分离效率的影响显著(p<0.05)。通过频数分析和水平优化表明:黄河水泥沙分离的最佳参数是喷嘴直径为1.4 mm, 转鼓转速为3600 r•min-1,碟片间隙为1.6mm。     

黄河水滴灌工程泥沙处理效果评估

黄河水含沙量大,推广滴灌技术滴头常堵塞问题难以解决。通过对宁夏典型滴灌工程水源中泥沙组成及其在泥沙处理系统中各环节泥沙含量的监测,分析泥沙处理系统不同阶段的泥沙组成及处理效果,并对现有工程设计的合理性进行评估,为节水灌溉工程规划设计提供参考。      

碟式分离机在黄河水泥沙分离中的应用

针对西北地区黄河流域农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据泥沙基本特征设计了适于黄河水泥沙分离的碟式分离机.通过3因素2次正交旋转回归试验设计,考察了转鼓转速、碟片间隙以及喷嘴直径对黄河水泥沙分离效率的影响,得出分离效率与影响因素的回归模型.通过方差分析和效应分析得出:喷嘴直径和转鼓转速对分离效率的影响极显著(P<0.01),碟片间隙对分离效率的影响显著(p<0.05).通过频数分析和水平优化表明:黄河水泥沙分离的最佳参数是喷嘴直径为1.4 mm,转鼓转速为3 600 r/min,碟片间隙为1.6mm.     

串联分离滴灌用黄河水试验研究

针对西北地区黄河流域农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,设计了碟式分离机,选用了LW-380E型卧螺离心机和FXJ-150-I型水力旋流器,将卧螺离心机、碟式分离机和水力旋流器顺次串联进行黄河水泥沙分离。通过三因素二次正交旋转回归试验设计,考察了卧螺离心机差转速、碟式分离机喷嘴直径以及旋流器旋流入口压力对黄河水泥沙分离效率的影响,得出分离效率与影响因素的回归模型。通过方差和效应分析得出:旋流入口压力和差转速对分离效率的影响极显著,喷嘴直径对分离效率的影响显著;水平优化表明,黄河水泥沙分离的最佳参数是旋流入口压力为1.2 MPa,差转速为9.4 r/min,喷嘴直径为0.8 mm。     

离心机与旋流器串联分离泥沙对D50的影响

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据黄河水泥沙的基本特征,研制了适于黄河水泥沙分离的碟式离心机,选用了FXJ-150-I型水力旋流器,将碟式离心机与水力旋流器串联进行黄河水泥沙分离.通过一次回归正交试验,分析了影响溢流颗粒中位径D50的主次因素并找出了最佳参数组合.通过回归正交设计得到了以D50为试验目标的回归方程,通过方差分析可知该方程极显著(a=0.01)并且拟合较好.试验结果表明:旋流入口压力对D50影响极显著,旋流器底流口直径和转鼓转速对D50影响显著.     

无机吸附剂处理黄河水滴灌抗堵塞试验研究

为了解决黄河水滴灌中泥沙处理的问题,利用黄河泥沙配置出高、中、低3种含沙量水质的试验组,采用“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置过滤3种水质进行滴灌堵塞模拟试验,监测水质变化情况并进行滴灌的抗堵性试验;观测2种滴灌带沿程流量变化规律、滴灌系统均匀度以及系统相对平均流量变化规律.结果表明:经“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置处理后,不同含沙量下水体中的浊度及各类污染物指标得到明显降低,其中总氮、总磷、COD,BOD、浊度平均降低了23.9%,40.3%,47.0%,38.3%,97.8%.模拟大田滴灌进行8次灌水试验,依据2种滴灌带试验过程中灌水均匀度及灌水相对平均流量的变化情况可知,在实际使用过程中应采用流量更大、滴头类型为内镶贴片式的滴灌带.     

宁夏引黄灌区调蓄水池水质净化效果研究

针对黄河水微灌泥沙含量高、极易堵塞灌水器的难题,开展了黄河宁夏段泥沙特性、高效节水灌溉工程配套沉沙、调蓄水池水质净化,组合过滤器泥沙去除、水质净化研究。在对大量工程运行效果监测研究的基础上,提出了不同蓄水池规模、黄河水进入蓄水池沉淀时间、组合过滤器水质净化效果,同时结合宁夏引扬黄灌区特点,推荐黄河水微灌水质净化处理模式为渠道→预沉池→调蓄池→泵站前池→加压泵站→首部砂石+叠片过滤器或筛网+叠片过滤器→输水管网→配水管网→灌水器,可为宁夏高效节水灌溉工程建设提供技术支撑。     

引黄滴灌水源中泥沙表面附生生物膜的分形特征

为了解决灌水器堵塞这个制约引黄滴灌技术应用和推广的关键问题,联合运用扫描电镜测试法和分形理论对黄河泥沙颗粒表面形貌进行了分析,结果表明:黄河泥沙颗粒表面形貌表现为以固体颗粒、微生物及其分泌的黏性胞外聚合物形成的复杂生物膜结构.黄河泥沙颗粒表面具有显著的分形和多重分形特征,简单分形维数虽然能从整体上表征颗粒物表面形貌的复杂性与不规则性,但未能刻画颗粒物局部奇异性的微观特征,而多重分形谱可以定量描述这种复杂泥沙颗粒形貌特征.黄河泥沙借助其巨大的表面积,吸附了大量的微生物,微生物分泌的胞外聚合物质量浓度高达276.08~360.68 mg/L,这就要求在控制引黄滴灌系统灌水器堵塞时,需要从以往单纯考虑泥沙颗粒物本身转变为综合考虑泥沙颗粒和微生物的耦合作用,寻求更为有效的堵塞控制策略.     

黄河水滴灌对葡萄生长发育及产量品质的影响

为了探究引黄滴灌对大田葡萄生长发育以及产量品质的影响,以3 a生克伦生葡萄为供试材料,开展全生育期黄河水和地下水滴灌的大田对比试验,监测全生育期内2种水质滴灌处理条件下葡萄的各项指标,分析黄河水滴灌对葡萄生长、产量和品质的影响.结果发现:黄河水能显著影响克伦生葡萄生长发育、浆果外观品质以及果实营养物质含量,能促进新梢枝条生长发育、促进果实膨大、提高果形指数C和硬度P,葡萄可溶性固形物含量TSS和桨果可溶性糖含量WSS分别较地下水处理提高了21.26%和13.59%,Ta含量降低了15.79%.综合分析表明,黄河水滴灌对促进克伦生葡萄新梢枝条生长发育、提高葡萄产量和改善浆果营养品质具有积极意义.试验可为葡萄引黄滴灌发展提供科学依据和理论参考.     

设施农业滴灌用黄河水安全净化处理技术试验研究

引用高含沙地表水作为滴灌水源是解决干旱地区滴灌工程水源的主要途径之一,滴灌用高含沙水净化处理成为亟待解决的重要问题。以宁夏中南部地区设施农业滴灌用黄河水净化技术为对象,开展试验研究,主要结论有：扬黄水经2次沉沙池除沙后泥沙含量降至0.04～0.08kg/m3,悬浮物含量0.98～1.40 mg/L,COD平均含量1.2...     

微灌条件下三种过滤器过滤效果试验研究

为了探索砂石、筛网和叠片过滤器对黄河泥沙的过滤效果及其差异性,在不同过滤流量下进行了室内模型试验,并对比分析了过滤后水浊度、颗粒质量浓度、水头损失、瞬时流量等指标。结果表明,砂石过滤器过滤后水浊度和颗粒质量浓度低于筛网和叠片过滤器,且砂石过滤器过滤后水的水浊度和颗粒质量浓度变化曲线较为稳定,筛网和叠片过滤器的浊度滤除比率和颗粒质量浓度滤除比率均低于砂石过滤器。砂石过滤器截留的泥沙粒径分布均匀,而筛网和叠片过滤器截留能力体现在大粒径,因而砂石过滤器更能充分实现过滤功能。砂石过滤器水头损失随时间呈现递增趋势,而筛网和叠片过滤器变化幅度不大,分析认为后者未能充分截留泥沙,判定水头损失小不代表过滤效果好。综合可知,砂石过滤器过滤黄河泥沙效果优于筛网和叠片过滤器。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。